PASANTÍA REALIZADA EN LA EMPRESA AVE CONSULTORÍA Y CONSTRUCCION
JHOHAN DANIEL MARTÍN MARTÍNEZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
TECNOLOGIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES
BOGOTÁ D.C
PASANTÍA REALIZADA EN LA EMPRESA AVE CONSULTORÍA Y CONSTRUCCION
JHOHAN DANIEL MARTÍN MARTÍNEZ
20131079201
Proyecto de grado para optar por el título de Tecnólogo en construcciones civiles.
Tutor: Ing. Héctor Pinzón
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
TECNOLOGIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES
BOGOTÁ D.C
Nota de aceptación:
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____________________________ Firma del presidente del jurado
____________________________ Firma del jurado
Tabla de contenido
5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 13
6. MARCO TEÓRICO ... 14
6.1 Etapas de desarrollo de un proyecto ... 14
7. MARCO CONCEPTUAL ... 16
8. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA ... 17
9. DESARROLLO DE LA PASANTÍA ... 19
9.1 Planta de cimentación: ... 22
9.1.1 Detalles de cimentación: ... 25
9.2 Plantas estructurales: ... 26
9.2.1 Cortes estructurales: ... 30
9.2.2 Detalles de la planta estructural: ... 31
9.3 Planta de cubierta: ... 34
9.3.1 Cortes: ... 38
9.3.2 Detalles de cubiertas: ... 42
9.4 RAMPAS Y ESCALERAS ... 47
9.5 Muros de contención: ... 52
9.6 Tanques de almacenamiento: ... 54
9.7 Reforzamiento estructural del edificio de Cosvital ... 57
10. CONCLUSIONES ... 66
11. APORTES Y RECOMENDACIONES ... 67
Tabla de imágenes
Ilustración 1: Planta arquitectónica del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Ivicsa SA ... 20 Ilustración 2: Corte arquitectónico del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Ivicsa SA ... 20 Ilustración 3: Planta de localización de columnas del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 21 Ilustración 4: Borde línea, eje estrctural y columna del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 21 Ilustración 5: Planta de cimentación – proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 22 Ilustración 6: Planta de cimentación – proyecto IE – Las Lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 23 Ilustración 7: Planta de cimentación – proyecto IE – La Merced. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 23 Ilustración 8: Planta de cimentación - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 23 Ilustración 9: Planta de cimentación – proyecto IE - Agroecol. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 24 Ilustración 10: Planta de cimentación – proyecto Conjunto Yerbabonita. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 24 Ilustración 11:Detalle típico de una zapata. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción .... 25 Ilustración 12: Cuadro de zapatas – Poyecto IE - Agroecol. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 25 Ilustración 13: Corte típico de una losa de contrapiso. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y
construcción ... 26 Ilustración 14: Planta estructural NE+3.50 – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 27 Ilustración 15: Planta estructural NE+3.50 - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 27 Ilustración 16: Planta estructural NE+4.40 - Proyecto IE – Las lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe
Ilustración 24: Planta estructural NE+3.20 – Proyecto IE – Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para
AVe consultoría y construcción ... 32
Ilustración 25: Viguetas de aligeramiento - Planta estructural NE+3.20 – Proyecto IE – Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 32
Ilustración 26: Detalles de viguetas y placa de aligeramiento – Proyecto IE – Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 33
Ilustración 27: Losa maciza en el Proyecto IE – Las Lajasl. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 34
Ilustración 28: Cercha y correas de una cubierta. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 35
Ilustración 29: Planta estructural NE+7.00 - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 35
Ilustración 30: Planta de cubierta - Proyecto IE – Las lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 36
Ilustración 31: Planta de cubierta - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 36
Ilustración 32: Planta de cubierta – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 37
Ilustración 33: Planta de cubierta - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 37
Ilustración 34: Corte de cubierta - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 38
Ilustración 35: corte de cubierta - Proyecto IE – Las lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 38
Ilustración 36: corte de cubierta - Proyecto IE – Las lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 39
Ilustración 37: Corte de cubierta – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 39
Ilustración 38: Corte de cubierta en madera – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 40
Ilustración 39: Planta de cubierta en madera – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 40
Ilustración 40: Corte de cubierta - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 41
Ilustración 41: Corte de cercha - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 41
Ilustración 42: Cortes de culatas - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 42
Ilustración 43: Detalle de placa base para conexión de cercha a viga aerea. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 43
Ilustración 44: Detalle de conexión de cercha y correa. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 43
Ilustración 45: Detalle de material que se utilizará para la fabricación de correas y cerchas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 43
Ilustración 46: Detalle conexión de correa a viga corona de la culata. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 44
Ilustración 47: Detalle de viga canal. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 44
Ilustración 48: Materiales que se emlearán. Fuente: AVe consultoría y construcción ... 45
Ilustración 78: Anclaje de pernos – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y
construcción ... 62 Ilustración 79: Detalle Grout de nivelación – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 62 Ilustración 80: Detalle placa base – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y
construcción ... 63 Ilustración 81: Detalle Grout de nivelación – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 63 Ilustración 82: Detalle – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción ... 64 Ilustración 83: Detalle de platinas – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y
GLOSARIO
Acero de refuerzo: es el material utilizado para reforzar el concreto que se emplea en estructuras.
