UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO CONSTRUCCIÓN - SISTEMAS CONSTRUCTIVOS NO CONVENCIONALES Estudiante: -CARLOS ALBERT COSI FLORES (100%) PEREZ TAPIA JOSE ANTONIO (100%) MAMANI LAYME RAÚL ESTEBAN (100%) RICHAR JESUS HUAMANI YAPO (100%) Profesor: ARQ. DIEGO FERNANDO GUTIERREZ NUÑEZ AREQUIPA – PERÚ 2021 ÍNDICE CAPÍTULO 1 I. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………. CAPÍTULO 2 II. ANTECEDENTES………………………………………………………………………. III. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN………………………………………………. 2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………………... 2.2 JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………………………. IV. OBJETIVOS…………………………………………………………………………….. 4.1 OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………………... 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………………………………………. V. ALCANCES Y LIMITACIONES………………………………………………………. 5.1 ALCANCES…………………………………………………………………………………... 5.2 LIMITACIONES……………………………………………………………………………… CAPÍTULO 3 VI. METODOLOGÍA………………………………………………………………………. 6. MARCO TEÓRICO…………………………………………………… .7.1.SISTEMA CONSTRUCTIVO: ESTRUCTURAS MIXTAS 7.2. SISTEMA CONSTRUCTIVO : BETON DECKEN 7.3. SISTEMA CONSTRUCTIVO RBS AZEMBLA 7.4. SISTEMA CONSTRUCTIVO DE AISLAMIENTO DE BASE(RICHAR) VII. ANÁLISIS……………………………………………………………………………….. CAPÍTULO 4 CONCLUSIONES…………………………………………………………………….. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………. CAPÍTULO I I. INTRODUCCIÓN Con el paso del tiempo han ido apareciendo distintos tipos de construcciones, desde los inicios el hombre empezó a edificar sus viviendas utilizando los materiales que encontraba en la naturaleza, ya sea madera o rocas, con el paso del tiempo se dio cuenta que al unir estos dos materiales encontraría una nueva forma de edificar, a lo cual podemos decir que encontro un sistema distinto de construccion, es asi que con el paso de los años el hombre fue uniendo distintos materiales para poder construir sus viviendas, algunos buenos o malos pero cada vez más distintos el uno del otro. En la actualidad se van utilizando distintos tipos de construcción, algunos se volvieron muy convencionales y otros no, esto depende mucho de la zona donde se construirá y de los materiales que uno pueda tener en su entorno para poder edificar. En esta Investigación hablaremos sobre uno de ellos, el sistema de estructuras mixtas el cual combina el hormigón armado con el acero en distintas técnicas de reforzamiento de las mismas es así que estructuras mixtas permiten optimizar el trabajo de cada uno de los componentes (el acero a tracción o compresión, y el hormigón a compresión), logrando atractivas soluciones tanto desde el punto de vista de la estructura como del diseño. Analizaremos partiendo de las ventajas y desventajas que posee este sistema constructivo europeo, puntos en contra como que dificulta el adecuado vaciado y vibrado de los mismos, entre otros. CAPÍTULO II II. ANTECEDENTES ¿Qué son los sistemas constructivos? Es un conjunto de unidades, compuestas por elementos, ejecutados con determinados materiales, que se relacionan entre sí, para cumplir una misión constructiva común. Requieren de un diseño, para que cada elemento cumpla su función y de un procedimiento constructivo, es decir un método para ejecutar dichos sistemas. ¿Qué es Construcción? Construcción significa la construcción de algo. Esto puede significar la construcción de cualquier cosa, desde autopistas, a un bloque de oficinas, a un cine completamente nuevo. La construcción sucede a nuestro alrededor, todo el tiempo. Cuanto más grande sea el proyecto, más tardará en construirse, por lo que algunas construcciones podrían durar unas semanas y otras podrían durar algunos años. Se requiere mucho trabajo para construir un edificio y hay varias etapas diferentes. Durante todo el ciclo de construcción de un edificio, por ejemplo, el trabajo comenzará con la etapa de cimentación y avanzará hacia la estructura, el exterior, los paneles de yeso y la etapa de acabado. Dependiendo de lo que se está construyendo, estas etapas pueden diferir e incluso puede haber más o menos etapas. III. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La tecnología hace que cada vez aparezcan nuevos sistemas de construcción, algunos buenos y otros malos, es por eso que analizando las condiciones físicas y naturales de las ciudades vemos que es necesario encontrar un nuevo sistema constructivo el cual ayude a mantener nuestra ecosistemas y encontrar un sistema constructivo más económico. 2. JUSTIFICACIÓN Los sistemas constructivos tradicionales son buenos, pero consideramos que la tecnología actual tiene que mejorar las edificaciones, hacerlas más ligeras y que se pueda ejecutar la edificación más rápido, todo esto cuidando el medio ambiente. IV. OBJETIVOS 1. OBJETIVO GENERAL Determinar si los sistemas constructivos no convencionales a analizar son aplicables en nuestra región de Arequipa. 2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ● Analizar los sistemas constructivos no convencionales según su uso y resistencia en nuestra región. ● Comparar los sistemas constructivos no convencionales ● Identificar qué sistema constructivo no convencional es aplicable en nuestra región de Arequipa ● Determinar que sistemas constructivos nos brinda más ventajas V. ALCANCES Y LIMITACIONES 1. ALCANCES El año 2005, el AISC publicó la última versión de sus disposiciones sísmicas [3]. Estas disposiciones recogen toda la experiencia y conocimiento adquirido luego de los terremotos de Northridge en 1994 y Kobe en 1995. Además, nuevas tecnologías y sistemas estructurales que surgieron después de la aparición de la edición de 1997 de este documento han sido incluidas. Las disposiciones sísmicas complementan la especificación AISC general [4] para el caso de estructuras cuya respuesta ante sismos requiera un nivel de ductilidad significativo. En todo aquello en que las disposiciones sísmicas no se pronuncien, debe utilizarse la especificación general. La Parte II de las disposiciones sísmicas está dedicada completamente al caso de sistemas estructurales mixtos cuyo factor R sea superior a 3. Refiriéndose a la Tabla 1, estas disposiciones no serían aplicables, por ejemplo, a marcos mixtos corrientes, rígidos o arriostrados. Sin embargo, se debe considerar que el ASCE 7-05 [5] restricciones al uso de estructuras de baja ductilidad (R ≤ 3) en zonas de alta sismicidad. 2. LIMITACIONES ● Ya que se trata de un sistema no convencional, se debe llevar un proceso de adaptación, en este caso debido a que está constituida por materiales diferentes que trabajan solidariamente formando una única sección. Que para el presente proyecto estos dos materiales son el acero y el hormigón. V. MARCO TEÓRICO ● Sistema constructivo No convencional ESTRUCTURAS MIXTAS Este sistema se escogió por que permite una mayor resistencia estructural de las edificaciones, pudiendo aplicarse con normalidad en una zona sísmica como es nuestra región de Arequipa Una estructura mixta se caracteriza esencialmente por que contiene entre sus elementos resistentes piezas que poseen “secciones mixtas”. Entendemos como una sección mixta como una sección constituida por materiales diferentes que trabajan solidariamente formando una única sección. Que para el presente proyecto estos dos materiales son el acero y el hormigón. No se consideran como mixtas las “estructuras combinadas”, formadas por la utilización de piezas resistentes de materiales diversos, pero que no presentan colaboración conjunta en las secciones de dichas piezas. Las estructuras mixtas son adaptables. Pueden modificarse durante la vida del edificio. Esto es especialmente cierto cuando la losa se utiliza con estructuras porticadas. Lo mismo que las losas mixtas pueden resistir el fuego, las vigas mixtas pueden emplearse con alas desprotegidas del fuego. Las estructuras mixtas son fáciles de montar y precisan menores tiempos de construcción • Ahorro de costes, conclusión más rápida del edificio. • Menores costes de financiación. • Listos antes para su utilización aumentando su rentabilidad. Es necesario emplear piezas mixtas en el diseño, para beneficiarse de las ventajas disponibles. Así las estructuras mixtas presentan una mayor rigidez y capacidad de carga para las mismas dimensiones comparadas con el acero solo. Comparación de estructuras mixtas–hormigón armado ● Sistema constructivo EMMEDUE El sistema de paneles EMMEDUE es un innovador sistema constructivo sismo resistente licenciado por EMMEDUE (Italia), basado en un conjunto de paneles estructurales de poliestireno expandido ondulado, con