INTRODUCCIÓN

En los tiempos antiguos el diseño estructural consistía simplemente en

repetir lo que se había hecho en el pasado, con muy poco conocimiento del

comportamiento del material o de la teoría estructural. El éxito o el fracaso se

determinaban simplemente según que el edificio o el puente soportaran la

carga real o se colapsara por sus efectos. En aquella época la experiencia

era el único maestro; en la actualidad todavía es un elemento importante de

un buen diseño. Las obras portuarias no escaparon de esta problemática y actualmente

tienen relación directa con la comunicación entre distintos pueblos, pues son

parte importante en el desarrollo económico y social, ya que estos permite la

importación y exportación de productos a otras comunidades, la pesca

extractiva permite la generación de industria, asimismo beneficia a la

población pues es fuente de alimentación.

La ingeniería portuaria ha tenido que ir adaptándose a los

requerimientos cada vez más exigentes en cuanto a facilidades, capacidad

de operaciones y a las necesidades del ser humano, teniendo en cuenta que

en la actualidad es más frecuente la afluencia de persona hacia otras islas y

poblaciones por medio de embarcaciones, además que a mayor incremento

de población se genera mayor demanda de transporte marítimo, en este

caso, debido la actividad principal es la pesca y el traslado de personas hacia

otras playas, se hace necesario la realización de un muelle.

Esto indica que la infraestructura portuaria cumple un papel

fundamental en el crecimiento económico de las pequeñas comunidades, por

este motivo, la presente investigación tiene como objetivo realizar un diseño

estructural de un muelle para la playa el Monumento de la ciudad de

1

Cumana, que cumpla con los requerimientos mínimos establecidos en las

normas y así poder brindarles a los usuarios seguridad y confort al momento

de utilizar dicho muelle.

En la presente investigación se describen los aspectos relevantes pues

el tema es bastante amplio. Otro objetivo es describir las etapas de la

metodología constructiva del muelle artesanal en base a elementos

prefabricados como pilotes, vigas, y losa y se describirá el proceso

constructivo de un muelle y criterios de diseño que se deben considerar para

la ejecución de un muelle.

El siguiente proyecto se presenta en tres capítulos, en los cuales se

expondrán los siguientes aspectos:

Capítulo I. El problema; donde se expone el planteamiento del

problema, objetivos de la investigación y la justificación e importancia;

presentando claramente los motivos por los cuales se realizará la

investigación.

Capítulo II. Marco referencial; antecedentes de la investigación, se

desarrollan las bases teóricas, la Operacionalización de la variable y la

definición de términos básicos.

Capítulo III. Marco metodológico; se describe el diseño y tipo de

investigación, población y muestra, técnicas de recolección de datos,

Operacionalización de los objetivos, técnicas de análisis y el procedimiento

para el logro de cada uno de los objetivos planteados y cuadro técnico-

metodológico.

2

CAPÍTULO IEL PROBLEMA

Planteamiento del problema

Hibbeler (2006) define un diseño estructural como un proceso creativo

mediante el cual se le da forma a un sistema estructural para que cumpla

una función determinada con un grado de seguridad razonable y que en

condiciones normales de servicio tenga un comportamiento adecuado.

A nivel mundial, los muelles son imprescindibles para la sociedad en

general y sobre todo para el desarrollo social y económico de los países,

debido a que promueven el comercio intencional a través del uso de grandes

embarcaciones. Venezuela posee muelles de gran magnitud, también cuenta

con otros de menor capacidad, que por lo general se encuentran ubicados en

ciudades y localidades donde la actividad económica principal es el turismo,

debido a la presencia de innumerables playas, estos son utilizados

normalmente para el traslado de pasajeros hacia otras costas y para

desembarcar pequeñas embarcaciones provenientes de la actividad

pesquera, en la actualidad, en el país todavía existen lugares que no cuentan

con un muelle apto para el traslado de turistas hacia otros litorales, como

está sucediendo actualmente en la ciudad de Cumana, donde en una de las

playas más visitadas y conocida como playa El Monumento no posee un

muelle adecuado para el traslado y recibimiento de turistas.

En este contexto, este tipo de estructuras permite la conexión por vía

marítima entre islas, la cual se ha convertido en un elemento de gran

transcendencia nacional, al permitir el libre desplazamiento y traslado de la

población a las distintas playas para su disfrute.

El estado Sucre se ubica en el oriente del país y se caracteriza por ser

3

un estado turístico, debido a sus innumerables playas, prueba de ello es la

ciudad de Cumana, pero específicamente en la playa El Monumento tanto

propios y visitantes que desean trasladarse hacia otras playas, están

pasando por una situación muy precaria en lo que respecta al recibimiento y

traslado de pasajeros. Pues a simple vista se puede observar que los

usuarios presentan dificultades tanto al momento de esperar embarcaciones

como al momento de embarcarse, ya que no existe una estructura adecuada

capaz de cumplir con los requerimientos mínimos de seguridad y confort

adecuado, para así poder brindarle un servicio eficiente a las personas que

eligen este muelle para dirigirse hacia otras islas. Esto trae como

consecuencias que los usuarios se empapen de agua y se les mojen sus

pertenecías al momento de subir a la embarcación, así como también que

las personas pongan en riesgo su vida debido al fuerte oleaje existente en la

zona. Con la construcción de este muelle se permitirá resguardar la vida de

los usuarios y a su vez mejorar la calidad de los residentes del sector.

Cabe resaltar que las personas que se trasladan hacia otros sitios a

través de las embarcaciones que llegan en esta playa deben ingeniárselas

para poder tomar las lanchas, debido a que producto del movimiento natural

de las olas va humedeciendo el área donde se esperan dichas

embarcaciones, lo que produce especie de una superficie babosa, que ayuda

a que las persones se ensucien con el lodo y muchas veces sufran caídas.

A consecuencia de todas las causas antes mencionadas, surgen las

siguientes interrogantes:

¿Cuáles serían los requerimientos estructurales, para el diseño de un

nuevo muelle?

¿Qué elementos estructurales se podrían utilizar en el diseño del

muelle?

¿Cómo sería una propuesta de un nuevo diseño del muelle, para

mejorar la situación?

Se llevara a cabo una investigación para darle respuesta a esta serie de

4

interrogantes, con el objetivo de minimizar las causas que originan el

problema y así poder solventar la situación.

Con los resultados de este trabajo se obtendrá información valiosa para

poder buscar una respuesta adecuada con respecto a la naturaleza del

problema que presenta el muelle y así contar con alternativas de solución

en beneficio de todos los habitantes de estos sectores.

