Tesis de Grado
204
UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO BOLÍVAR ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL FORMULAR PROPUESTA ESTRUCTURAL PARA LOS MUROS PORTANTES PERIMETRALES DE LA BASÍLICA VIRGEN DEL VALLE, PARROQUIA VISTA HERMOSA, CIUDAD BOLÍVAR, ESTADO BOLÍVAR. TRABAJO FINAL DE GRADO PRESENTADO POR LOS BACHILLERES EDWARD J., CORASPE O. Y FABRINA C., GUZMÁN D. PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO
-
Upload
edward-coraspe -
Category
Documents
-
view
45 -
download
1
Transcript of Tesis de Grado
UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO BOLÍVAR
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
FORMULAR PROPUESTA ESTRUCTURAL PARA LOS MUROS PORTANTES PERIMETRALES DE LA BASÍLICA VIRGEN DEL VALLE, PARROQUIA VISTA HERMOSA, CIUDAD BOLÍVAR, ESTADO BOLÍVAR.
TRABAJO FINAL DE GRADO PRESENTADO POR LOS BACHILLERES EDWARD J., CORASPE O. Y FABRINA C., GUZMÁN D. PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL.
CIUDAD BOLÍVAR, NOVIEMBRE 2012
(Asesor)
(Jurado)
(Jurado)
HOJA DE APROBACIÓN
Este trabajo de grado, titulado “FORMULAR PROPUESTA
ESTRUCTURAL PARA LOS MUROS PORTANTES PERIMETRALES DE
LA BASÍLICA VIRGEN DEL VALLE, PARROQUIA VISTA HERMOSA,
CIUDAD BOLÍVAR, ESTADO BOLÍVAR.”, presentado por el (los) bachiller (es)
EDWARD J. CORASPE O. Y FABRINA C. GUZMAN D., ha sido aprobado de
acuerdo a los reglamentos de la Universidad de Oriente, por el jurado integrado por
los profesores:
Nombre: Firma:
Profesor Rogelio Pérez
_____________________________
Profesor Javier Ramos.Jefe del Departamento de Ingeniería Civil
Ciudad Bolívar, Noviembre 2012
ii
DEDICATORIA
A mis padres Eduardo Coraspe y Doris Ortiz, quienes con su amor y dedicación
me han formado y educado de la mejor manera.
A mis abuelas Rosa Amelia de Ortiz y Reina de Coraspe, que siempre las tengo
en mi corazón.
A toda mi familia que de una y otra manera siempre he podido contar con su
apoyo.
Edward Jesús Coraspe Ortiz
iii
DEDICATORIA
En primer lugar quiero dedicar este triunfo a mis padres, Rita de Guzmán y
Fabio Guzmán, las dos personas que más amo en el mundo, quienes desde muy
pequeña me inculcaron los valores de la responsabilidad, la sencillez, la humildad y
sobre todo el valor de salir adelante siempre, sin importar cuantos obstáculos se
presenten en mí camino. A ellos les debo la vida y todo lo que he logrado hasta ahora.
A mis hermanos, Fabiola, Carmen y Miguel, por estar a mí lado en todo
momento, tanto en las buenas como en las malas y por guiarme siempre por el
camino de la responsabilidad y el esfuerzo, sé que sin ustedes no habría llegado hasta
donde estoy. Los adoro.
A mis Abuelos, Abuelas y a mi Tío Luis, mis ángeles protectores, que desde el
cielo me miran, me apoyan y me guían hacia los caminos correctos.
A todas mis Tías, Tíos, Primos y demás familiares, que aunque están lejos, han
estado rezando y orando por mí en todo momento, para que Dios me acompañe en
cada paso que doy.
A unas personas muy especiales, Anderson, Lyni, Are, Mary, Jose, Edward y
Rena, que me han apoyado incondicionalmente, no solo a nivel de mi carrera, sino
también a nivel sentimental. Gracias por todo el cariño y el amor que me brindan a
diario, ustedes son una segunda familia para mí, los quiero mucho.
Fabrina Coromoto Guzmán Díaz
iv
AGRADECIMIENTO
A Dios, el ser más sabio, por guiarme en el camino de la paz, la sabiduría, y el
amor.
A mis padres Eduardo Coraspe y Doris Ortiz, por educarme día tras día y darme
a conocer que las mejores cosas se consiguen con constancia y perseverancia, por
estar a mi lado en los mejores y peores momentos alentándome a seguir adelante, y
por el simple hecho de amarme.
A mis amigos Lena, Felipe, Andreina, Carlos, Maricela, Jordano, Albany,
Francisco, Jorge, Ángel, Ángela, Daniel, Rina, Paola. Por todos los momentos que
vivimos y que forman parte esencial en mi vida.
A mi tutor académico profesor Rogelio Pérez por ayudarme a formular el tema
de mi investigación y el tiempo dedicado en tutorías donde me brindó conocimientos
que fueron mucho más allá de lo aprendido en el aula de clases.
A la Universidad de Oriente “La casa más alta” por formarme como
profesional, a los profesores Carlos Gruss, Giovanni Grieco, por el conocimiento
impartido en estos años de estudio.
Edward Jesús Coraspe Ortiz
v
AGRADECIMIENTO
A Dios Todopoderoso, a la Virgen del Valle y a todos los santos por darme la
oportunidad de tomar el camino correcto, por iluminar mi vida cada día, por
permitirme aprender de mis virtudes y defectos, por haberme dado el don del
aprendizaje y por concederme siempre la salud necesaria para luchar y poder cumplir
mis metas.
A mi casa de estudios la Universidad de Oriente, por darme la posibilidad de
formarme como profesional en su seno y a todos mis profesores que a lo largo de la
carrera me impartieron sus conocimientos y me permitieron crecer tanto técnica como
personalmente, en especial a mi tutor académico el Profesor Rogelio Pérez y al
Profesor Carlos Gruss por la ayuda brindada en la culminación de mi proyecto de
grado. A mis compañeros de clases y amigos por los momentos compartidos y las
noches de sueño y estudio aprovechadas.