Carga: Las cargas estructurales son definidas como la acción directa de una fuerza concentrada o distribuida actuando sobre el elemento estructural y la cual produce estados tensionales sobre la estructura.
Cercha: Las cerchas son estructuras reticuladas, usadas en cubiertas que soportan grandes cargas o que cubren vanos extensos (más de 5 metros) Columna: Es un elemento vertical que soporta las cargas de compresión de
una estructura. Esta también se encarga de llevar la energía sísmica hacia las zapatas.
Correa: Son vigas colocadas en sentido transversal a las cerchas, sobre las cuales serán sujetadas las piezas de la cubierta.
Epóxico: es un polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador.
Escarificar: Consiste, en la disgregación de una superficie para su posterior compactación a efectos de homogeneizar la superficie de apoyo, confiriéndole las características prefijadas de acuerdo con su situación en la obra.
Esfuerzo: es la fuerza que se aplica en una determinada superficie.
Ménsula:tipo deviga que se caracteriza por estar apoyada en sólo uno de
sus extremos mediante unempotramiento.
Perfil: Metal aminorado que se utiliza para la construcción de elementos estructurales como: correas, cerchas, viguetas, etc.
Viga: es un elemento estructural horizontal que trabaja a flexión y sirve para amarrar las columnas entre sí.
Vigueta: Viga de dimensiones pequeñas que soportan esfuerzos muy bajos Zapata: Es la base de un cuerpo puntual como una columna o un pilar; trabaja
RESUMEN
El presente proyecto de grado se encuentra basado en la práctica profesional realizada en la empresa Ave Consultoría y construcción en colaboración de Terrano Ingeniería; empresas dedicadas al diseño de proyectos estructurales.
Allí se desarrolló el trabajo de dibujante de planos estructurales, diseños básicos y cálculo de cantidades, la práctica tuvo el constante acompañamiento de los ingenieros Juan Guillermo Ardila quien es el representante legal de Ave Consultoría y Fabián Clavijo Rodríguez el representante legal de Terrano ingeniería.
La pasantía consistió en el desarrollo de varios proyectos estructurales, el dibujo de los planos de dichos proyectos, y el cálculo de las cantidades de obra. Con estos ejercicios se buscó la adquisición de una gran cantidad de conocimientos del entorno de la ingeniería estructural.
La constante supervisión de los ingenieros Juan Ardila y Fabián Clavijo fue de gran ayuda dado que optimizó el tiempo de aprendizaje y esto conllevó a que la realización de los proyectos cada vez fuera de mayor calidad y en un tiempo menor.
ABSTRACT
The following degree project was carried out with the help of companies Ave Consultoria and and Terrano ingenieria; Companies dedicated to the design of structural projects.
With them It developed the drawing work of the plans. Each company has a legal representative to AVE consultoria is Juan Guillermo Ardila Structural engineer and Fabian Clavijo to Terrano ingeniería also Structural engineer
The internship consisted in the development of several structural projects, the drawing of the plans of such projects, and the calculation of the quantities of work. With these exercises a great amount of knowledge of the structural area was acquired.
INTRODUCCIÓN
El diseño estructural es una rama importante de la ingeniería civil ya que es la base de todo tipo de construcción, es lo que da el funcionamiento a una obra civil; el ingeniero estructural es quien realiza el cálculo de los elementos estructurales que configuran la estructura con el fin de que la construcción resulte estable y funcional. Es muy importante que la estructura de una edificación tenga resistencia y rigidez ya que esto ayuda a la sociedad a desarrollarse y genera nueva confianza y resistencia.
Hacer las pasantías en la empresa AVe consultoría y construcción, que se dedica al diseño estructural, brinda una gran variedad de conocimientos acerca de la parte estructural de la ingeniería civil. Si bien el diseño y el cálculo estructural son un pilar muy importante de la ingeniería, el dibujo y la presentación de proyectos como estos también lo es; cabe resaltar que aprender a presentar de una manera clara y ordenada los proyectos estructurales forja a un estudiante a ser siempre más pulcro y ordenado a la hora de realizar la construcción.
4. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL.
Desarrollar la función de auxiliar de ingeniería dando un excelente cumplimiento a las actividades propuestas por la empresa Ave Consultoría.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
1. Complementar los conocimientos adquiridos en la parte teórica llevando acabo la práctica de éstos.
2. Adquirir habilidades y conocimientos que creen actitudes y criterios, para un buen desenvolvimiento, a la hora de actuar en diversas situaciones comunes en el mundo laboral.
3. Optimizar el tiempo que se demora el realizar un proyecto estructural combinando programas como AutoCad, DC-Cad, DL-NET y Excel.
