DERECHOS RESERVADOS

1
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
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R
DE
ANÁLISIS DE LAS CARGAS O FUERZAS DE IMPACTO SOBRE LAS
ESTRUCTURAS
(TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL T ÍTULO DE
INGENIERO CIVIL)
PRESENTADO POR:
Br. Muñoz L. Juan M.
C.I 17.093.560
TUTOR ACADÉMICO:
Ing. Ernesto Velásquez
C.I:3.637.486
Maracaibo; septiembre de 2008
1
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DE
ANÁLISIS DE LAS CARGAS O FUERZAS DE IMPACTO SOBRE LAS
ESTRUCTURAS
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
OS
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SR
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R
DE
ANÁLISIS DE LAS CARGAS O FUERZAS DE IMPACTO SOBRE LAS
ESTRUCTURAS
___________________________________
Br. Muñoz L. Juan M.
C.I 17.093.560
Calle 65 entre Av. 3E y 3F Casa # 3E-52
[email protected]
3
4
VEREDICTO
Este jurado aprueba el Trabajo Especial de Grado titulado: “ANÁLISIS DE LAS
CARGAS O FUERZAS DE IMPACTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS”,
presentado por el bachiller: JUAN M. MUÑOZ L., portador de la C.I:
17.093.560, en cumplimiento con los requisitos establecidos para optar por el
título de INGENIERO CIVIL.
Maracaibo, Septiembre 2008
OS
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JURADO EXAMINADOR
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DE ING. ERNESTO VELÁSQUEZ
C.I: 3.637.486
TUTOR ACADEMICO
ING. JESUS MEDINA
ING. XIOMARA OROZCO
JURADO
JURADO
ING. NANCY URDANETA
ING. JOSÉ F. BOHÓRQUEZ
C.I: 5.818.597
C.I: 3.379.454
DIRECTORA DE ESCUELA
DECANO DE LA FACULTAD
4
5
ÍNDICE GENERAL
VEREDIDTO…………………………………………………………………… IV
AGRADECIMIENTO………………………………………………………….. 8
DEDICATORIA………………………………………………………………... 8
RECONOCIMIENTO................................................................................. 8
RESUMEN……………………………………………………………………... 10
ABSTRACT……………………………………………………………………. 12
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………… 13
OS
D
A
RV
CAPITULO I: EL PROBLEMA………………………………………………. 15
E
S
E
SR
O
1.2 Objetivos de la Investigación……………………………………………..
18
H
C
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R
1.2.1 Objetivo
18
DEGeneral……………………………………………………..
1.1 Planteamiento y Formulación del Problema…………………………… 16
1.2.2 Objetivos Específicos……………………………………………….. 18
1.3 Justificación e Importancia de la Investigación………………………… 19
1.4 Delimitaciones……………………………………………………………... 21
1.4.1 Espacial………………………………………………………………. 21
1.4.2 Temporal……………………………………………………………... 21
1.4.3 Científica……………………………………………………………... 21
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO………………………………………….. 22
2.1 Antecedentes……………………………………………………………… 23
2.2 Fundamentación Teórica………………………………………………… 28
2.2.1 Definición de Carga………………………………………………… 28
2.2.2 Tipos de Carga……………………………………………………… 28
2.2.3 Fuerzas………………………………………………………………. 30
2.2.4 Definición de Impacto………………………………………………. 30
2.2.5 Cargas y/o Fuerzas de Impacto…………………………………… 31
2.2.6 Cargas Muerta……………………………………………………..... 31
5
6
2.2.7 Cargas Viva………………………………………………………….. 32
2.2.8 Fuerza Axial………………………………………………………….. 33
2.2.9 Momento Flexionante……………………………………………….. 33
2.2.10 Torsión………………………………………………………………. 34
2.2.11 Fuerzas de Tracción……………………………………………….. 34
2.2.12 Fuerzas de Compresión…………………………………………...
35
2.2.13 Esfuerzo…………………………………………………………….. 35
2.2.14 Definición de Estructura…………………………………………... 36
2.2.15 Miembros Estructurales y Conexiones...................................... 36
2.2.16 Propiedades Mecánicas de los Materiales……………………… 36
S
O
D
A
2.2.18 Centro de Gravedad (CG)…………………………………………
39
RV
E
S
E
2.3 Sistema de Variables………………………………………………………
40
R
S
O
H
C
E
ER METODOLÓGICO………………………………... 42
DMARCO
CAPITULO III:
2.2.17 Izado………………………………………………………………… 39
3.1 Tipo de Investigación……………………………………………………… 43
3.2 Diseño de la Investigación……………………………………………….. 44
3.3 Población y Muestra………………………………………………………. 45
3.3.1 Población……………………………………………………………... 45
3.3.2 Muestra……………………………………………………………….. 46
3.4 Técnicas de Recolección de Datos……………………………………… 47
3.5 Fases de la Investigación………………………………………………… 49
CAPITULO IV: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS……………………….
52
4.1 Descripción de los Métodos de Análisis Estructurales………………… 53
4.1.1 Método de las Fuerzas……………………………………………… 53
4.1.2 Método de los Desplazamientos…………………………………… 55
4.2 Como Calcular el Centro de Gravedad (CG) de un Elemento
Estructural…………………………………………………………………... 56
4.3 Como determinar y cuáles son las Cargas que se deben considerar
Para el Análisis de un Izamiento…………………………………………. 59
6
7
4.4 Ejemplo del Izamiento de la Estructura Denominada Modulo de
Calidad de Vida…………………………………………………………….. 66
CONCLUSIÓN………………………………………………………………..... 73
RECOMENDACIONES………………………………………………………..
76
BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………..
78
ANEXOS………………………………………………………………………..
80
OS
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E
SR
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C
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R
DE
7
8
RESUMEN
Muñoz Lobo, Juan Manuel.. “ANÁLISIS DE LAS CARGAS O FUERZAS DE
IMPACTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS”. Trabajo Especial de Grado para
optar al Título de Ingeniero Civil; Maracaibo-Venezuela. Universidad Rafael
Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela de Civil, (2008).
La presente investigación tuvo como finalidad crear una metodología que
S
O
D
A
izamientos de cualquier tipo estructura sin importar
el material con que estén
RV
E
S
RE
construidas, para tal fin se O
recaudo
toda la información necesaria para
S
H
C
E
fundamentarDE
la R
investigación, como textos bibliográfico, izamientos
facilitara la determinación y cálculo de las cargas o fuerzas de impacto en
estructurales ya realizados anteriormente en la empresa de PDVSA por la
empresa ZIC los cuales fueron analizados, estos fueron realizados en la costa
oriental del lago de Maracaibo, uno de los que se utilizo principalmente fue el
izamiento de un modulo de calidad de vida que fue con el que primordialmente
se trabajo para recaudar la información necesitada para dicha investigación ya
que la muestra utilizada fueron las estructuras industriales.
Contar con una metodología que ayude al análisis y facilite el estudio de
las cargas o fuerzas de impacto sería un gran aporte para este tema ya que no
hay mucha información y es un tema muy importante a la hora de izar una
estructura para repararla o movilizarla de sitio, este sería un beneficio para los
8
9
ingenieros que se encuentran con este dilema y es difícil y tedioso resolverlo
con rapidez.
Palabras claves: metodología, análisis, cargas o fuerzas de impacto, izamiento
OS
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E
S
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SR
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H
C
E
R
DE
9
10
ABSTRACT
Muñoz Lobo, Juan Manuel. “ANALYSIS OF LOADS OR FORCES OF IMPACT
OVER STRUCTURES. FINAL TERM PAPER TO RECEIVE THE DEGREE OF
CIVIL
ENGINEER.
MARACAIBO-VENEZUELA.
UNIVERSIDAD
RAFAEL
URDANETA. ENGINEERING FACULTY. CIVIL ENGINEERING SCHOOL
(2008).
The present research had as purpose to create a methodology that made easier
to obtain the determination and calculation of the loads or forces of impact in
OS
D
A
RV information to support
constructed, for such an end I collect all the necessary
E
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O
this investigation,as texts, H
bibliographical
references, strucutural hoistments
C
E
ER
made beforeD
by ZIC companies done in the East Coast of Maracaibo Lake so
hoist of any kind without giving importance the material in which they are
all of them were analyzed.. Mainly, One of that I use was the hoistment of a
quality of life module that was with that basically I work to collect the information
needed for the above mentioned research since the sample used were
industrial structures.
To rely on a methodology that should help to the analysis and should facilitate
the study of the loads or forces of impact would be a great contribution for this
topic since there is a little information and it is a very important topic at the
moment of hoisting a structure to repair it or to move it of site, this research
would be a benefit for the engineers who meet this dilemma and it is difficult
and tedious to solve it quickly.
Key words: methodology, analysis, loads or forces of impact, hoistments.
10
INTRODUCCIÓN
El propósito fundamental de la presente investigación es crear una
metodología que ayude a analizar, calcular y determinar las cargas o fuerzas
de impacto que se ejercen al momento de izar cualquier tipo de estructura
construida con cualquier tipo de material, para tal fin la presente investigación
se desglosa en cuatro importantes capítulos.
Un primer capítulo que se muestra el problema de la investigación, así
OS
D
A
RV
como la justificación de realizar una investigación que indague sobre la
E
S
E
SR
O
H
C
E
los objetivos específicos
R
DE que conducen a un objetivo general, bajo un alcance y
situación que se muestra. Una vez presentados estos aspectos el desarrollo de
delimitación especifica de la investigación.
Sin en embargo, entrando en materia concerniente al tema de la
investigación, es necesario conocer la teoría que fundamenta lo concerniente a
la misma, así como la evaluación investigaciones y trabajos relacionados con el
tema y una operacionalización del sistema de variables; punto requerido por las
condiciones metodológicas que acarrea una investigación de esta dimensión.
Además se plantea un tercer capítulo en el cual se exhibe el
procedimiento práctico y metodológico seguido para el avance para el avance
de la presente investigación, lo cual muestra al lector y da una proyección de
las acciones y actividades desarrolladas en la presente investigación.