A mis familiares, por todo el apoyo que me han dado, por sus consejos, su
paciencia y por inculcarme siempre esa semilla de la responsabilidad que me sirvió
para crecer como persona y como profesional.
Gracias a todos los que creyeron en mí y me desearon éxito y bienestar.
Fabrina Coromoto Guzmán Díaz
vi
RESUMEN
El presente trabajo de grado, está basado en un estudio de las condiciones que presenta la construcción de la Basílica Virgen del Valle, con la finalidad de formular una propuesta estructural para los muros portantes perimetrales de la Basílica Virgen del Valle, Parroquia Vista Hermosa, Cuidad Bolívar, Estado Bolívar. La investigación se inició con el reconocimiento del área que sirvió para realizar la logística de los trabajos de campo, así como también la ubicación de las vías de acceso. La estructura de la Basílica está construida por muros de mampostería de piedra natural unidas con mortero. El muro de la fachada principal es uno de los más afectados debido a la presencia de grietas inclinadas. Las rocas utilizadas en los muros al igual que en las fundaciones presentaron una resistencia a la compresión de 2,22 Kg/cm2 a 9,35 kg/cm2 clasificándola como una roca de baja resistencia. El sistema constructivo utilizado presenta fallas en la aplicación debido a la presencia de juntas verticales a lo largo de los muros y juntas de mortero de hasta 10 cm de altura entre mampuesto. El suelo sobre el cual se encuentra la construcción según análisis granulométrico, límites líquido y plástico realizados anteriormente en esta zona son: arena fina a media bien gradada con pocos finos, arena limosa pobremente gradada y arena de limo arcillosa pobremente gradada, y una capacidad de carga de 2 Kg/cm2
siendo esta de menor capacidad que la que generan los muros. En la metodología de trabajo se implementó un nivel de investigación descriptiva, evaluando las condiciones de la mencionada Iglesia y documental apoyándonos en información recolectada de distintos medios impresos. El diseño de la investigación aplicada es de campo, ya que fue necesario asistir al lugar en estudio y proyectiva, al preparar las estrategias y procedimientos para la investigación. Por todo lo antes mencionado y analizado, podemos decir que esta estructura ya existente no soportaría el peso de un techo, por lo que se propone la construcción de muros de concreto proyectado para el soporte de las cargas producidas por el techo y las demás cargas actuantes.
vii
CONTENIDO
Páginas
HOJA DE APROBACIÓN.........................................................................................iiDEDICATORIA.........................................................................................................iiiAGRADECIMIENTO.................................................................................................vRESUMEN.................................................................................................................viiLISTA DE FIGURAS.................................................................................................xiLISTA DE TABLAS................................................................................................xiiiLISTA DE APENDICES.........................................................................................xivLISTA DE ANEXOS.................................................................................................xvINTRODUCCIÓN.......................................................................................................1
CAPÍTULO I SITUACIÓN A INVESTIGAR..........................................................3
1.1 Planteamiento del problema................................................................................31.2 Objetivos de la investigación..............................................................................5
1.2.1 Objetivo general..........................................................................................51.2.2 Objetivos específicos..................................................................................6
1.3 Justificación de la investigación.........................................................................61.4 Alcance de la investigación................................................................................6
CAPÍTULO II GENERALIDADES..........................................................................8
2.1 Ubicación del área de estudio.............................................................................82.2 Acceso al área de estudio....................................................................................92.3 Características físicas y naturales.......................................................................9
2.3.1 Vegetación...................................................................................................92.3.2 Clima.........................................................................................................102.3.3 Precipitación..............................................................................................102.3.4 Evaporación...............................................................................................112.3.5 Temperatura media....................................................................................132.3.6 Velocidad media de viento........................................................................13
2.4 Geología regional..............................................................................................142.4.2 Complejo de Imataca.................................................................................15
CAPÍTULO III MARCO TEÓRICO......................................................................17
3.1 Bases teóricas....................................................................................................173.1.1 La Piedra...................................................................................................173.1.2 El Muro.....................................................................................................233.1.3 Concreto proyectado.................................................................................44
CAPÍTULO IV METODOLOGÍA DEL TRABAJO.............................................60
4.1 Nivel de investigación......................................................................................60
viii
4.1.1 Descriptiva................................................................................................604.1.2 Documental...............................................................................................60
4.2 Diseño de la investigación................................................................................614.2.1 De Campo..................................................................................................614.2.2 Proyectiva..................................................................................................62
4.3 Población..........................................................................................................624.4 Muestra.............................................................................................................634.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos.............................................63
4.5.1 Observación directa...................................................................................634.5.2 Revisión literaria.......................................................................................644.5.3 Entrevistas no estructuradas......................................................................64
4.6 Técnicas de procesamiento y análisis de los datos...........................................654.6.1 Análisis cualitativo de los datos................................................................654.6.2 Análisis cuantitativo de los datos..............................................................66
4.7 Flujograma de la investigación.........................................................................70
CAPÍTULO V ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS. . .71
5.1 Levantamiento planimétrico de la estructura....................................................715.2 Caracterización del sistema de fundación de los muros portantes....................745.3 Análisis de los muros estructurales existentes..................................................765.4 Planteamiento de una propuesta para la solución del problema en estudio......825.5 Analizar la estructura propuesta mediante modelación con el programa
SAP 2000 versión 14.0....................................................................................825.5.1 GridLines – Líneas de Guía......................................................................825.5.2 Definición del Tipo de Material que utilizaran los elementos en la
estructura – Define Materials....................................................................845.5.3 Definición de cada uno de los elementos que forman parte de la
Estructura – FrameSections......................................................................865.5.4 Definición de Área de Techo y Áreas de Muro – AreaSection.................885.5.5 Modelado de la Basílica Virgen del Valle................................................895.5.6 Definición de Patrones de Carga – Load Patterns:....................................915.5.7 Definición de Casos de Carga...................................................................925.5.8 Combinaciones de Carga...........................................................................935.5.9 Carga de la estructura con las fuerzas actuantes supuestas por el
calculista originalmente............................................................................935.5.10 Carga de Sismo:......................................................................................955.5.11 Análisis de la Estructura con el Programa..............................................96
CAPÍTULO VI LA PROPUESTA.........................................................................103