5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Muchas veces se puede observar como algo falla en el proceso de construcción de una obra, o hay algún retraso porque no se entiende como se debe construir algún elemento de la estructura; la mala presentación de los planos y la poca información que muchas veces los diseñadores no muestran llega a afectar el rendimiento de la construcción de una estructura, porque en obra les toca tratar de “adivinar” cosas como: que dimensiones tiene tal elemento, como se debe armar alguna conexión, que acero lleva tal tramo.
En las universidades nos enseñan toda la teoría que se debe tener para llegar a ser un ingeniero civil, pero no nos enseñan cómo debemos presentar nuestros proyectos; esto es vital para que una construcción se realice en el menor tiempo posible.
Al momento de realizar un proyecto, en este caso estructural, debemos pensar en las personas que estarán en la obra armando y dando forma a todo lo que está en los planos, no se debe olvidar que no todas las personas han estudiado y saben la teoría de las cosas; es ahí en donde un buen plano con todos los elementos detallados y bien presentados hacen la diferencia.
Las malas presentaciones de los planos crean confusiones que pueden ser muy graves si no se llegan a corregir a tiempo, también minimiza el rendimiento ya que si la información no está clara se demorará más tiempo el personal en entender lo que el diseñador quiere expresar.
6. MARCO TEÓRICO
La ingeniería estructural es una de las tantas ramas que tiene la ingeniería civil, se
trata de diseñar y calcular la configuración del esqueleto de
edificios,puentes,muros(incluyendomuros de contención),presas,túnelesy otras obras civiles; es la aplicación de los conocimientos de la Mecánica, ciencia que estudia las fuerzas y sus efectos, al arte de diseñar estructuras. Dicho de otro modo, la rama estructural se encarga de aplicar la mecánica de medios continuos1 para
lograr el diseño de estructuras que soporten su propio peso más el peso que genera su uso (cargas vivas), más el peso producido por eventos naturales como: vientos, sismos, agua o nieve.
“Es el arte de idealizar materiales a los cuales no se les conoce bien sus propiedades, para construir formas que no sabemos analizar, de tal manera que soporten cargas que ignoramos y sin embargo se comporten satisfactoriamente (todo esto sin que la gente se dé cuenta)” (autor desconocido).
Carga estructural: Son las fuerzas externas aplicadas a los elementos resistentes, o también su propio peso. Las cargas que soporta una estructura se clasifican en muertas, vivas y accidentales (de viento y sísmica). Estas deben ser incluidas en
los cálculos de los elementos estructurales.
cargas muertas: son lasque actúan de forma continua y sin cambios
significativos, pertenecen a este grupo el peso propio de la estructura, empujes de líquidos (como en un dique) o sólidos (como el suelo en un muro de contención)
cargas vivas: son aquellas que varían su intensidad con el tiempo por uso o exposición de la estructura, tales como el tránsito en puentes, cambios de temperatura, maquinaria (como una prensa), acumulación de nieve o granizo, etcétera; cargas accidentales que tienen su origen en acciones externas al uso de la estructura y cuya manifestación es de corta duración como lo son loseventos sísmicoso ráfagas de viento.
6.1 Etapas de desarrollo de un proyecto
Planeación: Se identifica el problema a solucionar y se presentan alternativas generales de solución
Diseño preliminar: General
Evaluación de alternativas: Diferentes sistemas estructurales, diferentes geometrías y diferentes materiales.
1 Mecánica de medios continuos:es una rama de la física que propone un modelo unificado para
Análisis: fuerzas y deformaciones
evaluación de cargas o fuerzas actuantes modelación, real y abstracta
resolución del modelo: fuerzas internas, de conexiones o uniones.
Diseño: detallado y dimensionamiento de los elementos para que resistan las fuerzas actuantes.
7. MARCO CONCEPTUAL
Losa de entrepiso: son los elementos rígidos que separan un piso de otro,
construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales. Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados como pisos y revoques. Además, forman un diafragma rígido intermedio, para atender la función sísmica del conjunto.
Viga de cimentación: son vigas que amarran la cimentación y distribuyen las
cargas que provienen de las columnas hacia las zaparas. Generalmente son vigas de gran tamaño.
Viga aérea: Las vigas son los elementos estructurales de sentido horizontal e
inclinado que en su conjunto dan rigidez a los muros y trasladan el peso de la edificación a las columnas. Permite sostener los techos de las construcciones o asegurar la estructura. éstas hacen que el edificio trabaje como un sistema unificado. Estos elementos trabajan a tensión y a compresión (no a flexión).
Steel Deck: es un sistema constructivo para losas de entrepiso que se compone
una chapa de acero nervada inferior apoyada sobre un envigado (de cualquier
Placa aligerada: son las losas que forman vacíos en un patrón rectilíneo que aligera
a la carga muerta, debido al peso propio. Estas losas son más eficientes que las losas macizas ya que permiten tener espesores mayores sin aumentar el volumen de concreto con respecto a una losa maciza.
Placa maciza: es una estructura plana horizontal que separa un nivel de la
edificación del otro y que puede servir de cubierta y se puede construir con diferentes procedimientos.