2
Un cuarto capítulo, que muestra el resultado obtenido mediante
investigaciones de textos bibliográficos y de izamientos estructurales
realizados, los cuales contribuyeron para dichos resultados.
Además se plantean conclusiones con el fin de darle respuestas a los
objetivos y una serie de recomendaciones que nacen de necesidades
detectadas en el estudio desarrollado.
E
S
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SR
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H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
16
CAPITULO I
EL PROBLEMA
Este capítulo está compuesto por el Planteamiento del Problema, los
objetivos Generales y Específicos, Justificación y finalmente se encuentra la
Delimitación de la investigación del proyecto.
1.1
OS
D
A
RV
Planteamiento y formulación del problema
E
S
E
SR
O
H
facilidad y seguridad,E
estos
C aspectos se toman en cuenta así como,
R
DE
El estudio de las estructuras consiste en evaluar la funcionalidad,
la forma,
detalles, durabilidad, costos, disponibilidad y capacidad de la estructura; estas
son características que están asociadas con el material y la resistencia de las
estructuras.
Uno de los problemas más comunes que tienen los ingenieros al
presentárseles una falla en las estructuras es saber de dónde viene la falla por
que se origino y que carga o fuerza la causo.
Las estructuras en general o en su mayoría no están diseñadas parar
resistir las cargas de impacto y hasta los momentos no existen muchos estudio
que ayude a los ingenieros a definir y establecer dichas cargas en las
estructuras y así preever problemas en eventos donde se requiera la
movilización de una estructura, o la aplicación de esta cargas de impactos, por
lo tanto es necesario realizar un estudio sobre la forma de aplicación de estas
17
cargas, que permita a los ingenieros definir las cargas de impacto y emplear
dichos estudios en las estructuras para que cuando se requiera mover dicha
estructura esta pueda resistir las cargas.
Desde el punto de vista estructural las cargas de impacto hacen que las
estructuras que no están calculadas para soportar estas cargas se deformen y
se colapsen sus miembros a la hora de ser sometidas a un izamiento o a una
S
O
D
A
tanto hace falta conocimientos sobre este temaR
para
V que las estructura se
E
S
RE para prever los colapsos en ellas y
calculen o se tomen en cuentaO
estas
cargas
S
H
C
E
R de tiempo y dinero.
Epérdida
no se origineD
una
movilización lo cual hace muy difícil o imposible movilizar las estructuras por lo
En Venezuela no existen muchos estudios sobre este tema y
probablemente no existan estudios sobre las cargas de impacto que sufren las
estructuras al ser izadas o movidas de lugar ya que no se ha presentado
grandes problemas sobre este caso y así nos hemos visto limitados de
profundizar sobre este tema y poco a poco con mas a portes podremos ser
capaces de crear nuestras propias normas para no vernos con la necesidad de
tener que copiar a otros países y así poder calcular y crear estructuras que
puedan resistir estas cargas y permitirnos en un momento dado trasladar o
levantar una estructura.
Una estructura que sea capaz de ser movilizada o levantada de su sitio
es una gran ventaja ya que si en un momento dado el suelo en el que ella está
18
situada llegase a fallar por distintas causas se podría levantar la estructura de
la forma o manera que sea y esta sería capaz de aguantar las cargas de
impacto que se estarían ejerciendo sobre ella y se podría colocar en un suelo
que sea capaz de resistir y sea idóneo para dicha estructura.
Basado en lo antes expuesto surge la siguiente interrogante ¿Cómo es
el comportamiento de una estructura sometida a una carga de impacto, para
OS
D
A
RV
ello es importante definir y aclarar lo que es una carga de impacto?
1.2
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DEGeneral
Objetivo
Objetivos de la investigación
1.2.1
Establecer la metodología para analizar las cargas o fuerzas de impacto
sobre las estructuras.
1.2.2 Objetivos Específicos
™ Analizar las cargas o fuerzas de impacto, donde se incluya su clasificación
y origen.
™ Evaluar, la formulación para el análisis de las cargas de impacto
™ Desarrollar la metodología para el análisis de las cargas de impacto.
19
1.3
Justificación e Importancias de la Investigación
En muchos países principalmente en la parte de latino América la
mayoría de las estructuras construidas son calculadas para permanecer en el
mismo sitio por toda su vida útil y al finalizar su vida útil son destruidas para
utilizar ese espacio y darle otra utilidad, con lo mencionado nos damos cuenta
que somos limitados en ese aspecto ya que al momento de querer preservar un
monumento histórico inhabitable y invaluable no tenemos más alternativa que
OS
D
A
RV
demolerlo o destruirlo para utilizar ese espacio con otros fines como son los
E
S
E
SR
O
H
C
E
poco esas limitaciones.
R
DE
económicos, por eso la necesidad de indagar mas en este tema y resolver un
En Venezuela tenemos la posibilidad de adoptar esta técnica que es la
de movilizar las estructuras o simplemente izarlas ya que en nuestro país se
encuentran muchos monumentos históricos que están situados en lugares
estratégicamente comerciales y de mucho valor por lo cual con este sistema
podemos movilizar dichas estructuras viejas o construcciones futuras y
colocarlas en lugares más específicos para poder preservarlas por mucho más
tiempo y aprovechar esos espacios para sacar el mayor provecho sin dañar
nuestras culturas e historia.
La importancia de esta investigación está basada en el hecho de que
hasta el momento no existen las suficientes bases o información precisa que
ayude a los ingenieros y a los futuros profesionales en el proceso de evaluar y
20
analizar la incidencia de las cargas de impacto sobre las estructuras, este es un
problema a la hora de pretender izar, movilizar, o cambiar de sitio a una
estructura. Establecer una metodología para analizar las cargas o fuerzas de
impacto sobre las estructuras es una necesidad ya que las estructuras pueden
ser susceptibles a ser izadas, con fines de reparación, modificación o traslado.
Esta investigación contempla desarrollar una metodología y una
S
O
D
A
cargas o fuerzas de impacto en las estructuras R
enV
nuestro país y hacer un
E
S
E
R
aporte tecnológico sobre esteO
tema
a los futuros profesionales y a los ya
S
H
C
E
ERque en las próximas estructuras a construir se tome en
profesionalesDpara
formulación practica para hacer más fácil el cálculo y el estudio de dichas
cuenta estas cargas para que llegue el momento en donde no nos veamos
limitados en este tema, por tanto, queda claro que todo aporte tecnológico
concebido como parte de una propuesta integral que propenda posibilitar al
acceso a las diversas formas de querer izar, movilizar, o cambiar de sitio a una
estructura, no debe pasar por desapercibido.
Es de gran relevancia resaltar el impacto económico, técnico,
metodológico teórico y cultural que origina esta técnica e investigación, pues
con lo antes mencionado podemos facilitar los estudios, reparaciones y
modificaciones de estructuras, preservar por más tiempo nuestras estructuras
históricas, nuestras herencias familiares y usar esos espacios que están siendo
utilizados por dichas estructuras para beneficios sociales y económicos.
21
1.4
Delimitaciones
1.4.1 Espacial
Esta investigación se realizara en la ciudad de Maracaibo, con la ayuda
de profesores, en las instalaciones de la Universidad Rafael Urdaneta.
1.4.2 Temporal
OS
D
A
RV
Desde el periodo 2008-A (Enero-Abril) hasta el periodo 2008-B (Mayo-
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Científica
Agosto)
1.4.3
La importancia de esta investigación, es establecer una metodología
para analizar las cargas o fuerzas de impacto sobre las estructuras, que
pueden ser susceptibles a ser izadas, con fines de reparación, modificación o
traslado.
23
CAPITULO II
MARCO TEORICO
En este capítulo se exponen los antecedentes de la investigación, los
fundamentos teóricos, la definición de los términos básicos y el sistema de
variables e indicadores.
2.1
Antecedentes:
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
elaboraron y se fundamentaron
C de las siguientes investigaciones previas:
E
R
DE
En el presente Trabajo Especial de Grado, parte de las bases teóricas se
La siguiente investigación que sirvió como marco referencial para esta
investigación fue realizada por Barrientos Gabriel y Espejo Luis en Noviembre
(2003), trata de la Evaluación de las Cargas de Impacto en el interior de un
molino SAG, en Bahía Blanca, Argentina, elaborada por el departamento de
ingeniería mecánica de la Universidad de Concepción.
Evalúan
las cargas de impacto en el interior de un molino,
implementando un programa computacional en ambiente MATLAB para la
simulación del movimiento del material en el interior de un molino de bolas, los
datos experimentales obtenidos de Mishra permiten cuantificar numéricamente
las velocidades de las partículas, el movimiento y las fuerzas de impacto que
se producen. Se establecen las ecuaciones de la dinámica del contacto entre
dos cuerpos a partir de la ley de Newton y de una relación esfuerzo
24
deformación. En este trabajo se utiliza la ley de Cundall y como primera
aproximación se desprecian los efectos tangenciales del roce y de la
amortiguación. Se genera el modelo de impacto entre bolas y bolas, entre bolas
y lifters, y entre bolas y paredes. Se simula para distintas condiciones de
operación respecto a la velocidad crítica usando dimensiones reales para un
molino industrial, los resultados permiten cuantificar velocidades, trayectorias y
fuerzas de impacto.
S
O
D
A
El artículo antes presentado sirve como antecedente
RV de este trabajo ya
E
S
E de las cargas de impacto en una
R
que se realizo un estudio y unas
pruebas
S
HO
C
E
ER que la estructura del molino estuvo sometidas a fuerzas
estructura. Es
Devidente
dinámicas producto de la velocidad de las bolas contra las paredes de la
estructura, aunado a las fuerzas de choque o impacto sobres las mismas
paredes.
Al momento del izamiento de una estructura se producen estas fuerzas
tal cual, como las dinámicas y de choque de forma instantánea, sometiendo a
la estructura a soportar los esfuerzos inducidos por ellas.