6.1 Propuesta para la mejora de los muros portantes perimetrales de la Basílica Virgen del Valle.............................................................................................103
6.2 Método constructivo para la implementación de esta propuesta....................108CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES....................................................110
ix
Conclusiones.............................................................................................................110Recomendaciones.....................................................................................................112REFERENCIAS.......................................................................................................113APENDICES............................................................................................................115ANEXOS...................................................................................................................124
x
LISTA DE FIGURAS
Página
2.1 Mapa donde se muestra la Iglesia Virgen del Valle................................................82.2 Mapa geológico generalizado del escudo de Guayana (Mendoza, 1995).............153.1 Muro de cerca........................................................................................................243.2 Muro de cerramiento.............................................................................................243.3 Muro cortina..........................................................................................................253.4 Muro de contención...............................................................................................263.5 Muros en pantallas.................................................................................................313.6 Muro de carga........................................................................................................393.7 Zona de graduación de agregados recomendada por EFNARC............................484.1 Flujograma de la investigación..............................................................................705.1 Levantamiento Planimétrico de la Estructura........................................................715.2 Distancias Horizontales medidas en campo..........................................................725.3 Vista Aérea Frontal del Plano................................................................................745.4 Vista Aérea Trasera del Plano...............................................................................745.5 Excavación en zonas cercanas a los muros...........................................................755.6 Muestra de la caracterización de la fundación.......................................................765.7 Fachada Lateral Izquierda de la Iglesia.................................................................775.8 Fachada posterior de la Iglesia..............................................................................775.9 Fachada Lateral Derecha de la Iglesia...................................................................785.10 Fachada Frontal de la Iglesia...............................................................................785.11 Agrietamiento en la Fachada Frontal Izquierda de la Iglesia..............................795.12 Agrietamiento en la Fachada Frontal Derecha de la Iglesia................................795.13 Plomada del muro................................................................................................805.14 Medición de la inclinación del muro...................................................................815.15 Grilla de guía para dibuja los elementos que conforman la estructura................835.16 Sistema de datos de Grilla...................................................................................845.17 Ventana donde se muestran las propiedades de los materiales a utilizar
para acero...........................................................................................................855.18 Ventana donde se muestran las propiedades de los materiales a utilizar
para concreto......................................................................................................865.19 Ventana donde se seleccionan los elementos......................................................875.20 Ventana donde se introducen las especificaciones de los elementos..................875.21 Secciones de Área................................................................................................885.22 Especificaciones de Área.....................................................................................895.23 Modelo en construcción.......................................................................................895.24 Modelo Terminado..............................................................................................905.25 Vistas del Modelo................................................................................................905.26 Patrones de Carga................................................................................................925.27 Definición de Casos de Carga.............................................................................93
xi
5.28 Acciones permanentes.........................................................................................945.29 Acciones variables...............................................................................................945.30 Valores Para el Espectro......................................................................................965.31 Definición de Diafragmas....................................................................................975.32 Definición de Masa Participativa........................................................................985.33 Selección de Numero de Modos..........................................................................995.34 Programa Sap 2000 realizando el análisis estructural.......................................1016.1 Modelo de la propuesta........................................................................................1046.2 Esfuerzos s22 fachada lateral derecha cara exterior kgf/cm................................1046.3 Esfuerzos s22 fachada lateral izquierda cara exterior kgf/cm.............................1056.4 Esfuerzos s22 fachada frontal cara exterior kgf/cm............................................105
xii
6.5 Esfuerzos s22 fachada posterior cara exterior kgf/cm.........................................106LISTA DE TABLAS
Páginas
2.1 Resumen estadístico de la precipitación (mm) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1988-2007 (20 años)...............................................................................................................11
2.2 Resumen estadístico de la evaporación (mm) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1984-1987 (4años)..................................................................................................................12
2.3 Resumen estadístico de la evaporación (mm) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1992-2006 (15 años)...............................................................................................................12
2.4 Resumen estadístico de la temperatura media (°C) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1988-2007 (20 años).............................................................................................13
2.5 Resumen estadístico del viento (Km/H) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1988-2007 (20 años)...............................................................................................................14
3.1 Absorción del agua por volumen a 24 hrs sumergidas..........................................213.2 Resistencia según tipo de ladrillos.........................................................................373.3 Comparación entre métodos por vía seca y por vía húmeda.................................465.1 Grado de inclinación promedio.............................................................................815.2 Especificaciones del acero.....................................................................................845.3 Especificaciones del concreto................................................................................855.4 Casos de Carga......................................................................................................925.5 Combinaciones de Carga.......................................................................................935.6 Valores de Masa Participativa............................................................................100
xiii
6.1 Fuerzas, momentos y distancias de la fachada frontal izquierda.........................107LISTA DE APENDICES
Página
A.TABLAS DE CÁLCULOS TOPOGRAFICOS
A.1 Datos topográficos del muro ES-I – B2.........................................................117A.2 Datos topográficos del muro B24 – C18........................................................118A.3 Datos topográficos del muro C19 – C44........................................................119A.4 Datos topográficos del muro C45 – G8.........................................................120A.5 Datos topográficos del muro G9 – G23.........................................................121
B.TABLA DE FACTOR DE CAPACIDAD DE CARGA DE TERZAGHI…..122
B.1 Factores de capacidad de carga de Terzaghi..................................................123
xiv
LISTA DE ANEXOS
1. TECNOLOGÍAS Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN PARA EL DESARROLLO
2. LA CONSTRUCCIÓN GRIEGA Y ROMANA3. EVALUACIÓN DE HORMIGÓN PROYECTADO CON MICROFIBRAS
PARA REFUERZO PRIMARIO DE TÚNELES4. PRINCIPIOS DE CONSTRUCCIÓN5. PRINCIPIOS DE INGENIERÍA DE CIMENTACIONES6. PARTES DEL MURO
xv
INTRODUCCIÓN
Los muros portantes constituye a uno de los elementos verticales de una
estructura la cual son capases de recibir y transmitir las cargas verticales hasta los
cimientos, y eventualmente momentos transmitidos por forjados, vigas, elementos de
cubierta, etc.
