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UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NUCLEO DE ANZOATEGUI

ESCUELA DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

DISEO DEL CENTRO ENDOGENO DE COMERCIO

TURISTICO-COMUNITARIO DE LA UNIDAD DE DESARROLLO

URBANO 1.3 COLOMBIA. MUNICIPIO GUANTA.

ESTADO ANZOATEGUI.

PRESENTADO POR:

ALVARADO ASTUDILLO, LENNY DEL CARMEN

Trabajo Especial de Grado Presentado como Requisito Parcial para Optar al

Ttulo de: INGENIERO CIVIL

Barcelona, Febrero del 2.010

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ESTADO ANZOATEGUI.

ASESORES

Asesor Acadmico Asesor Industrial

PROF. YASSER SAAB ARQ. ABEL FEAUGAS

Barcelona, Febrero del 2010

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ESTADO ANZOATEGUI.

El jurado hace constar que asign a este Trabajo de Grado la calificacin de:

JURADO

Asesor Acadmico

__________________________

PROF. YASSER SAAB

Jurado Principal Jurado Principal

PROF. LUIGI COTELLESSA PROF. MOUNIR BOUGHANNAM

Barcelona, Febrero del 2010

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RESOLUCION.

De acuerdo al artculo 41 del Reglamento de Trabajo de Grado:

Los trabajos de grado son de exclusiva propiedad de la Universidad y

slo podrn ser utilizados para otros fines con el consentimiento del Consejo

de Ncleo respectivo, quin lo participar al Consejo Universitario.

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DEDICATORIA.

Mi dedicatoria va dirigida a todos los seres por los cuales siento un

profundo amor, respeto y admiracin; adems tambin incluyo a todos

aquellos que lucharon junto a m para superar el difcil momento por el cual

pase, dndome todo su apoyo para que no decayera ante la adversidad.

Dedicado a:

Mi Dios Todopoderoso (Jehov), a su hijo mi Seor Jesucristo (Jess) ya su madre mi Virgen Mara en su aparicin como Virgen del Valle, por

darme las fuerzas y la voluntad para levantarme y lograr mi meta ms

preciada M Ttulo de Ingeniero Civil.

Mi mam Yubiri Astudillo, por haber sido mi fiel apoyo y da a da con

sus palabras darme la fuerza para seguir adelante. Mi padre Kenny Alvarado,

por haberme apoyado y estar all cuando ms lo necesite.

Mis hermanos Kenny Alvarado, Zoranny Alvarado y Marianny Alvarado,

por formar parte de mi vida y estar a mi lado.

Mi abuelo Crispn Astudillo (Q.E.P.D.), quien sin tener muchos estudios

era muy sabio y con sus consejos me ayud a ser lo que soy hoy en da, l

siempre me deca: Estudia nieta estudia que esa es la mejor herencia que te

dejarn tus padres. Mi abuelo Francisco Alvarado, por darme el entusiasmo

indispensable para llegar aqu. Mis abuelas Mara Prez y Zoraida Alvarado,

por haber formado parte de este proyecto de vida.

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Mis tos y tas, primos y primas y dems familiares, por dejarme crecer

junto a ellos y haber aprendido que luchando y dando todo lo bueno se

puede lograr lo que se quiere.

Y por ltimo y no menos importante; Mi prometido Gustavo Daz, quien

ha confiado en m, entregndome todo su amor y su ser para que pudiera

recuperarme y as poder sobresalir. TE AMO MI AMOR.

Confa en Jess y pdele, pdele con Fe,sin temor y alcanzars todas tus metas.

Lenny Alvarado.

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AGRADECIMIENTO.

Tengo el grato placer de dar gracias a muchos seres que sin ningn

inters me entregaron sus conocimientos, experiencia y sabidura para ver

plasmada hoy en da toda su ayuda en este proyecto. Agradezco

fervientemente a:

Mi Dios Todopoderoso, a su hijo mi Seor Jesucristo y a su madre mi

Virgen Mara en su aparicin como Virgen del Valle, por brindarme da a da

mucho conocimiento y sabidura y haber colocado en el lugar correcto las

personas que me ayudaran en este proyecto.

Mi mam Yubiri Astudillo, por haber luchado junto conmigo mano a

mano en la bsqueda de asesoramiento. Mi prometido Gustavo Daz, por no

dejarme desmayar y por ser m fortaleza. Mi suegro Prof. Pedro Daz

(Profesor de la Escuela de Ingeniera Industrial), por haber sido pieza

indispensable en el progreso de este trabajo. Mi primo T.S.U. Angel Astudillo,

por haberme apoyado y guiado.Mi asesor acadmico Prof. Yasser Saab, por darme su apoyo

incondicional y haber credo en m. Mi asesor industrial Arq. Abel Feaugas

(Q.E.P.D.), por haber sido el artfice de este proyecto, brindarme el apoyo y

el asesoramiento para la realizacin de este proyecto.

El Ing. Antonio Bossio, por recomendarme un buen amigo para que me

ayudara en este proyecto. El Ing. Giovanni Solarino, quien me prest toda su

ayuda y enseo parte de sus conocimientos y experiencia en el diseo

estructural. El Prof. Melquades Bermdez (Profesor de la Escuela de

Ingeniera Elctrica), quien de forma desinteresada y muy amable me enseo

el diseo elctrico.

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El Instituto Municipal del Hbitat de Guanta (IMUHAG), el cual me

brindo la oportunidad de realizar m pasanta en su departamento. La

Direccin de Catastro del Municipio Guanta (Ing. William Abreu, Top. Aponte,

T.S.U. Pedro Bueno y los asistentes), por haber colaborado en el

levantamiento topogrfico y asesoramiento. La empresa HIDROCARIBE, en

especial al Ing. Gustavo Daz, por haberme prestado su ayuda y apoyo en lo

concerniente al diseo sanitario.

La Arq. Hilda Petit, el Ing. Francisco Noriega y el Ing. Ivn Zambrano,

quienes amablemente me brindaron orientacin y ayudaron en la bsqueda

de informacin.El Dr. Emilio Barbieri (Homepata), quien me dio un rayito de luz

cuando todo lo daba por perdido, brindndome sus conocimientos y

experiencias para sanarme.

Mis amigos Brauly Jordan, Cesar Borrego y Mara Via, por brindarme

todo su cario y comprensin. Y todas aquellas personas que estuvieron all

pendiente y ayudndome cuando ms los necesit, como son: Mayerlin

Amatima, Ana Mara Milln, Harold Molinet, Roxylexis Rodrguez, MarivitTirado, Antonio Osuna, Nelson Rodrguez y muchas otras personas que en

estos momentos se me escapan, pero los llevo en mi corazn. A todos

MUCHAS GRACIAS.

ni lo alto ni lo profundo, ni ninguna otra cosa creada nos podr separar

del Amor de Dios, que es en Cristo Jess, Seor Nuestro. Romanos 08:39

Lenny Alvarado.

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RESUMEN.

El propsito de este trabajo de grado es disear un Centro Endgeno

de Comercio Turstico-Comunitario en el Municipio Guanta, Estado

Anzotegui, el cual estar conformado por un Centro Endgeno, una Caseta

de Vigilancia y una Pasarela Peatonal, siguiendo las especificaciones

recomendadas por normas, reglamentos, manuales y principios utilizados en

el diseo de obras civiles. En principio se realiz el levantamiento topogrfico

para definir los lmites del terreno y determinar su rea, utilizando programas

de computacin. Luego en el diseo arquitectnico, tomaron en cuenta los

criterios normativos en funcin de lograr una imagen urbana lo ms

agradable posible. El estudio de suelos, llevado a cabo en la formacin

geolgica Querecual, determin la capacidad portante del suelo. Despus se

realiz el diseo estructural de las obras, para determinar las dimensiones de

los miembros estructurales capaces de resistir la accin de los factores que

puedan afectar las estructuras, y se utilizaron programas computacionales

para comprobar la seguridad y estabilidad de las estructuras. Siguiendo las

especificaciones de las correspondientes normas se disearon las

instalaciones sanitarias y elctricas. Por ltimo, se elaboraron los planos del

Centro y se obtuvieron los cmputos mtricos, los anlisis de costos unitarios

y el presupuesto.

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INDICE.

RESOLUCION. ...............................................................................................iv

DEDICATORIA. .............................................................................................. v

AGRADECIMIENTO. .....................................................................................vii

RESUMEN......................................................................................................ix

INDICE DE TABLAS..................................................................................... xiii

INDICE DE FIGURAS. ..................................................................................xvi

INDICE DE PLANOS. ................................................................................. xviii

CAPITULO I. INTRODUCCION. ..................................................................... 1

1.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ................................................ 4

1.2.- OBJETIVOS. ....................................................................................... 6

1.2.1.- Objetivo General. .......................................................................... 6

1.2.2.- Objetivos Especficos. ................................................................... 6

1.3.- ANTECEDENTES. .............................................................................. 7

1.4.- LIMITACIN........................................................................................ 8

1.5.- INSTITUTO MUNICIPAL DEL HABITAT DE GUANTA (IMUHAG)...... 9

CAPITULO II. MARCO TEORICO. ............................................................... 10

2.1.- LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO................................................. 10

2.2.- EXPLORACIN Y MUESTREO DE SUELOS................................... 13

2.2.1.1.- Reconocimiento del Lugar. ................................................... 14

2.2.1.2.- Tipos de Sondeos y su Planificacin. ................................... 14

2.2.1.3.- Toma de Muestras y Registro de Resultados. ...................... 15

2.2.1.4.- Pruebas de Penetracin........................................................ 162.2.1.5.- Localizacin del Agua Subterrnea. .................................... 16

2.2.2.- Determinacin de la Capacidad Portante de un Suelo................ 17

2.3.- FUNDACIONES. ............................................................................... 18

2.4.- DISEO ESTRUCTURAL. ................................................................ 30

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2.4.1.- Especificaciones y Cdigos de Construccin.............................. 30

2.4.2.- Procedimientos del Diseo Estructural........................................ 31

2.4.3.- Tipos de Cargas y Acciones........................................................ 31

2.4.4.- Combinaciones de Cargas. ......................................................... 34

2.4.5.- Criterios de Diseo Estructural.................................................... 36

2.4.5.1.- Diseo en Rango Elstico..................................................... 37