Muro de contención: son elementos constructivos que cumplen la función de
8. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
Ave consultoría y construcción: Es una pequeña empresa dedicada al diseño
de proyectos estructurales, consultoría y construcción de obra, dirigida desde octubre del 2013 por el ingeniero civil Juan Guillermo Ardila, quien también es magister en ingeniería estructural de la Universidad Nacional de Colombia. Tiene su domicilio principal en Bogotá, en la Cra 47A #118-08.
Terrano Ingeniería: Está de dicada a la realización de diseños estructurales,
construcción en concreto reforzado, fabricación y montaje de estructuras en acero, interventoría y asesoría técnica, entre otras actividades. Fue fundada en el año 2014 y es liderada por el ingeniero Fabián Clavijo. Tiene su domicilio principal en Bogotá, en la Cra 47A # 118-08
Misión: Prestar servicios de Ingeniería en los campos de la consultoría, interventoría, diseño y construcción de obras para lograr proyectos que beneficien a nuestra comunidad, con responsabilidad social, contribuyendo significativamente a la mejora de la Imagen pública de nuestros clientes aprovechando los beneficios de los cambios tecnológicos.
Visión: Posicionarnos como empresa prestadora de servicios de ingeniería reconociendo a la comunidad como usuario final y a nuestro personal como el recurso más importante para la prestación del servicio. Mantener un adecuado desarrollo y aplicación de tecnología que le permita a la empresa aumentar la eficiencia interna que junto con la mejora constante de la posición competitiva garantice la supervivencia en el mercado.
Servicios:
Diseño de estructuras en concreto reforzado, acero, mampostería estructural y madera, conexiones en acero y elementos no estructurales; también ejecución de planos de diseño, planos de taller y planos de montaje para estructuras de acero.
Construcción en concreto reforzado: Construcción de sistemas aporticados
en concreto reforzado para casas y edificios, cimentaciones superficiales, tanques, y elementos no estructurales. Uso de sistemas de formaleta tradicional y formaleta metálica.
Fabricación y montaje de estructuras en aceropara edificaciones, viviendas, cubiertas, fachadas, mezzanines, escaleras, Sistemas de entrepiso tipo Lamina colaborante (Steel-Deck) y Placas Aligeradas. Estructuras en perfiles de alma llena, estructuras tipo celosía, lamina delgada y perfilería liviana. Reforzamiento estructural en elementos de acero.
manejo de contratistas y clientes, y un completo asesoramiento técnico en tipo de soluciones constructivas de acuerdo a la necesidad de cada proyecto.
Estudios de vulnerabilidad y reforzamiento estructural: Evaluación patológica y estructural de edificaciones, así como de los elementos que la componen. Extracción de núcleos para determinación de resistencias y análisis de ataques químicos. Análisis estructural para cálculo de grado de vulnerabilidad de acuerdo a la reglamentación vigente, así como actualización de estructuras construidas con anterioridad al reglamento NSR-10.
Estudios geotécnicos: Ejecución de estudios geotécnicos para edificaciones
y estructuras en general. Ejecución de perforaciones y ensayos de laboratorio para determinación de perfil estratigráfico y recomendaciones de cimentación.
Fabricación e instalación de cubiertas y fachadas en tejas de acero tipo trapezoidal, standing seam sencilla, standing seam tipo panel, panel inyectado y flush panel. Tejas traslucidas, galvanizadas y prepintadas, con sistemas de aislamiento en poliuretano, poliestireno, lana mineral de roca y fibra de vidrio. Cubiertas y fachadas para edificaciones, bodegas industriales, clínicas, centros comerciales, entre otras.
Experiencia:
PROYECTO REALIZÓ
Escuela de Sanidad Militar Barranquilla
Estudio de Patología y vulnerabilidad estructural, extracción de núcleos de concreto, ensayos de penetración de ión cloruro, sulfatos y carbonatación.
Hospital Honda
Estudio Geotécnico, exploración del suelo y ensayo sobre muestras extraídas para recomendación de
cimentación y excavaciones.
Surtimax Usme
Instalación de cubierta en acero pre-pintado cal. 26, tipo teja trapezoidal de 1060mm en secciones de
9.00m de longitud.
Edifico Air Andes
Diseño estructural de un edifico de 8 pisos en concreto reforzado y Acero estructural en la ciudad
de Bogotá.
Casa La Calera
Diseño estructural de una casa de 400m² en concreto reforzado y acero estructural en el
municipio de La Calera.
9. DESARROLLO DE LA PASANTÍA
La pasantía se desarrolló más que todo con la empresa Ave consultoría y construcción bajo la tutoría del Ingeniero Héctor Pinzón, con la supervisión del ingeniero Juan Guillermo Ardila y la colaboración del ingeniero Fabián Clavijo, quien es el representante de la empresa Terrano Ingeniería. La práctica se desarrolló en el cargo de auxiliar de ingeniería enfocado en el dibujo y presentación de varios proyectos estructurales, el cálculo de cantidades de estos y algunos trabajos de oficina. Los proyectos que se realizaron se nombran a continuación:
Colegios: este proyecto consistió en la realización del diseño estructural,
cálculos estructurales, dibujo de planos y cálculos de cantidades para 5 colegios públicos.
