Universidad de San Carlos de Guatemala Centro Universitario de Occidente División de Ciencias de la Ingeniería Ingeniería Civil “INFORME FINAL SOBRE PRÁCTICA REALIZADA EN LA EMPRESA SISMOGENIC” Nombre: Sergio Fernando Arreaga de León Carné: 201232227 1 INDICE 1. Introducción………………………………………………………….. 3 2. Objetivo general………...…………………………………………… 4 3. Informes detallados sobre las actividades realizadas…………… 5 4. Conclusión…………………………………………………………….15 6. Anexos………………………………………………………………....16 Finiquito de la empresa SISMOGENIC 2 INTRODUCCIÓN En el presente trabajo, se presenta un informe detallado de todas las actividades realizadas en la empresa denominada SISMOGENIC, criterios y las decisiones tomadas en cada una de dichas actividades, todo siempre adecuado a las circunstancias en las cuales se encontraban cada una de las problemáticas a resolver. 3 OBJETIVO GENERAL Aprender las cosas concernientes al área estructural a la ingeniería civil y su aplicación a los problemas cotidianos que se presentan dentro de esta rama de estudio, así como también seguir poniendo en práctica todos los procedimientos y conocimientos adquiridos durante este tiempo de práctica para empezar a formar un criterio propio como profesional. 4 INFORME FINAL DE PRÁCTICA REALIZADA EN SISMOGENIC. 1. Realización del análisis de una escuela ubicada en aldea Los Alonzo, San Juan Ostuncalco. Es una obra la cual ya está terminada, pero ha presentado severos daños estructurales antes de su inauguración. La escuela consta de tres niveles, con muros de mampostería y columnas, vigas y losas de concreto con excepción del último nivel el cual tiene un techo de lámina sobre un emparrillado de costanera. La escuela se compone de dos módulos adyacentes o contiguos los cuales están pegados pero no unidos. Figura 1.0 Modelo 3D de la escuela. Figura 1.1 Distinción de módulos. 5 El motivo del análisis de esta estructura es debido a dos problemas que se produjeron dentro de esta obra los cuales se describen a continuación: El primero de ellos fue en las vigas ubicadas en el marco del eje central de la escuela, éstas vigas han presentado graves daños estructurales y presentado fisuras bastante notorias al estar éstas reforzadas con un acero que ni siquiera alcanza el mínimo de acero requerido por el ACI para zonas sísmicas. El segundo problema que se presentó en la estructura fue el de los módulos separados, ya que al estar estos dispuestos en esta manera, se vió afectada a la hora de que se presentaron movimientos sísmicos teniendo en cuenta también de que la zona en la que nos encontramos está muy cerca de fallas sísmicas. Se procedió a modelar el edificio en el programa etabs v8.4.8, programa el cuenta el cual cuenta con licencia por parte de la empresa y haciendo el programa más eficiente a la hora del análisis de estructuras, después de realizar el modelo colocando cada uno de los elementos especificados en los planos estructurales dados por parte de la municipalidad junto con los materiales establecidos para el diseño de toda la obra gris, así como también se introdujo un espectro de respuesta al programa en base a la norma AGIES NSE 2-2018 el cual provee todos los datos necesario para realizar el espectro en base a las condiciones del tipo de suelo y a la ubicación de la estructura a analizar dentro de las diferentes regiones de Guatemala los resultados fueron los siguientes: Al correr el análisis dinámico en el programa se notó a simple vista que entre los dos módulos se producía un choque, provocando daños críticos dentro de la estructura en general, así como también provocando daños mayormente en las vigas por lo que al ver la obra las vigas de dicho marco se hallaban gravemente fisuradas debido al choque producido entre los dos módulos. A continuación en la figura 3 se muestra el movimiento producido entre estos dos módulos. Figura 1.2 Movimiento producido por fuerzas sísmicas. 