2.4.5.2.- Diseo para los Estados Lmites........................................... 37

2.4.6.- Clasificacin de las Estructuras. ................................................. 43

2.4.7.- Sistemas de Pisos....................................................................... 48

2.5.- DISEO DE LAS INSTALACIONES SANITARIAS. .......................... 49

2.5.3.- Desages Pluviales..................................................................... 52

2.6.- DISEO DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS. ......................... 53

3.1.- LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO................................................. 62

3.1.1.- Procedimiento. ............................................................................ 62

3.1.2.- Resultados. ................................................................................. 64

3.1.3.- Conformacin del Plano Topogrfico. ......................................... 65

3.2.- EXPLORACION Y MUESTREO DE SUELOS................................... 663.2.2.- Perfil Estratigrfico. ..................................................................... 67

3.2.3.- Nivel Fretico. ............................................................................. 67

3.2.4.- Potencial de Licuefaccin............................................................ 67

3.2.5.- Propiedades del Suelo. ............................................................... 67

3.2.6.- Tipo de Fundacin....................................................................... 68

3.3.- DISEO ESTRUCTURAL. ................................................................ 68

3.3.1.- Anlisis y Estudio del Proyecto. .................................................. 68

3.3.2.- Anlisis de Cargas. ..................................................................... 69

3.3.3.- Mayoracin de Cargas. ............................................................... 71

3.3.4.- Diseo Ssmico. .......................................................................... 72

3.3.5.- Procedimiento del Diseo Estructural. ........................................ 74

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3.3.6.- Resultados del Diseo Estructural. ............................................. 77

3.3.7.- Diseo de las Correas................................................................. 79

3.3.8.- Sistemas de Pisos Aplicados. ..................................................... 82

3.3.9.- Diseo de las Planchas Bases (Placas Metlicas)...................... 84

3.4.- FUNDACIONES. ............................................................................... 84

3.5.- DISEO DE LAS INSTALACIONES SANITARIAS. .......................... 86

3.5.1.- Provisin de Agua Fra................................................................ 87

3.5.2.- Desages Cloacales y de Aguas Servidas.................................. 91

3.5.3.- Desages Pluviales..................................................................... 97

3.6.- DISEO DE LAS INSTALACIONES ELCTRICAS. ......................... 99

3.6.1.- Clculo de las Instalaciones Elctricas en el Centro Endgeno.............................................................................................................. 100

3.6.2.- Clculo de las Instalaciones Elctricas en la Caseta de Vigilancia.............................................................................................................. 113

CAPITULO IV. COMPUTOS METRICOS, ANALISIS DE PRECIOS

UNITARIOS y PRESUPUESTO.................................................................. 119

CAPITULO V. CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES. ...................... 122

BIBLIOGRAFIA. .......................................................................................... 125

APENDICE A. TABLAS ...................................Error! Marcador no definido.

APENDICE B. FIGURAS .................................Error! Marcador no definido.

APENDICE C. COORDENADAS y EQUIPOS TOPOGRAFICOS. ........ Error!Marcador no definido.

APENDICE D. INFORME TECNICO DE SUELOS.Error! Marcador nodefinido.

APENDICE E. ANALISIS y RESULTADOS DEL DISEO ESTRUCTURAL.

.........................................................................Error! Marcador no definido.

APENDICE F.TABLAS y RESULTADOS DE LAS INSTALACIONESSANITARIAS....................................................Error! Marcador no definido.

APENDICE G. PLANOS DEL PROYECTO. ....Error! Marcador no definido.

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INDICE DE TABLAS.

TABLA 2.1. Peso Especfico y Capacidad Portante adm.

TABLA 2.2. Seleccin del Tipo de Fundacin. (Tomado de Goodman y

Karol, 1968).

TABLA 2.3. Factores de Minoracin de Resistencia.

TABLA 2.4. Diferentes Formas de Apoyo.

TABLA 2.5. Cargas Variables sobre Entrepisos.TABLA 2.6. Propiedades del Acero Estructural.

TABLA 2.7. Niveles de Diseo para las Estructuras de Acero.

TABLA 2.8. Relaciones ancho/espesor para Elementos Comprimidos No

Rigidizados.

TABLA 2.9. Lista de Artefactos Tpicos para Residencias (sese para

averiguar las necesidades elctricas de una residencia en

proyecto).

TABLA 2.10. Capacidad de los Circuitos Ramales ms usados en

Residencias (cifras redondeadas).

TABLA 2.11. Largos Permisibles en metros de Circuitos de 120 volts Una

Fase Basados en 1% Cada de Tensin, Conductor de Cobre,

TTU*, Temperatura del Conductor: 60 C, Frecuencia: 60 Hz,

Factor de potencia: 0.95.

TABLA 2.12. Largos Permisibles en metros de Circuitos de 208/120 volts

Tres Fase Basados en 1% Cada de Tensin, Conductor de

Aluminio, TTU*, Temperatura del Conductor: 60 C,

Frecuencia: 60 Hz, Factor de potencia: 0.95.



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Cobre, TTU, Temperatura del Conductor: 60 C, Frecuencia:

60 Hz, Factor de potencia: 0.95.



Aluminio, TTU, Temperatura del Conductor: 60 C,

Frecuencia: 60 Hz, Factor de potencia: 0.95.

TABLA 2.15. Corrientes Permisibles 1en Conductores de Cobre Aislados en

Amperes. (No ms que tres* conductores activos en Tubo

Conduit o Cable, o Enterrados Directamente. Temperatura del

ambiente 30 C).TABLA 2.16. Corrientes Permisibles 1en Conductores de Aluminio Aislados

en Amperes. (No mas que tres* conductores activos en tubo

conduit o cable, o enterrados directamente. Temperatura del

ambiente 30 C).

TABLA 2.17. Nmero mximo de Conductores de Tubos Roscados o No

Roscados de Tamao Comerciales (Basados en la Tabla 3

del CEN).TABLA 2.18. Carga Unidad y Factores de Demanda para Alimentadores.

TABLA 2.19. Corrientes de Motores a Plena Carga en Amperes 1. Motores

Monofsicos para Corriente Alterna.

TABLA 2.20. Acometidas Interiores Tpicas para el Uso en Residencias

Unifamiliares y Edificios Pequeos.

TABLA 2.21. Conductor del Electrodo de Puesta a Tierra para Sistemas

Puestos a Tierra.

TABLA 2.22. Conductor del Electrodo de Puesta a Tierra para Sistemas No

Puestos a Tierra.

TABLA 3.1. Coordenadas Topogrficas.

TABLA 3.2. Unidades de Gasto para el Clculo de Tuberas de Distribucin

de Agua en Edificios (Piezas de Uso Pblico).

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TABLA 3.3. Dimetros, Presiones Y Gastos Mnimos Requeridos en los

Puntos de Alimentacin de las Piezas Sanitarias.

TABLA 3.4. Tabla de Prdidas y Presiones Disponibles. Centro Endgeno.

TABLA 3.5. Tabla de Prdidas y Presiones Disponibles. Caseta de

Vigilancia.

TABLA 3.6. Dimetros de los Sifones segn la Pieza Sanitaria Servida.

TABLA 3.7. Unidades de Descarga correspondientes a cada Pieza Sanitaria.

TABLA 3.8. Nmero Mximo de Unidades de Descarga para Desages

Horizontales y Bajantes.

TABLA 3.9. Nmero Mximo de Unidades de Descarga para Cloacas.TABLA 3.10.Tablas para el Clculo de la Tubera de Aguas Negras. Centro

Endgeno. Baos.

TABLA 3.11. Tablas para el Clculo de la Tubera de Aguas Negras. Centro

Endgeno. Fregaderos.

TABLA 3.12. Tablas para el Clculo de la Tubera de Aguas Negras. Caseta

de Vigilancia.

TABLA 3.13. Distancias Mximas entre la Salida de un Sifn y lacorrespondiente Tubera de Ventilacin.

TABLA 3.14. Dimensiones de los Tubos de Ventilacin Principal.

TABLA. 3.15. Conductos Circulares para Agua de Lluvia.

TABLA. 3.16. Bajantes para Agua de Lluvia.

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INDICE DE FIGURAS.

Figura 1.1. Estado Anzotegui (Zona Metropolitana).

Figura 1.2. Municipio Guanta.

Figura 2.1. Estacin Total (Partes Fundamentales).

Figura 2.2. Dispositivo para Captura de Datos (GPS).

Figura 2.3. Pantalla Digital y Teclado de una Estacin Total.

Figura 2.4. Secciones Crticas por Flexin. Figura 2.5. Hiptesis utilizadas en la obtencin de las ecuaciones para el

diseo de concreto a la rotura.

Figura 2.6. Seccin crtica y rea cargada para (a) tensin diagonal

(punzonado) y (b) viga ancha. Figura 2.7. Condiciones en el contacto pedestal-zapata.

Figura 2.8. Definicin de la Seguridad Estructural.

Figura 2.9. Definicin del ndice de Confiabilidad. Figura 2.10. Estructuras Tipo Prtico.

Figura 2.11. Prticos Arriostrados con Diagonales Concntricas.

Figura 2.12. Estructuracin con Conexiones Rgidas. Figura 2.13. Pisos de Cubierta de Acero.

Figura 2.14. Esquema del Sistema de Distribucin Elctrica para una

Vivienda Unifamiliar.

Figura 2.15. Tipos de Circuitos y Ejemplos de Artefactos.

Figura 2.16. Dormitorios y Baos (Distribucin tpica de Punto de Luz,

interruptores y tomacorrientes).Figura 2.17. Tipos Normales de Distribucin para Servicios Residenciales en

el rea de Caracas.

Figura 2.18. Tipos de Circuitos para Residencias.

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Figura 2.19. Valores Recomendados de la Cada de Tensin Mxima

Admisible.

Figura 3.1. Estacin Total.

Figura 3.2. Sistema de Posicin Global (GPS).

Figura 3.3. Prisma ptico.

Figura 3.4. Estacin Total en Funcionamiento.

Figura 3.5. Posibilidades de Comunicacin Disponible de las Estaciones

Totales.

Figura 3.6. Ubicacin de los Lmites del Terreno.

Figura 3.7. Tensoestructuras (Lonas).Figura 3.8. Techo Machihembrado.

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INDICE DE PLANOS.