Otra investigación utilizada como antecedente para este Trabajo
Especial de Grado fue realizado por Piñeiro Jorge en el año (2006), se titula
Reconstrucción y Puesta en Servicio de la Mini Planta Lagunillas-3, dicho
trabajo se realizo en el estado Zulia, Venezuela, elaborado por el departamento
25
de Ingeniería de la empresa VENINCO (Venezolana de Ingeniería de Consulta,
S.A).
Se evaluó la mini planta lagunillas-3 con el objetivo de ver si esta es
capaz de resistir las cargas de impacto a las cuales va a estar sometida al
momento de ser izada para su traslado. Analizando la plataforma se pudo
observar que cuya estructura estaba deteriorada y fuera de servicio, por lo cual
S
O
D
A
restauración de las partes dañadas de su plataforma
RV metálica, sino, la
E
S
E
R
reconstrucción o sustitución deO
varios
de sus equipos principales, entre los que
S
H
C
E
ER Compresor, Turbina, Enfriadores, entre otros, para
se podrían D
mencionar:
se decidió someterla a un trabajo de reconstrucción que abarcara no solo la
poder hacer estas reparaciones se decidió que lo más recomendable era
trasladar la mini planta desde el lago de Maracaibo hasta el muelle de
EHCOPEK.
El análisis de la estructura se realizo con la ayuda del
programa
STAAD/Pro, para verificar si los elementos estructurales son capaces de
resistir las cargas a las cuales van a estar sometidos al ser izados. Al revisar
los resultados del análisis estructural, se observa que todos los elementos
estructurales son capaces de resistir las solicitaciones, por lo tanto la estructura
de la plataforma puede ser Izada con todos los equipos contenidos,
para
dichos trabajos era recomendable tomar en consideración cambiar o reparar
las orejas, las cuales van a servir para poder sujetar la mini planta con la grúa
y ser izada, otro de los elementos en consideración era el efecto dinámico al
26
que será sometida al momento del levante de la estructura, de la infraestructura
base y su colocación posterior en la gabarra para ser trasladada, se asumió
una carga vertical por impacto del 25% de la carga muerta, por efecto del
movimiento de la carga con la grúa.
La definición de este antecedente nos ayuda y nos permite determinar,
analizar y establecer las cargas que fueron consideradas para dicho trabajo,
OS
D
A
RV
como cargas de impacto sobre la estructura, al momento de ser izada.
E
S
E
SR
O
H
C se titula Izamiento del Modulo “C”-PCTJ-4, esta
E
Molero en el añoR
(2006),
DE
Finalmente se encontró otra investigación elaborada por el Ing. Marcos
investigación fue elaborada en el estado Zulia, Venezuela, en el departamento
de Ingeniería para la Reconstrucción y Asistencia a la empresa Z.I.C (Zulia
Industrial Constructions, C.A).
El 15 de Noviembre de 2005 se presentó un incendio en el módulo de
compresión “C”, existente en la Planta Compresora TJ-4, el cual provocó daños
al sistema de instrumentación, electricidad, tuberías, válvulas y equipos del
sistema de aceite lubricación y sello, a los puentes grúas de 3 y 20 toneladas y
a ciertos miembros estructurales, se tomo la decisión de reparar los deterioros
que había sufrido este modulo, debido a la magnitud de los daños y con el
objeto de facilitar la ejecución de los trabajos, se acordó que lo mas
recomendado era izar el modulo de compresión “C” y llevado a tierra para
ejecutar los trabajos de reconstrucción.
27
Originalmente el módulo C fue diseñado para soportar todas las cargas
provenientes de equipos y accesorios para el proceso de izamiento, sin
embargo debido a la capacidad de la grúa disponible para el momento, se
requirió el desmontaje de algunos equipos, tuberías y accesorios para poder
ser trasladado al Lago, los apoyos que se utilizaran para el izamiento son 4
orejas las cuales el modulo ya contiene.
OS
D
A
RV
Para poder realizar el izamiento del modulo es necesario que este pase
E
S
E
SR
O
H
C
E
de impacto y demás
solicitaciones
a las cuales va a estar sometidos todos sus
R
DE
por un análisis estructural para así comprobar si es capaz de resistir las cargas
miembros, el análisis estructural se ejecutara con la ayuda del programa de
Computación STAAD PRO. Al revisar los resultados del análisis estructural, se
observa que todos los elementos estructurales son capaces de resistir las
solicitaciones actuantes, por lo tanto la estructura pueden ser izada con todos
los equipos instalados actualmente, pero se deberá adecuar la estructura de
las orejas de izamiento para la nueva condición de carga de impacto prevista
para este caso.
En este antecedente se puede ver claramente que las cargas de impacto
tienen mucha importancia al momento de querer izar la estructura y nos
permite determinar, analizar y establecer las cargas que fueron consideradas,
como cargas de impacto sobre la estructura, al momento del izamiento.
28
2.2
Fundamentación Teórica
2.2.1 Definición de Carga:
Una de las tareas más importantes del proyectista es determinar de la
manera más precisa posible el valor de las cargas que soportará la estructura
durante su vida útil, así como su posición y también determinar las
combinaciones más desfavorables que de acuerdo a los reglamentos pueda
OS
D
A
RV
presentarse. Las cargas son la causa capaz de producir estados tensiónales en
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
Las cargas
DE son externas, no son lo mismo que los esfuerzos, ya que
una estructura.
éstos son internos. Las cargas son solicitaciones, algo material, que se aplica
externamente. (Nolasco, 2002).
2.2.2 Tipos de Carga:
Clasificación según el tiempo de aplicación las cargas se clasifican en:
A. Permanentes:
Son las que duran toda la vida útil de la estructura. Comprenden al peso
propio de la estructura y el de todas aquellas partes de la construcción rígida y
permanentemente
ligada
a
ellas.
Ejemplo:
estructura,
cerramientos, revestimientos, contra pisos, etc. (Nolasco, 2002).
instalaciones,
29
B. Accidentales:
Son aquellas que cuya magnitud y/o posición pueden variar a lo largo de
la vida útil de la estructura (actúan en forma transitoria, existiendo en
determinados momentos solamente). Ejemplo: viento, personas, nieve,
muebles, terremotos, etc. (Nolasco, 2002).
C. Estáticas:
S
O
D
A
Son las que no cambian nunca su estado
RVde reposo o lo hacen
E
S
E son las que durante el tiempo que
R
lentamente en el tiempo. En todos
los
casos
S
HO
C
E
R de reposo, y por extensión también aquellas que tienen
actúan estánD
enE
estado
estado inercial despreciable, es decir que si bien varían en el tiempo lo hacen
en forma muy lenta. (Nolasco, 2002).
Ejemplos:
peso
propio
de
cerramientos,
solados,
instalaciones,
estructuras, etc.; publico en salas de espectáculos; personas en oficinas y
viviendas.
D. Dinámicas:
Son las que varían rápidamente en el tiempo. En todos los casos son las
que durante el tiempo que actúan están en estado de movimiento (inercial)
considerable. (Nolasco, 2002).
30
Según como sea la dirección del movimiento podemos clasificarlas en.
E. Móviles:
Son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es perpendicular
a la dirección en que se produce la carga.
Ejemplos: desplazamiento de un vehículo, desplazamiento de una grúa
OS
D
A
RV
móvil sobre sus rieles, desplazamiento de un tren sobre sus rieles. (Nolasco,
2002).
2.2.3
E
S
E
SR
O
H
C
Fuerzas: RE
DE
Fuerza es toda aquella causa capaz de producir movimiento, parar,
deformar o cambiar de dirección un cuerpo. (Coy, 1999).
2.2.4 Definición de Impactos:
Los impactos sobre las estructuras son solicitaciones dinámicas de corta
duración e intensidad elevada que, por su naturaleza, pueden producir daños
importantes sobre las mismas, o alteraciones notables en su estabilidad o
movimiento. (Coy, 1999).
31
2.2.5 Cargas y/o Fuerzas de Impacto:
Son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es coincidente
con la dirección en que se produce la carga o fuerza. Se caracterizan por un
tiempo de aplicación muy breve (instantánea). (Nolasco, 2002).
Ejemplos: choque de un vehículo; movimiento sísmico; movimiento o
levantamientos de estructuras; publico saltando sobre gradas en estadios
OS
D
A
RV
deportivos; acción de frenado (sobre paragolpes en estación terminal de
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E
TodasD
las cargas dinámicas (móviles o de impacto) tienen un efecto
trenes); etc.
posible que es la resonancia. Todas las estructuras son en cierta medida
elásticas, en el sentido que poseen la propiedad de deformarse bajo la acción
de las cargas o de las fuerzas y de volver a su posición normal luego de
desaparecer dicha acción .Como consecuencia, las estructuras tienden a
oscilar. El tiempo en que tarda una estructura en describir una oscilación
completa se llama periodo fundamental. (Nolasco, 2002).
2.2.6 Carga Muerta:
Son aquellas cargas que actúan durante toda la vida de la estructura.
Incluyen todos aquellos elementos de la estructura como vigas, pisos, techos,
columnas, cubiertas y los elementos arquitectónicos como ventanas, acabados,
divisiones permanentes. También se denominan cargas permanentes.
32
La principal carga muerta es el peso propio de la estructura. Sus valores
se obtienen considerando el peso específico del material de la estructura y el
volumen de la estructura. Aunque es el tipo de carga más fácil de evaluar, su
monto depende de las dimensiones de los miembros de la estructura las cuales
no se conocen al inicio del proceso. Es necesario recurrir entonces a
estimaciones del valor inicial. Esta acción será más o menos aproximada,
dependiendo de la experiencia del diseñador. En los casos comunes esta
OS
D
A
Rel V
evaluar de nuevo el peso de la estructura y revisar
diseño. (Vitiello. 2004).
