¡Descarga edificaciones de acero y más Ejercicios en PDF de Estructuras metálicas solo en Docsity!
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO I
TEMA:
“Análisis técnico - económico entre los sistemas constructivos: Aporticado vs.
Paredes soportantes. Sistema en acero vs. Sistema en hormigón vs. Sistema mixto en el
Ecuador””
AUTORES:
Brennecke Quinzo Johana
Montaño Vásquez Mathews
Rosero Haro Miguel
SEMESTRE:
9no “A”
FECHA DE PRESENTACIÓN:
22 de mayo del 2019
TABLA DE CONTENIDO
ASPECTOS GENERALES - Resumen Ejecutivo.
La Republica del Ecuador está situada en el Cinturón de Fuego del Pacífico, una zona
de alto riesgo sísmico donde se han venido ocasionando erupciones volcánicas y terremotos,
teniendo algunos antecedentes principalmente en nuestra región interandina como una de las
zonas más propensas a incidencias sísmicas; considerando como primer registro, un
terremoto ocurrido en la ciudad de Cuenca en 1856, y el ultimo ocurrido en el año 2016 en el
cantón Pedernales [ CITATION Ins07 \l 1031 ] en base a lo acontecido, existe una necesidad
urgente de promover una minuciosa preparación para enfrentar catástrofes como las que se
podrían ocasionar por un terremoto [ CITATION Cam15 \l 12298 ]
Se registran en el país reportes de movimientos telúricos que oscilan los 3.8 grados en
la escala de magnitud-Momento, con una regularidad de casi uno por día, y de menor
magnitud alrededor de 12 diarios. Ante lo citado anteriormente es inminente que en el país se
necesitan edificaciones sismo resistentes con mayor resistencia. De ahí parte la necesidad de
crear leyes que regulen el sistema de construcción (NEC).
A continuación, se describe un análisis técnico – económico sobre los sistemas
constructivos en acero como: Aporticado, paredes soportantes, sistema en hormigón y
sistema mixto.
En la ingeniería estructural se utiliza diferentes tipos de materiales y a la vez
diferentes formas de combinar y ubicar los elementos estructurales de modo de obtener la
mayor resistencia, rigidez y estabilidad de la estructura. [ CITATION Del11 \l 1031 ].
Considerando que el sistema estructural depende de aspectos como: servicialidad y
resistencia, se debe tomar en cuenta la optimización de procesos y resultados.
En base a los aspectos comparativos en sistemas constructivos como: funcionalidad,
economía y tiempo de construcción; se determinó las diferencias existentes entre estos de tal
forma que se pueda brindar técnicamente una opinión crítica y así elegir el sistema
constructivo más conveniente para la ciudad de Riobamba tomando en cuenta que nos
encontramos en la zona sísmica IV- alta.
Aporticado
(^) Gran libertad en la distribución de los espacios internos del edificio Estructuras muy flexibles que atraen pequeñas solicitaciones sísmicas Disipan grandes cantidades de energía gracias a la ductilidad. Uniones rígidas o mecánicas para dar estabilidad. Constituido por vigas, columnas y sistemas de arriostramiento. Trabaja en el rango Inelástico Sistema flexible
Muros
Soportantes
Muros estructurales dispuestos simétricamente 75 % de absorción del cortante basal, en la dirección x y. Constructivamente rápida ejecución Colocación y división de muros estratégicamente. Simetría en la división Sistema económico. Brindan rigidez a la estructura Trabaja en el rango elástico
Sistema Acero
Fuente: [ CITATION Cór14 \l 1031 ] Proceso constructivo establecido (NEC-SE-AC “Estructuras acero”.) Elementos estructurales (columnas, vigas, losas prefabricadas) Dimensionamiento por la teoría LRFD, ASD(elástico), plástico y por factores De carga
Propiedades=
[
Ductilidad
Resistencia a la compresión
Tenacidad
Módulo de Elasticidad
]
Conexiones=
[
Rígidas
Semirrígidas
Simples de cortante]^
Anexo 4
Sistema Hormigón
Fuente: [ CITATION Ani \l 2058 ]
Sistema Mixto
Tabla 1 Ilustraciones de sistemas
RESUMEN DEL ANALISIS DE PRECIOS
Aporticado vs. Muro soportante
El primer análisis económico corresponde a un edificio de 5 pisos, la primera opción
al ser una estructura aporticado tiene un costo de materiales de $60 544.69, el costo
del encofrado es $1 393.56 y el costo de mano de obra es de $24 115.52 Anexo 5.
Propiedades=
[
Densidad entre 2,2-2,4 t/m³
Resistencia a la compresión 210- -350 kg/cm
Resistencia a la tracción 8-12% de f
'
c
Modulo de Elasticidad
]
Método de diseño (Por ultima resistencia y teoría elástica [ CITATION Tam \l 1031 ] Elementos estructurales (columnas, vigas, losas) Anexo 1-1.