PLANOS ARQUITECTURA.

CENTRO ENDOGENO.

A0: UBICACIN. SITUACION

A1: PLANTA DE CONJUNTO.

A2: PLANTA BAJA.

A3: PLANTA ALTA.

A4: PLANTA DE TECHO.

A5: FACHADA PRINCIPAL.A6: FACHADA POSTERIOR.

A7: CORTE LONGITUDINAL.

A8: CORTE-FACHADA.

CASETA DE VIGILANCIA.

A9: PLANTA.

A10: PLANTA DE TECHO.

A11: FACHADA PRINCIPAL-POSTERIOR.

A12: FACHADAS LATERALES.

A13: CORTES TRANSVERSALES.

PASARELA PEATONAL.

A14: PLANTAS Y ALZADOS.

PLANOS ELECTRICOS.

CENTRO ENDOGENO.

IE1:ILUMINACION. PLANTA BAJA.

IE2:ILUMINACION. PLANTA ALTA.

IE3:TOMACORRIENTE. PLANTA BAJA.

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IE4:TOMACORRIENTE. PLANTA ALTA.

IE5:DIAGRAMAS UNIFILIARES. SUB-TABLEROS P. ALTA.

IE6:DIAGRAMAS UNIFILIARES. SUB-TABLEROS P. BAJA.

IE7: DIAGRAMAS UNIFILIARES. TABLEROS PRINCIPALES P. ALTA- P.

BAJA.


IE8:INSTALACIONES ELECTRICAS. PLANTA BAJA-PLANTA ALTA.

IE9:DIAGRAMA UNIFILIAR.

PLANOS ESTRUCTURALES.

CENTRO ENDOGENO.

E1: PLANTA FUNDACION.

E2: ENVIGADO ENTREPISO.

E3: ENVIGADO DE TECHO.

E4: ENVIGADO. TECHO LONA.

E5: PORTICOS B-C.E6: PORTICO A. PORTICOS 1= 3= 5= 7= 9. PORTICOS 2= 4= 6= 8.

E7: ESCALERA-DETALLES.


E8: LOSA DE FUNDACION.

E9: ENVIGADOS.

E10: PORTICOS.

E11: DETALLES.

E12: DETALLES DE ESCALERA.

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PASARELA PEATONAL.

E13: FUNDACIONES Y DETALLES.

E14: PLANTAS Y PORTICOS.

E15: FACHADAS Y PORTICOS.

E16: DETALLES.

PLANOS SANITARIOS.

CENTRO ENDOGENO.

IS1:PLANTA BAJA. AGUAS BLANCAS.

IS2:PLANTA ALTA. AGUAS BLANCAS.IS3:ISOMETRIA. AGUAS BLANCAS.

IS4:PLANTA BAJA. AGUAS NEGRAS.

IS5:PLANTA ALTA. AGUAS NEGRAS.

IS6:PLANTA TECHO. AGUAS PLUVIALES.

IS7:DETALLE-ISOMETRIA. AGUAS NEGRAS.




IS10: AGUAS BLANCAS. PLANTAS.

IS11: DETALLE ISOMETRICO. AGUAS BLANCAS.

IS12: AGUAS NEGRAS. PLANTAS.

IS13: AGUAS NEGRAS. DETALLES-ISOMETRIA.

IS14: DETALLE. AGUAS NEGRAS.

CENTRO ENDOGENO-CASETA DE VIGILANCIA.

IS15: PLANTA DE CONJUNTO. INST. SANITARIAS

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PLANOS TOPOGRAFICOS.

T1: TOPOGRAFIA ORIGINAL.

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1

CAPITULO I. INTRODUCCION.

Desde hace una dcada, un nuevo paradigma recorre nuestro pas, ya

que se han puesto de moda algunos trminos, como: desarrollo endgeno,

desarrollo sostenible, desarrollo sustentable, entre otros, y aunque los

utilizamos a diario no los tenemos muy claros. Asimismo, en los predios

internacionales estas expresiones se hacen cada vez ms usuales. Dentro

de este marco, se nos hace importante precisar uno de estos conceptos, aun

cuando no se intente una definicin tcnica y exhaustiva acerca del tema.

El Desarrollo Endgeno significa desarrollo desde adentro. Es un

modelo econmico en el que las comunidades desarrollan sus propias

propuestas. Es decir, el liderazgo nace en la comunidad, y las decisiones

parten de la comunidad misma. Es la bsqueda de la satisfaccin de las

necesidades bsicas, la participacin de la comunidad, la proteccin del

ambiente y la localizacin de la comunidad en un espacio determinado. ste

se caracteriza por: otrgale poder a las comunidades organizadas para que

desarrollen sus potenciales agrcolas, industriales y tursticos de sus

regiones; reintegrar a las personas que han sido excluidas del sistema

educativo, econmico y social; construir redes productivas donde los

ciudadanos participen activamente en igualdad de condiciones y disfruten de

fcil acceso a la tecnologa y el conocimiento; ofrecer a las comunidades y a

la gente comn la infraestructura del Estado que haba sido abandonada

tales como: los campos industriales, maquinarias y tierras inactivas, con elobjeto de generar bienes y servicios por y para los mismos ciudadanos.

Los objetivos del desarrollo endgeno son: organizar a las

comunidades, erradicar la pobreza, mejorar la calidad de vida de las

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2

comunidades desasistidas y ubicadas en zonas demogrficamente

desconcentradas, propiciar la desconcentracin de la poblacin en el

territorio nacional, impulsar una sociedad proactiva y productiva y restituir el

sentido de ciudadana participativa en las comunidades. Indagando da a da

como darles a los ciudadanos una mejor calidad de vida, nacen nuevas

alternativas que permiten mancomunar acciones entre los ayuntamientos de

cada municipio y comunidades organizadas, con el objeto de hacer viables

proyectos que permitan el crecimiento de stas. Se ha de vincular una accin

perfilada bajos los preceptos antes descritos donde sea posible desarrollar,

con el apoyo tecnolgico, humano y de innovaciones ingenieriles, un espaciodestinado a las diversas actividades econmicas y de capacitacin formativa

que se den a lugar en una ciudad donde el devenir de la actividad turstica

promueva su propia economa y su propia cultura, como es el caso de la

Zona Nor-Costera del Estado Anzotegui (Figura 1.1) conformado por sus

Municipios de mayor inters turstico como son: Guanta, Puerto la Cruz y

Lechera.

FUENTE: WWW.A-VENEZUELA.COM

Figura 1.1. Estado Anzotegui (Zona Metropolitana).

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3

Este proyecto se circunscribe al Municipio Guanta (Figura 1.2)

especficamente. Se estima la afectacin de un rea de terreno cuya

extensin es aproximadamente de 2400 m2, ubicada al margen de la

Troncal 009 mejor conocida como Carretera Nacional, que conecta el flujo

vehicular entre los estados Sucre, Anzotegui y Miranda. Se hace inherente

precisar que esta rea yace enclavada en la Parroquia Chorrern, ms

especficamente en el Sector Colombia, la cual cuenta con una va interna

que sirve para la circulacin y estacionamiento de vehculos a los cuales se

les hace mantenimiento de los mismos, estando ocupada por comercios

ambulantes a todo lo largo de ella. Por ello, se lleg a convenir la ejecucinde un proyecto factible, sin precedentes en este Municipio; que consta de la

construccin de un conjunto estructural que les brindar a la comunidad

empleo, seguridad, cultura, educacin y confort para la formacin,

organizacin y fomento de sus actividades socio-econmicas y culturales. El

conjunto se dividir en tres obras: Centro Endgeno, Caseta de Vigilancia y

Pasarela Peatonal, cada uno diseado con un estilo propio, bajo la premisa

de Excelente Calidad de Vida a Bajo Costo.

FUENTE: DIR. CATASTRO DEL MUNICIPIO GUANTA

Figura 1.2. Municipio Guanta.

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4

La realizacin de este conjunto estructural permite concluir que si los

seres humanos se unen como comunidad pueden obtener beneficios que les

hagan mejorar su calidad de vida, bajo el concepto de sustentabilidad y

equidad. Si pensramos como Jean Franco en su metfora del cuerpo la

cabeza que piensa est en el norte, mientras que el cuerpo que acta (y

que ejerce las funciones biolgicas-corporales) est en el sur,

lograremos un desarrollo donde el liderazgo nace en la comunidad, y las

decisiones parten desde adentro de la comunidad misma.

Los planos arquitectnicos son propiedad del Instituto Municipal delHbitat de Guanta (IMUHAG), a partir de los cuales se realiz el diseo

estructural y el diseo de las instalaciones sanitarias y elctricas de este

proyecto.

1.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

En los estudios realizados en la Unidad de Desarrollo Urbano 1.3Colombia, referido al sector denominado Sector Colombia en el Municipio

Guanta del Estado Anzotegui, como producto del anlisis urbano se

observ y determin que el mismo posee determinantes carencias y

necesidades de servicios de infraestructura comunitaria, tales como: reas

de concentracin para la vida comunal, escasez de red de circulacin

peatonal interna y externa, seguridad, espacios de participacin ciudadana

(plazas, estacionamientos vehiculares, etc.), servicios pblicos y

equipamiento urbano, otros. Por ello, se plantea desarrollar un proyecto

acorde al espacio fsico del sector, que a futuro solvente algunos de los

problemas antes mencionados, diseando la sede del Centro Endgeno

de Comercio Turstico-Comunitario. El proyecto formar parte de un

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5

conjunto de edificaciones y mobiliario urbano, complementado con reas

destinadas a la formacin, organizacin y fomento de los aspectos sociales,

de preparacin y enseanza de la comunidad. Adems, incluir la

construccin de una caseta de vigilancia y una pasarela peatonal sobre la va

Guanta-Cuman (Troncal 009). El Centro Endgeno estar conformado por

una edificacin principal de dos niveles, donde se desarrollar en planta baja

un rea comercial de pequeos cubculos para generar puestos de trabajo y

atender a propios y visitantes, con todos los servicios bsicos necesarios

para su funcionamiento apegados a las normas de la Comisin

Venezolana de Normas Industriales (COVENIN). En la planta alta sedesarrollar un conjunto de espacios que funcionarn como oficinas para la

junta comunal, talleres de formacin comunitaria, exposiciones, etc. La

Caseta de Vigilanciaestar formada por un edificio de dos niveles, la planta

baja para funciones administrativas y de control, y en la planta alta se prevee

una sala de estar y descanso para el personal, lo que har garante la

permanencia de efectivos para tener un clima de seguridad al visitante y al

usuario del centro, y a la vez has de brindar proteccin a las instalaciones y ala comunidad en general. Esa caseta servir como punto de control para el

acceso al Sector Colombia y al Centro Endgeno.Esta propuesta incluye el

desarrollo de una Pasarela Peatonalque atraviesa la Carretera Nacional y la

va interna con una distancia de 35 mts aproximadamente, cuyas

caractersticas sern esbozadas en los planos respectivos. Adems el

proyecto contar con facilidad de acceso de ambos sentidos de la va, un

amplio estacionamiento, reas verdes tratadas para crear un microclima

favorable en el entorno de las instalaciones.