6 La solución que se planteó para evitar el choque crítico entre las dos estructuras fueron juntas estructurales de acero estructural de 6”x6”x3/8”con pernos KB3 de ½”x3” en cada una de las columnas de dichos ejes donde se produce el choque y en cada nivel a modo de que al presentarse un movimiento sísmico ya no se produjera este choque entre las dos estructuras. En cuanto a las vigas del marco central las cuales no contaban con un reforzamiento adecuado de acero se propuso poner marcos estructurales de acero estructural, los cuales irían anclados a la obra gris y proporcionarían un mejor soporte a los marcos y vigas de concreto armado. En la figura 4 se muestra el marco estructural propuesto, el cual brindaría un soporte adecuado a los marcos de concreto reforzado. Figura 1.3 Marco de acero estructural. Figura 1.4 Platinas de articulaciones superiores. 7 Figura 1.5 Platinas para bases de columnas. Una vez realizada toda la propuesta estructural de reforzamiento del edificio se procedió a realizar toda la cuantificación de materiales y el presupuesto correspondiente. Junto con todo esto siempre se elabora un informe estructural el cual se realizó justificando todas las decisiones y diseños propuestos para el reforzamiento de la estructura 2. Modelación de vivienda unifamiliar. Se realizó la modelación de una vivienda unifamiliar que debido a la forma de las columnas en L y T que resultaron del diseño, se propuso realizar las columnas con mampostería de 19x19x39, con lo cual se tomó en cuenta el esfuerzo a compresión de la mampostería de 75 kg/cm2., y las cuantías mínimas de diseño para muros de mampostería reforzada. En la figura 2.0 se muestra el modelo 3D de la vivienda que se analizó en el programa etabs v.8.4.8 Figura 2.0 Modelo 3D de vivienda unifamiliar. 8 La elaboración del modelo no fue tan complicado, junto con la ayuda del ingeniero Melvin Cloyt quien me ayudó a configurar los materiales, en especial los muros reforzados que llevaría la estructura. Una vez realizado el modelo se utilizó un espectro de respuesta y se añadieron las cargas correspondientes para la vivienda según lo especifica AGIES NSE 2-2018 las cuales dice que para viviendas será de 200 Kg/m2 y escaleras de 300 Kg/m2, para después añadir los diferentes combos de cargas que especifica el ACI 318-19. Una vez hecho todo esto, se corrió el análisis del modelo y se buscó verificar que la estructura tuviera un período de vibración menor a 1 segundo y que chequearan los elementos estructurales. Cabe resaltar que esto del período solo se aplica a estructuras pequeñas de dos niveles. 3. Elaboración de Mezzanine de acero estructural para un edificio sobre la 20 avenida zona 3 de Quetzaltenango. En base a un diseño realizado por el ingeniero Melvin Cloyt, realicé una cuantificación de materiales de un mezzanine de 10x10 metros aproximadamente y posteriormente la elaboración de un presupuesto para dicho mezzanine. El mezzanine contaba con vigas WF, costanera, viga HSS de sección cuadrada y circular, pernos, platinas, pernos de anclaje entre otros. Durante la realización de dicho trabajo tuve que recurrir al ingeniero Melvin para que resolviera muchas dudas acerca de esto, ya que al ser éste de acero estructural, aparecían muchos términos y elementos desconocidos para mí por lo que tuve que investigar y preguntar al ingeniero acerca de estas cosas. Una vez hecha la cuantificación de materiales, procedí a averiguar precios en las diferentes tiendas recomendadas por el ingeniero. Para la elaboración del presupuesto el ingeniero me explicó que los precios en acero son por peso por lo que en base a otros presupuestos que el poseía realicé el presupuesto de este mezzanine. Los costos para la realización del mezzanine fueron de Q.130,000.00 incluyendo mano de obra. Para la presentación del diseño del mezzanine, planos, presupuesto a la empresa interesada era necesario presentar un informe estructural al igual que con cualquier otra estructura, por lo que en el informe realizado por su servidor se especificó cada una de las cosas que llevaba el mezzanine. Para