una armadura básica adosada en sus caras, constituida por mallas de acero galvanizado de alta resistencia, vinculadas entre sí por conectores de acero electro-soldados. Estos paneles colocados en obra según la disposición arquitectónica de muros, tabiques y losas, son completados, mediante la aplicación de micro-concreto, a través de dispositivos de impulsión neumática. De esta manera, los paneles conforman los elementos estructurales de cerramiento vertical y horizontal de una edificación, con una capacidad portante que responde a las solicitaciones de su correspondiente cálculo estructural. La modularidad del sistema, favorece una absoluta flexibilidad de proyecto y un elevado poder de integración con otros sistemas de construcción. A la vez, la simplicidad de montaje, extrema ligereza y facilidad de manipulación del panel, permiten la ágil ejecución de cualquier tipología de edificación para uso habitacional, industrial o comercial. Entre las principales propiedades y ventajas del uso de este sistema constructivo, se encuentran: • Alto aislamiento térmico y acústico. • De fácil manejo, transporte y rápido de instalar. • Elevada resistencia estructural, resistencia a ciclones y sismos. • No requiere mano de obra especializada. • Reduce los costos y el tiempo de ejecución. • Gran durabilidad. • Ahorro en cimiento y partes estructurales, por ser más liviana la obra terminada • Utilización integral de un mismo sistema constructivo. • Apto para ser utilizado con los sistemas tradicionales. • Elevada resistencia al fuego. • Fácil y rápido montaje de instalaciones eléctricas y sanitarias. • Paneles dimensionados en su longitud y espesor según sea pedido. • Los paneles se empalman de manera monolítica. • Capa de poliestireno de mayor densidad. • Área de acero de refuerzo de mayor calibre. • No requiere malla de unión para el empalme de los paneles, el panel EMMEDUE trae integrada una malla que sirve para darle continuidad a los paneles. • No tiene límites en cuanto al espesor y alturas de paneles. • Mayor variedad en paneles tales como: Escalera, losa de entrepiso, losa de techo en cualquier forma, descansos, paredes. • La fábrica cuenta con maquinaria de última tecnología, con una capacidad de producción que supera los 1200 m2 en un turno de 8 horas. • Mejor precio que la competencia. En cuanto a este sistema se debe considerar que estos vienen dimensionados desde planta por lo que los tiempos de fabricación y transporte pueden tener consecuencias en el tiempo de la duración de la obra. Al ser un producto específico sólo los realizan empresas y fábricas especializadas. Una de las principales fábricas encargadas de la distribución del material en Perú está ubicada en Lima, en Calle Los Eucaliptos; Parque Industrial 3, Lurín. Una de las incertidumbres que se generan para este sistema, son los tiempos de entrega de los pedidos. Según información proporcionada por la Gerente del Dpto. Comercial de la empresa, nunca se ha producido ningún problema con la fabricación hasta el momento, por lo que no suelen producirse retrasos en la entrega de productos. Asimismo, la fabricación nunca ha sido un punto conflictivo, ya que siempre tienen una cantidad de producto almacenado. El periodo de entrega del material es de 72 a 96 horas desde la realización del pedido. (Ramirez Medina, L. A. 2021). tipos de paneles emmedue ● Sistema constructivo RBS AZEMBLA Un sistema constructivo que ofrece un confinamiento para el concreto, armado de acero e instalaciones, siendo un sistema constructivo eficaz en costos y tiempo. Compuesto de un sistema de paneles de PVC dándole ese caracteristica al encofrado de confinamiento consiguiendo así una rigidez estructural por su estructura modular además de siendo evaluado y posteriormente avalado por la normativa E.060 de rigidez y resistencia del reglamento nacional de edificaciones, Este sistema constructivo RBS AZEMBLA pasó por un ensayo dinámico sometido a una simulación sísmica de un módulo de dos pisos, siendo evaluado por el simulador sísmico y del laboratorio de estructuras antisísmicas de la Pontificia Universidad Católica del Perú obteniendo resultados eficientes y más que alentadores por los que fue aprobado, considerando este sistema aprobado y vigente. Este sobrepaso el parámetro promedio en la prueba