Objetivos de la investigación

Objetivo general

Diseñar el sistema estructural de un muelle para embarcaciones y

usuarios en la playa El Monumento, Cumana. Año 2015.

Objetivos específicos

Determinar los requerimientos estructurales, a fin de conocer las

exigencias operativas, restrictivas y funcionales del muelle.

Describir los elementos estructurales a utilizar en el diseño del muelle,

con el fin de conocer si estos cumplen con los requerimientos exigidos por el

diseño.

Realizar la ingeniera de detalle, con el propósito de documentar las

especificaciones técnicas de diseño.

Justificación e Importancia

El turismo en la ciudad de cumana es imprescindible debido a que es

una de las principales actividades económicas de dicha ciudad, por tal motivo

la playa el Monumento debe contar con un muelle en excelentes condiciones

tanto estructuralmente como estéticamente, para así poder brindarles a los

5

usuarios que utilicen este muelle como puerto para trasladarse hacia otras

costas, un nivel de servicio eficiente y que cumpla a cabalidad con las

necesidades de dichos usuarios. Se busca el diseño de estructural de un

muelle, con la intención primeramente de ofrecerles a las personas que

laboran como cargadores en esta playa un espacio adecuado para realizar

su trabajo y a su vez a propios y visitantes un lugar digno donde puedan

abordar y desembarcar de las embarcaciones sin ningún inconveniente y

finalmente colaborar con el desarrollo del turismo en dicha ciudad.

Es necesaria la realización de un muelle en la playa el monumento,

debido a que en la actualidad no existe un muelle adecuado para el traslado

de personas hacia otros lugares, lo que afecta de manera directa el modo de

manutención de muchos pobladores que laboran en dicha playa. Cabe

resaltar que con la puesta en acción de este muelle se generaran más

empleos, debido a que el buen funcionamiento de este muelle atraerá más

personas y esto trae como consecuencia que se necesiten más cargadores.

La necesidad de esta propuesta nace a partir de los inconvenientes

que presentan tanto los cargueros como las usuarios al momento de

dirigirse a una isla, playa u otra costa, por ello se busca crear comodidades

tanto para el trabajador como para el beneficiario y por consiguiente toda la

problemática que deriva de esto.

Cabe destacar que con la realización de esta propuesta se busca

ayudar a todas las comunidades cercanas a esta playa y así poder ir

construyendo espacios adecuados y dignos para el disfrute de propios y

visitantes. A consecuencia de todos los problemas antes mencionados, se

realizara el diseño estructural de un muelle para la playa el Monumento.

Por todos estos problemas que se están presentando y que se podrían

presentar, es de carácter de urgencia la realización de un diseño estructural

de un muelle para la playa el Monumento y así poder ayudar al desarrollo del

turismo y la economía del país y aumentar la cantidad de profesionales en

Venezuela.

6

Esta propuesta a su vez se ubica en la línea de investigación de

edificaciones en proyectos civiles, según los parámetros establecidos por el

Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño.

7

CAPÍTULO IIMARCO REFERENCIAL

Antecedentes de la investigación

Los antecedentes que a continuación se citan, proporcionan a la

investigación una base teórica que sustenta la problemática planteada y que

favorecerá el desarrollo de este proyecto.

Castillo A. (2010), realizo un trabajo especial de grado que se tituló como

“Propuesta del cálculo estructural de liceo para el complejo El Rincón, Mun. Simón Bolívar, Estado Anzoátegui”. Este proyecto realizado en el

Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño se desarrolló con el fin de

garantizar una solución a la problemática que presentaron los habitantes del

complejo habitacional Lomas de Oriente en el ámbito educativo debido a la

falta de una sede en el mencionado sector. Se identificaron en los objetivos

las exigencias estructurales necesarias en función del diseño arquitectónico,

el predimensionado de los elementos estructurales en función del diseño

arquitectónico. Se realizó la ingeniería de detalle y los respectivos del diseño.

Este antecedente sirve como marco referencial para el diseño de

estructuras tanto de concreto armado como de estructuras metálicas, debido

a que se explican distintas técnicas y procedimientos que se pueden aplicar

en el diseño estructural del muelle y de la infraestructura en fundaciones,

estribos y pilas; el mantenimiento de la súper estructura en apoyos, vigas,

separadores, tableros y muros de acceso. Esta investigación lleva varios

factores que se relacionan con este trabajo de investigación.

8

Morales Y. (2013), realizo su trabajo de grado para optar al título de

ingeniero civil en el Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño titulado

Diseño estructural del edificio administrativo de la empresa Keismo, C.A. Este proyecto se realizó luego de cumplir con los requerimientos que

exigían una edificación que proporcionara las soluciones más adecuadas y

de más rápida ejecución logrando satisfacer la demanda cumpliendo con los

parámetros de seguridad y niveles de servicio establecidos. El objetivo

general de este proyecto es el Diseño de un sistema estructural y entre los

objetivos específicos se encuentran: Describir las características

arquitectónicas de la edificación en cuanto a losas, vigas, fundaciones y

cargas, Elaborar el predimensionado de cargas a fin de seleccionar el tipo

de estructura, Diseñar la estructura de la edificación a fin de satisfacer los

procesos constructivos. El tipo de investigación de este proyecto fue

proyectiva y la modalidad de campo debido a que se recolectaron datos

directamente de su contexto natural.

Este trabajo de grado fue elegido entre tantos debido a la relación que

este tiene con la presente investigación que se está llevando a cabo. Su

proceso de desarrollo coincide con el de este proyecto lo que garantiza un

respaldo de lo que se está haciendo.

9

Prada J. (2012), enfoco su trabajo de grado del Instituto Universitario

Politécnico Santiago Mariño en un proyecto titulado Diseño del sistema estructural del edificio de la unidad educativa media, diversificada y profesional sector Venezuela, municipio Urbaneja, Lechería, Estado Anzoátegui. En esta investigación se realizó un sistema estructural para una

unidad educativa de diversos niveles académicos con el fin de satisfacer la

demanda que existe en el mencionado sector del municipio. La metodología

usada en este trabajo de grado fue de tipo descriptivo de campo y se

destacó la revisión documental, la observación como técnicas e instrumentos

para la recolección de datos, las técnicas de análisis fundamentalmente

fueron de tipo cuantitativo y entre sus objetivos se encontraron las

exigencias, requerimientos y restricciones que fueron necesarios para

desarrollar el proyecto.

Este antecedente fue escogido luego de realizar un análisis explicito

acerca de los parámetros que fueron usados en esta investigación, también

se observaron coincidencias en los objetivos y otros factores de la misma lo

cual ayuda a que este proceso investigativo se realice de una forma rápida y

segura.

Bases Teóricas

Diseño estructural

Hibbeler (2006) define un diseño estructural como un proceso creativo

mediante el cual se le da forma a un sistema estructural para que cumpla

una función determinada con un grado de seguridad razonable y que en

condiciones normales de servicio tenga un comportamiento adecuado.

Exigencias operativas

Según los Criterios y Normativa básica de Arquitectura escolar (1998),

10

las exigencias operativas tienen por objeto caracterizar las actividades y

requerimientos físicos que tienen los distintos espacios de una edificación,

sin implicar necesariamente la asignación de locales específicos. La

dimensión y complejidad de las áreas dependerán del tamaño del

establecimiento.

Resistencia. Se refiere al aguante o firmeza de la amasada o de la

unidad, la cual se obtiene a partir de los resultados de ensayos a tracción

comprensión. Medina (2008).

Estabilidad. Depende del número y ubicación espacial de ambos tipos

de restricciones o ligaduras, así como de la adecuada disposición geométrica

de dichas restricciones y de los cuerpos de la estructura en cuestión. Ferreira

(1999).

Exigencias restrictivas

De acuerdo a los Criterios y Normativa básica de Arquitectura escolar

(1998), las exigencias restrictivas permiten asegurar las condiciones mínimas

adecuadas y necesarias, en el marco de la escala del problema a atender y

en relación a las condiciones del país.

Dimensiones. Longitud, área o volumen de una línea, una superficie o

un cuerpo, respectivamente. Diccionario de la Real Academia Española

(2001).

Se refiere a las dimensiones que tendrá el muelle a diseñar.

Ubicación. Situar o instalar en determinado espacio o lugar. Diccionario

de la Real Academia Española (2001).

Indica el lugar exacto donde se encuentra el muelle.

11

Exigencias funcionales

Nilson (1999) dice que para que una estructura cumpla sus propósitos

debe ser segura contra el colapso y funcional en condiciones de servicio. La

funcionalidad requiere que las deflexiones pequeñas, se mantengan en

límites tolerables, que las vibraciones se minimicen, entre otros.

Accesibilidad. Se refiere a la capacidad de adaptación o acceso al

sistema. Varo (1994).

Utilidad. Se refiere al provecho, conveniencia, interés o fruto que se

saca de algo, en este caso a la estructura. Diccionario de la Real Academia

Española (2001).

Se refiere al uso que se le dará al diseño estructural que se plantea.

Sistema de variables

Variable

La variable estudiada comprende a un sistema estructural.

Definición conceptual

Hibbeler (2006) lo define como un proceso creativo mediante el cual se

le da forma a un sistema estructural para que cumpla una función

determinada con un grado de seguridad razonable y que en condiciones

normales de servicio tenga un comportamiento adecuado.

Definición operacional

12

Se puede definir como un diseño estructural todos aquellos métodos y

pasos organizados que se realizan con el objeto de crear una estructura

adecuada y acorde a los requerimientos tomando en cuentas las exigencias

operativas, las exigencias funcionales y las exigencias restrictivas de la

estructura.

Cuadro 1Operacionalización de la variable

Variable Dimensiones IndicadoresSe refiere al diseño del sistema estructural del muelle de la playa el Monumento, considerando las exigencias operativas, restrictivas y funcionales determinadas en los requerimientos estructurales.

Exigencias operativas

ResistenciaEstabilidad

Exigencias restrictivas

DimensionesUbicación

Exigencias funcionales

AccesibilidadUtilidad

BASES LEGALES

El presente proyecto de investigación está sustentado dentro de las

siguientes normas y gacetas Venezolanas.

Norma COVENIN 1753:2006 – Estructuras de concreto armado para

edificaciones.

Norma COVENIN 1618:1998 – Estructuras de acero para edificaciones.

Norma COVENIN 1756:2006-1 – Edificaciones sismoresistentes.

Normas del Instituto Nacional de Obras Sanitarias (INOS).

Gaceta Oficial Nº 4.044 – Norma Sanitaria – Año 1988.

Definición de términos básicos

Acciones

13

Son todos los agentes externos que inducen en la estructura fuerzas

internas, esfuerzos y deformaciones.

Estado límite

Es cualquier etapa en el comportamiento de la estructura a partir de la

cual su respuesta se considera inaceptable.

Estado límite de falla

Son los que se relacionan con la seguridad y corresponden a

situaciones en que la estructura sufre una falla total o parcial o que presenta

daños que afectan su capacidad para resistir nuevas acciones.

Estado límite de servicio

Son los que se asocian con la afectación del correcto funcionamiento de

la construcción y comprenden deflexiones, agrietamientos y vibraciones

excesivas.

Resistencia

Es la intensidad de una acción hipotética que conduce a la estructura o

alguna sección a un estado límite de falla. Por ejemplo, la resistencia a

flexión será el momento máximo que es capaz de resistir la sección.

Respuestas

14

Se representa por un conjunto de parámetros físicos que describen el

comportamiento de la estructura ante las acciones que le son aplicadas.

MARCO INSTITUCIONAL

Cumana es una ciudad venezolana, capital y sede de los poderes

públicos del estado Sucre, Venezuela. Está ubicada en la entrada del golfo

de Cariaco, junto a la desembocadura del Río Manzanares. Actualmente

posee una población de 374.706 habitantes, a los que hay que sumarle los

de las localidades aledañas de El Peñón, Cantarrana y El Tacal con las que

ha formado una conurbación con un total de 480.918 habitantes en el área

metropolitana, distribuidos en 591 km² de superficie, pertenece a la Región

Nor-Oriental del país. Cumaná fue la primera ciudad fundada por europeos

en Tierra Firme del continente americano, en 1515, por lo que es conocida

como La Primogénita del continente americano capital del Estado Sucre y

centro de la región oriental. Desde el 3 de julio de 1591 recibe expresamente

título de ciudad, con privilegio de escudo de armas. Desde entonces obtiene

su patente histórica para no perder más el nombre, y ahí está, con su

hermosa carga a cuestas. Actualmente es fuerte candidata para ser

nombrada patrimonio de la humanidad por la UNESCO, específicamente su

casco histórico. En su momento la ciudad también se conoció por ser "La

Capital Mundial De La Cultura”, “La Atenas venezolana" y hoy día es parte de

su patrimonio.

15

Figura 1. Cumaná, Estado Sucre

 

CAPÍTULO IIIMARCO METODOLOGICO

Modalidad y tipo de investigación

16

De acuerdo a lo previsto en el Manual del Trabajo Especial de Grado

del Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño, presenta las siguientes

modalidades: Investigación de Campo e Investigación Proyectiva.

Esta investigación es de Campo, porque permite obtener los datos de

interés de forma directa en el terreno en estudio.

Los datos para cubrir la propuesta se obtienen mediante la descripción

del método actual para el diseño estructural y arquitectónico de un muelle,

así como la observación directa para examinar y ubicar el espacio en la playa

el Monumento perteneciente a la ciudad de Cumana, donde se pretende

realizar el muelle, y también para la determinación de la necesidad de

información inherente al área en estudio donde se desarrollara dicha

investigación.

Arias (2004) define la investigación de campo como aquello que

consiste en la recolección de datos directamente de la realidad donde

ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna.

De acuerdo al nivel y profundidad de los conocimientos se considera

esta investigación como proyectiva, esto se debe a que se describirán los

aspectos sobre la situación actual, con la finalidad de evaluar las condiciones

actuales de la zona estudiada, la cual traerá la solución a los problemas de

traslado presentado en la zona.

Hurtado (2000), define la investigación proyectiva como la elaboración

de una propuesta, un plan, un programa o un modelo, como solución a un

problema o necesidad de tipo práctico, ya sea de un grupo social, o de una

institución, en un área particular del conocimiento, a partir de un diagnóstico

preciso de las necesidades del momento, los procesos explicativos o

generadores involucrados y de las tendencias futuras, es decir, con base en

los resultados de un proceso investigativo.

Población y Muestra

17

Población

Según Arias (2006), la población es el conjunto de unidades que

pueden ser personas, documentos, instituciones, a las que se refieren las

conclusiones o generalidades logradas de una investigación.

La población de esta investigación está representada por el sistema

estructural de un muelle para embarcaciones y usuarios en la playa El

Monumento, en Cumaná estado Sucre.

Muestra

Hurtado (2000), define la muestra como una porción de la población

que se toma para realizar el estudio, la cual se considera representativa (de

la población).

Por las características de la investigación se considera que la muestra

es igual a la población.

Técnicas e instrumentos de recolección de datos

Para la ejecución del proyecto en proceso se requiere recoger

información con respecto al diseño estructural. Para así de esta forma

adaptar las exigencias de la población en estudio como también de los

usuarios del mismo.

Tamayo y Tamayo (1997), sustenta lo siguiente la recolección de

datos depende de gran parte del tipo de investigación y del problema

planteado para la misma, y puede efectuarse desde la simple ficha

bibliográfica, observación, entrevista, cuestionario o encuesta y aun,

mediante ejecución de investigación para este fin.

Es muy importante recolectar la información necesaria acerca del

problema en estudio, para así poder tener un enfoque claro acerca del

18

problema y las causas que pudieran originar dicho problema, además esta

investigación será valiosa para la formulación del problema.

Estas técnicas son fundamentales para dar inicio al desarrollo de

cualquier sistema de estudio, ya que afirman la investigación de forma

abierta y precisa lo que resulta factible obtener o buscar soluciones al

problema. Para realizar la investigación, se utilizaran como técnicas para la

recolección de datos las siguientes:

Referencias bibliográficas

Escrito que contiene y comunica los resultados de la indagación

efectuada a través de la revisión de diversas fuentes bibliográficas,

hemerográficas o electrónicas. Pineda (2004).

Se refiere a la búsqueda y localización de referencias bibliográficas,

con respecto a un tema en concreto, extraídas de diferentes fuentes de

información. Para esta investigación se acudió a textos, normas e internet

para la información necesaria que faciliten la ejecución del proyecto.

Formato de registro

Son modelos de documentos que acompañan a los procedimientos y

que están preparados para ser complementados con anotaciones de

comprobaciones u observaciones realizadas. Montes, Lloret y López (2005).

Técnicas de análisis

Los resultados de la Investigación apuntaran hacia la realización del

diseño estructural de un muelle para la playa el Monumento, en la ciudad de

Cumana, es necesarios destacar que una vez obtenida la información se

hace necesario el análisis de la misma, en esta oportunidad se utilizaran las

siguientes técnicas de análisis:

19

Análisis porcentual

Levin y Rubin (2004), afirman que un porcentaje es una porción de un

todo. En matemáticas, un porcentaje es una forma de expresar un número

como una fracción de 100 (por ciento, que significa “cada 100”).

Procedimiento de la investigación

Para la realización del proyecto que lleva por título, diseño estructural

de un muelle para la playa El Monumento, Cumana, estado Sucre 2015,

tomando en cuenta el orden de los objetivos planteados en la investigación,

se comenzara a describir los procedimientos de cada objetivo, para así poder

tener una visión clara del modo operativo de los objetivos específicos que se

describen a continuación.

Determinar los requerimientos estructurales, a fin de conocer las exigencias operativas, restrictivas y funcionales del muelle

Es importante resaltar que este primer objetivo es fundamental para el

desarrollo de esta investigación y que también se tomaran datos del espacio

físico donde se realizara el muelle mediante pruebas de laboratorio.

Exigencias operativas

Resistencia. Se refiere al porcentaje de cargas que actuaran en el

muelle. Para la recolección de datos se obtendrán datos directamente del

área en estudio, como técnicas se usaran referencias bibliográficas y la

técnica de análisis será porcentual expresada con la siguiente formula:

20

%C= ∑ cv+cm+csAM

X 100

Lo que deja como interrogante: ¿Cuál es el porcentaje de cargas que

actúan en el muelle?

Estabilidad. Indica el porcentaje de movimientos que tendrá el muelle.

Para esta se usara un análisis porcentual mediante la fórmula:

%GL= ∑ NXGLAM

X 100

La técnica usada serán las referencias bibliográficas con datos que se

obtiene directamente del área en estudio, el instrumento será un formato de

registro. La pregunta que se hace es la siguiente: ¿Cuál es el porcentaje de

estabilidad del muelle de acuerdo a los grados de libertad?

Exigencias restrictivas

Dimensiones. Acá se define ¿Cuál será el porcentaje del muelle?

Mediante la siguiente formula:

%AM=AmAT

x100

La técnica usada será una referencia bibliográfica y la fuente será el

área en estudio, el instrumento será un formato de registro y la técnica de

análisis que se usara es un análisis porcentual.

21

Ubicación. Indica el porcentaje de ubicación del muelle en la costa de la

playa El Monumento debido a la aplica extensión de la misma se determinará

su ubicación exacta de la siguiente manera:

%UM=AMACP x100

Se realiza la siguiente pregunta: ¿Cuál será el porcentaje del espacio

físico necesario para la ubicación del muelle? Se toma como fuente el área

en estudio y una referencia bibliográfica, una técnica de análisis porcentual y

como instrumento un formato de registro.

Exigencias funcionales

Accesibilidad. Define el porcentaje de carriles que tendrá el muelle para

garantizar la accesibilidad de las personas. En este caso la fuente también

es el área en estudio, se usaran referencias bibliográficas y un formato de

registro, la técnica de análisis es porcentual y se expresa de la siguiente

manera:

%C=∑ AmAPC

100%

Se pregunta ¿Cuál será el porcentaje de carriles que tendrá el muelle?

Utilidad. Determina el porcentaje de utilidad que se le dara al muelle de

acuerdo a la cantidad de usuarios, la pregunta es ¿Cuál será el porcentaje

de utilidad que tendrá del muelle? La técnica será una referencia

bibliográfica, la fuente será el área estudiada, de igual forma como

instrumento se usara un formato de registro y la técnica de análisis es un

porcentaje expresado asi:

22

%U=∑ NUx24H365D

100%

Cuadro 2.Operacionalización de los objetivos

Objetivos Específicos Categoría IndicadoresDeterminar los requerimientos

estructurales, a fin de conocer las

exigencias operativas, restrictivas y

funcionales del muelle.

Exigencias

operativas

Estabilidad

Resistencia

Exigencias

restrictivas

Dimensiones

Ubicación

Exigencias

funcionales

Accesibilidad

Utilidad

Describir los elementos estructurales

a utilizar en el diseño del muelle, con

el fin de conocer si estos cumplen

con los requerimientos exigidos por el

diseño.

En espera de

los resultados

del objetivo

anterior

En espera de los

resultados del

objetivo anterior

Realizar la ingeniera de detalle, con

el propósito de documentar las

especificaciones técnicas de diseño.

En espera de

los resultados

del objetivo

anterior

En espera de los

resultados del

objetivo anterior

23

CAPITULO VIRESULTADOS

Procedimiento para la proyección de un muelle de pasajeros en el sector

playa el Monumento en Cumana estado Sucre.

Para llevar a cabo el proyecto básico y de detalle en el diseño final del muelle

es necesario llevar a cabo un número de pasos claves que dan vida al

proyecto y funcionan como avance progresivo indispensable ya que cada

paso es dependiente uno del otro en forma sucesiva, se describe a

continuación estos procedimientos:

-Batimetría.

-Topografía.

-Diseño conceptual y funcional.

-Energía de la Ola y Mareas.

-Colisiones.

-Análisis Estructural.

-Diseño de componentes.

-Cómputos métricos.

-Análisis de precios unitarios.

Batimetría

Para conocer el relieve de la superficie debajo del lecho marino es necesario

realizar un procedimiento de medición de alteras en puntos preseleccionados

según un sistema de coordenadas geodésico, en este proyecto se usó un

GPS Garmin E-Trex según el Datum Geodésico WGS-1984 (Wolrd

Geological System) según sus siglas en inglés, para llevar a cabo esta labor

se delimito un área de estudio con el objeto de estudiar un área

relativamente pequeña donde estará la ubicación del muelle con un

perímetro aceptable.

Para poder levantar el área se usó un plan de ruta de planimetría donde se

anotaron los puntos de intersecciones de las cuadriculas cada diez (10)

metros las cuales tenían unas coordenadas que se podían ubicar

buscándolas con el GPS, en sitios de la orilla simplemente se hizo el

recorrido a pie pero en el agua tuvo que utilizarse un peñero o embarcación

pequeña para recorrer los puntos inaccesibles.

Para conocer las alturas en las profundidades del agua se usó una cuerda

fina con nudos a cada metro atada en un extremo con un peso plomo de 0.5

kg el cual se dejaba caer hasta que tocara fondo, la altura que mostraba el

GPS en la embarcación era sumada a la profundidad medida de la cuerda

fina lo que nos daba la altura total con que se definían los puntos.

En la siguiente imagen se muestra el plan de ruta usado además de los

puntos para recrear la superficie.

Para determinar la energía de la ola que se muestra más adelante hace falta

como dato la batimetría completa o por lo menos de una gran porción

adyacente a la batimetría que se levantó de forma manual, para esto usamos

una carta batimétrica y otra topográfica general proporcionada por los

satélites que orbitan alrededor de la tierra a nombre de la agencia espacial

de la National Asociation of Space and Aereonautic o NASA por sus siglas en

ingles mediante un contenido descargable directamente del programa Global

Mapper que funciona con la base de datos de la Asociación Americana de

geología.

En la siguiente imagen se muestra este hecho.

En la imagen anterior se observa la selección de la zona en estudio la cual

se encuentra con coordenadas UTM o Universal Transverse Mercator por

sus siglas en inglés, de este datum se elige la zona UTM-20P en los ángulos

66W-60W en grados minutos segundos. Seguido de esto la zona escogida

sale reflejada en la pantalla del computador donde de pasa a pedir la carta

topo batimétrica Asterm Gdem Wolrd Wide Elevation Data, la cual es una

carta que genera curvas de nivel según un archivo de extensión DEM el cual

será exportado para trabajarlo y modificarlo adaptándolo a el levantamiento

hecho a mano el cual debe coincidir suficientemente.

Superficie se genera según los puntos recolectados y de la extensión DEM,

se usa el programa AutoCAD Civil 3D para generan la superficie. Las

profundidades máximas en la zona en donde se hizo el levantamiento

batimétrico a mano fueron de -9 metros y las mínimas de 0 metros, en la

carta batimétrica del programa Global Mapper se encontraron profundidades

de hasta -21 metros de profundidad y la elevación topográfica mas alta fue

de 3 metros sobre el nivel del mar, en la siguiente imagen se muestran las

curvas de nivel del levantamiento completo de la región en estudio.

Se ha prediseñado un muelle anclado don una longitud de 18 metros de

largo por 3 metros de ancho que consiste en columnas arriostradas

intercaladamente en el fondo por vigas de riostra que serán diseñadas para

profundidades marinas, la profundidad de las columnas según un perfil

longitudinal del terreno sub marino es de 8 metros por debajo, es importante

mencionar que una vez alcanzada la profundidad de las columnas estas se

conectan con pilotes que serán enterrados o vaciados en el sitio mediante un

dragado aislado del sitio donde se pretende desarrollar la construcción.

Para saber o proponer inicialmente el tipo de estructura debemos tener como

información principal un perfil longitudinal paralelo a la dirección más larga de

muelle y en el centro de este, delimitamos un alineamiento de una longitud

que sobrepase la cota de fondo de los 6 metros de profundidad.

En la siguiente imagen se muestra el alineamiento y el perfil longitudinal del

relieve para rediseñar el concepto del muelle.

El muelle de deberá analizar estatica y sísmicamente con los parámetros

dados en la norma covenin 3624:2000 Diseño Sismoresistente de estructuras

en aguas lacustres y someras en conjunto con la norma covenin 3621:2000

diseño sismo resistente en instalaciones industriales.

Según la norma 3624:2000 se adoptara un factor de amortiguamiento de 5%

o 0.005 damping mode el cual será introducido en el programa SAP2000 o

Structural Analisis Program 2000 por sus siglas en inglés, el objeto de usar

este programa es el de obtener las manitudes de las fuerzas y los diagramas

de fuerzas para someter el modelo de la estructura al diseño individual de los

componentes.

CLASE ESTRUCTURAL, DESEMPEÑO ESPERADO Y FACTOR DE

DUCTILIDAD.

Clasificacion según la clase estructural

Las clases estructurales aquí definidas se refieren a la estructura que

constituye al sistema de fundación (pilotes – cabezales – vigas y otros)

donde se apoya el modulo o paquete.

Clase E1

Son estructuras configuradas a partir de pareja de pilotes de concreto

pretensado o postensado, inclinados con inclinación mayor que 1:12

conectadas por cabezal en sus extremos superiores y dispuestos en planos

verticales aproximadamente ortogonales estas parejas pueden o no estar en

combinación con pilotes verticales. Los cabezales están conectados por

vigas y en algunos casos por losas de concreto. Todos los elementos del

sistema (pilotes, vigas, etc.) cumplen con los requisitos especiales para

garantizar una adecuada capacidad de deformación inelástica.

Clase E2

Son estructuras de configuración similar a las de clase E1 cuyos elementos

del sistema (pilotes, vigas, etc.) no cumplen con todos los requisitos para ser

clasificados como clase E1.

Clase E3

Son estructuras configuradas a partir de parejas de pilotes inclinados de

concreto armado o acero estructural con inclinación mayor que 1:12

conectados por cabezales en sus extremos superiores y dispuestos en

planos verticales aproximadamente ortogonales.

Clase E4

Son estructuras de configuración similar a las de clase E3 cuyos elementos

del sistema (pilotes, vigas, etc.) no cumplen con todos los requisitos para ser

clasificados como clase E3.

Clase E5

Son estructuras configuradas a partir de parejas de pilotes inclinados de

concreto armado o acero estructural con inclinación mayor que 1:12

conectadas por cabezales en sus extremos superiores y que forman pórticos

aproximadamente ortogonales. Todos los cabezales están conectaos por

vigas y en algunos casos por losas de concreto. Los pilotes son de concreto

pretensado, postensado, acero estructural o armado. Todos los elementos

del sistema (pilotes, vigas, etc.) cumplen con los requisitos especiales para

garantizar una adecuada capacidad de deformación inelástica.

Clase E6

Son estructuras de configuración similar a las de clase E5 cuyos elementos

del sistema (pilotes, vigas, etc.) no cumplen con todos los requisitos para ser

clasificados como clase E5.

Según lo antes expuesto copiado textualmente de la norma 3624:2000 el

sistema de estructura que hemos prediseñado es un tipo E5.

CLASIFICACION SEGÚN EL DESEMPEÑO ESPERADO

Los tipos de estructura E1, E2, E3 y E4 se les determina el tipo de

mecanismo esperado que controla la resistencia lateral última y para ello se

comparan los valores de la capacidad axial última de los pilotes y la

resistencia a compresión del suelo, definidos por los valores de FLS Y FLP.

Como nuestra estructura no pertenece a esta clasificación se le denomina de

tipo II ya que las condiciones de tipo I están dadas por una formulación de

los primeros cuatro tipo de estructuras.

De la tabla 1 de la norma 3624:2000 se escoge el factor de ductilidad para

Clasificacion E5 el cual es un factor de 4.0

EFECTOS HIDRODINAMICOS

Para tomar en consideración los efectos hidrodinámicos se debe incluir la

denominada masa adicional que proviene de considerar la interacción entre

el fluido y la estructura durante las vibraciones sísmicas, las cuales debe

añadir a la masa propia del elemento estructural en consideración.

La densidad del agua salada es de 1.025 kg/m3, para los elementos de

sección circular del muelle que tienen un ancho de 0.6 metros de diámetro la

masa es de 3.14 x 0.3 x 0.3 x 1.025 con un resultado de 0.289 kg/m. Para las

secciones rectangulares que en pre diseño es de 0.60 x 0.60 metros

aportación del efecto hidrodinámico k1 es 0.5, la masa es de 0.5 x 1.025 x

0.6^2 x 3.14 con un resultado de 0.579 kg/m. esta magnitud debe

multiplicarse por las longitudes de los elementos.

En los elementos de sección circular las longitudes son de 5 y 4 metros por

lo tanto la masa del efecto hidrodinámico es de 1.446 kg y 1.156 kg

respectivamente, se puede hacer un estimado del peso que deberá

aumentarse a la masa de la estructura si sumamos la masa de los

componentes en flujo hidrodinámico

RECUBIMIENTO

Según la norma 1753:2002 diseño de estructuras de concreto armado en

ambientes corrosivos o condiciones de exposición muy severas el

recubrimiento de concreto deberá aumentarse adecuadamente y tomar en

consideración su capacidad o disponer de otras protecciones.

Cuando el concreto este expuesto a acciones de cloruro de origen extremo,

tales como contacto o rociado de aguas salobres o aguas de mar, el concreto

deberá dosificarse para satisfacer los requisitos de la norma.

La resistencia adoptada según la norma es de 350 Kgf/cm2 con máxima

relación agua cemento de 0.40, el recubrimiento adoptado es de 8 cm libre

de cara de acero de confinamiento al filo de pared exterior.

Del estudio de suelo referencial anexo a este proyecto se observan los datos

de la sismicidad regional las cuales dan como dato H > 15 metros. Factor de

corrección de 1.00 con tipo de suelo blando/suelto.

De la tabla 2 de la norma 3621:2000 se adopta una forma espectral S3

La aceleración horizontal máxima del terreno está dada por la siguiente

formula:

a = a* x [-ln x (1-P*)/t]-1/y

P1 es la probabilidad anual de excedencia dada en la tabla 1 de la norma (75

años)

a*, y son los valores obtenidos de los mapas de amenaza sísmica dados en

7.1. De la norma mostrada a continuación.

a*= 60 para zona sísmica 7 correspondiente a la ciudad de cumana

γ = 4.00

La aceleración máxima da como resultado con un periodo de excedencia de

75 años y un periodo de vida útil de 25 años un valor de a=0.417

El factor de amplificación espectral beta depende de la siguiente escuacion:

β*= (β/2.3) x (0.0853 – 0.739 x ln 0.005)

De la tabla 3 de la norma 3621:2000 se obtiene el valor de β el cual es 2.8

con To 0.3 segundos y T* 1.2 segundos.

β*= 4.870

Para estimar el periodo fundamental inicial se adopta la fórmula de Ta la cual

viene dada por:

Ta= Ct x hn^(0.75)

Donde Ct= 0.07

hn= 9 metros

Ta = 0.364 segundos

Los periodos que conforman el espectro de diseño están dado por las

ecuaciones de aceleración espectral dadas a continuación sacadas de la

norma 3621:2000

T<T* = Ad = (φAo(1+E(T/T+)(β*-1)))/(1+(T/T+)^c (D-1))

T* < T <PT* = Ad = φAo β*/D

T* < T < 3 = Ad = (φAo β*/D)(T*/T)^0.8

T>3 = Ad = (φAo β*/D)(T*/T)^0.8)(3/T)^2.1

φ = 1.00

T* = 1.2

β* = 4.870

D = 4

T+ = 0.1 (4-1) = 0.3

To = 0.3

T = 0.364

P* = 75 años

P = 0.188

C = (4/4.870) ^ (1/4) = 0.952

T<T* = Ad = 0.495

T* < T <T* = Ad = 0.487 ok Cumple.

T* < T < 3 = Ad = 0.310

T>3 = Ad = 0.0433

0 2 4 6 8 10 120

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

ESPECTRO DE DISEÑO

La condición que cumple es la entendida entre el limite (3 < 0.364 < 1.2)s por

lo tanto el valor de Ad es de 0.487 m/s2

El coeficiente sísmico a usar está dado por la formula Vo/W=ñu x Ad, donde:

Vo es el cortante basal, W es el peso total de la estructura, ñu es un factor de

forma y Ad es la ordenada de aceleración del espectro, este coeficiente no

debe ser mayor que (Ao x φ)/D.

Ñu1 = 1.6 x (N + 9)/(2N + 14)

Ñu2 = 0.14 x (T/T* -1) + 0.70

Con N = 2

Ñu1 = 0.978 controla

Ñu2 = 0.602

Entonces el Cs = 0.978 x 0.487 = 0.476 pero el Cs no debe ser menor que Ao x φ/D

= (1 x0.4)/4 = 0.1 lo cual cumple por encima del mínimo.

Es importante destacar que el valor del Cs da el porcentaje de peso de la estructura

que será tomado como cortante basal en este caso el cortante será un 47 % del

peso de la estructura lo cual depende si es peligroso si la estructura es muy pesada

pero como se trata de una estructura liviana las condiciones para el diseño deberían

ser favorables.

De la norma covenin 2002:1988 Acciones mínimas se adopta de la tabla 5.1

para construcciones varias como terminales y puentes una carga en sitios

públicos de 500 Kgf/m2 la cual será adoptada como carga variable sobre la

losa del muelle, otro tipo de carga que deberá considerarse es la fuerza de la

ola y las colisiones de los tipos de embarcación que allí transitaran.

PRESION DE LA CORRIENTE DE AGUA

Según la norma AASHTO MARINE STRUCTURE DESING en su sección 3.7

WATER LOADS (WA) la presión del flujo a corriente es dada por la siguiente

ecuación:

P = (Cd x V2)/1000 para presión longitudinal

Donde:

Cd: es el coeficiente de arrastre dado en la tabla 3.7.3.1-1 de esa norma

V: es la velocidad de la corriente

Para presión lateral la ecuación es dada por:

P = (Cl x V2)/1000

Donde:

P: presión lateral

Cl: es el coeficiente de arrastre lateral dada por los valores de la tabla

3.7.3.2-1 de esa norma

V: velocidad de la corriente

Las formulas anteriores de pueden definir como sigue:

P = (Cd x W x V2)/(2*g)

Donde W es la densidad del agua y g la aceleración de la gravedad.

Para conocer la magnitud de la velocidad es necesario conocer el periodo del

oleaje de donde sale el cálculo para la aceleración que junto con la longitud

de la ola da el valor de la velocidad del flujo, para conocer el criterio de la ola

nos vamos a lo que nos dice la norma AASHTO en la sección 3.7.4 con el

título de WAVE LOAD.

La acción de la ola sobre las estructuras marítimas deberán considerarse en

estructuras donde las fuerzas de oleaje sean lo suficientemente fuertes en su

desarrollo, ahora bien si nos posicionamos en el golfo de cariaco

observamos un oleaje en condiciones de no peligro por amenaza natural

escaso por la protección natural que le ofrece el golfo sin embargo según un

informe de los ingenieros Grases J, Malaver A, Montes L, Gonzales M,

Herrera C, Acosta L, Lugo M, Madriz J, Hernandez J y Vargas R. titulado

AMENAZAS NATURALES Y VULNERABILIDAD EN CUMANA el cual es un

trabajo producto de un proyecto de investigación patrocinado por la

gobernación del estado sucre sobre la mitigación y la prevención de

amenazas naturales en la ciudad de cumana en la sección 5.3 que

corresponde a las inundaciones y deslaves se habla que se ha seguido el

mismo criterio aplicado por el instituto de mecánica de fluidos de la UCV

(IMF) para la elaboración del mapa de riesgo del Ávila el cual le adjudica a

cumana un oleaje con un periodo de onda de 4.57 segundos con una altura

de aproximadamente 1.05 metros para periodo normal en condiciones

meteorológicas extremas.

Siguiendo los criterios para el modelo matemático de la ola y usando un

sofisticado software que trabaja con la norma API WSD 2000 o la American

Petroleum Institute por sus siglas en inglés, la cual es la autorizada por

PDVSA.SA para diseñar sus plataformas marinas en la norma

RECOMMENDED PRACTICE FOR PLANNING, DESIGNING AND

CONSTRUCTIN FIXED PLATAFORM-WORKING STRESS DESIGN.

Existen tres métodos en estas normas API para la modelación matemática

de la onda de la ola las cuales son:

-Teoría de la ola aérea o teoría de ola lineal.

-Teoría de la ola estacionaria

-Teoría de la ola conoidal.

Por simplicidad usaremos para el modelo de nuestra ola la teoría lineal la

cual pide un factor cinemático de ola de 1.3 para oleajes de tormenta de 154

cm de altura para una profundidad lacustre o near shore (cerca de la costa)

de 9.52 metros aproximadamente, datos aportados entre otras cosas por el

levantamiento batimétrico realizado en este proyecto.

Los cuadros de discretizacion usados para esquematizar el volumen o

espacio de la ola es de 1.524 metros, los números de olas considerados para

el análisis por ser método lineal aplicado a un muelle con poca importancia

esencial es de 1 ola por periodo.