Superintendencia: Se desarrolló el diseño estructural de un tanque
contraincendios para el almacenamiento de agua, en el edificio de la superintendencia financiera de Colombia ubicado en la ciudad de Bogotá.
Yerbabonita: en este proyecto se realizó el diseño y cálculo estructural para
una casa ubicada en el municipio de Siberia (Cundinamarca) en la vereda Yerbabonita.
Reforzamiento estructural: Se hizo un reforzamiento estructural para una
bodega de la empresa Cosvital, en la ciudad de Bogotá.
A continuación, se realizará una descripción detallada de los proyectos trabajados, donde se podrá contemplar el paso a paso de la elaboración de un proyecto estructural.
Proyectos: Colegios:
o IE-Las Lajas
o Alfredo Bonilla – Sede Mercedes
o Alfredo Bonilla – Sede María inmaculada
o IE – La Merced
Para la realización de estos proyectos se partió inicialmente de los planos arquitectónicos, los cuales fueron previamente sumistrados por la empresa IVICSA SAS.
Ilustración 1: Planta arquitectónica del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Ivicsa SA
Ilustración 2: Corte arquitectónico del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Ivicsa SA
Ilustración 3: Planta de localización de columnas del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 4: Borde línea, eje estrctural y columna del proyecto IE- Las Lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Las dimensiones de las columnas son calculadas por el ingeniero estructural, estas medidas se le da a conocer al arquitecto ya que pueden variar a las que se tenía inicialmente haciendo que se afecte alguna dimensión de muro o espacio que se tenga previsto.
9.1 Planta de cimentación:
La planta de cimentación es la unión de todos los elementos estructurales que harán parte de la cimentación tales como: vigas, columnas, zapatas, muros de contención, etc.
Para la construcción de esta planta se colocarán las zapatas ya calculadas en el lugar donde se encuentra cada columna, así es como la estructura transmite al suelo las cargas y esfuerzos generados. Cada columna transmite dicha energía al terreno por medio de la zapata.
Las vigas de cimentación se ubican uniendo cada zapata, formando una malla y amarrando el sistema de cimientos. En las Imágenes mostradas a continuación se podrá apreciar cómo se compone el sistema de cimentación de cada proyecto nombrado inicialmente.
Ilustración 6: Planta de cimentación – proyecto IE – Las Lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 7: Planta de cimentación – proyecto IE – La Merced. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 9: Planta de cimentación – proyecto IE - Agroecol. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
9.1.1 Detalles de cimentación:
Además de la planta se debe mostrar los detalles de los elementos que conforman la cimentación. Esto es importante ya que da información acerca del método constructivo que se va a realizar, del refuerzo en acero que necesite, de algún mejoramiento en el terreno, excavación o relleno; todo esto con el fin de que en la obra el personal tenga total claridad al momento de construir. En las siguientes Imágenes se mostrarán algunos detalles:
Ilustración 11:Detalle típico de una zapata. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Sumado al dibujo preciso de la zapata se debe realizar un cuadro en el cual estén todas las especificaciones que tenga cada zapata.
Es importante detallar la losa de contrapiso porque esta nos brinda información acerca de el espesor, el tipo de concreto que se adicionará, las especificaciones del refuerzo que tendrá integrado y si hay un mejoramiento o un relleno (también especificar toda la información del material que se empleará para realizar dicho relleno o mejoramiento) a la hora de construir.
Ilustración 13: Corte típico de una losa de contrapiso. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
3. Una ves terminado con la planta de cimentación y cada uno de sus detalles, se procede a calcular y realizar las plantas y estructura de los niveles siguientes del edificio antes de la cubierta; indicando las dimenciones y la ubicación de las vigas que se necesitarán para la obra.
9.2 Plantas estructurales:
Las planta estructural muestra la unión de vigas y columnas en donde quedará amarrada una losa de concreto reforzado, dando así forma al nivel del edificio. La placa del nivel puede ser una placa maciza o una placa aligerada, esto depende del cálculo hecho por el ingeniero estructural, o tambien se puede emplear la combinacioón de las dos, es decir dichos lugares de la losa, como balcones, bordes, cuartos de máquinas o una base para colocar un tanque se pueden realizar con placas macizas y los otros lugares como pasillo, habitaciones, cuartos, zonas comunes, aulas, salones, lugares que no ejerzan mucho peso se pueden construir con placas aligeradas.
Depende de cuantos niveles tenga el edificio serán el número de planas estructurales, por ejemplo si el edificio tiene 3 niveles, serán 3 plantas2, no todos los
niveles de un edificio son iguales, en muchos casos los edificios tienen plantas distintas, pero si todas son iguales a estas plantas se les llama piso tipo.
Dicho lo anterior, en las siguietes Imagenes se mostrarán algunas plantas de cada proyecto en el que se trabajó.