este caso en especial no era necesario analizarlo ante las fuerzas sísmicas ya que el mezzanine estaría anclado a las vigas y columnas de concreto por lo que el mezzanine en sí no estaría en contacto directo con los 9 movimientos sísmicos. En la figura 3.0 se puede apreciar el modelo de la armazón del mezzanine de todo lo que sería el acero estructural realizado en revit por su servidor, debido al tiempo que se tuvo para realizar el diseño y análisis del mismo, se realizó este modelo más realista para poder posteriormente agregar las imágenes al informe estructural requerido en cada diseño de una estructura. Figura 3.0 Armazón del mezzanine. Figura 3.1 Mezzanine finalizado. 10 4. Elaboración de cotización de mezzanine para Xelapan. Para esto sólo se trató de cuanto cobraría por un diseño de otro mezzanine el cual el ingeniero me paso datos de precios y factores en base a los metros cuadrados a cubrir, esos factores me fueron dados por esa ocasión por lo que no tuve tiempo de anotarlos por lo que no los tengo. Junto con esa cotización se propuso cubrir el perímetro del mezzanine con un material que desconocía el cual era el plycem por lo que procedí a realizar una investigación sobre este material. A continuación hay una pequeña reseña de lo que es este material: El panel PLYCEM es una hoja de fibrocemento utilizada en cerramientos de fachadas y paredes exteriores en construcciones de tipo residencial, comercial e institucional y todas aquellas donde se desee dar realce arquitectónico. Las láminas PLYCEM son el resultado de la mezcla de cemento, caliza, y fibras orgánicas naturales que gracias a un proceso de mineralización, se trasforman en materia inerte que garantiza la resistencia del producto. Esta composición resulta en un material liviano con las cualidades constructivas del cemento y al mismo tiempo con la trabajabilidad de la madera, haciendo de este un material bastante fácil de manejar y de instalar. 5. Supervisión de montaje de tanque de agua potable y medición de caudal. Se supervisó el montaje del puente y su instalación. Para ello se contrataron los servicios de una grúa con capacidad de 30 metros. La altura total del tanque junto con la torre era de 20 metros aproximadamente. Luego procedimos a medir el caudal de llenado para el tanque, con una bomba de 15 hp con la cual como no podíamos usar el tanque aún, hicimos las pruebas en una pila múltiple de unos 10 metros cúbicos aproximadamente. Los resultados fueron de media hora para el llenado de la pila, luego con una regla de tres se calculó el llenado del tanque que eran más o menos 2 horas. Luego de ello se fue a la institución Provida para recoger los frascos especiales para realizar la prueba bacteriológica y físico-química al agua que abastecerá el tanque. 6. Supervisión de realización de estribos. (27/09/2019) Se elaboraron estribos para unas columnas cuadradas cortas de 25x25 centímetros por 1.30 metros de profundidad. Se tenía contemplado un recubrimiento de 5 centímetros por lo que el estribo sería de una sección de 15x15 centímetros con un perímetro de 60 centímetros más los dobleces y el gancho, se cortaron pedazos de 75 centímetros para abarcar toda esta longitud. 11 7. Elaboración de modelo estructural de estructura en Puerto San José. (30/09/2019 al 08/10/2019) Recibí unos planos estructurales de un centro comercial a realizarse en Puerto San José para elaborar un modelo de la estructura en el programa etabs v8.4.8. El edificio consta de dos niveles y está dispuesto en forma de L girada 180 grados casi a escuadra. En la figura 7.0 se muestra la planta de la estructura siendo ésta la misma en los demás niveles. Figura 7.0 Planta del Centro Comercial. Primeramente se inició el modelo configurando todo lo que eran medidas (metros para las distancias y centímetros para las secciones), luego de ello se configuraron los materiales con que se especificaba cada uno de los elementos estructurales, en este caso para las columnas y vigas un concreto