Mery Virginia Galarza Pin a; Christian Eduardo Almendáriz Rodríguez b

 

 

 

Evaluación de flechas en los volados para planear una metodología de construcción de contraflechas en la edificación proyecto Cayo

 

 

Revista Científica Mundo de la Investigación y el Conocimiento. Vol. 2 núm., especial, mayo, ISSN: 2588-073X,  2018, pp. 800-846

 

 

DOI:  10.26820/recimundo/2.esp.2018.800-846

 

 

 

Editorial Saberes del Conocimiento

 

 

 

Recibido: 05/12/2017             Aceptado: 15/02/2018

 

 

 

 

 

 

 

 

a.     megan_394@hotmail.es

 

b.     Universidad de Guayaquil;  arcealmendariz@hotmail.com - christian.almendarizr@ug.edu.ec

 

RESUMEN

 

 

El presente trabajo de investigación corresponde a la aplicación de los principios generales para la Evaluación de flechas en los volados con el fin de planear una metodología de construcción de contraflechas en la edificación Proyecto Cayo.

 

En esta investigación se realizará el análisis estructural de la edificación para obtener las respectivas deflexiones de los volados y conocer la medida de sus contraflechas necesarias a emplearse durante su proceso de construcción para evitar fallas posteriores al momento de desencofrar la viga.

 

Para  poder  obtener  el  costo  total  de  la  obra  y  las  cantidades  de  materiales  que  serán necesario para su construcción se elaborará un presupuesto de obra mediante el Análisis de Precio Unitario.

 

Esto permitirá poder explicar el proceso constructivo con la descripción de los rubros principales para establecer una guía metodológica de construcción de contraflecha que es el objetivo principal del presente trabajo.

 

Palabras claves: Contraflechas; edificación; Ingeniería Civil.

 

ABSTRACT

 

 

The present work of certification corresponds to the application of the general principles for the Evaluation of arrows in the flown with the purpose of planning a methodology of construction of contraflechas in the construction Project Cayo.

 

In this investigation the structural analysis of the building will be carried out in order to obtain the respective deflections of the flights and to know the extent of their counterfiles necessary to be used during the construction process to avoid subsequent failures when stripping the beam.

 

In order to obtain the total cost of the work and the quantities of materials that will be necessary for its construction, a work budget will be elaborated through the Unitary Price Analysis.

 

This will allow to explain the constructive process with the description of the main items to establish a methodological guide of contraflecha construction that is the main objective of this work.

 

Keywords: Contraflechas; edification; Civil Engineering.

 

Introducción.

 

 

 

Construir  es  el  arte,  es  decir,  realizar  con  los  elementos,  maquinaria  necesarios  y siguiendo un plan previamente establecido, las obras requeridas para la ejecución de una edificación, una infraestructura y entre otros, empleando las correspondientes normas técnicas según el caso. (Farías García, 2017) (Castillo Román, 2014)

 

La  construcción  dentro  de  la  ingeniería  civil,  ocupa  un  lugar  destacado,  ya  que comprende problemas tales como uso de suelos, impacto que causan, costos, administración, construcción, entre otros. Es vital en la parte económica de un país, el buen funcionamiento de las obras depende en gran medida de la forma en que fueron construidas y adaptadas a las condiciones del terreno, de tal manera que para fines de cálculo se tienda a considerar a los suelos como parte integrante de las estructuras. Predomina entonces la necesidad y conveniencia de establecer con precisión las condiciones y características geotécnicas de las zonas comprometidas del subsuelo cuya información esencial puede obtenerse mediante técnicas de investigación en el terreno y en laboratorio. (Romero Mego, 2016) (Ladrón de Guevara Méndez,

2015)

 

 

 

La Ingeniería Civil es un factor importante que logra su aplicación principalmente en la administración del ambiente urbano, y frecuentemente rural; no sólo en lo referente a la construcción, sino también, al mantenimiento, control y operación de lo construido, así como en la planificación de la vida humana en el ambiente diseñado desde esta misma. Comprende planes de organización territorial tales como: prevención de desastres, control de tráfico y transporte, manejo  de  recursos  hídricos,  servicios  públicos,  tratamiento  de  basuras  y  todas  aquellas actividades que garantizan el bienestar de la humanidad que desarrolla su vida sobre las obras civiles construidas y operadas por ingenieros civiles. (Gómez Enciso, 2016)

 

El objetivo de la presente investigación es presentar una Metodología Constructiva en los volados   mediante   análisis   estructural   y   presupuesto   de   obra   para   la   construcción   de Contraflechas.