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E
2.2.7 CargaD
Viva:
estimación inicial será suficiente; pero en casos no rutinarios, será necesario
Las cargas vivas son cargas no permanentes producidas por materiales
o artículo, e inclusive gente en permanente movimiento. Cabinas, particiones y
personas que entran y salen de una edificación pueden ser consideradas como
carga vivas. Las cargas vivas son producidas por el uso y ocupación de la
edificación y no deben incluir cargas ambientales tales como viento, sismo, ni la
carga muerta. Consta principalmente de cargas de ocupación en edificios,
estas pueden estar aplicadas total o parcialmente o no estar presentes y
también es posible cambiarlas de ubicación. Su magnitud y distribución son
inciertas en determinado momento, y además sus máximas intensidades a lo
largo de la vida útil de la estructura no se conocen con precisión. Son cargas
variables en magnitud y posición debidas al funcionamiento propio de la
33
estructura. Pueden ser causadas por los pesos de los objetos colocados
temporalmente sobre una estructura. (Vitiello. 2004).
Ejemplo:
• Personal.
• Mobiliario.
• Empujes de cargas de almacenes.
2.2.8 Fuerza Axial
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
sigue de la estática elemental
C que la resultante de las fuerzas internas debe
E
R
DE
Cuando suponemos las fuerzas internas uniformemente distribuidas, se
estar aplicadas en el centroide de la sección. Esto significa que una distribución
uniforme de esfuerzos es posible únicamente si la línea de acción de las cargas
concentradas pasa por el centroide de la sección considerad. Este tipo de
carga se conoce como carga axial centrada y supondremos que se produce en
todos los elementos sujetos a dos fuerzas que encontramos en cerchas y en
estructuras conectadas por articulaciones. (Vitiello. 2004).
2.2.9 Momento Flexionante
El efecto flexionante en cualquier sección se expresa como “momento
flexionante” m el cual es la suma de los momentos de todas las fuerzas que
actúan sobre la sección. Los esfuerzos inducidos por un momento flexionante
pueden denominarse esfuerzos flexionantes. Para que exista equilibrio, la
resultante de las fuerzas tensivas debe siempre ser igual a la resultante de las
34
fuerzas comprensivas. Las resultantes de los esfuerzos flexionantes en
cualquier sección forman un par que es igual en magnitud al momento
flexionante. Cuando no actúan ningunos otros esfuerzos que los flexionantes
se dice que existe una condición de flexión pura.
El comportamiento de los materiales sometidos a la flexión. Si las
fuerzas actúan sobre una pieza de material de tal manera que tiendan a inducir
esfuerzos compresivos sobre una parte de una sección transversal de la pieza
OS
D
A
RV
y los esfuerzos tensivos sobre la parte restante, se dice que la pieza está en
E
S
E
SR
O
H
C
E
cargas transversales;
la flexión puede también causarse por momentos, por
R
DE
flexión. La ilustración común de la acción flexionante es una viga afectada por
ejemplo, los que pueden resultar de cargas excéntricas paralelas al eje
longitudinal de una pieza. (Vitiello. 2004).
2.2.10 Torsión
Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el
eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden
ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las
otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. (Kollbruner,
C.F. & Basler, K. 1969).
2.2.11 Fuerzas de Tracción
Es la provocada por una carga que tiende a estirar o a largar un cuerpo,
esta siempre va acompañada de una deformación por tracción. Las fuerzas de
35
tracción pueden surgir cuando las estructuras están flexionadas o cuando se
quiera ejercer una fuerza de estiramiento a un miembro. (Kollbruner, C.F. &
Basler, K. 1969).
2.2.12 Fuerzas de Compresión
Si se sitúa un cuerpo bajo una carga que tiende a comprimirlo, la
resistencia interna a dicha carga se denomina fuerza de compresión, la fuerza
OS
D
A
RV
de compresión es la que genera la deformación por compresión en una
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
2.2.13 Esfuerzo
estructura o miembros. (Kollbruner, C.F. & Basler, K. 1969).
En ingeniería estructural, los esfuerzos internos son magnitudes físicas
con unidades de fuerza sobre área utilizadas en el cálculo de piezas
prismáticas como vigas o pilares y también en el cálculo de placas y láminas.
(Mercedez, 1999).
A) Esfuerzo Normal
Normal o perpendicular al plano considerado, es el que viene dado por
la resultante de tensiones normales σ, es decir, perpendicular, al área para la
cual pretendemos determinar el esfuerzo normal. (Mercedez, 1999).
36
B) Esfuerzo Cortante
Tangencial al plano considerado, es el que viene dado por la resultante
de tensiones cortantes τ, es decir, tangencial, al área para la cual pretendemos
determinar el esfuerzo cortante. (Mercedez, 1999).
2.2.14 Definición de Estructura:
S
O
D
A
entre sí, que accionan y reaccionan bajo los efectos
de las cargas. Su finalidad
RV
E
S
E apoyos manteniendo el espacio
R
es resistir y transmitir las cargas
a
los
S
HO
C
E
ER
arquitectónico,
sufrir deformaciones incompatibles. (Coy, 1999).
Dsin
Es el conjunto de elementos resistentes, convenientemente vinculados
2.2.15 Miembros Estructurales y Conexiones
Una estructura reticular convencional está compuesta de miembros
unidos entre sí por medio de conexiones. Un miembro puede ser un perfil
laminado estándar o bien estar formado por varios perfiles unidos por
soldadura, remaches o tornillos. De esta manera podemos clasificar a los
miembros estructurales en perfiles laminados y miembros armados. (Mercedez,
1999).
2.2.16 Propiedades Mecánicas de los Materiales
Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, se presentan fuerzas
resistentes en las fibras del cuerpo que llamaremos fuerzas internas. La Fuerza
37
interna es la resistencia interior de un cuerpo a una fuerza externa. Cuando
usamos el término esfuerza, queremos decir la magnitud de la fuerza por
unidad de área. (Mercedez, 1999).
A) Resistencia
La resistencia de un material es la propiedad que tienen para resistir la
acción de las fuerzas. Los tres esfuerzos básicos son los de compresión,
OS
D
A
RV
tensión y cortante. Por lo tanto, al hablar de la resistencia de un material
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
B) Rigidez
deberemos conocer el tipo de esfuerzo a que estará sujeto. (Mercedez, 1999).
La propiedad que tiene un material para resistir deformaciones se llama
rigidez. (Mercedez, 1999).
C) Elasticidad
Es la habilidad de un material para recuperar sus dimensiones originales
al retirar el esfuerzo aplicado. (Mercedez, 1999).
D) Plasticidad
Es la capacidad de un material para deformarse bajo la acción de un
esfuerzo y retener dicha acción deformación al retirarlo. (Mercedez, 1999).
38
E) Ductilidad
Es la habilidad de un material para deformarse antes de fracturarse. Es
una característica muy importante en el diseño estructural, puesto que un
material dúctil es usualmente muy resistente a cargas de impacto. Tiene
además la ventaja de “avisar” cuando va a ocurrir la fractura, al hacerse visible
su gran deformación. (Mercedez, 1999).
OS
D
A
V
Es lo opuesto de ductilidad. Cuando E
unR
material es frágil no tiene
S
E
R
S
resistencia a cargas de impacto
HOy se fractura aún en carga estática sin previo
C
E
DER
aviso. (Mercedez,
1999).
F) Fragilidad
G) Punto de Cedencia
Es el punto en donde la deformación del material se produce sin
incremento sensible en el esfuerzo. (Mercedez, 1999).
H) Resistencia Última
Es el esfuerzo máximo basado en la sección transversal original, que
puede resistir un material. (Mercedez, 1999).
I) Resistencia a la Ruptura
Es el esfuerzo basado en la sección original, que produce la fractura del
material. Su importancia en el diseño estructural es relativa ya que al pasar el
esfuerzo último se produce un fenómeno de inestabilidad. (Mercedez, 1999).
39
2.2.17 Izado
El izado es la maniobra por medio de la cual una grúa o equipo similar
levanta o suspende una estructura o componente, está puede estar eslingada
directamente o por medio de suplementos conectivos que permitan mejorar la
maniobra de ascenso – presentación – colocación ó cualquiera que sea el
caso, de igual forma puede elevar por sus propios medios o valerse de técnicas
OS
D
A
RV
marineras (sí es flotante) sí lo necesitara. (Nolasco, 2002).
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
elDE
punto donde se concentra todo
2.2.18 Centro de Gravedad (CG).
Es
el
peso
del
cuerpo,
independientemente del tamaño del mismo.
Como también se puede decir que es el punto de aplicación de la
resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas
masas materiales de un cuerpo. En otras palabras, el centro de gravedad de un
cuerpo es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas que la
gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el
cuerpo. (Andreu, 2000).
El centro de masas coincide con el centro de gravedad sólo si el campo
gravitatorio es uniforme, es decir, viene dado en todos los puntos del campo
gravitatorio por un vector de magnitud y dirección constante. (Andreu, 2000).
40
2.3
Sistema de Variables
A) Variable:
Cargas o Fuerzas de Impacto.
B) Definición Conceptual:
Ver sección 2.2.5 del Capítulo II
C) Definición Operacional:
OS
D
A
RV
E
S
E
Las cargas o fuerzas deO
impacto
S Rson las que se producen al momento
H
C
E
R
E con el propósito de hacerle unas reparaciones o con el
de izar una D
estructura
motivo de movilizarla a otro lugar, estas cargas o fuerzas se presentan por
efectos de el peso propio que cuya estructura posea como serian las cargas
muertas y las cargas vivas, ellas hacen que en el momento del izamiento de la
estructura se ejerzan fuerzas de tracción tanto en las guayas que se utilicen
para el izamiento como también en los miembros y nodos de la estructura,
estos miembros y nodos al mismo tiempo van a estar sometidos en algunos
puntos a fuerzas de compresión, estas fuerzas generarían deformaciones y
rupturas en estructuras que no estén diseñadas para soportar las cargas o las
fuerzas de impacto.
41
D) Cuadro de Variables
Objetivo General:
Establecer la metodología para analizar las cargas o fuerzas de
impacto sobre las estructuras.