La función principal de los muros portantes es de transmitir las cargas
gravitacionales hacia las cimentaciones. Este tipo de estructuras se usa en
construcciones cuya finalidad es dar cobijo a una actividad, y exige una concepción
artística y humanista, funcional y resistente.
Debido a que en la estructura se desea fomentar la cultura religiosa esta se les
hace importante a los ciudadanos del sector virgen del valle y muestran gran
preocupación al ver que los muros se están fracturando, esta inquietud nos lleva al
objetivo general de nuestra investigación de formular una propuesta que nos permita
evitar su deformación y derrumbe de sus muros portante, lo cual requiere una
explicación detallada describiendo ecuaciones o modelos para la evaluación de
deformaciones de acuerdo al estado actual de conocimientos.
Para ello, el tema ha sido dividido en seis capítulos que contienen la
información pertinente:
El Capítulo I. Situación a investigar: describe la situación a investigar, el
planteamiento del problema, los objetivos de la investigación, se detalla la
importancia de la investigación la justificación y el alcance de la misma.
1
El Capitulo II. Generalidades: se describen la ubicación geográfica del área,
acceso del área, características físico –naturales y la geología regional.
El Capítulo III. Marco teórico: donde se reflejan las bases teóricas que
sustentan la investigación y que permiten dar cumplimiento a los objetivos
planteados, así como la definición de términos básicos que facilita la interpretación de
los datos.
El Capítulo IV. Metodología de trabajo: que contiene el tipo y diseño de la
investigación, las técnicas e instrumentos de recolección de datos y los pasos que
fueron necesarios llevar a cabo para la realización del estudio.
El Capítulo V. Análisis e interpretación de los resultados: está conformado por
el análisis y la interpretación de los resultados del trabajo realizado, con base en los
objetivos planteados y con ellos, lograr los resultados.
Capítulo VI. La Propuesta: se expresa detalladamente la propuesta a considerar
para la solución de la problemática planteada, basada en el análisis e interpretación de
los datos obtenidos a través del proceso de investigación.
La investigación comprende, además, un conjunto de conclusiones y
recomendaciones de gran utilidad para la comprensión del trabajo de grado y
finalmente los apéndices y anexos que complementan la información.
2
CAPÍTULO I
SITUACIÓN A INVESTIGAR
I.1 Planteamiento del problema
Desde la era prehistórica la piedra se ha utilizado como material de
construcción, tradicionalmente donde la presencia de ella es abundante debido a su
durabilidad. La piedra ha perdido importancia a consecuencia del cemento y el acero
ya que la construcción con piedra requiere más tiempo de ejecución. Sin embargo, se
puede ver su presencia en la India como solanos, muros o paredes de edificios, entre
otros.
Asimismo, se puede apreciar claramente la importante influencia que la
concepción arquitectónica griega tuvo en la construcción. El muro se construía con
una extraordinaria pulcritud, un esmero tal que, en palabras de Antonio Castro, “se
corresponde más con la idea templo-objeto que con la de templo edificio”. En
general, fue considerado como un elemento estructural, en el cual la apariencia
correcta se convertía en el requisito más importante por delante de otros tan
relevantes como su capacidad resistente.
En primer momento, en época clásica, el muro se construía en piedra, ejecutado
sin mortero, con los sillares a hueso ajustados perfectamente mediante meticulosas
operaciones puesta en obra.
Tanto los griegos como los romanos fueron constructores; sin embargo estos
dos pueblos partieron de principios distintos, no emplearon los mismos materiales,
los pusieron en obra por procedimientos diferentes y las necesidades a satisfacer no
eran las mismas. También el aspecto de los monumentos griegos y romanos difieren
3
4
esencialmente. El griego emplea solo el dintel en sus construcciones; el romano
emplea el arco y en consecuencia la bóveda y el principio de su construcción es
establecer apoyos que ofrezcan, gracias a su asentamiento y perfecta cohesión, unas
masas suficientemente sólidas y homogéneas para resistir el peso y empuje de las
bóvedas. Así, la construcción romana no es sino una consistencia habitualmente
calculada, cuyas partes, careciendo de elasticidad, se mantienen por la ley de la
gravedad y perfecta cohesión. En Grecia la estabilidad se obtiene solo por la
observación juiciosa de la ley de la gravedad; los griegos no persiguen la adherencia
entre los materiales; en una palabra, no conocían ni empleaban los morteros.
Hoy en día en espacios rurales de regiones desarrolladas se utilizan también los
muros de piedra seca por su reducido impacto ambiental y la amplia durabilidad que
tiene. Esta es una técnica aplicable en cualquier país en vía de desarrollo.