Basndose, en la importancia que posee dicho centro endgeno, se

requerir para su realizacin del apoyo de programas de clculo y

digitalizacin (SAP2000, IP3, Auto-Cad, otros); los cuales ayudarn a disear

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adecuadamente las estructuras de los elementos a proyectar, tomando en

cuenta normas y procedimientos tcnicos aplicables a ste, desde el punto

de vista de ingeniera estructural. La finalidad del proyecto es generar

empleo para los habitantes del sector a travs de actividades socio-

econmicas, as como tambin, la posibilidad de contar con espacios

destinados al fortalecimiento de las relaciones comunales, facilitar el trnsito

peatonal del sector en las cercanas a la va inter-urbana que une las

ciudades Guanta-Cuman y contar con la seguridad que ofrecer la

permanencia y accin de efectivos policiales en el sector.

1.2.- OBJETIVOS.

1.2.1.- Objetivo General.

Disear el Centro Endgeno de Comercio Turstico-Comunitario de la

Unidad de Desarrollo Urbano 1.3 Colombia. Municipio Guanta. Estado

Anzotegui.

1.2.2.- Objetivos Especficos.

1. Realizar el levantamiento topogrfico del rea en estudio.

2. Revisar el estudio de suelos y su capacidad portante.

3. Disear las estructuras metlicas del Centro Endgeno,

tomando en consideracin el anlisis ssmico correspondiente.

4. Disear las instalaciones sanitarias y elctricas.

5. Elaborar los planos del proyecto, segn Normas Covenin.

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6. Realizar cmputos mtricos, presupuesto y anlisis de precios

unitarios del proyecto.

1.3.- ANTECEDENTES.

En cuanto a trabajos de grado realizados anteriormente en el

Departamento de Ingeniera Civil relacionados con el tema, tenemos que

para el ao 1988, Campos C., Juan E.3, buscando nuevas alternativas para

la construccin de obras sociales desde el punto de vista econmico, realiz

distintos anlisis para la elaboracin de estructuras de acero a bajo costo, las

cuales brindaran a las comunidades instalaciones seguras para su debida

utilizacin. En este estudio se recomienda utilizar el acero debido a que

permite la utilizacin de espacios libres, incrementando as las reas tiles y

dando mayor libertad para la distribucin de la tabiquera, adems de

economizar en las fundaciones. Debido a la gran resistencia estructural de

los miembros de acero, permite reducir la altura de las vigas, facilitando las

instalaciones sanitarias, aire acondicionado, etc. y adems, permite disponer

de mayor altura. En cuanto, al anlisis del diseo sismo-resistente, el aceroproporciona a la estructura cierta capacidad para disipar las fuerzas

producidas por el sismo sin sufrir daos irreparables que comprometan la

estabilidad de la estructura, as como tambin, evita que se produzcan daos

y pnico de sus ocupantes, debido a los sismos resistidos durante la vida til

de la estructura. Del mismo modo en el ao 2006, Ladera M., Yubilys de los

A.8, propuso un estudio que permite disear estructuras de inters social

bajo la premisa de abaratar costos sin desmejorar la calidad, realizando

estudios de perfiles estructurales forjados en fro, los cuales arrojaron el

resultado de reducir el peso de los perfiles manteniendo sus caractersticas

de resistencia; de este modo se produce un importante ahorro en la

estructura metlica, lo cual se traduce en una significativa reduccin de los

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costos de construccin. Estos perfiles pueden ser utilizados como vigas o

columnas donde las cargas se consideren de tipo liviano. Para el clculo

estructural se utiliz el programa computarizado SAP 2000, el cual realiz el

anlisis esttico y dinmico por elementos finitos y proporcion los seis

grados de libertad dinmico, al igual que gener los desplazamientos y las

fuerzas generadas en cada miembro y en cada nodo por cada carga y por

cada combinacin de carga, la cual produce una extensa cantidad de

informacin; as como tambin, es posible observar en forma grfica las

formas deformadas de la estructura ante la carga aplicada y la animacin del

movimiento que produce su deformacin (en especial en el caso del sismo).

1.4.- LIMITACIN.

El estudio de suelos, requisito indispensable para realizar el clculo

estructural, no se contrat debido a un corte presupuestario de parte del

Ejecutivo Nacional al Instituto Municipal del Hbitat de Guanta (IMUHAG), sin

embargo, se tomaron los datos de un estudio de suelos realizado por laempresa LABCE, CA (laboratorio de control y ensayo de materiales),

ejecutado en el Sector El Chaurito del Municipio Guanta (Apndice D), sector

que comparte la misma formacin geolgica (Formacin Querecual) que el

Sector Colombia donde se va a realizar el diseo del Centro Endgeno de

Comercio Turstico-Comunitario. Por ello, se presume que el suelo del

Sector Colombia posee una excelente capacidad portante, ya que ese fue el

resultado obtenido en el estudio realizado en el Sector El Chaurito.

No obstante, se sugiere que en todo proyecto de edificacin se

conozcan las condiciones del suelo y el tipo de fundacin a utilizar. A pesar

de que el Instituto Municipal del Hbitat (IMUHAG) autoriz la elaboracin del

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presente proyecto, se recomienda que antes de su construccin se haga el

respectivo estudio de suelo.

1.5.- INSTITUTO MUNICIPAL DEL HABITAT DE GUANTA (IMUHAG).

Es un instituto que se encarga de disear las polticas de vivienda para

que en el Municipio Guanta se desarrollen las potencialidades urbanas y los

ncleos habitacionales que correspondan al nuevo rol y forma de afrontar la

nueva visin del ser humano, incorporando a la sociedad y en especial a la

comunidad, en la bsqueda de soluciones que rompan ese esquema

paternalista y asistencialista que poseen las acciones del estado en el rea

de vivienda.

El Instituto fue creado por Decreto N 016-2001 el 26 de Noviembre del

ao 2001 y la ordenanza para su funcionamiento fue aprobada el 30 de

Enero del ao 2002, pero inicia sus actividades a partir de 15 de Abril del

mismo ao, asumiendo la Presidencia la Arq. Esther Gonzlez hasta el 31 deJulio del ao 2003. Segn resolucin N 057-2003 de fecha 01 de Agosto del

ao 2003 asume la Presidencia el Arq. Jos Alfredo Gonzlez Prez hasta el

30 de Mayo del ao 2006. Posteriormente, de acuerdo a resolucin

N 055-2006 de fecha 31 de Mayo del ao 2006, toma posesin de dicho

cargo el Ing. William Abreu desde el 01 de Junio del ao 2006 hasta el 31 de

Octubre del ao 2006 y finalmente, hasta la actualidad, pasa a ocupar la

Presidencia el Arq. Abel Feaugas, segn resolucin N 085-2006 del 01 de

Noviembre del ao 2006.

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CAPITULO II. MARCO TEORICO.

Una de las inquietudes que los arquitectos y los ingenieros

diseadores de edificios debe resolver al inicio de los proyectos es lo

concerniente al tamao de los elementos estructurales a utilizar. Su

importancia radica fundamentalmente en prever desde el proyecto

arquitectnico los espacios adecuados para los elementos estructurales y

lograr una valoracin inicial muy ajustada de las cantidades de obra

estructural.

2.1.- LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO.

Los levantamientos topogrficos se realizan con el fin de determinar la

configuracin del terreno y su posicin sobre la superficie de la tierra, as

como tambin los elementos naturales o instalaciones construidas por el

hombre en l. En los ltimos aos, stos levantamientos han venido teniendo

avances debido a la evolucin de la informtica y de la electrnica,combinando equipos informticos con instrumentos topogrficos,

desarrollando programas avanzados de clculos topogrficos y modelado

digital de terrenos utilizando Estaciones Totales que permiten combinar la

toma de datos automtica con programas de clculo topogrfico y de CAD

(Computer Aided Design, o diseo asistido por ordenador), as como el uso

del Sistema de Posicionamiento Global(GPS, Global Positioning System).

La Estacin Total, es un equipo topogrfico electrnico que realiza

todas las operaciones de medicin y replanteo, sustituyendo las libretas de

toma de datos por libretas electrnicas que se conectan directamente con el

ordenador para el tratamiento de los datos con los programas adecuados

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(Figura 2.1). Su precisin, facilidad de uso y la posibilidad de almacenar la

informacin para descargarla despus en programas de CADha hecho que

desplacen a los teodolitos, que actualmente estn en desuso.

FUENTE: WWW.SOKKIA.COM.

Figura 2.1. Estacin Total (Partes Fundamentales).

Por otra parte, desde hace ya varios aos las estaciones totales se

estn viendo apoyadas por el sistema de posicionamiento global (GPS) en

los trabajos topogrficos (Figura 2.2). El GPS, es un Sistema Global de

Navegacin por Satlite(GNSS) que permite determinar en todo el mundo la

posicin de un objeto, una persona, un vehculo o una nave, con una

precisin hasta de centmetros. Con la estacin total se puede efectuar

automticamente las mismas operaciones que se realizaban antes con otros

aparatos, como los taqumetros o los teodolitos, debido al uso de la

microelectrnica, lo cual permite eliminar clculos tediosos para determinar

las coordenadas cartesianas de los puntos tomados en campo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Dise%C3%B1o_asistido_por_computadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Global_de_Navegaci%C3%B3n_por_Sat%C3%A9litehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Global_de_Navegaci%C3%B3n_por_Sat%C3%A9litehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Global_de_Navegaci%C3%B3n_por_Sat%C3%A9litehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Global_de_Navegaci%C3%B3n_por_Sat%C3%A9litehttp://es.wikipedia.org/wiki/Dise%C3%B1o_asistido_por_computador

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FUENTE: WWW.GEOSYS.COM.UY

Figura 2.2. Dispositivo para Captura de Datos (GPS).