Herramientas
Objetivos
variable
dimensión
Específicos
indicador
OS
D
A
RV
E
S
E
R
o S
Analizar las cargas o CargasO
H
C
Clasificación
E
R
E
fuerzas de impacto,
fuerzas
de
D
y origen
donde se incluya su
impacto
Fuerzas (kg)
Esfuerzo
Características
Propiedades
clasificación y origen.
para la
Recolección
Observación
documental
Observación
directa
Observación
indirecta
Evaluar, la
Cargas o
Formulación
formulación para el
fuerzas de
de las
análisis de las cargas impacto
Cargas
Fuerza (kg)
Esfuerzo
Revisión
Características
bibliografía
Propiedades
de impacto
Desarrollar la
Cargas o
Resultados
metodología para el
fuerzas de
de la
análisis de las cargas impacto
de impacto.
investigación
Fuerza (kg)
Revisión
Esfuerzo
bibliografía
43
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
En este capítulo se describe el tipo de investigación que se aplicó en el
desarrollo del presente trabajo especial de grado, conjuntamente con el diseño
de la investigación, las técnicas de recolección de datos, así como los métodos
y procedimiento a través de los cuales se llevó a cabo cada una de las fases de
OS
D
A
RV
esta investigación.
3.1
E
S
E
Tipo de Investigación OS R
H
C
E
ER
D
Se considera investigación no solo aquella
orientada hacia el
descubrimiento de leyes universales, sino todo tipo de indagación que
conduzca también al conocimiento y comprensión de situaciones específicas o
particulares (Hurtado de barrera, 1996).
Una
investigación
descriptiva
“comprende
el
registro,
análisis,
descripción e interpretación de la naturaleza actual, y la composición o
procesos de los fenómenos. El enfoque se hace sobre conclusiones
dominantes o sobre una persona, grupo o cosa se produce o funciona en el
presente” (Tamayo y Tamayo, 1994).
En vista que el objetivo general del presente trabajo de grado es
establecer la metodología para analizar las cargas o fuerzas de impacto sobre
las estructuras y a su vez considerando el contenido de la definiciones
44
anteriormente mencionadas se concluye que la presente investigación es de
tipo descriptivo, ya que desarrolla una fiel representación del fenómeno
estudiado a partir de sus características.
3.2
Diseño de la Investigación
Es el plan o estrategia concebida para responder a las preguntas de la
investigación. El diseño señala al investigador lo que debe hacer para alcanzar
OS
D
A
RV
sus objetivos de estudio y por ello puede ser una investigación experimental o
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE no experimental es aquel que se realiza sin manipulación
Un diseño
no experimental (Bavaresco, 1994).
deliberada de la variable, es decir, es una investigación donde se hace variar
intencionalmente la variable independiente (Sampieri, 1991).
El diseño es de campo si el estudio se realiza por medio de la
recolección de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin
manipular o controlar variable alguna. (Arias, 1999).
Debido a los elementos que se toman en cuenta para catalogar los
diseños de una investigación este trabajo de grado se caracteriza por ser
documental, de campo no experimental ya que es un estudio de un problema
con el propósito de ampliar y profundizar el conocimiento de su naturaleza
principal basada en la revisión de trabajos previos así como información y
datos divulgables por medios impresos.
45
Lo que se quiere es observar fenómenos tal como se dan en su contexto
natural para después analizarlos, donde la variable de estudio de las cargas o
fuerzas de impacto no fueron manejadas con carácter intencional por los
investigadores si no basándose de la observación directa tal como se presenta
en el contexto natural.
La investigación documental es un procedimiento científico, un proceso
S
O
D
A
de información o datos en torno a un determinadoR
tema.
V Al igual que otros tipos
E
S
E
R
de investigación, este es conducente
a
la construcción de conocimientos. La
S
O
H
C
ERE tiene la particularidad de utilizar como fuente primaria
investigaciónD
documental
sistemático de indagación, recolección, organización, análisis e interpretación
de insumos, mas no la única y exclusiva, el documento escrito en sus
diferentes formas: documentos impresos, electrónicos y audio visuales.
(Alfonso, 1995).
3.3
Población y Muestra
3.3.1 Población
Una vez iniciado el estudio y determinado el marco teórico, se debe
tomar en cuenta la población sobre la cual se efectuará la investigación. La
población es la “totalidad de un fenómeno de estudio, incluye la totalidad de
unidades de análisis o entidades de población que integran dicho fenómeno y
que debe cuantificarse para un determinado estudio integrando un conjunto N
de entidades que participan en una determinada característica, y se le
46
denomina población por constituir la totalidad del fenómeno adscrito a un
estudio o investigación” (Tamayo y Tamayo, 2004).
La población para este trabajo de investigación está constituida por los
diferentes tipos de estructuras de obras civiles sin importar el material con el
que estén construidas (Concreto Armado, Acero, Madera, Aluminio, etc.), tales
como: Edificaciones, Casas, Puentes, Torres, Plataformas, Muros, Tanques de
OS
D
A
RV
Almacenamiento, Marcos Rígidos, Avisos Publicitarios, Monumentos, Obras de
E
S
E
SR
O
H
C
Muestra RE
DE
Arte, Sistemas de postes y vigas, Cúpulas, etc.
3.3.2
Se define una muestra como una parte representativa de la población.
En este sentido, “La muestra es el conjunto de operaciones que se realizan
para estudiar la distribución de determinados caracteres en la totalidad de una
población, universo o colectivo, partiendo de la observación de una fracción de
la población considerada” (Tamayo y Tamayo 1994).
En la muestra intencional “el investigador selecciona los elementos que
a su juicio son representativos, lo cual exige al investigador un conocimiento
previo de la población que se investiga para poder determinar cuáles son las
categorías o elementos que se pueden considerar como tipo representativo del
fenómeno que se estudia” (Tamayo y Tamayo, 1994).
47
Bajo este enfoque nos limitamos a usar una muestra representativa de la
población, usando la muestra intencional las cuales son las Edificaciones
industriales.
3.4
Técnicas de Recolección de Datos
Los métodos de recolección de datos, constituyen el medio a través del
cual se obtiene la información necesaria que permita lograr los objetivos de la
investigación.
OS
D
A
RV
E
S
E
S R en el presente trabajo, se optaron por
O
Para la recolección de
información
H
C
E
R
E
aquellos queDa juicio del investigador y de acuerdo al problema planteado,
ayudaron al logro de los objetivos y obtener la información necesaria de
manera organizada y precisa. Las técnicas utilizadas se describen a
continuación:
A. Observación Documental
En la observación documental, “la realidad empírica se estudia
indirectamente: a través de documentos”. (Santos, 2003).
Para esta investigación se aplicó la técnica de observación documental,
ya que se analizaron diferentes tipos de investigaciones relacionadas con
nuestro trabajo, las cuales colaboraron para la realización de esta
investigación.
48
Además, se revisaron especificaciones técnicas suministradas por
PDVSA y ZIC, ya que en estas empresas se ejecutan varias pruebas sobre
este tema.
B. Observación Directa
La observación directa “es aquella en la cual el investigador puede
observar y recoger datos mediante su propia observación” (Tamayo y Tamayo,
OS
D
A
RV
1994).
E
S
E
SR
Durante el desarrolloH
deO
este trabajo, se realizó una observación directa,
C
E
R
E ver en campo (obra) el momento en el cual se procedía a
Dpudo
puesto que se
ejecutar el izamiento del modulo de calidad de vida, el cual fue construido en
los patios de la empresa ECHPOEK ubicado en la costa oriental de Lago en
Ciudad Ojeda, el referido modulo tenía como ubicación definitiva el bloque VII
en el Lago de Maracaibo, Distrito Operacional Tomoporo.
C. Observación Indirecta
Se presenta esta técnica “cuando el investigador corrobora los datos que
ha tomado de otros, ya sea de testimonios orales o escritos de personas que
han tenido contacto de primera mano con la fuente que proporciona los datos”.
(Tamayo y Tamayo, 1994).
49
Usamos la observación indirecta ya que se utilizo información obtenida
por otros, por testimonios orales y escritos de personas que han tenido
contacto con diferentes casos de izamientos estructurales y se pudo utilizar
elementos de aspectos visuales y auditivos como (cámaras fotográficas,
filmadoras y cintas de videos).
D. Investigación Bibliográfica
OS
D
A
RV
La revisión bibliográfica es un instrumento o técnica de investigación
E
S
E
SR
O
H
escritos. (Egg. A, 1989).
C
E
R
DE
social, cuya finalidad es obtener datos o información a partir de documentos
La información bibliográfica indagara en la información de los textos de
las cargas o fuerzas de impacto, aplicando teorías para el estudio del caso.
3.5
Fases de la Investigación
A continuación se le detallan los pasos a seguir para obtener la
información necesaria para el desarrollo de la investigación y por ende para el
cumplimiento de cada uno de los objetivos propuestos:
50
FASE I: Analizar las Cargas o Fuerzas de Impacto,
donde se incluya su
Clasificación y Origen.
Para la clasificación y el origen de las cargas o fuerzas de impacto se
tuvo que investigar en varias fuentes para poder tener una información lo más
precisa posible estas son:
A. Revisión Documental
OS
D
A
RV artículos de revistas,
™ Se consultaron textos bibliográficos,
E
S
E
R
S
referentes
a las fuerzas o cargas de impacto.
HO
C
E
DER
™ Se recopilaron y analizaron informes referentes a pruebas
ya ejecutadas a estructuras y elementos estructurales,
realizados en municipios ubicados en la zona occidental
del lago de Maracaibo.
Una de las grandes fuentes para esta investigación y fase fue que se
pudo presenciar una prueba de izamiento a un modulo de habitad que realizo la
empresa ZIC, el cual es llamado modulo de calidad de vida este está en el
estado Zulia en las instalaciones de PDVSA de el lago de Maracaibo.
Esta prueba permitió visualizar de forma directa el izamiento de una
estructura y contribuyo a que se lograra observar cómo se comporta una
estructura cuando es sometida a las Cargas o Fuerzas de Impacto.
51
FASE II: Evaluar, la Formulación para el Análisis de las Cargas de
Impacto.
En esta fase se recopilo la información necesaria con respecto a la
actuación de las cargas o fuerzas de impacto en una estructura que es izada y
también de qué forma o sentido se originan en ese mismo momento.