 

Metodología.

 

 

 

Método Inductivo. – Este método comprende del cálculo de las flechas en cada uno de los volados que vayamos a analizar para obtener el costo de los materiales y poder realizar un presupuesto general del proyecto a presentar.

 

Método Deductivo. – Este método es lo inverso al método inductivo, partimos del presupuesto general de obra para realizar una Guía Metodológica con cada uno de los rubros obtenidos del presupuesto.

 

Método   Descriptivo.   –   Este   método   comprende   en   describir   detalladamente   la metodología de cada uno de los rubros que consten en el presupuesto general de obra.

 

Metodología

 

 

 

1) Se analiza las cargas de la viga y la losa para hallar el peso muerto.

 

 

 

2) Se realiza el análisis de la carga viva para calcular la carga total.

 

3) Se calculan las propiedades de la viga que posteriormente se necesitaran en el cálculo de deflexión.

 

4) Se realiza el cálculo de deflexión para hallar la medida de la contraflecha analizado por fórmula de la ecuación de la elástica.

 

5) Se procede a realizar el cálculo de deflexiones por análisis de Etabs modelado como pórtico.

 

6) Se explica detalladamente la elaboración del diseño de la viga que se analiza.

 

 

 

7) Se explica detalladamente la elaboración el diseño de la losa que se analiza.

 

 

 

8) Se determinar las cantidades de obra.

 

 

 

9) Se realiza el Análisis de Precio Unitario para los rubros principales.

 

 

 

10) Se desarrolla el Presupuesto referencial de la obra.

 

 

 

11) Se calcula la mano de obra basada en los rubros.

 

 

 

12) Se calcula la cantidad de material necesario para la ejecución de la obra.

 

 

 

13) Se elabora la guía metodológica de los rubros principales.

 

 

 

Desarrollo.

 

A continuación, se desarrollará el análisis de deflexión para obtener la medida de la contraflecha de la viga de longitud 2 metros correspondientes al proyecto, se realizará el cálculo mediante fórmula de la Ecuación de la Elástica y por medio del programa Etabs.

 

 

 

 

 

Análisis de deflexión. Modelado como viga en voladizo.

 

 

 

Análisis de carga

 

 

 

 

Propiedades de la viga

 

 

 

 

 

 

 

Análisis de deflexión mediante Etabs. Modelado como Pórtico.

 

 

 

Secuencia de cálculo:

 

 

 

1.- Definir el número de ejes en X y en Y con sus respectivas elevaciones.

 

 

 

2.- Modificar las distancias entre los ejes.

 

 

 

3.- Definir material de Hormigón f’c= 210 kg/cm2, Acero fy= 4200 kg/cm2

 

 

 

4.- Definir secciones de viga y columnas

 

 

 

5.- Definir cargas: peso propio, carga viva, carga muerta.

 

 

 

6.- Ejecutar el programa para obtener los resultados de deflexiones.

 

 

 

 

Ilustración 1: Eje B en el que se aprecian las vigas en el volado central. Fuente: Etabs

 

 

 

 

 

 

 

Ilustración 2: Modelo estructural vista 3D. Ilustración: Etabs.

 

 

Ilustración 3: Numeración correspondiente a cada nudo. Fuente: Etabs

 

Tabla 1: Contenido de Valores de Deflexiones del programa Etabs.

 

 

 

