2.3 Control Using Vision
2.3.2 Visual Motion Control
NO ESTRUCTURALES Grupo A Grupo B1 Grupo B2 Susceptibles de sufrir daños por
deformaciones de la estructura
0.012 0.015 0.018
No susceptibles de sufrir daños por deformaciones de la estructura
0.016 0.020 0.024
Fuente: COVENIN 1756 (2001)
En este caso, tal y como lo indica la Norma Venezolana COVENIN 1756:2001 “Edificaciones Sismorresistentes” en la Tabla anterior, para una edificación del grupo B2 le corresponde un valor máximo de 0.018.
Pre-dimensionado de los elementos estructurales: Los elementos serán prefijados en la simulación en el Staad.Pro, al igual que sus secciones. Una vez se realice dicha simulación estructural se dispondrá de las secciones, características y disposiciones definitivas.
Cálculo de las fuerzas actuantes en los miembros y sus deformaciones (mediante el uso del Staad.Pro). Las fuerzas actuantes y las deformaciones se obtendrán en base a la simulación a realizada en el Staad.Pro.
Verificación de los miembros estructurales. De ser necesario, se procede al ajuste de las secciones y así optimizar los componentes estructurales. En referencia al sistema Omniblock®, se simularán pequeñas columnas o elementos verticales
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donde se rellenarán los bloques, para obtener así los mayores esfuerzos y verificar dicho sistema considerando la norma referente a la mampostería armada, preparando una hoja de cálculo preparada para tal fin.
Diseño de los distintos miembros o elementos estructurales: En definitiva se determinaran las secciones y las características de las estructuras simuladas en base a dos sistemas constructivos en comparación (Omniblock® y tipo túnel).
Determinación de costos de construcción: Para poder evaluar los costos de construcción, en base al diseño utilizando cada sistema en particular, se realizaron los respectivos análisis de precios unitarios para determinar costos generales de construcción, para poder determinar el aspecto económico, el cual se vuelve factor importante de comparación.
Comparación del sistema Omniblock® y el sistema tipo túnel: Para darle cumplimiento al objetivo general de la presente investigación, se determinara los costos de construcción de cada sistema bajo mismos esquemas estructurales y se determinara cual de los dos sistemas ofrece una mayor integridad y seguridad estructural. En tal sentido y mediante a estos factores se determinaran las conclusiones referentes al caso.
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C A P Í T U L O IV
R E S U L T A D O S
En éste capítulo se presenta el análisis de los resultados que se obtuvieron en esta investigación, a través de los cuales se resuelven las interrogantes y los objetivos propuestos, dándole la oportuna y la firmeza requerida ante el cumplimiento de cada uno de estos. Como resultado de la presente investigación se plantea desarrollar las diferentes simulaciones estructurales para poder estimar los costos respectivos de construcción de cada sistema propuesto, y poder analizar beneficios y desventajas en el uso de cada sistema o tecnología de construcción, para concluir sobre medida, se establecerán las particulares condiciones bajo que esquema un sistema es mas beneficio que otro.
En tal sentido, se plantean los beneficios obtenidos además de la revisión de las especificaciones y las consideraciones que se realizan por cada sistema en especifico, se presentan los resultados provenientes del análisis estructural realizado y del estimado de costos, como aspectos y caracterizaciones para poder emitir algún resultado en consideración respecto a alguno de los dos sistemas.
Sistema Constructivo Omniblock
Construcción del sistema
El sistema constructivo Omniblock consiste en un sistema tipo mampostería reforzada, que a diferencia de otros sistemas de este tipo, posee resistencias
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importantes y su estructuración es adecuada para desarrollar distribuciones variadas en el campo de la construcción de edificaciones de baja altura. Este forma un bloque de mayores dimensiones a las convencionales, ya que posee dimensiones de largo de 60 cms y 30 cms, lo que en teoría reduce el desarrollo o construcción de juntas entre bloques.
Beneficios del sistema
Entre los beneficios del uso del sistema están:
1) No exige el uso de encofrado, ni equipos o herramientas especiales para la construcción de edificaciones utilizando el sistema Omniblock ®; beneficio que poseen todos los sistemas de mampostería estructural.