De la misma manera, se recopilo información sobre los esfuerzos y
OS
D
A
RV
fuerzas que se originan en los elementos que se utilizan para realizar el
E
S
E
SR
O
H
C
E
fin de poder evaluar
o determinar una ecuación que ayude a realizar los
R
DE
izamiento y también en los elementos estructurales de dicha estructura, con el
cálculos de las cargas o fuerzas de impacto.
FASE III: Desarrollar la Metodología para el Análisis de las Cargas de
Impacto.
Para la ejecución de la tercera fase se realizo una investigación de tipo
documental
recogiendo
información
teoría
y
práctica
útil
en
textos
bibliográficos, revistas, procedimientos y estudios realizados, en métodos
utilizados anteriormente en otras investigaciones relacionadas a este estudio
para así poder llegar a realizar una metodología que ayude y contribuya al
estudio y cálculos de las Cargas o Fuerzas de Impacto.
53
CAPITULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
En esta etapa de la investigación se presenta los resultados obtenidos a
través de investigaciones documentales y de ejemplos de izamiento como el de
un modulo realizado por la empresa ZIC para la empresa PDVSA.
4.1
OS
D
A
RV
Descripción de los Métodos de Análisis Estructurales.
E
S
E
SR
O
H
solución de un problema
C estructural, estos caminos fundamentales son: el
E
R
DE
Se necesita utilizar un camino o método para conseguir formular la
Método de las Fuerzas y el Método de los Desplazamientos y a continuación se
detallan:
4.1.1 Método de las Fuerzas.
Descripción de los pasos a seguir del método
a) se establece el número de las fuerzas independientes desconocidas
(interiores y exteriores) y se le compara con el número de ecuaciones
independientes del equilibrio estático que se puede escribir ligando estas
incógnitas. Si el número de fuerzas incógnitas es idéntico al número de
ecuaciones de equilibrio, se dice que el problema es estáticamente
determinado, pues se pueden determinar directamente las incógnitas de
estas ecuaciones de equilibrio.
54
Por el contrario, si el número de fuerzas incógnitas excede del
número de ecuaciones de equilibrio, se dice que el problema es
estáticamente indeterminado con un grado igual a este exceso. En tal
caso, un número de fuerzas desconocidas igual al grado de
indeterminación se llaman fuerzas superabundantes y se supone que se
suprimen como simplificación de la estructura real, para obtener una
estructura estáticamente determinada y estable, llamada estructura
por S
cada fuerza
O
D
VA de su punto de
R
superabundante en la que se expresa elE
desplazamiento
S
E
R
OS
aplicación en la estructura
primaria en función de las fuerzas conocidas
H
C
E
ER
y las D
desconocidas superabundantes. Resolviendo el sistema de estas
primaria.
Puede
escribirse
una
ecuación
ecuaciones, se hallan las superabundantes desconocidas. (Norris y
Wilbur, 1969).
b) Una vez que se han determinado todas las fuerzas que actúan en la
estructura primaria, pueden calcularse los esfuerzos en toda ella. Luego
se puede completar fácilmente el análisis estructural calculando las
deformaciones
por
las
relaciones
tensión-deformación
y
los
desplazamientos utilizando o las relaciones tensión-desplazamiento o
las relaciones deformación-desplazamiento. (Norris y Wilbur, 1969).
55
4.1.2 Método de los Desplazamientos.
Descripción de los pasos a seguir del método.
a) Primero se identifican las componentes de los desplazamientos
desconocidos que intervienen en la estructura, y se les considera como
las
incógnitas
fundamentales
del
problema.
Entonces
pueden
expresarse las fuerzas internas de la estructura en función de estos
las S relaciones
O
D
A
V
desplazamiento-tensión. Para cada componente
de desplazamiento
ER
S
E
SR
O
conocido debe escribirse
una ecuación de equilibrio correspondiente, en
H
C
E
R
DE
función
de las fuerzas exteriores conocidas y las fuerzas internas
desplazamientos
desconocidos,
utilizando
desconocidas que se han expresado en función de los desplazamientos.
Estas ecuaciones, iguales en número a los desplazamientos-incógnita,
se pueden resolver para hallar sus valores. (Norris y Wilbur, 1969).
b) Una vez que se han determinado los desplazamientos, se pueden hallar
las fuerzas internas. Así se calcularan todas las fuerzas, excepto las
fuerzas exteriores desconocidas, y estas pueden calcularse fácilmente
utilizando las ecuaciones de equilibrio restantes, que no se usaron
inicialmente al plantear las ecuaciones para hallar las componentes de
los desplazamientos desconocidos. (Norris y Wilbur, 1969).
56
Al obtener los resultados del análisis mediante los métodos, el ingeniero
no debe olvidar nunca que tales resultados deben satisfacer las condiciones de
equilibrio estático:
∑Fx=0, ∑Fy=0, ∑Fz=0, ∑Mx=0, ∑My=0 y ∑Mz=0
La mayoría de los métodos del análisis estructural que se han
desarrollado a lo largo del tiempo pueden clasificarse como métodos de
S
O
D
A
de castigliano, son métodos de desplazamientos. RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
Estos métodos
se mencionan en este capítulo ya que para poder realizar
R
DE
fuerzas. Sin embargo, el método de deformación angular, y el primer teorema
un izamiento de cualquier tipo de estructura hecha con cualquier tipo de
material, como primer paso se debe conocer las reacciones (fuerzas y
momentos) que actúan en la estructura producto del izamiento.
4.2
Como calcular el Centro de Gravedad (CG) de un Elemento
Estructural.
La localización del CG se expresa en unidades de longitud, a lo largo de
los tres ejes (X, Y, y Z). Estas son los tres componentes del vector, distancia
desde el origen del sistema de coordenadas hasta la posición del CG. El CG de
masa compuestas se calcula a partir de los momentos tomados alrededor del
origen. La dimensión fundamental de los momentos es, típicamente, FUERZA
por DISTANCIA; no obstante, con el momento de masa pueden usarse
unidades de MASA por DISTANCIA. Se pueden usar los momentos de
57
volumen, en caso de elementos homogéneos. Se debe tener cuidado en tomar
los momentos de los elementos expresados en unidades compatibles.
Las componentes de distancia de la posición del CG, pueden ser
positivas o negativas, y de hecho su signo depende de la selección hecha de
los ejes de referencia.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Ejemplo
Considérese una edificación la cual está compuesta geométricamente de
la siguiente manera: un rectángulo en la base de 45m de largo, 30m de ancho y
15m de alto el cual esta acoplado a otro rectángulo de 15m de largo, 30m de
ancho y 15m de alto un cilindro de 15m de alto con un 1m de diámetro y por
ultimo un rectángulo de 5m de largo, 5m de ancho y 10m de alto, cada
componente es conocido por simetría, (calculo o medición). Se asigna un
marco o ejes de referencias convenientes en la figura para así estar orientado.
58
Cada uno tiene su propio peso:
Wa= 15.000 kg; Wb= 5.000kg; Wc= 1.500; Wd= 500 kg
Cálculos:
Mx = Ma + Mb + Mc + Md = (5.000kg x 15m) + (1666.67kg x 15m) + (500kg x
22.5m) + (166.67kg x 15.5m) = 113833.4 kg-m
CGx = 113833.4 ÷ 10000 = 11.4m
My = Ma + Mb + Mc + Md = (5.000kg x -22.5m) + (1666.67kg x -7.5m) + (500kg
x -32.5m) + (166.67kg x -34.5m) = -147000 kg-m
OS
D
A
RV
E
S
E
S xR7.5m) + (1666.67kg x 22.5m) + (500kg x
O
Mz = Ma + Mb + Mc + Md =H
(5.000kg
C = 89583 kg-m
E
22.5m) + (166.67kg
x
20m)
R
DE
CGy = -147000 ÷ 10000 = -14.7m
CGz = 89583 ÷ 10000 = 8.96m
Z
B
CG
C
D
A
Y
X
59
4.3
Como determinar y cuáles son las Cargas que se deben considerar
para el Análisis de un Izamiento.
Existen diferentes maneras de izar una estructura y diferentes tipos de
anclajes, estos aspectos conllevan a que existan diferentes apoyos que
originan distintas reacciones en las piezas que se utilizan para sujetar la
estructura y en los elementos que se usan para el izamiento de dicha
estructura.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C se describe considerando que en cada uno de ellos
E
estructurales, cadaR
ejemplo
DE
A continuación se presentan diferentes ejemplos de izamientos
se calculo el centro de gravedad del elemento estructural antes de realizar el
izamiento, por lo tanto solo se detallan las fuerzas o reacciones que se
ejercerían si se tomara en cuenta este factor en los izamientos.
En los ejemplos se hace mención de las orejas de izamiento, que son
los dispositivos que se utilizan para sujetar el elemento estructural y así poder
izarlo, estos dispositivos deberán ser diseñados considerando las cargas
muertas y dinámicas previstas en la fase de levantamiento, de manera que
resistan los esfuerzos ocasionados durante el traslado de cualquier elemento
estructural. Deberán empotrarse en las vigas y/o columnas principales del
marco del elemento, para su ubicación se tiene que tomar en cuenta el centro
de gravedad del elemento para así garantizar su equilibrio, acceso y operación
sin interferencias del sistema de guayas del equipo (grúa).
60
A) Ejemplo N˚ 1
Figura 1
En
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C se muestran 2 formas
estas 2 figuras
E
R
DE
Figura 2
distintas de realizar un
izamiento a una estructura o elemento estructural el cual esta sujetado a un
elemento de tipo cerca lo cual es favorable ya que este soporta parte de las
cargas que se dan al momento del izamiento. Cada ejemplo está conformado
por 5 orejas de izamiento, 4 de ellas están sujetadas por 2 dispositivos o
guayas de amarre por medio de unos pasadores los cuales permiten que hayan
rotaciones libres en cada punto de izamiento, y la otra oreja se encuentra en la
parte superior que es la que se va a utilizar para sujetar a la equipo (grúa) para
izar el elemento.