Para realizar todas estas operaciones, las estaciones totales disponen

de programas informticos incorporados en el propio aparato. Todas las

funciones del mismo, as como la informacin calculada, son visibles a travsde una pantalla digital y un teclado como los que se muestran en la

Figura 2.3.

FUENTE: WWW.SOKKIA.COM.UY

Figura 2.3. Pantalla Digital y Teclado de una Estacin Total.

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Mediante una estacin total se puede determinar la distancia horizontal

o reducida, la distancia geomtrica, el desnivel, la pendiente en %, los

ngulos horizontal y vertical, as como las coordenadas cartesianas X, Y, Z

del punto de destino; stas ltimas basadas en las que tiene asignadas el

aparato en el punto de estacionamiento. Los resultados obtenidos no es

necesario transferirlos a la tradicional libreta de campo, pues sta se ha visto

sustituida por una libreta electrnica o colector de datos que se encarga de ir

almacenando, de forma automtica, toda la informacin necesaria.

2.2.- EXPLORACIN Y MUESTREO DE SUELOS.

Los trabajos de muestreo de suelos tienen por objeto obtener la

informacin necesaria para conocer los siguientes aspectos de los depsitos

de suelos identificados en la etapa preliminar del estudio geotcnico:

- Estratigrafa del sitio.

- Clasificacin geotcnica de los suelos que forman cada estrato o

lente.- Compacidad relativa o consistencia de cada tipo de suelo

identificado en el perfil estratigrfico.

- Resistencia al esfuerzo cortante, compresibilidad y permeabilidad

de los suelos de cada estrato.

El tipo de exploracin del subsuelo depende de varios factores, entre

los cuales se pueden mencionar la magnitud del proyecto a realizar, el uso o

destino del edificio, el tiempo previsto de su vida de servicio, etc.

2.2.1.- Etapas.

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Por lo general se deben cumplir las siguientes etapas:

- Reconocimiento del lugar.

- Tipos de sondeos y su planificacin.

- Toma de muestras y registro de resultados.

- Pruebas de penetracin.

- Localizacin del agua subterrnea.

- Exploracin geofsica.

La informacin necesaria debe comprender usualmente los siguientesdatos: las caractersticas geolgicas de los depsitos, la profundidad y

espesor de los estratos, la composicin de los suelos y rocas, la profundidad

y oscilacin del nivel fretico, la capacidad resistente y compresibilidad, la

densidad, el contenido de humedad y la porosidad, la posibilidad de

expansiones y retracciones, la identificacin de fallas potenciales.

2.2.1.1.- Reconocimiento del Lugar.

El reconocimiento del lugar permite obtener una idea general de las

caractersticas del suelo en toda el rea del terreno y sus alrededores:

- Informacin geolgica de la regin.

- Potencialidad ssmica en la zona.

- Inspeccin visual del lugar.

- Toma de fotografas areas del sitio a estudiar.

- Observacin de construcciones existentes en el rea.

2.2.1.2.- Tipos de Sondeos y su Planificacin.

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Despus de realizado el reconocimiento del lugar, se procede a

planificar el trabajo de exploracin del subsuelo realizando sondeos,

tomando muestras, analizndolas en el laboratorio e interpretando los

resultados.

Los tipos de sondeos ms usuales son los siguientes:

- Excavacin de pozos.

- Sondeos barrenados.

- Por inyeccin de agua.

- Perforaciones con taladro.

2.2.1.3.- Toma de Muestras y Registro de Resultados.

La toma de muestras se refiere al mtodo de extraer el suelo mediante

las excavaciones o perforaciones realizadas en los sondeos, para determinar

sus propiedades y caractersticas resistentes, tales como: la capacidad

portante, la compresibilidad, la permeabilidad, la retraccin o expansin. Lasmuestras obtenidas pueden ser:

- Disturbadas, que son aquellas obtenidas mediante los mtodos de

sondeos barrenados o mediante inyecciones de agua, en las cuales

el suelo se ve considerablemente alterado y aumenta su contenido

de humedad.

- No disturbadas, se refieren a las tomadas adoptando especiales

precauciones para minimizar la alteracin del suelo y poder

presentarlo en su estado natural de consolidacin.

El registro de los resultados de exploracin del subsuelo a diferentes

profundidades permite determinar el perfil, la naturaleza de los estratos, su

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origen, heterogeneidad, la presencia del agua subterrnea y adems

caractersticas que afectan su capacidad portante y su resistencia.

2.2.1.4.- Pruebas de Penetracin.

Las pruebas de penetracin son el mtodo ms usado para la

explotacin del subsuelo y la obtencin de datos acerca de la profundidad de

los estratos, composicin del suelo, resistencia, compacidad, etc. Estas

pruebas resultan especialmente indicadas para determinar la consistencia de

los depsitos cohesivos y la densidad relativa de los granulares. Laresistencia que opone un suelo a ser penetrado se determina mediante

aparatos que se denominan penetrmetros.

2.2.1.5.- Localizacin del Agua Subterrnea.

Toda exploracin del subsuelo debe incluir la localizacin del agua

subterrnea. La presencia del agua en el subsuelo se detecta a travs delcontenido de humedad de las muestras que se van extrayendo en los

diferentes sondeos, pero esta informacin generalmente no es suficiente. Por

ello, adicionalmente, se deben cavar pozos de observacin hasta la

profundidad necesaria para verificar la altura que alcanza el nivel fretico en

el lugar. En los suelos de alta permeabilidad, como las arenas y las gravas,

esto ocurre en el lapso de pocas horas, pero en suelos de baja

permeabilidad como las arcillas y los limos, puede tomar varias semanas.

2.2.1.6.- Exploracin Geofsica.

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Las tcnicas geofsicas se basan en unas pocas leyes simples pero

fundamentales de la fsica, tales como la de gravedad de Newton, la de Ohm

y la de refraccin de Snell. Mediante la exploracin geofsica se pueden

determinar las diferentes propiedades fsicas de los estratos que forman el

suelo, su homogeneidad, densidad, anomalas, profundidad, caractersticas

resistentes, etc.

2.2.2.- Determinacin de la Capacidad Portante de un Suelo.

La Capacidad Portante de un Suelo se interpreta como el estado

tensional lmite que soporta, mas all del cual se produce la falla por corte

del mismo. Uno de los problemas fundamentales en el diseo de una

construccin es determinar la capacidad portante del suelo donde ella se

apoyar, para asegurar su estabilidad frente a las cargas que le impondr la

superestructura, de tal manera de no sobrepasar la magnitud de los

esfuerzos admisibles a corte, al aplicar las cargas y sobrecargas de uso. Al

esfuerzo mximo que determina el lmite mas all del cual se produce la fallapor corte del suelo, se le designa por mx. Sin embargo, el anlisis de las

fundaciones se basa en el valor de los esfuerzos admisibles adm, que son

los que el suelo soporta sin excesivos asentamientos y sin fallar por cortes,

definiendo as la capacidad portante de diseo. El adm viene dado por:

(Ec. 2.1)

donde, FS: Factor de seguridad.

El factor de seguridad vara entre 2,5 (suelos granulares) y 3 (suelos

cohesivos), pero cuando las condiciones locales son dudosas, se aconseja

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adoptar un factor de seguridad igual a 4, para mayor margen de garanta. En

la mayora de las normas vigentes, sin embargo, se considera que un factor

de seguridad de 3 es el adecuado. En forma aproximada, la Tabla 2.1,

Apndice A, da los valores de las cargas admisibles para diversos tipos de

suelos, los cuales deben ser verificados en cada caso, por los

correspondientes ensayos de las muestras obtenidas en los sondeos.

2.3.- FUNDACIONES.

La fundacin de una construccin es la parte de la infraestructura que

transmite directamente al terreno las acciones recogidas por la

superestructura, debiendo cumplir los criterios especficos para las cuales

debe estar preparada:

- Transmitir al terreno las cargas verticales, los momentos y empujes

que pudiese arrastrar la construccin.

- Anclar al terreno la construccin.

Para su clculo y dimensionado, se precisa conocer el peso total de la

construccin (enteramente acabada y con sobrecargas) y la capacidad

portante del terreno elegido como firme. En todo caso deber cumplirse que

los esfuerzos admisibles de corte del terreno sean menores o iguales a dicha

capacidad portante o tensin admisible del terreno.

Las fundaciones se clasifican, de acuerdo a la profundidad relativa de la

cota de fundacin, en:

Fundaciones Superficiales. Son aquellas que se apoyan en capas

poco profundas del terreno que se suponen o consideran con

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suficiente capacidad de carga, para soportar las edificaciones y las

acciones que sobre ellas se producen. Las zapatas aisladas,

combinadas, continuas y las losas de fundacin son los tipos ms

comunes de fundaciones superficiales.

Las zapatas aisladas son las ms sencillas y econmicas de

todas las fundaciones, y sirven para soportar columnas individuales.

Sus dimensiones en planta son generalmente iguales (zapatas

cuadradas) o casi iguales (rectangulares).

Las zapatas combinadas pueden soportar dos o mscolumnas ubicadas en un eje de una edificacin. Generalmente se

usan para resolver problemas de grandes excentricidades en

columnas situadas muy cerca de un lindero.

Las zapatas continuassirven de fundacin a paredes de carga

o muros de contencin de tierras y una de sus dimensiones en planta

es muchas veces mayor que la otra, por lo que tambin se les conocecomo fundaciones en tira. En diseo se les considera de longitud

infinita y la carga que soportan se expresa por metro de longitud.

Una losa de fundacin se usa para soportar todas las

columnas de una edificacin, por lo que sus dimensiones en planta

son relativamente grandes.

Fundaciones Profundas. Son aquellas que transmiten la carga al

suelo por presin bajo su base. Los tipos ms comunes son los pilotes y

las pilas (pilotes de gran dimetro) que, esencialmente, se pueden

definir como columnas enterradas en el suelo, generalmente no

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sometidas a pandeo y que sirven para transmitir las cargas a estratos

profundos de mayor resistencia.