La Iglesia Santuario “Virgen del Valle” ubicada en el Barrio Virgen del Valle,
calle principal virgen del valle, en Ciudad Bolívar, Estado Bolívar; fue fundada el 24
de octubre de 1980. En el mes de Septiembre del año 2002 la junta pro-construcción
decide dar inicio a la construcción de la “Primera Etapa del Templo Virgen del Valle,
Ciudad Bolívar, Estrado Bolívar”, utilizando recursos provenientes de la Gobernación
de dicho Estado.
Mucho antes de la culminación de la obra ya puesta en marcha se apreciaban
numerosas irregularidades por ejemplo la mala colocación de la piedra utilizada en
construcción, una mala proporción del mortero utilizado en la estructura, la
utilización de marcos cuadrados con dinteles en vez de arcos ya que estos distribuyen
mejor la carga y no posee un sistema antisísmico. Asimismo pudimos notar que la
estructura de la fachada principal fue ejecutada de forma independiente porque no
existe continuidad entre las torres construidas. Esto ocasiona que dicha estructura sea
aún más inestable, ya que la construcción de muros de piedras deben llevarse a cabo
5
de una manera continua a lo largo de toda la estructura, de lo contrario se generan
juntas de construcción que no garantizan el arriostramiento lateral de las torres en los
ángulos de la edificación.
La comunidad católica desea que la construcción de la ya mencionada Iglesia
Santuario pueda ser culminada en honor a la Virgen del Valle, a nuestro señor
Jesucristo y también para el beneficio de las personas que asisten diariamente a esta
iglesia, para que así cuenten con un ambiente cómodo y en buenas condiciones y
también para que se pueda cumplir de la mejor manera con las fiestas de la Virgen del
Valle que son realizadas el 8 de Septiembre de cada año y que no se han podido llevar
a cabo adecuadamente en este Santuario debido a la deficiente condición en la que se
encuentra el lugar.
Ante esta situación surgen las siguientes interrogantes:
¿Cómo se podría garantizar que la Iglesia Santuario Virgen del Valle sea capaz
de soportar el peso del techo?
¿De qué manera se pueden disminuir al máximo los daños que el movimiento
sísmico pudiera ocasionar?
I.2 Objetivos de la investigación
I.2.1 Objetivo general
Formular Propuesta Estructural para los Muros Portantes Perimetrales de la
Basílica Virgen del Valle, Parroquia Vista Hermosa, Ciudad Bolívar, Estado Bolívar.
6
I.2.2 Objetivos específicos
1) Realizar un levantamiento planimetrico de los muros portantes construidos
con la finalidad de crear el plano de la estructura en estudio.
2) Caracterizar el sistema de fundación de los muros portantes.
3) Analizar los muros estructurales existentes.
4) Plantear una propuesta para la solución del problema en estudio.
5) Analizar la estructura propuesta mediante modelación con el programa SAP
2000 versión 14.0
I.3 Justificación de la investigación
La razón principal por la cual se realiza la investigación es que la Iglesia
Santuario “Virgen del Valle” desde el punto de vista estructural posee daños
apreciables en los muros construidos, lo que arroja que estos son incapaces de
soportar algún peso sobre ellos. Dicha investigación se lleva a cabo también con la
finalidad de solventar los problemas que vive diariamente la Iglesia ya que por la
deficiente condición tanto estética como estructural del lugar no se pueden cumplir en
ocasiones con los compromisos religiosos y festivos.
I.4 Alcance de la investigación
El análisis de los muros portantes que se desarrollará en el proyecto nos
mostrará información que permitirá determinar la propuesta estructural que se
7
aplicará en la Iglesia Santuario “Virgen del Valle”, en Ciudad Bolívar, Estado
Bolívar.
CAPÍTULO II
GENERALIDADES
II.1 Ubicación del área de estudio
La construcción de la Basílica Virgen del Valle se encuentra ubicada al sur este
de Ciudad Bolívar, Estado Bolívar, entre las siguientes calles: al norte con calle
Principal, al sur con calle Anaco, al este con calle Libertad, y al oeste con calle
Independencia, enmarcada dentro de las siguientes coordenadas U.T.M: latitud
8,090938, longitud -63,534577 y coordenadas geográficas N 8°5´27,38”, O 63°32
´4,48”.(Figura 2.1).
Figura II.1 Mapa donde se muestra la Iglesia Virgen del Valle
8
9
II.2 Acceso al área de estudio
La construcción de la primera etapa de la Basílica Virgen del Valle se encuentra
ubicada en Ciudad Bolívar, Municipio Heres. Posee los siguientes accesos: la calle
Principal Virgen del Valle por su fachada principal y la calle Independencia por su
fachada izquierda.
II.3 Características físicas y naturales
Ciudad Bolívar, está localizada a 43 metros de altitud sobre el nivel del río
Orinoco, también ubicándose al sur, en esta parte estrecha, se encuentra el principal
puerto fluvial del este de Venezuela y la Guayana también. El Municipio Heres limita
al norte con el río Orinoco, al sur con el Municipio Angostura, al este con los
Municipios Piar y Caroní y finalmente, al oeste con el Municipio Sucre. En la parte
geológica, la ciudad presenta una gran estabilidad tectónica, porque está ubicada
sobre las rocas ígneas del Escudo Guayanés, que corresponden al Precámbrico, las
formaciones geológicas más antiguas y estables de nuestro planeta.
II.3.1 Vegetación
La vegetación es, en un resumen, una típica vegetación guayanesa – amazónica
en el cual, vemos la vida de varios seres, tanto como plantas, como animales, estos
son típicos en la Guayana principalmente, y minoritariamente típicos en el Amazonas,
pero, algo interesante, es que Ciudad Bolívar se ve relativamente industrializado,
tiene una gran cantidad de plantas como animales, tanto afuera como adentro de la
Ciudad. Se pueden contemplar también morichales, chaparrales, especies como
árboles, la sarrapia, el merecure, entre otros.