TABLE: Joint Displacements
Story	Label	Unique Name	Load Case/Combo	UX	UY	UZ	RX	RY	RZ
				mm	mm	mm	rad	rad	rad
PISO3	3	33	carga muerta	1,054	-6,353	-9,219	0,003375	-0,001682	0,000081
PISO3	3	33	carga viva	0,243	-1,33	-1,901	0,000687	-0,00037	0,000018
PISO3	3	33	Carga mayorada	1,654	-9,752	-14,105	0,005148	-0,002611	0,000126
PISO3	10	69	carga muerta	1,055	-6,712	-11,78	0,00401	0,00062	0,000081
PISO3	10	69	carga viva	0,243	-1,411	-2,443	0,000819	0,000147	0,000018
PISO3	10	69	Carga mayorada	1,654	-10,311	-18,046	0,006123	0,000979	0,000127
PISO3	16	54	carga muerta	1,054	-6,904	-9,715	0,004358	0,001023	0,000081
PISO3	16	54	carga viva	0,243	-1,454	-1,969	0,000889	0,00023	0,000018
PISO3	16	54	Carga mayorada	1,654	-10,611	-14,808	0,006652	0,001596	0,000126
PISO2	3	35	carga muerta	0,422	-3,737	-8,272	0,003158	-0,001465	0,000034
PISO2	3	35	carga viva	0,097	-0,784	-1,704	0,000643	-0,000323	0,000008
PISO2	3	35	Carga mayorada	0,662	-5,74	-12,653	0,004818	-0,002274	0,000053
PISO2	10	71	carga muerta	0,422	-3,886	-10,682	0,003794	0,000465	0,000034
PISO2	10	71	carga viva	0,097	-0,818	-2,215	0,000776	0,000112	0,000008
PISO2	10	71	Carga mayorada	0,662	-5,972	-16,362	0,005794	0,000738	0,000053
PISO2	16	56	carga muerta	0,422	-3,968	-9,044	0,004124	0,000831	0,000034
PISO2	16	56	carga viva	0,097	-0,836	-1,835	0,000842	0,000188	0,000008
PISO2	16	56	Carga mayorada	0,662	-6,099	-13,788	0,006296	0,001298	0,000053
PISO1	3	31	carga muerta	0,065	-1,268	-6,818	0,002941	-0,001393	0,000006
PISO1	3	31	carga viva	0,015	-0,267	-1,405	0,000601	-0,000307	0,000001
PISO1	3	31	Carga mayorada	0,102	-1,949	-10,429	0,00449	-0,002164	0,00001
PISO1	10	67	carga muerta	0,065	-1,295	-9,039	0,003602	0,000329	0,000006
PISO1	10	67	carga viva	0,015	-0,273	-1,875	0,000739	0,000082	0,000001
PISO1	10	67	Carga mayorada	0,102	-1,991	-13,847	0,005505	0,000526	0,00001
PISO1	16	52	carga muerta	0,065	-1,311	-8,092	0,003864	0,000458	0,000006
PISO1	16	52	carga viva	0,015	-0,277	-1,649	0,00079	0,000106	0,000001
PISO1	16	52	Carga mayorada	0,102	-2,016	-12,348	0,005901	0,000719	0,00001

 

 

 

Fuente: Etabs

 

Diseño de Viga

 

 

 

Se empezará a colocar cuartones perpendiculares a los que ya fueron colocados para ir generando una estructura de cuartones; en cada intersección de los cuartones se colocarán puntales inclinadas que servirán para el apuntalamiento del encofrado de la losa, luego de esto se irán clavando tablas sobre la estructura ya formada por los cuartones para formar el entablado de la losa.

 

Luego se realizará la preparación del acero, encofrado, colocación, nivelación, limpieza, lavado, vaciado y vibrado del hormigón para la fundición de las vigas y losa. La preparación del acero se podrá realizar en bodega y al mismo tiempo que se ejecute esta actividad se recomienda preparar el encofrado en sitio.

 

En los planos estructurales se indicará el acero de las vigas y losa que los constituyen, la Ilustración siguiente hace referencia al diseño de una viga, para la explicación y preparación del acero se escogió la viga ubicada en el eje 1, se colocara varillas Ø de 12mm con una longitud de desarrollo de 13,68 m (Mc 210), de los cuales estarán constituidos los estribos de la viga tomada como ejemplar, cada uno de ellos con una separación de 0,10 o 0,15 m (Mc 310) en una longitud de confinamiento de 1 m. La distribución de los estribos puede ser apreciada en la Ilustración.

 

 

 

 

 

 

Ilustración 4: Diseño Estructural de la Viga. Fuente: Propia.

Para el acero de refuerzo de la viga del eje 4 se usará varilla Ø de 12mm y 24 m de longitud de desarrollo (Mc 210), tal como se indica en la figura.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ilustración 5: Acero de Refuerzo de la Viga. Fuente: Propia.

 

Para el acero de la viga del eje 1 se usarán 4 varillas, 2 varillas para la parte superior y 2 varillas para la parte inferior, cada una de ellas con Ø de 12mm (Mc 210), como se indica en la figura.