La seleccin del tipo de fundacin depender de la combinacin de la

experiencia y del anlisis cientfico de los datos, tanto del suelo como de la

estructura. El tipo ms apropiado para una estructura depende de varios

factores, tales como: la funcin de la estructura, el tipo de la misma

(isosttica o hiperesttica), las cargas a ser soportadas (concentradas o

repartidas), las condiciones del subsuelo, el tiempo destinado a la

construccin de las fundaciones y el costo relativo de las fundaciones conrelacin al total de la obra. La interrelacin entre todos estos factores hace

que existan varias soluciones de fundacin para cada problema.

En el Apndice A, Tabla 2.2 se dan algunas alternativas de fundacin

para ciertas condiciones de suelos, las cuales se deben tomar como simples

sugerencias.

En Venezuela, para el diseo de fundaciones en estructuras de

secciones de concreto sometidas a cualquier tipo de solicitaciones se debe

utilizar, exclusivamente, la teora de rotura ya que es el nico procedimiento

contemplado en las vigentes Normas Venezolanas COVENIN-MINDUR

1753-87 Estructuras de Concreto Armado para Edificaciones. Anlisis

y Diseo. A lo largo de esta seccin se utilizar la nomenclatura de la

Norma y se har referencia a la misma indicndose el artculo utilizado en

cada caso.

El diseo por rotura requiere que las cargas de trabajo utilizadas sean

transformadas en cargas ltimas o mayoradas, utilizando para este fin

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factores de mayoracin y la ms desfavorable de las siguientes

combinaciones de carga (arts. 9.2.1, 9.2.2 y 9.2.3):

(Ec. 2.2)

(Ec. 2.3)

(Ec. 2.4)

(Ec. 2.5)

(Ec. 2.6)

Donde U es la carga mayorada (se toma el valor mas desfavorable),

CPes la carga permanente, CVes la carga variable, Ses la carga por sismo

y Wes la carga debida al viento. Similarmente, para tomar en consideracin

la calidad del trabajo y otras incertidumbres se deben utilizar los factores de

minoracin de resistencia (art. 9.3), como se muestra en la Tabla 2.3.

TABLA 2.3. Factores de Minoracin de Resistencia.

Tipo de Solicitacin

Flexin

Traccin axial y flexotraccin

Corte y TorsinAplastamiento del Concreto

0.90

0.90

0.850.70

FUENTE: FUNDACIONES SUPERFICIALES.

AUTOR: Edgar Febres

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A continuacin se presentan los requerimientos esenciales para el

diseo de fundaciones, agrupndolos en tres grupos:

Requerimientos por Flexin.

La seccin crtica para el clculo de momentos est situada en la cara

del pedestal o de la columna cuando stos son de concreto. Cuando la

columna tiene seccin circular o en forma de polgono regular, se debe

transformar en una cuadrada de rea equivalente (art. 15.3), mientras que

para columnas de mampostera o de acero, se deben utilizar las secciones

que se muestran en la Apndice B, Figura 2.4 (art. 15.4.2).

El art. 10.2 de la norma estipula las hiptesis de diseo necesarias para

el clculo por rotura. De la sumatoria de fuerzas horizontales FH=0

(Apndice B, Figura 2.5) se desprende que C=T, por lo que

0.85 fc b a = Asfy, y al despejar:

(Ec.2.7)

Si se hace = 0.85 (fc/ fy) b resulta:

(Ec.2.8)

Por sumatoria de momentos respecto al punto de aplicacin de la

fuerza de compresin M=0 e introduciendo el factor de minoracin de

resistencia , resulta:

(Ec.2.9)

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(Ec.2.10)

Las ecuaciones 2.8 y 2.10 constituyen un sistema de dos ecuaciones

con dos incgnitas que se pueden resolver fcilmente por tanteos, o si se

introduce el valor de ade la Ec. 2.7 en la Ec. 2.9 y se despeja ASse obtiene:

(Ec.2.11)

La cuanta de acero se define como = As / b d, la cual no debe

superar al 75% de la cuanta que produce una falla balanceada en la seccin

(art. 10.3.3):

max 0.75 b

(Ec.2.12)

10.85 6000

6000b

y y

f c

f f

=

+

(Ec.2.13)

donde:2

1 0.85 280 /paraf c Kg cm =

(Ec.2.14)

2

1 1.05 / 1400 280 /f c paraf c Kg c = m

(Ec.2.15)

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24

El art. 10.5.2 establece el valor mnimo de , para el caso de losas de

espesor uniforme, como el requerido por retraccin y temperatura

(art. 7.12):

(Ec.2.16)

(Ec.2.17)

Requerimientos por Corte.

La altura til de zapatas de concreto armado est gobernada por corte,

bien sea tensin diagonal (punzonado) o viga ancha. En zapatas cuadradas,

cuando la columna est centrada y cargada concntricamente, domina

siempre punzonado, mientras que en zapatas rectangulares o zapatas

cargadas excntricamente tiende a prevalecer viga ancha; sin embargo, esto

no es seguro y hay que chequear siempre por punzonado. La seccin crtica

de punzonado se sita alrededor de la columna o pedestal, a una distancia

d/2 (art. 11.10.1.2, Apndice B, Figura 2.6 a). El corte unitario ( u) tiene elvalor:

(Ec.2.18)

donde Vues la fuerza de corte ltima que acta en la seccin del permetro

bo y altura d. Este esfuerzo nominal as calculado no debe ser superior al

corte unitario resistente del concreto (c), que afectado por el factor deminoracin de resistencia, tiene un valor (art. 11.10.2 y 11.10.3.2):

106(0.53 ) 1.06 c

c

f c f c

= +

(Ec.2.19)

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25

donde c es la relacin de las dimensiones en planta de la columna o del

pedestal (largo/ancho) y = 0.85. La gran mayora de columnas soncuadradas o casi cuadradas (c2), por lo que generalmente se usa:

1.06 c

f c =

(Ec.2.20)

En diseo se hace u = c y se obtiene el valor de la altura til que

satisface los requerimientos de tensin diagonal.

La seccin crtica de viga ancha est situada a una distancia d de la

cara de la columna o pedestal (art. 11.10.1.2) y el corte unitario en esta

seccin tiene un valor (art. 11.3.1.1) de:

(Ec.2.21)

donde Vues la fuerza de corte ltima que acta en la seccin de ancho boyaltura d. Este esfuerzo nominal no debe ser superior al corte unitario

resistente del concreto (c) que afectado por el factor de minoracin de

resistencia tiene un valor (art. 11.3.1.1):

(Ec.2.22)

En diseo se hace u= cy se obtiene el mnimo valor de la altura til

que satisface los requerimientos de viga ancha.

Requerimientos de Transferencia de Esfuerzos.

Todas las cargas de la columna o pedestal se transferirn a la zapata

por contacto directo con el concreto y mediante armaduras. Por una parte,

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26

solo se requerir armadura mnima (4 barras conAs0.005 Aped.0.01 Acol.,

art. 15.8.2.1) si la fatiga de contacto fa= Qu/ A1 no es superior a la fatiga

resistente del concreto al aplastamiento fc(art. 10.14.1):

0.85 c

f f c= , para el concreto del pedestal

(Ec.2.23)

2

1

0.85 0.85 *2cA

f f c f cA

= , para la zapata

(Ec.2.24)

dondeA1es el rea de contacto y A2es el rea de la base inferior del mayor

tronco de pirmide o de cono recto contenida completamente dentro del

apoyo, y que tenga como base superior el rea cargada y pendientes

laterales con relacin de 1 vertical a 2 horizontal (art. 10.14.1.2, Figura 2.7).

FUENTE: FUNDACIONES SUPERFICIALES.

AUTOR: Edgar Febres

Figura 2.7. Condiciones en el contacto pedestal-zapata.

Se debe calcular el rea del acero de transferencia cuando fa> fc, o si

las condiciones de carga originan esfuerzos de traccin ft.

1)a cs

y

f f AA

f

(

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27

(Ec.2.25)

1t

sy

f AA

f

(Ec.2.26)

Las barras del acero de transferencia deben cumplir los requerimientos

de longitud de desarrollo por adherencia (Ld) de cabillas a compresin

(art. 12.3.1 a 12.3.3), a saber:

* 20d dbL FM L cm=

(Ec.2.27)

(Ec.2.28)

donde db es el dimetro de la cabillas utilizadas y FM es un factor de

modificacin que, cuando se coloca acero en exceso del requerido por

calculo, vale:

(Ec.2.29)

El Diseo de Zapatas Cuadradas de Concretoinvolucra el clculo de

las dimensiones en planta para satisfacer los requerimientos de capacidad

de carga del suelo. Luego se hace el clculo del espesor y de la cantidad de

refuerzo para que los requerimientos de corte punzonado, corte viga ancha,flexin, longitud de desarrollo y aplastamiento sean satisfechos con los

factores de seguridad correspondientes.

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49/155

28

El Diseo de Losas de Fundacin se puede clasificar de acuerdo a

las hiptesis utilizadas en mtodos rgidos y mtodos elsticos. El mtodo

rgido ha sido utilizado tradicionalmente como el mtodo convencional de

clculo. Los mtodos elsticos simplificados suponen que el suelo se

comporta como un infinito nmero de resortes elsticos individuales, cada

uno de los cuales no es afectado por lo otros. Varios procedimientos se han

desarrollado para resolver el problema de vigas de fundacin elstica.

En el presente trabajo solo se estudiar el Mtodo de Marcus Lser, el

cual es un mtodo rgido convencional de resolucin que permite obtener enforma sencilla, mediante tablas, el valor de las solicitaciones mximas con

suficiente aproximacin a las determinadas por otras teoras. Cada una de

las losas de fundacin que se analizan mediante este mtodo, deben cumplir

la relacin:

(Ec.2.30)

donde Lxy Lylos lados de la losa de fundacin.