10
II.3.2 Clima
Ciudad Bolívar y sus alrededores tienen una clasificación climática, que
corresponde a una zona de vida de bosque seco tropical, que se caracteriza por una
definición cuantitativa de la relación de dependencia que existe en la naturaleza entre
la vegetación y los principales elementos del clima: biotemperatura, precipitación y
humedad ambiental, de manera que la vegetación refleja las condiciones climáticas
predominantes, las cuales también influyen significativamente en el relieve, la
hidrología y los suelos. El clima se mide por medio de termómetros, pluviómetros,
barómetros y otros instrumentos, pero su estudio depende de las estadísticas.
El modo más fácil de interpretarlo es en términos de medias mensuales y
anuales de las variables climatológicas: precipitación, evaporación, temperatura,
insolación solar, humedad relativa, presión atmosférica, velocidad y dirección del
viento.
Para la caracterización de éstas variables climatológicas en el área de estudio,
se utilizaron los datos del resumen climatológico tomados de la estación Ciudad
Bolívar, del Servicio de Meteorología de la Fuerza Aérea Venezolana.
II.3.3 Precipitación
El periodo de registro climático para caracterizar la precipitación está
comprendido entre los años 1988 – 2007 (20 años).
La tabla 2.1 muestra los valores medios, máximos y mínimos anuales, la
desviación estándar y el coeficiente de variación.
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual
Med 29,8 14,8 21,3 21,8 88,0 170,1 179,3 174,5 95,4 85,6 75,0 36,7 80,6
Máx 194,1 91,0 111,0 126,0 226,2 300,0 348,5 418,0 210,0 208,0 184,0 101,0 209,8
Min 0,0 0,0 0,0 0,0 28,0 77,0 79,7 44,0 20,4 6,5 8,4 7,0 22,6
Ds 44,2 22,3 28,7 29,9 55,6 67,8 69,3 95,9 50,6 48,5 41,1 29,3 22,9
Cv 1,5 1,5 1,3 1,4 0,6 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,5 0,8 0,3
11
Tabla II.1 Resumen estadístico de la precipitación (mm) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1988-2007 (20 años)
La precipitación total media anual que ocurre para este periodo es de 80,6 mm.
Presenta un valor máximo de precipitación anual en el mes de Agosto de 418,0 mm.
La época lluviosa se inicia en el mes de Abril y se mantiene hasta el mes de
Noviembre, teniendo una duración de ocho meses, presentándose el mes de Agosto
como el más lluvioso para el periodo climático en consideración. La época de sequía
abarca los meses de Diciembre hasta Marzo, siendo Febrero y Marzo los meses más
secos del año.
II.3.4 Evaporación
En la caracterización de la evaporación, el periodo de registro climático
estudiado está dividido en 1984 – 1987 (4 años) y 1992 – 2006 (15 años), debido a
que para el intervalo comprendido entre 1998 – 2001, no fueron suministrados los
datos suficientes por la estación Meteorológica de Ciudad Bolívar . Aeropuerto. Las
tablas 2.2 y 2.3 muestran los valores medios, máximos y mínimos, la desviación
estándar u el coeficiente de variación.
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual
Med 130,3 163,5 228,5 242,0 171,2 102,0 92,0 104,2 106,7 111,5 89,2 111,7 138,1
Máx 144,0 191,0 257,0 289,0 234,0 115,0 103,0 120,0 113,0 124,0 116,0 166,0 164,3
Min 117,0 147,0 209,0 203,0 128,0 88,0 76,0 76,0 100,0 103,0 64,0 84,0 116,2
Ds 11,0 17,9 18,7 33,5 40,2 12,5 9,9 16,9 4,8 7,9 18,4 32,0 18,6
Cv 0,08 0,11 0,08 0,14 0,23 0,12 0,11 0,16 0,04 0,07 0,21 0,29 0,14
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual
Med 161,3 180,1 216,7 208,5 158,7 101,7 172,6 188,7 117,8 130,6 115,5 138,8 156,5
Máx 309,0 379,0 309,0 283,0 226,0 135,0 964,0 976,0 187,0 208,0 168,0 228,0 364,3
Min 64,0 76,0 86,0 130,0 124,0 76,0 70,0 68,0 70,0 68,0 88,0 91,0 84,2
Ds 57,7 69,0 61,6 49,5 27,6 16,9 240,1 251,6 29,4 31,7 20,7 35,5 74,3
Cv 0,36 0,38 0,28 0,24 0,17 0,17 1,39 1,33 0,25 0,24 0,18 0,25 0,44
12
Tabla II.1 Resumen estadístico de la evaporación (mm) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1984-1987 (4años)
Tabla II.2 Resumen estadístico de la evaporación (mm) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1992-2006 (15 años).
El volumen de agua evaporada en Ciudad Bolívar y sus alrededores, no es
constante a lo largo del año y depende primordialmente de las variaciones
estacionales.
Se estima la evaporación media anual en 138,1 mm, para el periodo 1984 hasta
1987, con un valor mínimo anual de 116,2 mm y un valor máximo anual de 164,3
mm.
Para este periodo climático de 15 años, se presenta una evaporación media
anual de 156,5 mm, los meses con los valores máximos son Julio y Agosto con 964
mm y 976 mm respectivamente.
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual
Med 26,6 27,0 28,0 28,9 28,4 27,2 27,0 27,3 27,9 28,1 27,6 26,8 27,6
Máx 27,9 29,2 29,2 30,0 29,5 28,2 27,5 28,1 28,9 28,9 28,4 27,7 28,6
Min 25,6 25,5 26,8 27,4 27,5 26,0 26,2 26,4 26,9 26,8 27,0 25,3 26,4
Ds 0,6 0,9 0,7 0,8 0,7 0,4 0,5 0,5 0,6 0,5 0,6 0,4
Cv 0,02 0,03 0,02 0,03 0,02 0,02 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01
13
II.3.5 Temperatura media
Para caracterizar la temperatura media del aire, se utilizó la metodología que
permite relacionar la variación de la temperatura respecto a la altitud. El periodo
climático está comprendido entre 1988 – 2007 (20 años).