En la figura 1 se puede apreciar cómo se quiere izar el elemento
estructural por los bordes o volados del elemento, esta forma o manera de
izamiento es incorrecta ya que al momento del izamiento la estructura o
61
elementos superiores de la estructura va a tender a deformarse debido al peso
propio de la estructura, esto podría ocasionar colapsos de dichos elementos y
deformaciones irreversibles en la estructura. La forma correcta de izar cualquier
tipo de estructura o elemento estructural es sujetándola por los elementos
verticales o columnas de la estructura (portantes), como se muestra en la figura
2, ya que así hay una mejor vinculación, al momento del izamiento, de esta
forma se minimizan las deformaciones en los elementos que conforman a la
estructura.
OS
D
A
RV
E
S
E
R unas fuerzas axiales de tracción
En estos ejemplos se están
Sejerciendo
O
H
C
E
R
E o guayas de amarre al momento del izamiento debido
pura en los D
dispositivos
al peso propio de la estructura, dichos dispositivos o guayas de amarre se
encuentran de forma vertical con respecto al diagrama cartesiano por cuya
razón es que se origina esta fuerza axial de tracción pura, al mismo tiempo se
está ejerciendo una fuerza de corte en las orejas que están sujetadas por los
dispositivos o guayas de amarre.
62
B) Ejemplo N˚ 2
Figura 3
Figura
O4S
D
A
RV
E
S
E
S seRmuestran 2 formas de cómo izar un
En estos ejemplos o
figuras
O
H
C
E
R
DE en cada una de ellas se puede observar como el
elemento estructural,
elemento estructural es asegurado a un elemento de tipo cercha por medio de
unos dispositivos o guayas de amarre, estos a su vez son asegurados o
sujetados a las orejas de izamiento por medio de unos pasadores los cuales
dejan que se originen rotaciones libres en cada punto en donde se sujeta el
elemento estructural con el elemento tipo cercha, con esto se logra que se
originen rotaciones totalmente libres en el izamiento de dicho elemento.
Al momento del izamiento en los dispositivos o guayas de amarre se
genera una fuerza de tracción por el peso propio del elemento estructural al ser
izado, la cual está ubicada fuera de los ejes del diagrama cartesiano debido a
los grados de inclinación que tienen los dispositivos o guayas, por cuya
ubicación la fuerza se descompone en los ejes verticales y horizontales del
63
diagrama lo cual hace que se generen diferentes tipos de reacciones o fuerzas
tanto positivas como negativas, dichas fuerzas son:
Fuerzas de tracción y fuerzas de corte, estas fuerzas o reacciones se están
dando en las orejas de izamiento y en las guayas que son los dispositivos
usados para realizar un izamiento.
C) Ejemplo N˚ 3
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Figura 5
En este ejemplo o figura se presenta otra manera de realizar un
izamiento de un elemento estructural, este elemento consta de 2 orejas de
izamiento las cuales son sujetadas a unos dispositivos o guayas de amarre por
medio de unos pasadores para lograr que se generen rotaciones libres en los
puntos de izamiento, de la misma forma estos dispositivos o guayas de amarre
están sujetados a una oreja de izamiento que se encuentra en la parte superior,
está a su vez va a ser utilizada por una equipo (grúa) para realizar el izamiento
del elemento.
En este ejemplo está ocurriendo lo mismo que en el ejemplo pasado con
respecto a la ubicación de la carga de tracción pero con la diferencia que este
64
ejemplo no cuenta con el elemento tipo cercha, el cual tiene la particularidad de
soportar parte de las cargas que se dan al momento del izamiento. En estos
dispositivos o guayas de amarre se está ejerciendo una fuerza de tracción por
el peso propio del elemento al momento de ser izado, esta fuerza no está
ubicada en ninguno de los ejes del diagrama cartesiano por los grados de
inclinación que tienen los dispositivos o guayas de amarre, por lo tanto se tiene
que descomponer esta fuerza en los ejes horizontales y verticales del
OS
D
A
RV
diagrama, lo que ocasiona que hayan mas tipos de reacciones o fuerzas tanto
E
S
E
SR
O
Fuerzas de tracción y fuerzas
de corte, ellas se están generando en las orejas
H
C
E
R
E
de izamientoD
y en las guayas que son los dispositivos usados para realizar un
positivas como negativas, estas fuerzas son:
izamiento.
D) Ejemplo N˚ 4
Figura 6
En este ejemplo se muestra a un elemento estructural que cuenta con
una oreja de izamiento la cual es sujetada o atada por un dispositivo o guaya
de amarre por medio de un pasador el cual hace que se generen rotaciones
libres en el punto de izamiento, de la misma forma este dispositivo o guaya de
65
amarre está sujetada a otra oreja de izamiento que se encuentra en la parte
superior y desde allí es donde se va a poder izar el elemento estructural.
En este ejemplo lo que se quiere es izar el elemento estructural desde el
centro utilizando el centro de gravedad del elemento como punto de equilibrio,
esta forma de izamiento es factible si el elemento es totalmente simétrico y
mantiene el mismo peso en cada parte de su cuerpo, en base a esto se puede
S
O
D
A
de izamiento se estaría generando una fuerza R
axial
Vde tracción pura en el
E
S
E se encuentra totalmente vertical,
R
dispositivo o guaya de amarre
porque
ella
S
HO
C
E
ERfuerza que se presenta en este dispositivo o guaya y en la
esta sería laD
única
decir que el centro de gravedad esta en el centro del elemento, con esta forma
oreja de izamiento se presenta una fuerza de corte.
Esta forma de izamiento también es factible en elementos estructurales
que no son simétricos o que no mantiene el mismo peso en todo su cuerpo,
pero siempre se deben realizar los cálculos para hallar el centro de gravedad
(CG) del elemento estructura, para que así se puedan evitar errores que
pueden llegar a ser irremediables en elementos estructurales que no están
diseñados para soportar un grado de inclinación cualquiera que sea.
Cumpliendo con este requerimiento se podría mantener el elemento estructural
en equilibrio y el dispositivo o guaya en vertical.
66
4.4
Ejemplo del Izamiento de la Estructura Denominada Modulo de
Calidad de Vida.
El trabajo consiste inicialmente en el izamiento del modulo de calidad de
vida en el muelle de la empresa EHCOPEK, ubicada en la costa oriental del
lago de Maracaibo, específicamente en Cuidad Ojeda, para su colocación en
la gabarra plana EHCOPEK G-11, posteriormente se realizara el izamiento
OS
D
A
RV
desde la gabarra plana de EHCOPEK hasta los pilotes de anclaje ubicado en el
E
S
E
SR
O
H
C
El proyecto R
en E
general consistía en la instalación del Modulo de Calidad
DE
bloque VII del lago de Maracaibo.
de Vida en el bloque VII del Lago de Maracaibo, el cual está compuesto por
una estructura a porticada metálica conformada de 3 niveles, una planta
principal de 20.4 metros por 14.4 metros, 1 nivel entrepiso y un último nivel
Helipuerto, las dimensiones de los entrepisos y helipuerto son de 14.4 metros
por 14.4 metros, en cuyo modulo se albergara 20 personas, este edificio consta
de aproximadamente 360 m2 de área de construcción
distribuida, de la
siguiente manera:
Oficina del Supervisor 1, Oficina del Supervisor 2, Oficina de capataces de
mantenimiento , Oficina de capataces de operaciones , Cuarto de archivo, Sala
de reuniones, Sala sanitaria para caballeros, Sala sanitaria para damas, Cuarto
de equipos eléctricos y de comunicaciones, Cuarto de Máquinas, Planta baja,
Cuarto de guardarropas para personal obrero (aprox. 30 cupos), Cuarto de
67
baño para personal obrero (aprox. 10 personas), Cuarto de primeros auxilios,
Sanitario para cuarto de primeros auxilios, Comedor para personal obrero
(aprox. 20 personas), Deposito para personal de operaciones, Deposito para
personal de mantenimiento, Área para ubicación de dos tanques de
almacenamiento de agua (aprox. 12 m3 c/u), Área para ubicación de sistema
hidroneumático y compresor de aire, Área para ubicación de transformador
eléctrico, Cuarto para Guardia Nacional y Protección y Control de Perdidas
OS
D
A
RV
(PCP), El nivel de techo, tendrá el área disponible para el helipuerto.
E
S
E
R
Este modulo costa H
deO
unSmarco que está
C
E
R
DE en direcciones ortogonales
metálicos dispuestos
conformado por perfiles
unidos por conexiones
soldadas, además de elementos para el izamiento y traslado de las plataformas
(cuatro orejas como mínimo, dos orejas por cada eje, específicamente los ejes
1 y 3 o A y C. Las cuales salen del Nivel Helipuerto y que luego pueden ser
cortadas para evitar interferencia con el libre paso del personal en el
Helipuerto, estas son colocadas tomando en cuenta las características y
limitaciones de la grúa ATLAS de PDVSA. Las orejas de izamiento deberán ser
diseñadas considerando las cargas muertas y dinámicas previstas en la fase de
izamiento.
Con la asistencia de la disciplina de Ingeniería Civil se determinó
mediante cálculos los centros de gravedad del Modulo” los cuales se muestran
a continuación:
68
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Siendo sus centros de gravedad:
Eje X:
7,74 m
Eje Y:
3,3275 m
Eje Z:
6,2109 m
69
"ESTRUCTURA DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA”
UBICACION
DEL
ORIGEN
OS
D
A
RV
Y
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
X
Z
Basándose en la ubicación de las orejas de izamiento se realizó un
análisis para determinar las cargas en los puntos de izamiento (cargas de
Impacto) con la ayuda del programa STAAD/Pro como uno de los pasos
principales, arrojando estos resultados.
A continuación se presenta un diagrama que indica los puntos de
izamiento y sus cargas respectivas.
70
B
A
C
D
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Cargas sobre los puntos de Izamiento (Cargas De Impacto).