2) Los estudios realizados por Marrero (2002), ha determinado que posee mayor estabilidad y resistencia que sus correspondientes sistemas provenientes del esquema de construcción basados en mampostería estructural.
3) No requiere el desarrollo de columnas reforzadas o sin reforzar.
4) Para la construcción de las vigas de coronas o vigas intermedias se pueden utilizar bloques de concreto del sistema adaptados para el desarrollo de estos elementos.
5) No requiere tanto acero de refuerzo como otros sistemas de muros o mampostería.
6) Puede utilizarse para el desarrollo de edificaciones de dos niveles con luces de importancia (mayores a 4 metros).
7) Su espesor es variante de acuerdo a las exigencias estructurales.
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Desventajas del sistema
Como cualquier sistema constructivo basado en mampostería estructural o reforzada, el cálculo de su comportamiento ante la actuación de las cargas impuestas es engorrosa, y su uso, está basado en diseño y proyecciones basadas en aproximaciones bajo criterios conservadores que no permiten aprovechar sus beneficios soportes. Generalmente su simulación consiste en asumir que es un material ortotrópico aun cuando básicamente se trata de un bloque compuesto y asumirse como un muro de baja resistencia es lo que usualmente se hace bajo esta condición.
Sistema Constructivo Tipo Túnel
La estructura de soporte está basada en muros de corte y placas de diafragma rígido, que tienen buen funcionamiento en el evento de un sismo. El sistema permite fundir en una misma operación muros en dos direcciones junto con la placa, dando como resultado una estructura monolítica con gran rigidez en ambas direcciones.
Construcción del sistema
Inicialmente para el ensamble del encofrado que integra el sistema, se traza en el piso la ubicación exacta de las caras de la formaleta colocando guías para la localización de los paneles. Estos posteriormente se ensamblan los módulos asegurándolos con pasadores y viñas. La plomada y ajuste del muro se logra mediante alineadores y tensores garantizando la verticalidad de la estructura.
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Después se colocan las corbatas, que aseguradas a ambas caras de la formaleta garantizan el espesor del muro.
Posteriormente se colocan los andamios por sobre los cuales se movilizará el personal que colocará el concreto. El vaciado del mismo se realiza mediante sistema de bombeo con concreto preparado para asentamientos máximos de 5 plg, destacando el criterio en el cual estas desviaciones en los asentamientos permitidos garanticen las resistencias de diseño. La losa se puede construir a partir de una formaleta reutilizable, tanto para el entrepiso como para la losa de techo.
Una vez fraguado el concreto, se realiza el desencofrado a las doce horas de vaciado, el acabado de la cubierta generalmente se deja liso pero también se pueden colocar tejas u otro tipo de decoración propuesta del diseñador. Es importante destacar que este fraguado rápido se realiza agregando al concreto aditivos superplastificantes y aceleradores de fraguado.
Beneficios del sistema
Dada la indagación efectuada se determinó los siguientes beneficios del uso del sistema tipo túnel:
1) Es un sistema industrializado y como tal incorpora ciclos repetitivos iguales, altamente medibles y con funciones muy específicas, y preestablecidas por parte de los operarios. Muy utilizable en el caso de la construcción en masa de edificaciones, donde los tiempos son fácilmente
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controlables y los rendimientos pueden ser manejables dependiendo de la pericia del personal.
2) El sistema estructural conforma un entramado monolítico de muros y placas con una excelente distribución de las diferentes cargas, permitiendo continuidad del armado sin la aparición de juntas indeseables, por lo que su comportamiento sismorresistente es excelente.
3) Las estructuras tipo túnel, conforman un sistema estructural que debido a su repartición de cargas uniforme trasmite presiones mínimas al suelo, exigiendo suelos de bajas resistencias, aun cuando la idealización realizada considerará puntos de apoyos repartidos a distancias definidas. 4) Esta estructura posee periodos de vibración menores (T=0,09 seg) en
comparación con el sistema tipo omniblock ® (T=0,40 seg). Esto determina que el sistema tipo túnel es un sistema mas rígido.
5) Los desperdicios tanto de concreto como de acero de refuerzo son inferiores.
6) El sistema no requiere de uso excesivo de mano de obra especializada, estableciendo ciclos específicos al personal.