Ilustración 14: Planta estructural NE+3.50 – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 16: Planta estructural NE+4.40 - Proyecto IE – Las lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 18: Planta estructural NE+3.20 – Proyecto IE – Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 19: Planta estructural NE+3.20 - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
por la cubierta. Las ménsulas se emplearon para sostener la estructura de la cubierta ya que en el cálculo es inneseario recurrir a vigas.
9.2.1 Cortes estructurales:
En proyectos que se ubican pendientes y quepresenten desniveles es necesario hacer un plano con un corte estructural del edificio, birndando la información de los niveles y la cimentación. Esta información sirve para entender de una manera mejor el plano de la planta, donde también deben estar indicados las secciónes que llevan niveles distintos.
Ilustración 20: Corte longitudinal de cimentación-Proyecto IE-Las Lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
9.2.2 Detalles de la planta estructural:
Cuando la placa de la planta estructural es aligerada en Steel Deck se debe presentar el detalle de las viguetas metálicas que se utilizarán, tambien el detalle de la lámina y la capa de concreto, con su respectivo refuerzo, que se fundirá.
Ilustración 22: Detalle típico del armado de una placa de Steel Deck. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
El proceso constructivo y las dimensiones de los pefrfiles que se asignaron para la construcción de estas viguetas se deben mostrar detalladamente.
Para el proyecto de IE – Agroecol San Rafael se calculó una placa aligerada para las plantas de la estructura. Para aligerar la losa se utilizaron viguetas hechas en concreto reforzado a diferencia de los demás proyectos en los cuales se había trabajado el Steel Deck.
Ilustración 24: Planta estructural NE+3.20 – Proyecto IE – Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Como todo elemento estructural que se emplee debe ser detallado, a las viguetas en concreto reforzado tambien se le debe dibujar el detalle mostrando sus dimenciones y el acero que tiene que llevar.
Ilustración 26: Detalles de viguetas y placa de aligeramiento – Proyecto IE – Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 27: Losa maciza en el Proyecto IE – Las Lajasl. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
4. Al finalizar con la planta estructural y sus detalles damos paso para realizar la panta de cubierta la cual estará situada en el último nivel del edificio y esta nos mostrará la información de la estructura que protegerá el interior de la edificación.
9.3 Planta de cubierta:
La planta de cubierta es la que cierra al edificio en su parte superior dandole un acabado al mismo, esta cubierta se puede realizar de varias maneras: se puede fundir una losa maciza y simplemente la cubierta quedaría siendo una terraza donde las personas porian acceder sin ningún problema o en el caso de los proyectos realizados, la cubierta puede construirce mediante la utilización de cerchas y correas que soportan un tejado; este tipo de cubiera ya no puede permitir el acceso a los usuarios.
La cercha, como elemento estructural, es calculado por aparte, de acuerdo al peso de la teja que se va a manejar, y esto da como resultado el ángulo de inclinación, el mateiral que se debe usar para la construcción de la misma el numero de correas que necesita a lo largo para poder apoyar satisfactoriamente el tejado.
Ilustración 28: Cercha y correas de una cubierta. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Para apoyar las cerchas antes debe haber una planta compuesta unicamente de vigas de amarre, como antes se mostró y se explico en el proyecto IE – Las Lajas. La siguiente imagen muestra la planta anterior a la de cubierta del proyecto Alfonso Bonilla – sede María Inmaculada:
En las siguientes Imagenes se muestran alguas plantas de cubierta de todos lo proyectos trabajados, la planta anteriormente mencionada aparece de un color claro, mientras que las cerchas y perfiles de un color oscuro.
Ilustración 30: Planta de cubierta - Proyecto IE – Las lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 32: Planta de cubierta – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
9.3.1 Cortes:
Los cortes de las cubiertas son tan importantes porque de allí obtenemos información como: la pendiente de las aguas que se deifnió, el número de correas que se van a emplear, la forma y composición de la cercha, los puntos de apoyo de la cercha y el detalle del canal o viga canal que va a transportar el agua que recoge el tejado hacia el ecxterior.
Se mostrarán los cortes de algunas cerchas que se diseñaron y dibujaron para los proyectos en las siguientes imágenes:
Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada:
Ilustración 34: Corte de cubierta - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Proyecto IE – Las lajas
Además del corte de cada cercha se realió en el preoyecto IE – Las lajas un corte longitudinal para mostrar la ubicación de cada cercha que se diseñó, ya que este proyecto está ubicado en una pendiene y presenta varios desniveles.
Ilustración 36: corte de cubierta - Proyecto IE – Las lajas. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Proyecto IE-Agroecol San Rafael
Ilustración 37: Corte de cubierta – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
por petición del cliente. La imagen que se da a conocer acontinuación muestra la composición de esas cerchas y correas fabricadas en madera:
Ilustración 38: Corte de cubierta en madera – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes
Ilustración 40: Corte de cubierta - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Este proyectó con otrosestilos de cercha, uno mas simple ya que el espacio es mas pequeño y el diseño concluyó que no se necesitaba una cercha grande:
Ilustración 41: Corte de cercha - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 42: Cortes de culatas - Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mercedes. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
9.3.2 Detalles de cubiertas:
En los de talles de las cubiertas se debe encontrar información como: realización de las conexiones con las vigas aereas, material utilizado para la realizacioón de las cerchas y las correas, ubicación entre ejes de éstas, dimensiones de los materiales utilizados y es muy importante que aparezca el detalle de la viga canal o el canal que se usará para recoger las aguas lluvias.