Si bien el Mtodo de Marcus Lser se utiliza usualmente para resolver

placas de entrepisos, su aplicacin se extender aqu para las losas de

fundacin. Por lo tanto, en este caso, la carga total q que acta sobre la

placa es la reaccin del suelo de fundacin bajo cargas de servicio, y se

debe cumplir:

admq

(Ec.2.31)

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29

La carga qx es la fraccin de la carga total q, resistida por la franja

central de direccinxy longitud Lx, mientras que qyes la homloga pero en

la direccin y. Por lo tanto:

(Ec.2.32)

La parte de la carga que corresponde a cada direccin, se obtiene, para

las franjas cruzadas en estudio:

(Ec.2.33)

(1 )y

q k q=

(Ec.2.34)

donde:

4

4 4

y

x y

Lk

L L=

+

(Ec.2.35)

Los valores de dependen de la relacin de las luces Ly de la forma

de sustentacin de la placa. Las diferentes formas de apoyo de una placa se

indican en la Tabla 2.4, con los respectivos valores de .

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30

TABLA 2.4. Diferentes Formas de Apoyo.

FUENTE: SUELOS, FUNDACIONES y MUROS.

AUTOR: Dra. Ing. Mara Graciela Fratelli

En esa tabla, la forma de sustentacin se indica:

- Con lnea llena la correspondiente a un apoyo simple.

- Con lnea rayada para empotramiento perfecto, o por continuidad

de la losas.

2.4.- DISEO ESTRUCTURAL.

El Diseo Estructural de Edificios de acero estructural o de concreto

reforzado, requiere la determinacin de las proporciones y dimensiones

globales de la estructura soportante, as como la seleccin de las secciones

transversales de los miembros individuales.

2.4.1.- Especificaciones y Cdigos de Construccin.

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31

Los cdigos y las especificaciones dan una gua sobre el diseo de

miembros estructurales y sus conexiones. Las especificaciones generales

ms ampliamente aceptadas para edificaciones de acero son:

1. American Institute of Steel Construction (AISC). Se refieren al

diseo de edificios de acero estructural y sus conexiones.

2. American Welding Society (AWS). Manejan los aspectos especiales

de diseo estructural.

3. American Iron and Steel Institute (AISI). Tratan todo lo relativo al

acero formado en frio.4. Steel Joist Institute (SJI). Se refieren a todo lo relacionado con vigas

de acero.

5. American Concrete Institute (ACI). Se refiere al diseo de las

construcciones de concreto reforzado.

6. Load and Resistance Factor Design (LRFD). Corresponden a un

manual utilizado para el diseo de estructuras de acero.

2.4.2.- Procedimientos del Diseo Estructural.

El procedimiento que se sigue en el diseo estructural es el siguiente:

- Seleccin del tipo de estructuras.

- Determinacin de las cargas de servicio.

- Clculo de momentos y fuerzas internas.

- Dimensionamiento de miembros y conexiones.

- Cumplimiento bajo condiciones de servicio.

- Revisin final.

2.4.3.- Tipos de Cargas y Acciones.

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32

En virtud del carcter aleatorio de las cargas que solicitan una

estructura, a priori resulta difcil determinar con exactitud su magnitud antes

del clculo. Tal es el caso, por ejemplo del peso propio de la estructura, el

cual se debe asumir en forma aproximada al comenzar el diseo, para luego

ser verificado al finalizar el mismo. Cuando resulta gran discrepancia entre

ambos valores, o si el peso propio ha sido subestimado, el clculo debe

rehacerse. Es aconsejable adoptar siempre con la mayor exactitud los

valores correctos de cargas y acciones segn las caractersticas de la

estructura y su uso, de modo de no excederse en su determinacin, lo cualredunda en estructuras sobredimensionadas, ni tampoco estimarlas por

defecto, dando por resultado estructuras dbiles.

Las cargas y acciones que actan en los edificios se pueden clasificar

en:

Acciones Permanentes. Se refieren al peso propio de la estructura y

todos los restantes componentes fijos del edificio, soportados en formainvariable en el tiempo, tales como las placas y losas de concreto

armado, los sobrepisos, los pisos, los cielorrasos, las paredes de

mampostera, los tabiques divisorios anclados, las aislaciones, los

revestimientos, las instalaciones sanitarias, elctricas, de gas y aire

acondicionado, las maquinarias fijas adheridas a pisos a paredes, y

todos los restantes elementos estructurales, no estructurales u

ornamentales, cuyo conjunto conforma un edificio en forma inamovible.

Acciones Variables. Son las no contempladas en las acciones

permanentes, son variables. Dentro de esta clasificacin se pueden

mencionar:

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33

Acciones variables gravitacionales. Son las cargas y acciones

debidas a la ocupacin y uso de las diferentes reas de una

construccin, de acuerdo con el destino previsto. Contempla el peso

de las personas, los vehculos, los muebles, adornos y accesorios,

materiales de trabajo, etc. En general, las cargas vivas

gravitacionales se especifican en las normas Criterios y Acciones

Mnimas para el Proyecto de Edificaciones COVENIN 2002-88,

y algunos de estos valores, para los tipos de locales y reas

comunes usuales en la prctica, se dan en la Tabla 2.5 del

Apndice A, segn el uso ocupacional asignado.

Los empujes laterales de tierra, granos o fluidos. En las

construcciones en general, estas acciones horizontales actan en

los muros de contencin o los de stano, por lo cual se la debe

tomar en cuenta nicamente en las estructuras ubicadas bajo tierra.

Los efectos reolgicos. Las acciones reolgicas de la retraccin y

el creep se observan en las estructuras de acero y en las

estructuras de concreto, siendo ms acentuadas en stas. Las acciones trmicas. Estos son los efectos que las variaciones

de temperatura producen en las estructuras de acero.

Los asentamientos diferenciales. Estos se producen en suelos de

fundacin inestable o compresible, bajo la accin de las cargas

actuantes.

La presin del viento. El viento es esencialmente aire en

movimiento y todo edifico representa un obstculo que obstruye su

libre paso, desvindolo de la direccin original. Las presiones del

viento estn expresadas en la norma Acciones del Viento sobre

las Construccin COVENIN 2003-86.

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34

La accin ssmica. Un sismo es un fenmeno de vibracin del

suelo producido por un impacto en la corteza terrestre. El impacto

se propaga en forma de ondas que producen vibraciones en todo lo

que apoya sobre el rea circundante, y cada edificio responde a

este movimiento de acuerdo a su rigidez, su masa, su altura, y la

distribucin y orientacin de sus elementos resistentes en relacin a

la direccin de propagacin de la excitacin. El anlisis y diseo de

estructuras de acero bajo la accin de cargas ssmicas se indica en

la norma de Edificaciones Sismorresistentes COVENIN

1756-98.

Acciones Extraordinarias. Son aquellas que no actan normalmente

sobre una estructura durante su vida til, y que sin embargo pueden

presentarse en casos excepcionales, tales como las explosiones por

escape de gas, choques de camiones que transportan grandes cargas

a alta velocidad, descarrilamiento de trenes, cada de aviones,

explosiones atmicas, voladura de edificios cercanos, explosiones poracciones terroristas, volcanes en erupcin y otros similares.

2.4.4.- Combinaciones de Cargas.

La demanda sobre los miembros estructurales, sus conexiones y sus

juntas, se definir por la ms desfavorable combinacin de cargas

factorizadas segn se indica a continuacin. El signo indica que las cargas

pueden actuar independientemente en uno u otro sentido en forma aleatoria.

El efecto ms desfavorable puede corresponder a una combinacin donde no

actu la totalidad de las acciones consideradas.

1.4 CP

(Ec.2.36)

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35

1.2 CP + 1.6 CV + (0.5 CVt)

(Ec.2.37)

1.2 CP + 1.6 CVt + (0.5 CV o 0.8 W)

(Ec.2.38)

1.2 CP + 1.3 W + 0.5 CV + (0.5 CVt)

(Ec.2.39)

0.9 CP 1.3 W

(Ec.2.40)

1.2 CP + CV S

(Ec.2.41)

0.9 CP S

(Ec.2.42)

Las combinaciones Ec. 2.43 y Ec. 2.44 permiten disear con cargas

sismorresistentes sin incluir los efectos ortogonales de las componentes

ssmicas:

1.2 CP + CV oS H

(Ec.2.43)0.9 CP oS H

(Ec.2.44)

Se usa el signo en el caso de traccin axial, y el signo + para la

compresin axial.

donde:

CP= acciones permanentes (cargas muertas) debidas al peso propio

de la estructura de acero, losas, placas, paredes, cerramientos,

sobrepisos, cielorrasos, aislaciones, y todas las partes del edificio

adheridas a ellos en forma permanente y con carcter invariable en

el tiempo.

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36

CV = acciones variables gravitacionales (cargas vivas) por uso

ocupacional de personas, objetos mviles, equipamientos

desplazables, vehculos, incluyendo impactos por choques o

colisiones.

CVt= acciones variables sobre techos y cubiertas (excluyendo el agua

pluvial empozada).

H = acciones debidas a empujes laterales de tierra, granos o agua

subterrnea.

F = acciones debidas a fluidos donde se conoce su variacin en la

altura, peso unitario y la presin que ejercen.

T= acciones reolgicas o trmicas, asentamientos diferenciales o sus

combinaciones.

P= cargas debidas al empozamiento de aguas pluviales.

W= accin del viento.

S= accin del sismo.

SH= componente horizontal de la accin ssmica.

o = factor de sobrerresistencia del sistema estructural resistente al

sismo, aplicado a estructuras de acero y estructuras mixtas de acero-

concreto y cuyo valor depende de:

- Para todos los sistemas aporticados: o= 3.

- Para los prticos con diagonales excntricas y muros

estructurales: o= 2.5.

- Para los dems sistemas resistentes: o= 2.

2.4.5.- Criterios de Diseo Estructural.

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37

El criterio de diseo estructural consiste en seleccionar las secciones

ptimas de los miembros de la estructura, con sus correspondientes uniones

y conexiones.

2.4.5.1.- Diseo en Rango Elstico.

Las normas que permiten el diseo de la estructuras aceptando su

comportamiento en rango elstico exclusivamente, se basan en las cargas

de servicio actuantes en los diferentes niveles del edificio, y en los esfuerzos

admisibles de trabajo, que resultan una fraccin de los esfuerzos decedencia. En este caso, todos los miembros de la estructura deben cumplir

con las hiptesis bsicas de las leyes de la elasticidad.

2.4.5.2.- Diseo para los Estados Lmites.