7) Los costos de acabados, al dar excelentes texturas al concreto, son inferiores a otros sistemas. En otros sistemas es necesario frisar, en cambio en el sistema túnel es suficiente encamisar.
8) Aunque la existencia de columnas es un beneficio inobjetable, la definición de estos elementos también puede aparecer en beneficio del diseñador, proyectista y el constructor cuando este elemento por algún motivo sea requerido.
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9) Un aspecto importante, es la posibilidad de ejecutar muros de bajos espesores, y por ende produce un aprovechamiento sustancial de los espacios.
10) La formaleta tiene una vida útil esperada de 1000 usos. Está vida útil puede ser mayor o menor dependiendo del cuidado en su trato, su almacenamiento y la corrosividad del entorno.
11) El principio básico del sistema es la rotación diaria de los equipos mediante el empleo de un concreto de fraguado rápido, asegura el fraguado del concreto en 14 horas.
12) El cálculo y diseño estructural esta suficiente normado y comentado técnicamente para que su uso no sea tan dificultoso, desde el punto de vista del desarrollo de cualquier proyecto utilizando en sistema (asumir muros mediante elementos finitos es lo que usualmente se aplica al utilizar softwares especializados de cálculo estructural).
Desventajas del sistema
Dentro de las limitaciones o desventajas del sistema se puede denotar las siguientes:
1) Limitaciones en las luces máximas libres que podrían incrementar costos. Sin embargo, aunque utilizar otros sistemas de cubierta al diseñar muros portantes con el uso en techos de losa nervada el sistema pudiera volverse competitivo, sin embargo los tiempos de construcción tendrían a aumentar, y redundar en costos mayores.
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2) Limitaciones en detalles arquitectónicos y desigualdades de los diseños, ya que los encofrados están normalizados a tamaños definidos comercialmente. Sin embargo, depende de la experiencia del ingeniero en diseños de encofrados metálicos.
3) Cualquier variación puede generar retrasos y sobrecostos. 4) Es esencial el uso esencial de grúas tipo torre.
Análisis comparativo de los sistemas constructivos
Debido a que el sistema Omniblock® constituye un sistema constructivo basado en mampostería armada, no confinada en el presente caso, no es mucho lo que se puede lograr en edificaciones altas y con luces mayores a los 4 metros. Este sistema requiere disponer de aéreas no mayores distribuidas en espacios grandes ya que las rigideces en el sentido débil se pierden como es el caso de la estructura analizada, esto sin contar los efectos adversos que produce las aberturas del sistema.
No obstante, el sistema está planteado en un mampostería armada fabricada con bloques de 60 x 30 x 20, con una resistencia a la compresión estimada de 127 kgf/cm2 a los 28 días, el cual es dispuesto mediante la utilización de un concreto fluido (grouting) con resistencia mínima de 140 kg/cm2, el cual es utilizado no solo para unir los bloques y formar las cisas sino para rellenar el bloque para hacerlo más sólido.
En cada bloque en uno de sus huecos se dispondrá de una cabilla estriada de diámetro 5/8” y a cada 60 cms en sentido horizontal, alternando las cisas, 2
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barras de 3/8”. Esta pared tendrá en su parte superior en cada nivel una viga corona de 30 cms de altura por 20 cms de ancho con un refuerzo principal con cabilla estriada de ½”’ y estribos de 3/8” a cada 12,5 cms. Todo esto dependiente de los cálculos realizados en la simulación en el Staad. Pro el cual puede ser visualizado en el Anexo B.
Como cerramiento los cálculos arrojados determinaron como puede detallarse en el Anexo C, el uso de una losa nervada de espesor h = 20 + 5 cm con nervios de 10 cms de ancho dispuestos a cada 50 cms y bloques de concreto. El armado de este se definió en base al uso de refuerzo inferior y superior utilizando cabillas de ½”’.
En cuanto al sistema tipo túnel, se planteó desarrollar un sistema de muros de espesor e= 12 cms, debido a que los cálculos así lo arrojaban, los cuales pueden detallarse en la corrida del Staad.Pro visualizable en el Anexo D, y la visualización de los resultados en el Anexo E de la presente investigación. Igualmente la losa maciza armada en los dos sentidos arrojo la utilización de espesores de 12 cms, los cuales poseen un armado a una capa de 3/8” a cada 10 cms en ambos sentidos. El acabado de estos muros está planteado bajo el desarrollo y vaciado a obra limpia, a diferencia del Omniblock ® que se plantea frisar, aspecto que está vinculado en los costos dado la estética que ofrece dicho sistema una vez terminado.