Ilustración 43: Detalle de placa base para conexión de cercha a viga aerea. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 44: Detalle de conexión de cercha y correa. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 46: Detalle conexión de correa a viga corona de la culata. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Detalles para cercha en madera
Ilustración 48: Materiales que se emlearán. Fuente: AVe consultoría y construcción
Ilustración 50: Conexión de solea a vigueta. Fuente: AVe consultoría y construcción
Ilustración 52: Conexión de diagonales. Fuente: AVe consultoría y construcción 9.4 RAMPAS Y ESCALERAS
Algunos edificios que se trabajaron, contaron con mas de dos plantas; para la conexión entre plantas cuentan con escaleras al interior de los pisos y al exterior con rampas.
Las escaleras y las ramas son elementos que se calculan aparte de la estructura del edificio, ya que no forman parte de la matriz de la edificación e interactuan como estructuras adicionales.
Los detalles de rampa y escalera deben mostrar las vigas de las que están compuestas, las dimensiones de cada tramo, las pendientes que poseen (en el caso de las rampas) y la ubicación y especificación del refuerzo que se va a utilizar.
Los proyectos en los que se incluyeron las ramas son:
o IE -Agroecol : posee cuatro niveles , tres descansosy es una rampa en zig-zag
o Alfredo Bonilla – Sede María Inmaculada: es una rampa que tiene dos direcciones posee un descanso principal donde se cambia la dirección y dos decansos entre cada tramo.
Proyecto IE - Agroecol
Ilustración 53: Corte estructural de la rampa – Proyecto IE-Agroecol San Rafael. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Alfredo Bonilla – Sede María Inmaculada
Ilustración 55: Planta de la rampa – Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 56: Corte A de la rampa – Proyecto Alfredo Bonilla Montaño sede Mariía Inmaculada. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
IE – La Merced
Ilustración 58: Planta de la rampa – Proyecto IE – La Merced. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 59: Corte A de la rampa – Proyecto IE – La Merced. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Escaleras:
Ilustración 61: Detalle y despiece típico de una escalera. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
9.5 Muros de contención:
En el proyecto de Yerbabonita se diseñó la construcción de un muro de contención, ya que la pendiente en la que está situado el proyecto es muy alta.
Se construyeron tres tipos de muros con diferentes alturas, estas alturas se podrán apreciar más adelante en los detalles de los muros, el primer muro tiene una longitud de 22.12 m de largo, el segundo tiene 38.2 m y el tercero tiene 16.08 m.
Ilustración 62: Planta muro de contención – Proyecto Conjunto Residencial Yerbabonita. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 63: Muro de contención3 – Proyecto Conjunto Residencial Yerbabonita. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Cortes del muro:
9.6 Tanques de almacenamiento:
Se trabajaron dos tanques de agua en concreto reforzado durante las pasantías, estos se realizaron desde el diseño estructural, el cálculo y el dibujo.
El primer tanque que se realizó fue el del proyecto IE – La merced, este tanque cuenta con espacios, uno es para maquinaria como bombas, cheques válvulas, etc., y el otro para el almacenamiento de agua.
El segundo tanque se diseñó para el edificio de la superintendencia financiera de Colombia. Tiene el mismo proceso constructivo que el tanque para el proyecto La Merced. En las siguientes imágenes se mostrará el proceso que tuvo el tanque para La Merced.
EL plano del tanque se presentó con la planta y los cortes geométricos, los cuales muestran las dimensiones del tanque y su forma.
Ilustración 66: Planta y cortes geometricos de tanque de almacenamiento – ProyectoIE – La Merced. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Ilustración 67: Planta y cortes estructurales de tanque de almacenamiento – ProyectoIE – La Merced. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Al finalizar se realizan algunos detalles que muestran como es el acceso al tanque de almacenamiento.
9.7 Reforzamiento estructural del edificio de Cosvital
En los ultimos días de la pasantía se realiza un reforzamiento a un edificio que no cumplía con ninguna norma colombiana. La edificación tiene como uso servir de bodega, la estructura no estaba diseñada para soportar las cargas normales que se ejercen normalmente en una bodega.
Para ello se diseñó un reforzamiento fortaleciendo algunas columnas con tubos metálicos y a las otras se les añadió una columneta metálica para ayudar a soportar el peso de la placa; se diseñó un nuevo esquema de vigas metálicas que soportan las vigas existentes y reduciran mayoritariamente las deflexiones. Dicho esto se mostrará el diseño del proceso constructivo que dará la solución a este problema estructural.