A continuación se presenta la tabla 2.4 que contiene los valores medios,
máximos y mínimos anuales, la desviación estándar y el coeficiente de variación,
tomados de la estación Ciudad Bolívar – Aeropuerto.
Tabla II.1 Resumen estadístico de la temperatura media (°C) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1988-2007 (20 años).
La temperatura media anual en el área de estudio para el periodo considerado es
de 27,6 °C, el valor máximo principal se presenta en el mes de Abril con un valor de
30,0 °C y el valor secundario ocurre en Mayo de 29,5 °C. los menores valores de
temperatura media se registran en los meses de Enero con 25,6 °C, Febrero con 25,5
°C y Diciembre con 25,3 °C.
II.3.6 Velocidad media de viento
En la caracterización del viento, el periodo de registro climático está entre 1988
– 2007 (20 años). A continuación se presenta la tabla 2.5 que contiene los valores
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual
Med 14,6 15,8 23,6 15,3 12,7 10,8 9,0 7,9 8,5 9,1 10,7 12,5 12,6
Máx 16,5 17,3 162,0 17,2 15,4 13,0 10,8 10,4 10,3 11,9 12,2 13,7 25,9
Min 13,0 14,4 14,8 13,0 4,8 7,9 7,3 6,5 6,9 6,5 8,6 10,8 9,5
Ds 1,0 0,8 31,7 1,2 2,7 1,3 1,0 1,1 1,0 1,2 1,1 1,0 2,7
Cv 1,0 0,05 1,3 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2
14
medios, máximos y mínimos anuales, la desviación estándar y el coeficiente de
variación, tomados de la estación Ciudad Bolívar – Aeropuerto.
Tabla II.1 Resumen estadístico del viento (Km/H) de la estación Ciudad Bolívar – Servicio de Meteorología de la Aviación. Periodo climático: 1988-2007 (20 años).
Para este periodo climático de 20 años, se presenta un viento de velocidad
media anual de 12,6 Km/H, el mes con el valor máximo es Marzo con 162,0 Km/H y
el valor mínimo es en Mayo con 4,8 Km/H.
II.4 Geología regional
En el escudo Guayanés han sido identificada cuatro Provincias Geológicas:
Imataca, Pastora, Cuchivero / Amazonas y Roraima.
La región se encuentra enmarcada dentro del Escudo Guayanés, en su parte
norte y adyacente al Río Orinoco; la geología está representada por tres unidades bien
diferenciadas; el basamento ígneo metamórfico del Complejo Imataca, los sedimentos
de la Formación Mesa y sedimentos recientes.
15
Figura II.1 Mapa geológico generalizado del escudo de Guayana (Mendoza, 1995)
II.4.2 Complejo de Imataca
Según descripción del Léxico Estatigráfico de Venezuela (1997), la secuencia
de rocas más antiguas de Venezuela es de edad arqueozoica y corresponden al
Complejo de Imataca, unidad volcano – sedimentaria metamorfizada, que representa
la parte más importante de la Provincia Geológica de Imataca, cuyos afloramientos
están restringidos a lo largo del margen sur del Río Orinoco en el extremo nororiental
del Escudo de Guayana constituye una franja de unos 80 km de ancho, lo cual se
extiende desde el Río Caura al oeste hasta las inmediaciones del delta del Río
Orinoco al este. El tipo de litología principal del Complejo de Imataca es un
paragnéises cuarzo – feldespático blanco, gris o rosáceo, con tamaño de grano,
textura y detalles mineralógicos variables. En muchos en donde contiene adiciones de
migmatitas, la roca de grano medio y textura granítica pero corrientemente tiene un
contenido relativamente de biotita. Debido a los procesos de meteorización, las rocas
de este Complejo han originado varios tipos de suelos; los suelos arcillosos - arenosos
sobre el sustrato anfibolítico, los arenosos blancos a rosados sobre granitos y gneises
16
leucocráticos, y aquellos arenosos en las partes donde se depositaron las sales únicas
y ferriferas mezcladas; arcillas residuales en las zonas de saturación permanentes y
suelos azules a rojos, según el promedio de sales de hierro o materia orgánica.
CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO
III.1 Bases teóricas
III.1.1 La Piedra
Es el cuerpo duro que se cría en la tierra y que sirve para labrar las paredes de
los edificios.
III.1.1.1 Colocación de la Piedra
La piedra se ha de colocar alineando la línea de carga con el plano original de la
piedra. En caso de piedras metamórficas el plano de foliación, o de clavado se asume
que es la posición natural. En rocas de ignición es muy difícil determinarlo y no se
considera.
III.1.1.2 Utilización de la Piedra
La utilización de la piedra depende de la naturaleza del trabajo, tipo de
estructura en la cual se va a utilizar, disponibilidad y coste del transporte. Como
material estructural las piedras más utilizables son: el granito, gneis, arenisca, caliza,
mármol, cuarcita y pizarra.
17
18
Se pueden distinguir diferentes aplicaciones como:
Cimentaciones y Paredes
Piedras de canteras, partidas y cortados mediante sierras se utilizan para
construir estructuras subterráneas de los edificios. Las piedras partidas y cortadas
como la calizas, areniscas, dolomitas y volcánicos se utilizan para paredes, pilares,
etc.
Fachadas y Elementos Arquitectónicos
Piedras de fácil pulido y agradable textura.
Elementos de Edificios
Escaleras, descansillos, parapetos, etc. son fabricados de granito, mármol,
caliza etc. Las losas y piedras para los dinteles de puertas y ventanas, cornisas son
hechos con las mismas losas que la fachada.