La norma Estructuras de Acero para Edificaciones, Mtodos de los

Estados Lmites COVENIN 1618-98, se basa en la consideracin de losestados limites de utilidad estructural. El estado lmite se define como la

situacin ms all de la cual una estructura, miembro o componente

estructural queda intil para su uso previsto, sea por su falla resistente,

deformaciones, vibraciones excesivas, inestabilidad, deterioro, colapso o

cualquier otra causa, segn norma venezolana COVENIN MINDUR 2002.

Entre los lmites de utilidad estructural se pueden mencionar: el lmite de

resistencia, el lmite de deformabilidad, la fractura frgil, el colapso plstico,

las vibraciones excesivas, la fatiga, la inestabilidad, el volcamiento, el

deterioro, los efectos que sobrepasan las mximas condiciones aceptables

de servicio y confort, etc. Por lo tanto, el objetivo del anlisis y diseo segn

la teora de los estados lmites, es mantener la estructura alejada de la

probabilidad de superar la frontera de utilidad, asegurando, tanto en forma

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local como global, la estabilidad, la resistencia y la rigidez de sus miembros,

para cualquier combinacin prevista de las solicitaciones que se pueden

presentar durante la vida til de la edificacin. Adems, la estructura debe

tener suficiente capacidad de absorcin y disipacin de energa para

asegurar un comportamiento dctil del sistema durante la ms desfavorable

posibilidad de accin de las cargas exteriores actuantes, en un tiempo

aleatorio. Para el cumplimiento de las normas bsicamente se deben

considerar en el diseo:

El estado limite de agotamiento resistente. Est relacionado con la

seguridad y la capacidad resistente de cada miembro, sus uniones yconexiones, para lo cual deben tener una resistencia de diseo mayor o

igual a la resistencia requerida que se obtiene al mayorar las cargas

nominales. El principio fundamental para aplicar el criterio del estado

lmite de agotamiento resistente est dado por la relacin:

*i i i

Q Rti

Cargas Factorizadas Resistencia Factorizada(Ec.2.45)

donde:

Qi= efecto de las solicitaciones previstas no mayoradas.

i = factor de mayoracin correspondiente a la solicitacin Qi, por

ejemplo, las producidas por acciones permanentes, CP; variables,

CV, etc.

iQi = demanda local de resistencia o solicitaciones mayoradas sobre

la estructura, sus miembros, conexiones o componentes

correspondientes a un determinado estado limite, por ejemplo Nu, Mu,

Vu, etc.

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39

Rti= resistente terica de la estructura, sus miembros, conexiones o

componentes; por ejemploNt, Mt, Vt, etc.

i= factor de minoracin de la resistencia terica Rti.

i Rti= capacidad o resistencia minorada.

Los criterios generales de diseo se muestran en la Figura 2.8, donde

Rrepresenta la resistencia de un elemento estructural (o la capacidad) y Qel

efecto de la carga (demanda).

FUENTE: DISEO DE ESTRUCTURAS METALICAS.

Estado Limite LRFD


Figura 2.8. Definicin de la Seguridad Estructural.

La curva en forma de campana que representa cada uno de estos

parmetros segn una distribucin probabilstica, tiene valores promedio Rm

y Qmy una desviacin estndar, la cual es segura si:

R Q 0

(Ec.2.46)

R / Q 1

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40

(Ec.2.47)

ln (R / Q) 0

(Ec.2.48)

Donde se cumple: si R < Q hay posibilidad de falla, (rea rayada de

Figura 2.8). Cuanta ms pequea sea esta rea, el elemento estructural es

ms confiable. El resultado tambin puede expresarse logartmicamente,

como se ve en la Figura 2.9, segn una sola curva que combina ambas

funciones. En este caso, si ocurre que ln (R / Q) < 0, existe la posibilidad de

falla, representada segn el rea sombreada.


Estado Limite LRFD


Figura 2.9. Definicin del ndice de Confiabilidad.

El estado limite de servicio. El estado lmite de servicio es la

condicin mxima aceptable para la cual una estructura mantiene sucapacidad de apariencia, durabilidad y confort aptas para ser habitadas

sin inconvenientes y en condiciones normales de ocupacin y uso. Esta

condicin debe cumplirse para todos los miembros estructurales, sus

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41

conexiones y juntas. Entre las exigencias del estado lmite de servicio

estn:

Flechas y contraflechas. La limitacin de las flechas o mximas

deflexiones admisibles, est regida por la posibilidad de fisuracin de

los revestimientos y enlucidos bajo las vigas flexadas, as como

tambin la rotura de los vidrios de las ventanas o la dificultad en abrir

las puertas trabadas.

Instalaciones y servicios. Se debe prestar especial atencin a las

instalaciones sanitarias, de aire acondicionado, elctricas y de gas,

as como de ascensores y montacargas, de modo de asegurar su

buen funcionamiento mediante una peridica inspeccin y

mantenimiento preventivo para reparar todo dao latente o incipiente.

Oscilaciones, vibraciones y derivas. La construccin de edificios

cada vez ms altos, esbeltos y livianos, trae como consecuencia

oscilaciones fuertes por causa del viento, o vibraciones y derivas

importantes en el caso de sismo. Tambin la ubicacin incorrecta de

motores mal aislados puede ser causa de vibraciones molestas queatentan contra el bienestar de los ocupantes de las edificaciones.

Agua estancada. Los techos planos sin suficiente drenaje para un

rpido desage del agua de lluvia, pueden sufrir excesivas

deflexiones por el peso del agua acumulada durante una tormenta

fuerte, y transformarse en grandes depsitos que provocan el

colapso del techo por excesivo peso. La causa es generalmente la

acumulacin de escombros, hojas o basura tapando las bocas de

desage. Ello causa a su vez filtraciones y deterioro en la

construccin, y corrosin en las estructuras de acero expuestas a la

accin de estos efectos.

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42

Expansiones y contracciones. Entre las causas de cambios

dimensionales se encuentran la retraccin y fluencia del concreto y la

cedencia del acero. Por ello, se toman las debidas precauciones para

que las expansiones y contracciones sean compatibles con las

condiciones de servicio de la estructura. Para el clculo de las

solicitaciones debidas a los cambios de temperatura, el coeficiente

de dilatacin trmica lineal del acero tomar el valor dado en la

Tabla 2.6.

TABLA 2.6. Propiedades del Acero Estructural.

Mdulo de Elasticidad E = 2.1 x 106kgf/cm

2

Mdulo de Corte G = E/2.6 808000 kgf/cm2

Coeficiente de Poisson = 0.3

Peso Unitario = 7850 kgf/cm3

Coeficiente de Dilatacin Trmica Lineal = 11.7 x 10-6/ C


Estado Limite LRFD


Proteccin contra la corrosin. Los miembros estructurales de

acero, expuestos a un medio ambiente agresivo, deben protegerse de

modo de evitar que la corrosin afecte la seguridad de la estructura. El

diseo y los detalles apropiados, tanto estructurales como de la

impermeabilizacin, pueden minimizar los efectos de la corrosin.

Proteccin contra incendios. Las estructuras de acero deben

disearse para resistir los efectos del fuego durante un tiempo

especificado de incendio, a fin de disminuir los riesgos para los

ocupantes de la edificacin. Particularmente, los edificios altos

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43

requieren sistemas de proteccin cuidadosamente estudiados, lo cual

incide apreciablemente en el costo de la estructura.

2.4.6.- Clasificacin de las Estructuras.

Para aplicar los criterios de diseo en funcin de las exigencias del

proyecto, su ejecucin, el montaje y la inspeccin, las estructuras se

clasifican de acuerdo a: 1. El tipo estructural. Este tipo se divide en

estructurales de acero y estructurales mixtos de acero-concreto. El tipo

estructural a aplicar en el proyecto ser el de acero. 2. El nivel de diseo.

3. El tipo de construccin.

1. El tipo estructural (Tipos estructurales de acero).

Las estructuras de acero se clasifican segn los tipos estructurales que

exige la Norma COVENIN 1756-98:

- Tipo prtico.

- Sistemas duales.

- Sistemas arriostrados con diagonales concntricas.

- Sistema arriostrados con diagonales excntricas.

- Estructura tipo pndulo invertido.

En el desarrollo del proyecto se aplicar el tipo prtico y los sistemas

arriostrados con diagonales concntricas, los cuales se detallan a

continuacin:

- Tipo prtico. Son los prticos rgidos o prticos de momentos,clasificados como de TIPO I, capaces de resistir la totalidad de las

acciones ssmicas y gravitacionales mediante deformaciones debidas

a flexin como principal solicitacin de sus vigas y columnas. En esta

clasificacin es condicin obligatoria que los ejes de columnas se

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mantengan continuos hasta sus fundaciones (Figura 2.10). Los

prticos de este tipo deben ser hiperestticos de alto grado, de modo

de evidenciar una buena repuesta inelstica y suficientemente dctiles

para soportar los desplazamientos laterales que le imponen las cargas

del sismo, sin que se afecte su capacidad portante para cargas

gravitacionales.


Estado Limite LRFD


Figura 2.10. Estructuras Tipo Prtico.

- Sistemas arriostrados con diagonales concntricas. Son las

estructuras TIPO IIIen acero, con arriostramiento concntricos que se

cruzan en su punto medio X (cruces de San Andrs), en A o en V,

como se indica en la Figura 2.11 en un mismo tramo, o en tramos

separados simtricamente ubicados.

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45


Estado Limite LRFD


Figura 2.11. Prticos Arriostrados con Diagonales Concntricas.

En este tipo de estructuras todos los miembros estn solicitados

principalmente a esfuerzos axiales. No se permiten los arriostramientos en K,

que imponen fuertes flexiones en las columnas de los prticos.

2. El nivel de diseo.

El nivel de diseo de los miembros y conexiones de las estructuras

contempla tres niveles diferentes de fabricacin, montaje, construccin e

inspeccin que aseguren la calidad, resistencia, ductilidad y estabilidad delconjunto. Conocido el material, el tipo estructural y el respectivo nivel de

diseo, se debe determinar el valor correspondiente factor de reduccin de

respuesta R, que se usa en el anlisis de edificios en zonas ssmicas, para

calcular las ordenadas del espectro de diseo. La Tabla 2.7, Apndice A, da

los niveles de diseo para las estructuras de acero.

- Nivel de Diseo 1 (ND1).

En este nivel de diseo los prticos deben ser capaces de soport

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