con una resistencia de 281 Kg/cm2 y el muro de mampostería con una resistencia de f’m=75 Kg/cm2. Dentro de los planos se hallaban columnas con forma irregular de L y T pero éstas no estaban a escuadra, y siendo que el programa etabs v.8.4.8 no presenta mucha facilidad para diseñar estas columnas, se configuró otro muro en base a las especificaciones pero siendo puramente de concreto de 281 Kg/cm2 haciendo más fácil la creación de estas columnas irregulares. Para las losas había de dos grosores una de 13 centímetros y otra de 20 centímetros nervada. Después de haber configurado todos los elementos se procedió a configurar la grid con todas las medidas según los planos para luego de ello empezar a dibujar todos los elementos en cada uno de los lugares en los que se ubicaban cada uno de ellos. Al momento de realizar todo el modelo se vio que había un cuarto un una luz muy grande tal y como aparece en la figura 7.1. 12 Figura 7.1 Cuarto con vigas y columnas agregadas. Las vigas que aparecen en rosado se agregaron tanto al primer nivel como al nivel de la azotea siendo en total 4 vigas las que se agregaron, junto con las cuales se tuvieron que agregar 4 columnas para que pudieran brindar soporte a estas 4 vigas. El método que se utilizó para pre-dimensionar las vigas fue el normal de: 𝐿 𝐿 ≤ℎ≤ 16 14 ℎ 2 ≤𝑏≤ 3ℎ 4 , donde L = longitud en metros a cubrir con la viga, h = altura de la sección de la viga y b = base de la sección de la viga. Luego de ello se pre-dimensionaron las columnas con una fórmula que el ingeniero Melvin me dio la cual es la siguiente: 4 √1.33𝑏ℎ3 , donde h = altura escogida de la sección de viga y b = base escogida de la sección de viga Al final el resultado que nos da la fórmula para columnas es la sección de la columna aproximando el resultado al número entero mayor más cercano al resultado dado. Con lo cual teníamos una luz a cubrir de 8 metros y medio aproximadamente se escogió una sección de viga de 60x40 centímetros y en base a eso se calculó una columna de 60x60 centímetros. Una vez hecho eso se procedió a dibujar en cada 13 nivel cada uno de los elementos como elementos continuos. En la figura 7.2 se puede apreciar el modelo ya terminado en etabs v8.4.8. Figura 7.2 Modelo de centro comercial. Una vez hecho todo eso se agregaron todos los combos de carga según establece el ACI 318-19 así como también las cargas vivas que en este caso AGIES NSE 22018 dice que para lugares a donde concurre la gente será de 500 Kg/m2. Se agregó también un espectro de respuesta según lo establece la norma NSE 2-2018 la cual permite crear un espectro de respuesta en basa a la ubicación del proyecto y de las condiciones del suelo sobre el cual se hallará cimentado. Después de ello se analizó la estructura bajo las diferentes condiciones de carga y se verificó que ningún elemento estuviese suelto haciendo el análisis lo más exacto posible. Se verificó que los periodos de vibración no fuesen muy grandes, en este caso hablamos de períodos menores a 1 segundo, luego se comprobó que el diseño checaba bajo todas las combinaciones de carga a las que se sometió así como también en los períodos de vibración. 14 CONCLUSIONES Como estudiante he podido ver que los asuntos o problemáticas en la vida real no son para nada como se ve usualmente en los libros donde muchas veces todo es en condiciones ideales. Es importante como estudiante y como futuro ingeniero una preparación plena sea cual sea la rama de la ingeniería civil a la que se quiera dedicar, ya que a la hora de ayudar a las personas con sus problemas, siempre dentro del campo de la ingeniería civil, se presentan casos nunca antes visto en los libros y es ahí donde verdaderamente se requiere el ingenio del ingeniero para resolver esos problemas en particular y esa capacidad para resolver esos problemas vienen tanto de la experiencia como de una buena preparación y formar un buen criterio en base a la lectura de más libros aplicados a lo que es la ingeniería civil. 15 ANEXOS 16