Puntos de
Fy (Kg)
Fz (Kg)
Fx (Kg)
Punto A
41500
11500
9300
Punto B
64500
16500
9300
Punto C
64500
16500
9300
Punto D
42500
11500
9300
izamientos
71
Durante la maniobra de colocación la estructura estaba izada en las
cuatro esquinas en donde se colocaron las orejas de izamiento debido a los
cálculos realizados, esto se hiso con el propósito de evitar que esta rotara.
El procedimiento se realizo con la ayuda de unos elementos
denominados guayas de amarre, estos estaban sujetando a las orejas de
izamiento por medio de unos pasadores de seguridad, los cuales dejaban que
OS
D
A
RV
hubiera rotaciones en cada punto de izamiento las cuales eran total mente
E
S
E
SR
O
H
CAtlas con respecto al Izamiento de la estructura.
E
Ubicación de laR
Grúa
DE
libres y así prevenir errores.
Puntos de izamiento
72
La grúa levanto la carga desde el suelo hasta una distancia prudente
para la maniobra, por medio de las eslingas (guayas) colocadas en puntos
totalmente opuestos es decir, en sus esquinas y así no exponer a la misma
estructura a esfuerzos dinámicos, para los cuales no está diseñada.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
74
CONCLUCION
Después de obtenidos los resultados de la investigación, se llego a las
siguientes conclusiones.
La técnica de izamientos de estructuras es un gran beneficio a la hora de
pretender movilizar o cambiar de sitio a una estructura o simplemente izarla
para reparar cualquier tipo de daño o falla estructural que está presente.
•
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
Cdel izamiento ya que si no se tiene conocimientos de
estructura producto
E
R
DE
Se debe conocer las reacciones (fuerzas y momentos) que actúan en la
estas reacciones se puede producir deformaciones o colapsos en la
estructura y se originarían pérdidas de tiempo y dinero.
•
Hay muchas formas o maneras de realizar un izamiento estructural pero
hay una sola forma que es la mas idónea, esta forma es donde a la
estructura o elemento estructural es izado por los elementos verticales o
columnas esto hace que sea mucho más seguro el procedimiento, estos
elementos verticales o columnas deben ser sujetados por unas orejas de
izamiento pero antes de colocar estas orejas de izamiento hay que
calcular el centro de gravedad de la estructura o elemento estructural para
así saber dónde colocar las orejas de izamiento, para así poder mantener
a la estructura en equilibrio, estas orejas son sujetadas posteriormente por
unas guayas de amarre, hay que utilizar guayas ya que estas son las que
75
soportan mas las fuerzas o cargas que se originan en los izamientos,
estas guayas a su vez son sujetadas a un elemento de tipo cercha el cual
es muy útil ya que soporta parte de las cargas que surgen al momento del
izamiento, una de las cosas importantes del izamiento es que las guayas
estén sujetadas al elemento de tipo cercha en forma totalmente vertical
para que así se originen solo fuerzas en el eje vertical el diagrama
cartesiano esto hace que se hagan mucho más fácil los cálculos y más
OS
D
A
Velemento de tipo cercha,
R
oreja de izamiento que este en la estructura
y en
E
S
E
R
S
estén aseguradas a H
lasOguayas de izamiento por medio de unos
C
E
DEqueRsean capases de originar rotaciones totalmente libres en
pasadores
seguro el procedimiento, otro de los aspectos importantes es que en cada
cada punto del izamiento.
•
En todo izamiento estructural se produce una fuerza o carga de impacto,
en el momento que la grúa comienza a izar a la estructura en ese preciso
instante es cuando esa fuerza o carga de impacto se origina en la guayas
de izamiento que sujetan a la estructura con el elemento de tipo cercha,
esta es una fuerza axial de tracción pura, es axial debido a que las guayas
de izamiento están en el eje vertical del diagrama cartesiano y es de
tracción debido al peso propio de la estructura, esta sería la fuerza o carga
de impacto si el procedimiento de izamiento se realiza con el método más
idónea.
76
RECOMENDACIONES
Una vez finalizado el desarrollo de la presente investigación se
presentan las siguientes recomendaciones:
ƒ
Es muy importante que antes de realizar un izamiento estructural se
estudie o se consulte el estado climático, ya que no es prudente realizar el
izamiento con grandes vientos y mucho menos con lluvia, a fin de evitar
OS
D
A
RV
condiciones de inestabilidad, cargas dinámicas ó pérdidas de control por
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
intensa contribución eólica sobre los elementos suspendidos.
ƒ
En todo el procedimiento de izamientos no debe de haber ninguna
persona por debajo de la estructura y tampoco muy cerca de ella o de la
grúa.
ƒ
Es importante saber que el izamiento se debe de realizar con guayas de
amarre que sean capases de soportar las reacciones que se originan
durante el proceso, para ello se debe de escoger un diámetro de guaya
apropiado.
ƒ
El equipo (grúa) se debe de colocar en un lugar estratégico en donde no
se originen interrupciones con ningún tipo de elementos es decir que el
equipo (grúa) pueda llegar fácilmente a la estructura, tenga suficiente
espacio para manobrear y pueda sujetar con facilidad a la estructura, este
equipo tiene que ser capas de soportar es peso de la estructura.
77
ƒ
Es de gran importancia saber dónde está ubicado el centro de gravedad
(CG) de la estructura o elemento estructural para que así se pueda
mantener en equilibrio al elemento suspendido.
ƒ
Si se utilizan elementos de tipo cercha pala el izamiento de la estructura
es mucho mejor ya que este soporta parte de las reacciones que se
originan por el izamiento.
ƒ
OS
D
A
RV
se coloquen de forma vertical sin inclinación
para así asegurar que la
E
S
E
Rtotalmente axial.
Ssea
O
reacción que se vaya aH
originar
C
E
R
DE
Se sugiere que para el izamiento de una estructura las guayas de amarre
79
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
-NOLASCO, Roció E. 2OO2. “Cargas”. República Dominicana,
-COY, Armando. 1999. “Exigencias Básicas de las Estructuras”. México.
-GONZÁLEZ, Raúl. 1999. “Propiedades de los Materiales”. España.
-Kollbruner C.F y BASLER K. 1969. “Torsión”. EEUU.
S
O
D
A
-NORRIS, Ch y WILBUR, J. 1969. “Análisis Elemental
RVde Estructuras”. México.
E
S
E
R
S
HO
PAGINAS WEB CONSULTADAS
C
E
DER
www.arqhys.com
www.wikipedia.com
www.ontiveros.com
www.estructuras.com
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
ANEXOS
MODULO DE CALIDAD DE VIDA
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
OS
D
A
RV
Occidente
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
LLANOGAS
DISTRITO MARACAIBO
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
Occidente
MODULO DE
CALIDAD DE
VIDA
GABARRA PLANA
G-11
REMOLCADOR
GRUA
ATTLAS
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
PRESENTACION DE LAS GRUAS, ANTE LA ESTRUCTURA
EN EL MUELLE DE EHCOPEK
LAGUNILLAS
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
Occidente
MODULO DE
CALIDAD DE
VIDA
GABARRA PLANA
G-11
GRUA
ATTLAS
REMOLCADOR
CROQUIS DE IZAMIENTO DEL MODULO (ESCENARIO #1)
MANIOBRA DE IZADO DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
LAGUNILLAS
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
Occidente
GABARRA PLANA
G-11
REMOLCADOR
MODULO DE
CALIDAD DE
VIDA
OS
D
A
RV
GRUA
ATTLAS
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CROQUIS DE IZAMIENTO DEL MODULO (ESCENARIO #1)
MONTAJE DEL MODULO IZADO SOBRE LA GABARRA PLANA
LAGUNILLAS
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
Occidente
GABARRA
MODULOPLANA
DE
CALIDAD DE
G-11
VIDA
GRUA
ATTLAS
CROQUIS DE IZAMIENTO DEL MODULO (ESCENARIO #1)
SALIDA DEL MODULO AL BLOQUE VII
LAGUNILLAS
REMOLCADOR
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
GRUA
ATTLAS
MODULO
DE
GABARRA
PLANA
CALIDAD DE
G-11
VIDA
REMOLCADOR
Occidente
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CROQUIS DE IZAMIENTO DEL MODULO (ESCENARIO #2)
LLEGADA DEL MODULO CON LAS GRUAS AL BLOQUE VII
LAGUNILLAS
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
LAGUNILLAS
GABARRA PLANA
G-11
GRUA
ATTLAS
CROQUIS DE IZAMIENTO DEL MODULO (ESCENARIO #2)
MANIOBRA DE IZADO DEL MODULO, GABARRA PLANA
PARA UBICARLO EN LOS PILOTES DEL BLOQUE VII
MODULO DE
CALIDAD DE
VIDA
REMOLCADOR
Occidente
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
GRUA
ATTLAS
MODULO DE
CALIDAD DE
VIDA
Occidente
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CROQUIS DE IZAMIENTO DEL MODULO (ESCENARIO #2)
IZAMIENTO Y MONTAJE DEL MODULO, SOBRE LOS
PILOTES EN EL BLOQUE VII
LAGUNILLAS
INSTALACION DEL MODULO DE CALIDAD DE VIDA
Occidente
REMOLCADOR
MODULO DE
CALIDAD DE
VIDA
GABARRA PLANA
G-11
H
CROQUIS DE IZAMIENTO DEL MODULO (ESCENARIO #2)
CULMINACION DEL MONTAJE DEL MODULO, SOBRE LOS
PILOTES EN EL BLOQUE VII
LAGUNILLAS
INSTALACIÓN DE LAS OREJAS DE IZAMIENTO EN EL TECHO DEL
MODULO
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
EN ESTAS IMAJENES SE PUEDE APRESIAR COMO LA GRUA ATLAS
ESTA IZANDO AL MODULO DESDES LAS OREJAS DE IZAMIENTO POR
MEDIO DE LAS GUAYAS DE AMARRE, PARA LUEGO COLOCARLO EN LA
GABARRA
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
AQUÍ SE PUEDE VER COMO EL MODULO ERA COLOCADO EN LA BASES
QUE ESTABAN EN EL LAGO DE MARACAIBO
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV