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MEMORIA

Coloquio de Investigacin Multidisciplinaria

Instituto Tecnolgico de Matamoros

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ndice

1. Estudio Comparativo de cargas de viento en columnas exteriores de naves industriales segn los

REGLAMENTOS ASCE 7-05 Y CFE-93

2. Efecto del agrietamiento en el diseo de marcos de concreto reforzado

3. Competencias requeridas por la industria maquiladora en Matamoros para el estudiante de Ingeniera en Sistemas al realizar sus practicas profesionales y que son factores de oportunidad de empleo

4. Podcast Estudio

5. Metodologa para optimizar recursos en la fabricacin de bienes para la industria de electrodomsticos

6. Dictamen Sobre el Conocimiento y Aplicacin de TRIZ en las Maquiladores de Matamoros

7. Determinacin del nivel de conocimiento de economa en las familias de los estudiantes del Instituto Tecnolgico de Matamoros, Tam.

8. Diseo y aplicacin de instrumentos para el seguimiento de las acciones correctivas de una empresa

9. Diagnstico para la implementacin de un modelo GC como instrumento de xito en una empresa mexicana

10. Clasificacin y cuantificacin de los residuos slidos generados en el Instituto Tecnolgico de Matamoros

11. Seguimiento de egresados de febrero 2010: una prctica de Estadstica 12. Disear e implementar una herramienta para administrar en lnea las calificaciones de los exmenes

aplicados por los catedrticos del ITM, elaborados con la herramienta HotPotatoes

13. Anlisis y valoracin de las tendencias actuales en evaluacin del aprendizaje tecnolgico

14. Sistema de gestin de eficiencia energtica del Instituto Tecnolgico de Matamoros

15. Diplomado en Ciencias computacionales

16. Factibilidad para el desarrollo Habilidades profesionales: aspecto humano, en los egresados de las carreras de ingeniera

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ESTUDIO COMPARATIVO DE CARGAS DE VIENTO EN COLUMNAS EXTERIORES DE NAVES INDUSTRIALES SEGN LOS REGLAMENTOS ASCE 7-05 Y CFE-93

A. Zambrano-Santacruz, I.T.M

C. Jimnez-Ybarra, I.T.M.

1. RESUMEN

Los diferentes Reglamentos de viento proporcionan resultados muy variados. En esta regin por ser frontera con Estados Unidos, pueden utilizarse reglamentos Norteamericanos o mexicanos. Algunos se consideran ms conservadores que otros, es decir, proporcionan estructuras ms robustas (y ms costosas). En este trabajo se compara el diseo de columnas de viento con las presiones calculadas con el reglamento Norteamericano ASCE 7-05 y el Reglamento Mexicano CFE-93. Se analiza una nave industrial tpica y se seleccionan las columnas intermedias que solamente soportan cargas de viento. Para estas columnas se determinan las presiones de viento con ambos reglamentos y luego se disean con la especificacin Norteamericana AISC 2005 con el mtodo de diseo LRFD. Los resultados del diseo muestran que se obtienen columnas un poco ms ligeras con el Reglamento mexicano CFE-93. Adems se pueden obtener columnas todava ms ligeras con este reglamento si se les proporciona soporte lateral a dichas columnas por el lado de dentro del edificio, cuando se presente la succin de viento.

2. INTRODUCCION

CUAL ES EL PROBLEMA? En la regin existe un tipo de edificio muy particular que son las naves industriales. Estos edificios son de un nivel y su estructuracin es muy amplia, es decir, las columnas estn ampliamente espaciadas para permitir que se realicen sus procesos. Entonces, los marcos resistentes a carga gravitacional estn muy separados. Esta estructuracin conduce a que en los muros perimetrales se tengan que agregar columnas intermedias para proporcionar soporte al muro soporte ante las presiones horizontales de viento. Estas columnas intermedias no soportan carga gravitacional sino solamente carga horizontal proveniente de la presin de viento y se les llama Columnas de viento.

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POR QUE ESTAMOS INTERESADOS? En Estados Unidos el reglamento ms utilizado es el Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures ASCE 7-05 el cual generalmente lo sugieren las compaas extranjeras que solicitan un clculo en la zona fronteriza. Sin embargo, en la Republica Mexicana el reglamento que debe utilizarse es el Manual de Diseo por viento CFE-93. Por otra parte, algunas empresas constructoras norteamericanas ya estn utilizando este Reglamento CFE-93 para sus diseos en Mxico. Entonces, queremos comparar las columnas de viento diseadas con las presiones obtenidas con el Reglamento americano ASCE 7-05 con las columnas diseadas con las presiones obtenidas con el Manual de viento CFE-93. El diseo de las columnas se har con la especificacin americana AISC-05 con el mtodo LRFD. QUIENES HAN REALIZADO COMPARACIONES DE CARGAS DE VIENTO? Ya se han estudiado las comparaciones de las presiones de viento obtenidas por distintos reglamentos (Holmes, 2009), los cuales han encontrado que es edificios bajos hay algunas diferencias en las presiones debido a las simplificaciones de algunos reglamentos. Otros (Tamura, 2009) se han enfocado a edificios de altura intermedia, pero solo para reglamentos de Asia-Pacifico. Algunos estudios incluyen reglamentos britnicos y europeos (Weerasuriya 2009). Tambin hay comparaciones entre reglamentos de viento que incluyen el reglamento americano UBC (Atique 2001). Otros estudios (Auta, 2006) concluyen que los reglamentos simples son conservadores y conducen a un sobrediseo que puede llegar a ser antieconmico. En Mxico hay un estudio (Hernndez, 2009) que compara el reglamento CFE-93 con reglamentos Japons, Eurocdigo y el ASCE 7-05, pero se limita a aspectos bsicos como factores de rfaga, tipos de exposicin, rugosidad del terreno, etc. Sin embargo, no se tiene noticia de la comparacin de columnas diseadas con presiones de viento de varios reglamentos. QUE ES LO NUEVO QUE SE HARA? Se comparar el diseo de una columna tpica de viento dimensionada con las cargas obtenidas por presin de viento con los reglamentos ASCE 7-05 y CFE-93. Se determinara cual de los dos mtodos conduce a una seccin ms ligera. El diseo en acero se efectuara con la especificacin AISC-05-LRFD.

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3. METODO

Se inicia con una planta arquitectnica de una nave industrial construida en la localidad donde se establece la geometra de la estructura (Fig. 1 y Fig. 2). De estos datos, se determinan las reas tributarias de las columnas de viento. Se disearan las columnas intermedias ubicadas en tres zonas: en muros de barlovento, muros de sotavento y muros laterales (Fig. 3). Para el Reglamento ASCE 7-05 se aplica el mtodo simplificado para determinar las presiones de viento. Se determinan presiones de viento y se disea la columna para muros frontales y muros laterales. Luego aplica el reglamento de la CFE-93 obteniendo las presiones de viento y el diseo de las columnas para estas presiones.

Fig. 1

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Fig. 2

Fig. 3

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4. RESULTADOS

En este estudio, el inters se centra en las columnas diseadas por ambos reglamentos de viento. La siguiente tabla muestra un resumen de las secciones resultantes.

Reglamento de viento Seccin de columnas

Muro frontal Muro lateral

ASCE 7-05 W12x45 W12x30

CFE-93 W12x40 W12x26

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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6. REFERENCIAS

[1] American Society of Civil Engineers, Minimum Design Loads for

Buildings and Other Structures, ASCE/SEI 7-05, USA.

[2] Comisin Federal de Electricidad, Manual de Diseo por Viento, 1993,

Mxico, D. F.

[3] American Institute of Steel Construction, Specification for Structural Steel

Buildings, ANSI/AISC 360-05, 2005, USA.

[4] McCormac, J. C., Diseo de Estructuras de Acero, Alfaomega, 2.

Edicion, 2002, Mxico.

[5] MidasSoft, MIDAS/Set ver. 3.3.1, 2004, USA.

[6] Holmes, J., Tamura, Y., Comparison of wind loads calculated by fifteen

different codes and standards, for low, mdium and high-rise buildings,

2009, 11th Americas Conference on Wind Engineering, San Juan Puerto

Rico, June 2009

[7] Tamura, J., Holmes, J. D., Krishna, P., Comparison of Wind Load son

Medium-Rise Building According to Asia-Pacific Codes/Standards, The

Seventh Asia-Pacific On Wind Engineering, 2009, Taipei, Taiwan.

[8] Weerasuriya, A. U., Lewangamage, C.S., Jayasinghe, M.T.R.,

Comparison of Five Major Wind Codes With Sri Lankan Context, Paper

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7. ACERCA DEL AUTOR

Agustn Zambrano Santacruz Ingeniero civil por el Instituto Tecnolgico de Matamoros (1982), Maestra en Ingeniera, en Estructuras, por el Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de Monterrey (1985). Profesor de tiempo completo en el Instituto Tecnolgico de Matamoros desde 1985 a la fecha. Calculista Estructural desde 1985 a la fecha. Carlos Jimenez Ybarra Ingeniero civil por el Instituto Tecnolgico de Matamoros (1983), Maestra en Ingeniera, en Estructuras, por el Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de Monterrey (1985). Profesor de tiempo completo en el Instituto Tecnolgico de Matamoros desde 1987 a la fecha. Calculista Estructural desde 1985 a la fecha.

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EFECTO DEL AGRIETAMIENTO EN EL DISEO DE MARCOS DE CONCRETO REFORZADO

C. Jimnez-Ybarra, I.T.M

A. Zambrano-Santacruz, I.T.M

8. RESUMEN

El diseo de marcos de concreto reforzado conforme al ACI-318-08 requiere de un anlisis con secciones agrietadas. Entonces se quiere saber que tanto influye este agrietamiento en el resultado final del acero de refuerzo en edificios de dimensiones normales. Se analizan y disean tres marcos de uno, dos y tres niveles considerando primero secciones gru