Una vez determinado estas condiciones, en el anexo D se detalla el presupuesto de los dos sistemas desarrollados bajo las mismas condiciones y la misma geometría, determinando estos dos costos de construcción globales:
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SISTEMA OMNIBLOCK
TOTAL Bs F.
409.823,61
SISTEMA TIPO TUNEL
TOTAL Bs F.
356.636,41
En el análisis de cada partida puede detallarse en el Anexo G, donde se aprecia el desarrollo, rendimientos, insumos, materiales, mano de obra asociada, horas hombres, gastos administrativos y la utilidad asumida, asi como equipos utilizados para la consecución de las actividades que contempla el uso de cada sistema constructivo en específico.
En tal sentido se plantea que el uso del sistema tipo túnel es mas conveniente al tener edificaciones con más de un nivel, ya que la particularidad del sistema tipo túnel constituye el patrón más idóneo para construir la edificación planteada. El sistema Omniblock ® representa un 15 % de mayor inversión que el sistema tipo túnel bajo la situación y la caracterización planteada en la presente investigación.
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Conclusiones
Para poder emitir las conclusiones respectivas y necesarias, es preciso darle respuesta a uno y cada uno de los objetivos planteados en la fase inicial de la presente investigación desarrollada, para tal efecto se determinan los siguientes párrafos concluyentes en la comparación del sistema tipo túnel y el sistema Omniblock ®:
En primera instancia se analizó las especificaciones técnicas del sistema constructivo Omniblock® y tipo Túnel mediante la revisión de la información disponible de las tecnologías en cuestión, en tal sentido se utilizó dicha información recabada de los dos sistemas bajo el planteamiento de obtener los requerimientos técnicos, la forma y manera de calcular cada uno, y el cómo estos se comportan desde el punto de vista estructural.
Este análisis determino las ventajas y desventajas descritas por los documentos y la bibliografía examinada, así como se pudo determinar en base al aporte realizado en la presente investigación, como complemento ante aspectos primordiales como lo son los costos de construcción y gastos asociados a las tecnologías analizadas.
Posteriormente, este análisis de especificaciones permitió desarrollar el siguiente objetivo establecido en el diseño de una edificación típica de 2 niveles utilizando el sistema constructivo tipo Omniblock® y el tipo Túnel, considerando bajo igualdad de circunstancias una edificación que permitiera discernir en base al planteamiento de simular cada sistema en condiciones muy apremiantes para
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cada uno de los sistemas. Este aspecto determinó y fue concluyente para demostrar que el sistema tipo túnel por tratarse de un sistema rígido y compacto, denotara un mejor comportamiento estructural expresado en el aspecto económico una vez se realizo el respectivo análisis de costos.
En tal sentido, al determinar los costos de construcción de la edificación de 2 niveles diseñada utilizando el sistema constructivo tipo Omniblock® y tipo Túnel, se puedo concluir la presente investigación satisfactoriamente mediante el análisis comparativo respectivo, determinado por la determinación de que el sistema tipo túnel ofrece un mejor ofrecimiento ante el desarrollo y construcción de edificaciones bajo la premisa de la optimización de costos de construcción.
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Recomendaciones
Una vez culminada satisfactoriamente la investigación, se plantean las siguientes recomendaciones como resultado del presente estudio:
Se recomienda analizar estos sistemas para el desarrollo de viviendas, con el fin de determinar si el comportamiento económico y estructural ofrece un mejor comportamiento del sistema Omniblock ® en referencia al sistema túnel.
Comparar estos dos sistemas con otros sistemas constructivos.
Ampliar el desarrollo del análisis de las estructura bajo mampostería armada con el fin de lograr optimizar el uso del sistema Omniblock® en Venezuela, como alternativa de construcción.
Determinar y comparar otros aspectos adicionales como parámetros térmicos, sonidos, entre otros.
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64 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ANEXOS
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ANEXO A