Planta de localización de coliumnas:
Ilustración 69: Planta de localización de columnas y pedestales– Proyecto Cosvital. Fuente: Propia
Ilustración 70: Detalle de la planta de localización de columnas y pedestales– Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Una vez situadas las columnas se procedió a ubicar las vigas metálicas amarrando las columnas en cada uno de los niveles de la edificación.
Ilustración 72: Detalle de la planta estructural NE+4.25 – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Se reforzó también con unas diagonales para reducir las deformaciones en las vigas y columnas en concreto.
Ilustración 74: Corte C – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción.
Proceso constructivo para reforzamiento de columnas
Se detallará el proceso constructivo que se utilizo para la realización del reforzamienro de las columnas en concreto.
Proceso constructivo para la instalaciones de las platinas base.
1. Perforar cimientos para anclaje de pernos.
2. Escarificar para obtener una mejor adheción del concreto nuevo con el existente.
Ilustración 76: Detalle de escarificación – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
3. Aplicar epóxico en las perforaciones y en los pernos para adeción.
4. Anclar pernos
Ilustración 78: Anclaje de pernos – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
5. Colocación de formaleta para grout de nivelación
6. Colocación de platinas, se deben usar los pernos para nivelar.
Ilustración 80: Detalle placa base – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
7. Aplicar Grout de nivelación.
8. Retirar formaleta
Ilustración 82: Detalle – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
Proceso constructivo para construcción detubos alrededor de columnas en concreto
9. Se Arman las platinas
10. Se soldan las platinas
Ilustración 84: Detalle de soldadura – Proyecto Cosvital. Fuente: Propia dibiajdo para AVe consultoría y construcción
10. CONCLUSIONES
Al culminar las prácticas de pasantías en la empresa AVe Consultoría y construcción se dio cumplimiento a cabalidad con los requisitos y actividades establecidos por el ingeniero Juan Guillermo Ardila.
Estas actividades realizadas allí dejan una gran adquisición de conocimiento del campo estructural, esto fortalece y complementa la parte teórica vista en la Universidad de tal manera que crea una valiosa experiencia para poder moverse por el campo laboral.
Con la realización de cada proyecto se aprendió a darle solución a todo lo que se pide, esto es da gran importancia ya que en el mundo laboral los proyectos son muy distintos y siempre se tiene que buscar la manera de llegar a una excelente solución.
Estando en el cargo de auxiliar de ingeniería y dibujante se adquirió gran habilidad para el manejo de programas como AutoCad (un programa que por ahora es indispensable saber manejar), Etabs (programa que se utiliza para la modelación de estructuras y facilita calcular la envolvente de un diagramo de esfuerzos), DL-Net (programa que sirve para el cálculo de acero de las estructuras en concreto reforzado) y Excel.
El dibujo es un buen comienzo para ganar experiencia en el mundo de la ingeniería civil, dado que dibujando se conoce la totalidad de un proyecto y esto significa que se enriquece el conocimiento técnico; el dibujar plantas, las vigas una por una hace que se aprenda a entender un plano no solo estructural sino arquitectónico, se reconocen los espacios de un edificio, se aprende los diferentes tipos de procesos constructivos para las placas, en el caso de una planta de cimentación se puede aprender cómo se distribuyen los esfuerzos del edificio hacia el suelo. Dibujando cada detalle se puede conocer los componentes de cada elemento estructural, como se conforman y como se construyen.
11. APORTES Y RECOMENDACIONES
Con cada proyecto que se realizó en el transcurso de las pasantías se logró dar un gran enriquecimiento a los conocimientos y a las habilidades del pasante, mejorando así el desempeño a la hora de dibujar y presentar un conjunto de planos estructurales. La realización del cálculo de cantidades forjó una amplia experiencia en el conocimiento de términos y materiales de la construcción
En general con la realización de todos los proyectos se comprendió como se conforma la matriz para generar una planta estructural o de cimentación, comenzando desde el dibujo de vigas, localización de columnas, localización de cerchas y correas. Con los proyectos que presentaban rampas en las plantas arquitectónicas se conoció cada detalle que posee una rampa, al momento de dibujarla y detallarla el pasante logró comprender el proceso constructivo que conlleva.
BIBLIOGRAFÍA
Reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR-10. (2010). Ley 400 de 1997 (Modificada Ley 1229 de 2008), Decreto 926 del 19 de marzo de 2010, Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, Bogotá D.C. CÁCERES SUAREZ, José de Jesús y JAIMES TORRES, Sirley Patricia. Manual de Dibujo para Proyectos de Ingeniera Civil Orientado a Estructuras. Bucaramanga, 2007. 122 p. Trabajo de grado (Ingeniero Civil). Universidad industrial de Santander. Facultad de Ingenierías Físico - Mecánicas. ICONTEC INTERNATIONAL. EL COMPENDIO DE TESIS Y OTROS TRABAJOS DE GRADO. {En línea}. {Consultado junio 2009}. Disponible en: http://www.ICONTEC.org/BancoConocimiento/C/compendio_de_tesis_y_otr os_trabajos_de_grado/compendio_de_tesis_y_otros_trabajos_de_grado.as p?CodIdioma=ESP.