Sistemas=
[
Pórtico especial (Columnas y vigas descolgadas)
Pórtico con vigas banda (Columnas y vigas banda
Muros estructurales (Columnas y muros estructurales)
Acero sometido a tracción y hormigón a compresión. Trabajo monolítico Concreto – Acero, aumenta la rigidez y resistencia.
Conexiones=
[
Soldadas
Atornillado/Apernado
Anexo 2 ]
Elementos: columna de hormigón armado, viga-viguetas acero tipo I,
losa con placa tipo Deck. Anexo 3
Protección de la corrosión por parte del hormigón al acero
mientras que el mismo edificio al ser construido con el sistema de paredes soportantes
tiene el costo de materiales es $38 517, del encofrado es $5 842.60 y de mano de obra
es de $9 495.09 Anexo 6. [ CITATION MarcadorDePosición1 \l 1031 ]
En el segundo análisis económico de una edificación de 10 pisos entre ambos
sistemas se denoto que el sistema aporticado tiene un costo de construcción total del
$16 76900 Anexo 7.1 , siendo este mayor al sistema de paredes portantes con un costo
total de $ 13 95978.11 Anexo 7.2. El rubro de mampostería tiene una gran diferencia,
siendo más costoso para el sistema Aporticado con un valor de $ 98283.26 y para el
sistema de paredes portantes únicamente un costo menor de $ 9927.84. [ CITATION
Bar15 \l 1031 ].
Sistema Mixto vs. Sistema de acero vs. Sistema de Hormigón
Los costos obtenidos son del proyecto “FIRENZE PLAZA” en el costo directo total
se establece que la más económica resulta ser la estructura mixta 302 dólares /m2,
luego la estructura de Hormigón armado a 309 dólares /m2 y por último la estructura
de acero a 352 dólares /m2. En el ámbito del tiempo de ejecución se establece que el
proceso más lento es el de la estructura de hormigón luego la estructura mixta y al
final la estructura de acero. Anexo 8
Entre los 3 sistemas constructivos el costo del sistema de acero es el más elevado, con
valores de $ 30 8675.45 Anexo 9.1, $13 3697.74 Anexo 9.2, $54788.40 Anexo 9.
donde el rubro de “Acero estructural A36 incl. Montaje” es el más elevado.
CONCLUSIONES
Aún existe una tendencia muy marcada por el uso del hormigón armado, aunque en los
últimos años la acogida ha incrementado en un 7 % en estructuras de acero y en 18 % de una
estructura mixta.
CITATION Ani \l 2058 : , (Anilema Cepeda, 2017), CITATION Tam \l 1031 : , (Tamayo Torres, 2014), CITATION Tam \l 1031 : , (Tamayo Torres, 2014), CITATION MarcadorDePosición1 \l 1031 : , (Jaramillo Barriga, 2009), CITATION Bar15 \l 1031 : , (Barros Bastidas & Penafiel Plazarte, 2015), CITATION Ata \l 1031 : , (Atapuma Naranjo, Jarrín Vivar, & Mora Martínez, 2013), CITATION MarcadorDePosición1 \l 1031 : , (Jaramillo Barriga, 2009), CITATION Ani \l 1031 : , (Anilema Cepeda, 2017),
ANEXOS
Anexo 1. Elementos Estructurales hormigón armado- Losa
Ilustración 1 Clasificación de losas por el tipo de apoyo Fuente: [ CITATION Tam \l 1031 ]
Ilustración 2 Losas por la distribución interior del hormigón Fuente: [ CITATION Tam \l 1031 ]
Anexo 1.1. Elementos Estructurales - Columna
Ilustración 3 Tipo de columnas y refuerzo transversal Fuente: [ CITATION Tam \l 1031 ]
Anexo 1.2. Elementos Estructurales - Viga
Ilustración 4 Tipo de vigas por su geometría Fuente: [ CITATION Tam \l 1031 ]
Anexo 2. Conexiones “Sistemas mixtos”
Ilustración 5 Detalle de conexión columna - cajón. Viga tipo I Fuente: [ CITATION Tam \l 1031 ]
Anexo 5. Rubros de estructura Aporticado 5 pisos.
Mano de Obra y costo de material
Tabla 2 Rubros usados: Sistema aporticado Fuente: [ CITATION MarcadorDePosición1 \l 1031 ]
Anexo 6. Rubros de muros soportantes de 5 pisos.
Mano de Obra y costo de material
Tabla 3 Rubros usados: Sistema de paredes portantes Fuente: [ CITATION MarcadorDePosición1 \l 1031 ]
ANEXO 7 Costo total de la estructura de 10 pisos Aporticado vs Paredes Portantes 7.1. Sistema Aporticado Tabla 4 Rubros de sistema aporticado, 10 pisos Fuente: [ CITATION Bar15 \l 1031 ] 7.2. Sistema de Paredes Portantes Tabla 5 Rubros de sistema paredes portantes, 10 pisos