La densidad del agua salada es de 1025 kg/m3, la profundidad de energía

efectiva de la ola es de 6.7437 metros.

Se muestra ahora la tabla de los datos de la ola progresivos en horizontal y

vertical que comprende la velocidad horizontal, la velocidad vertical así como

sus aceleraciones y las presiones.

La longitud de la ola está en función del periodo de la onda la cual es de

31.05 metros de longitud.

Las presiones del fluido se denotan en una gráfica de contornos siendo la

máxima presión de 9985.32 kgf/m2. Y la minima de 0 kgf/m2

Las flechas de velocidades de ola de muestran en la siguiente frafica según

la flecha de dirección que es de izquierda a derecha la velocidad máxima es

de 1.66 m/s.

La presión de empuje horizontal aumenta según aunmenta la frofundidad

dando un valor máximo en los extremos de la ola de 9985.38 kgf/m2

Así de las fórmulas para la presión hidrostática de la norma AASHTO con

una velocidad de 1.66 m/s se obtiene los valores siguientes:

P= (0.7 x 0.206^2)/1000 para Cd 0.7 y V en ft/s

P= 64 E-5 kip/ft2

Para presión longitudinal

P= (1x0.206^2)/1000 para Cl 1.00 y V en ft/s

P= 42 E-5 kip/ft2

Para presión longitudinal

Para la carga de colisión con el criterio AASHTO en su articulo 3.14.1 dice lo

siguiente:

The provisions of this article apply to the acidental collision between a vessel

and a brigde or in the same way to a plataform. The provisions may be

revised as stated in article 3.14.16 to account for intentional collisions.

All brigde or plataform components in a navigable waterway crossing, located

in design water depths not less than 2.0 ft shall be designed for impact.

The minimum design impact load for substructure design shall be determined

using an empty hopper barge drifting at a velocity equal to the yearly mean

current for waterway location. The design barge shall be a single 35 ft x 195

ft.

En este enunciado se explica que para el mínimo impacto que ocurra

accidentalmente en la base de una plataforma o Puente debe considerarse

una embarcación de diseño con unas dimensiones de 35 x 195 ft lo cual no

puede considerarse en nuestro muelle debido a que las embarcaciones que

estacionaran están destinadas a ser peñeros de madera, el valor de la carga

de colisión será considerada entonces en la velocidad media que un peñero

puede considerar en una distancia de 30 metros deduciendo asi su

aceleración la cual será multiplicada por su peso.

El peso de un peñero normalmente oscila entre los 700 kg sin carga y de

hasta 1.2 ton cargado.

La velocidad media se ubica en 60 km/h lo cual son unos 16.67 m/s los

cuales en 30 metros cuentan con una aceleración promedio de 0.55 m/s2

La fuerza de impacto está determinada entonces por 667 kgf aplicado

horizontalmente sobre los nodos superiores de la estructura.

MODELADO TRIDIMENSIONAL

Una vez determinados todos los parámetros de sismo, presión hidrostática,

choque de la ola, cargas gravitacionales y colisión accidental se procede a

modelar la estructura para realizar un análisis estático con combinaciones de

cargas que se definirán más adelante.

La geometría del muelle en planta es de 18 metros en su longitud mas larga

dividida en 6 partes de 3 metros y en altura es de dos secciones de longitud

total de 9 metros siendo el intervalo superior de 4 metros y el inferior de 5

metros según la adecuación que le da el perfil longitudinal del terreno.

La definicion del material a utilizar obecede solo al concreto que se usara con

el acero de refuerzo de Fy 4200 kgf/cm2 según la norma covenin 1753:2002

El peso específico del concreto se adopta como 2500 kgf/m3, el módulo de

poison para concreto es de 2.1, el módulo de elasticidad para concreto más

allá de la resistencia de 280 kgf/cm2 es dado por la siguiente formula:

E= 1.5 x Wc^2 x (350)^(1/2)

Donde:

Wc es el peso específico del concreto en kgf/cm2

Para el peso sísmico las acciones variables se toman en cuenta con el 50%

de acción y la carga de peso propio (DEAD) y carga permanente se

aumentan un 110 por ciento debido a lo establecido en la consideración de la

presión del agua sobre la estructura.

La función de espectro de diseño se exporta desde un archivo texto al

programa SAP2000 donde se reflejan las tabulaciones de aceleración vs

periodo con un porcentaje de amortiguamiento del 5 %, en la imagen

siguiente se muestra este hecho.

Las cargas a utilizar son las siguientes:

DEAD = peso propio

CP = carga permanente 120 kgf/m2

CV = carca variable 500 kgf/m2

OLA = Carga de análisis norma API WSD 2000

SX = sismo en dirección x con coeficiente sísmico de 0.476

SY = sismo en dirección y con coeficiente sísmico de 0.476

Colisión = colisión accidental de 667 kgf en dirección horizontal aplicada a los

nodos superiores de la estructura.

Los grados de libertad en el movimiento trasnacional de los modos de

vibración se determinaran por el mínimo de 3 modos de vibración por nivel

para un análisis dinámico tridimensional, como son 2 niveles supuestos se

admiten 6 modos de movimiento suponiendo dos masas sobre un péndulo

invertido, este caso se incorpora a la función de espectro de diseño según la

combinación CQC3 dada en la norma covenin 1756:1998 con una escala de

aceleración de 9.81 m/s2.

COMBINACION DE ACCIONES

Según la norma covenin 1753:2002 las acciones permanentes que usara

esta estructura serán las siguientes:

1) 1.4 x CP + 1.4 x PP + 1.7 x CV + 1.7 x Colision

2) 0.9 x CP + 0.9 x PP + Sx

3) 0.9 x CP + 0.9 x PP + Sy

4) 1.05 x CP + 1.05 x PP + 1.23 x CV + 1.23 x Colision + Sx

5) 1.05 x CP + 1.05 x PP + 1.23 x CV + 1.23 x Colision + Sy

6) 1.4 x CP + 1.4 x PP + 1.7 x CV + 1.7 x Colision + 1.7 OLA

Se muestra entonces la estructura modelada en 3D con las cargas de

collision en la imagen siguiente.

Una vez terminado el modelado y definidas todas las cargas y

combinaciones además de aplicarlas a la estructura se procede a analizar la

estructura para chequear los desplazamientos y las deformaciones de la

vigas, los diagramas de momento se usaran para diseñar los miembros.

Se usara un criterio general el cual será determinar las magnitudes de

momento en vigas y columnas tal que sean las de mayor magnitud o las mas

desfavorables y con los valores de momento y fuerza axial se diseñara el

acero de refuerzo dando asi con el resultado final de la estructura