 

 

 

 

 

 

Ilustración 6: Acero Superior e Inferior de la Viga. Fuente: Propia.

Esta actividad realizada para la viga se deberá ejecutar para todas las vigas de la losa.

 

 

 

Diseño de losa

 

 

 

Se calculará el área y altura de la losa en sitio, para colocar tablas perimetrales, las cuales llevan en la parte superior e inferior cuartones longitudinales, esta tabla perimetral estará perpendicular al suelo, se los reforzará clavando cuartones a lo largo de los mismos, los cuales estarán ubicados a una distancia de 0,60 m entre cada uno de ellos.

 

 

 

 

 

 

 

Ilustración 7: Corte en el Borde de la Losa

 

 

 

Fuente: Propia.

 

 

 

Luego de realizar el proceso anterior se colocarán los hierros según lo indiquen los planos estructurales de la losa y se procederá al respectivo amarre. Adicional a esto se recomienda considerar los espacios que ocuparan la distribución de las tuberías del sistema eléctrico e hidráulico-sanitario tal como indiquen en los respectivos diseños en los planos, y el hueco existente en la losa para escalera y pozo de luz. La configuración de la losa, aceros en la misma y diseño están representados gráficamente en la figura.

 

 

 

 

 

 

Ilustración 8: Diseño Estructural de la Losa. Fuente: Propia.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ilustración 9: Encofrado Referencial para la Losa.

 

 

 

Fuente: http://www.renteco.ec/

 

 

Luego de terminado el encofrado perimetral, la colocación de los aceros y de haber considerado cada detalle se procederá a la fundición de la losa con un hormigón de f´c = 210kg/cm2, mediante carretillas se transportará el hormigón desde la concretera al encofrado, se distribuirá, nivelará y luego se vibrará el hormigón.

 

 

Para el proceso de la fundición de la losa, se construirá un castillo con cuartones y puntales asegurados a la estructura para así mantenerla fija, en la parte superior de la estructura se colocará una polea que ayudará al izado de la olla metálica, el izado se lo hará mediante un winche; se construirá un tablero de madera confinado perimetral para recibir al hormigón y aquí será vaciado cuando se encuentre en la parte superior y luego será transportado por medio de carretillas al área de fundición.

 

Cabe indicar que la fundición se realizará por paños, colocando las maestras niveladas a esa misma distancia de separación en toda el área a fundir, mediante una regla de aluminio apoyada entre 2 maestras se nivelará y dará horizontalidad.

 

Tabla de Cantidades

 

 

 

Previo a la elaboración de un presupuesto y cronograma se deberán determinar las cantidades de cada rubro del proyecto. La tabla de cantidades que se detalla a continuación está determinada en base a los rubros que intervendrán en la construcción de la viga, describiendo el rubro, unidad y cantidad.

 

Cálculo de Cantidades

 

 

 

A continuación, se detallará en cálculo de cantidades, los planos, gráficos, esquemas e imágenes a los que se someten dichos cálculos.

 

001

Acero Estructural

Kg

3996,72

 

 

 Tabla 2: Cálculo de Planilla de Hierro

 

Fuente: Propia.

 

 

0002

HORMIGON DE LOSA

m3

19,15

 

Volumen de losa = 19,15

 

 

 

 

 

 

 

Ilustración 10: Dimensión de la Losa. Fuente: Propia.

 

Guía Metodológica

 

 

 

Fases de la construcción

 

 

 

Para realizar la construcción de la viga en voladizo, al igual que en otros sistemas constructivos debe elaborarse un diseño y luego proceder a la revisión.

 

El diseño debe incluir el estudio de todos sus documentos, es decir:

 

 

 

·    Documentación que incluya planos generales y planos de detalles.

 

·    Memoria técnica que abarcará la información sobre cálculos, especificación de los materiales a utilizar, condiciones de ejecución y montaje.

·    Mediciones.

 

·    Presupuesto.

 

 

 

Es esencial para todos documentos del proyecto a presentar, que se incluya la información necesaria  y  explícita  para  la  comprensión  de  cada  estructura  y  su  proceso  durante  la construcción.

 

Los planos de la documentación se deben representar con gráficos, todos los elementos estructurales con sus debidas cotas en metros, haciendo referencia a las Normas de aplicación y a las especificaciones técnicas establecidas.