de sismo especulativo, siendo 0.45 la gravedad el promedio y 1.30 la gravedad condiciones extremas e irreales hasta ahora, en otras palabras resistiendo fases sísmicas de características “Muy severo (muy raro)”. Compuesto principalmente por el compuesto rígido Royalloy, un polímero, sin necesidad de recubrimientos especiales, debido a que su composición con dióxido de titanio, agente de protección UV. Entre sus características estructurales y de acabados encontramos las siguientes: -De construcción rápida adecuada para soluciones móviles, de reubicación, permanentes y de emergencia. -Acabados compactos, higiénicos, durables y resistentes al intemperismo. -Tiene una unión estructural “monolítica” asegurando “seguridad sísmica” -Tiene un aislamiento térmico -Resistencia al fuego -Bajo mantenimiento y resistencia química -Resistencia del concreto f’c 210 kg/cm2 o según especificación del proyecto -Trabajabilidad alta -Compatible con aditivos de fragua y plastificante -Vaciado manual o con bomba de concreto -Reduce el uso de maquinaria pesada -No es necesario mano de obra calificado -Utiliza herramientas comunes -Adecuabilidad a la forma debido a materiales termoplásticos en la estructura modular. Proceso constructivo El proceso constructivo tiene mucha similitud al convencional, se compone de rasgos de cimentación , elementos verticales y horizontales. ● SISTEMA CONSTRUCTIVO AMORTIGUADOR DE MASA INTEGRADO Este sistema constructivo ha sido elegido considerando preceptos de innovación en la ingeniería y construcción, a partir de una problemática que afronta nuestra región de Arequipa , que al estar ubicada cerca del denominado cinturón de fuego del pacifíco estamos expuestos a movimientos telúricos de gran magnitud, como nos ha enseñado la historia la catedral de arequipa por ejemplo fue sacudida por más de cuatro terremotos. Según Richar Lourenco4 : “Es el amortiguador más exitoso para edificios contra el viento, así como para contrarrestar los movimientos provocados por la actividad sísmica. El mencionado sistema constructivo fue invencionado por primera vez en Japón entre los años 1980, llegando a ser constante después del terremoto de 1995. Ubicado en Taiwan, fue colocado en el icónico Edificio Taipei 101 (2004). Figura N: Edificio Taipei 101 (2004). Collage El sistema constructivo está diseñado generalmente para amortiguar el movimiento o desplazamiento de un edificio durante el sismo, o también durante los fuertes vientos su comportamiento absorbe la energía y limitando el movimiento, de esta forma evitaron daños en la parte estructural del edificio. Entre sus principales ventajas encontramos: ● Su eficacia ha sido comprobado durante estas dos décadas, asignándose garantía y seguridad por si misma ● El sistema constructivo es ideal para edificios de gran altura, por ejemplo ciudades como Dubai, Estados Unidos, Japón, donde hay gran actividad sísmica. ● El campo de aplicación está limitado a edificios de gran altura, por ende su costo asciende. Figura N: Comportamiento pendular de un edificio durante un sismo. Sanz Esteban, L. (2017) BIBLIOGRAFÍA ● Herrera, R. (2013). Diseño sísmico de estructuras mixtas. Construcción Metálica en América Latina. ● Desarrollos recientes en construcción mixtas en los Estados Unidos de Norteamérica; León, Roberto T. ● Disposiciones de diseño para elementos compuestos; Herrera, Ricardo, PhD., Beltrán, J. Felipe, PhD. ● Diseño Sísmico de estructuras mixtas; Herrera, Ricardo, PhD. ● Recomendaciones de Diseño de Columnas Mixtas; Carrasco N., Sebastiçan; Herrera, Ricardo; Beltrán, J. Felipe; Massone, Leonardo; ALACERO ● Artículo Interesante utilización de construcción mixta; Inmobiliaria Paz. ● https://www.alacero.org/sites/default/files/u16/recomendaciones_de_c olumnas_mixtas_carrasco_y_otros.pdf ● Sanz Esteban, L. (2017). Sistemas constructivos para sismos. ● Rodríguez, R., & Gutiérrez, I. (2002). Estudio de la Contribución de las Fases a las Propiedades Mecánicas en Aceros con Estructuras Mixtas. In VIII Congreso Internacional de Propiedades Mecánicas de Sólidos, Gandía. ● Ramirez Medina, L. A. (2021). Servicio para la ejecución del mantenimiento periódico y rutinario del camino vecinal Emp. PE-10C (Dv. San Andrés)-Huancacalla-Emp. LI-127 (Llampao). Longitud: 17.60 km La Libertad-Pataz. ISO 690