Estructuras Subterráneas y Puentes
Se construyen con rocas de ignición y sedimentación. Túneles y partes
inferiores de los puentes se construyen con granito, diorita, garbo y basalto. Las
piedras vistas y de fachada para túneles y puentes son hechas con piedras con surcos
y acabados ondulados.
19
Elementos con Resistencia al Calor y Químicamente Resistentes
Para condiciones de trabajo a altas temperaturas, han de ser hechos con
basalto y andesita.
Los elementos de los edificios se protegen contra ácidos, utilizando una losa
hecho de granito o piedras silíceas.
Los calizos, dolomíticos, mármol y magnesita tienen una excelente resistencia a
los alcalinos.
III.1.1.3 Características de la Buena Piedra para Construir
Para la adecuada utilización de la piedra se han de conocer algunas de sus
propiedades básicas tales como: la apariencia, estructuras, resistencia, peso, dureza,
tenacidad, porosidad y absorción (un parámetro de gran influencia en la durabilidad),
erosión, trabajabilidad, resistencia al fuego, densidad, conductividad térmica.
Las propiedades que han de tener las piedras son:
Apariencia
Para trabajos de fachada (piedra vista), debe de tener una textura adecuada y
compacta. El color claro es más adecuado ya que es más durable.
20
Estructura
La piedra partida no debe tener un color apagado y debe tener una textura libre
de cavidades, fisuras, y libre de material blando. Las estratificaciones no han de ser
visibles a la vista.
Resistencia
La piedra ha de ser fuerte y durable a la resistencia a la acción de
desintegración del tiempo. La resistencia a la compresión de las piedras de los
edificios, en la práctica oscila entre 60 y 200 N/m2.
Peso
Es el indicativo de la porosidad y densidad. Para la estabilidad de una estructura
como un dique, represa, etc. Se requieren piedras más densas, sin embargo para la
construcción de cúpulas, arcos, etc. Se necesitan menos densas.
Dureza
Esta propiedad es muy importante para suelos, pavimentos, carril (pista) de
puentes, etc. Se determina por la escala de Mosh.
Tenacidad
La resistencia al impacto que tiene la piedra.
21
Porosidad y absorción
La porosidad depende de la componente mineral, tiempo de enfriamiento y
forma estructural. Una piedra porosa se desintegra o de producen fisuras internas al
congelarse el agua que tiene absorbida debido al aumento del volumen.
La capacidad de absorción máxima admitida para algunas piedras está definida en la
siguiente tabla:
Tabla III.1 Absorción del agua por volumen a 24 hrs sumergidas.
Numero Tipo de piedra Absorción del agua (%)
1 Arenisca 10
2 Caliza 10
3 Granito 1
4 Trap 6
5 Esquisto 10
6 Gneis 1
7 Pizarra 1
8 Cuarcita 3
Erosión
La resistencia a la erosión a causas naturales debe ser alta.
22
Trabajabilidad
Ha de ser económicamente viable a cortar, darle la forma y tamaño adecuado.
Resistencia al fuego
Las piedras han de estar libre de carbonato cálcico, óxidos de hierro, y
minerales con coeficiente de expansión térmica. Las rocas de ignición presentan
desintegración debido al cuarzo el cual se desintegra en pequeñas partículas a
temperaturas de 575 ºC. La caliza, sin embargo, puede resistir temperaturas un poco
mas elevabas: alrededor de 800 ºC se desintegra.
Densidad
La densidad de todas las piedras es de 2.3 a 2.5 Kg/dm3.
Movimiento térmico
Pueden causar problemas por ejemplo en uniones cuando aparece la lluvia. El
mármol tiene variaciones cuando está expuesto al calor se expande, al enfriarse no
vuelve al estado inicial.
Entre los ensayos se podrían destacar la densidad, absorción de agua,
resistencia a la heladas, resistencia al ambiente (podría ser ácida), determinación de la
cristalización y la resistencia a compresión que se deberán de determinar para evitar
el deterioro de la piedra y ampliar su durabilidad.
23
III.1.2 El Muro
Se puede definir el muro como la construcción de forma prismática, cuyo
espesor puede ser variable y cuya misión es la de limitar un espacio resistiendo los
esfuerzos a que pueda verse sometido. Como materiales para su ejecución se han
utilizado la tierra, la piedra y el ladrillo. En los últimos tiempos se han ido
incorporando el hormigón y los elementos prefabricados.
III.1.2.1 Clasificación de los muros según su función
Muro de cerca
Muro de cerramiento
Muro cortina
Muro de contención
Muro en pantallas
Muro de carga
III.1.2.2 Muro de cerca
Aquel que sirve para vallar un terreno.
24
Figura III.1 Muro de cerca.
III.1.2.3 Muro de cerramiento
El que reviste exteriormente un edificio y no contribuye a su resistencia.
Figura III.1 Muro de cerramiento.
25
III.1.2.4 Muro cortina
Cerramiento ligero predominantemente de vidrio, que se ancla y cuelga de la
estructura.
Figura III.1 Muro cortina.
III.1.2.5 Muro de contención
Son los muros usados para dar estabilidad al suelo u otros materiales, donde las
condiciones del proyecto no les permiten continuar con su pendiente natural; se usan
generalmente para soportar volúmenes de suelo, almacenamiento de mineral y agua.
26
Figura III.1 Muro de contención.
III.1.2.6 Muros en pantallas
Los muros en pantallas o diafragmas están constituidos por una losa, la cual
está soportada en sus bordes verticales u horizontales, y en algunos casos en sus
cuatro bordes, por otros elementos estructurales capaces de resistir los empujes del
relleno o del agua que les transmite la pantalla que los está conteniendo.
Los apoyos de las pantallas pueden ser columnas o las vigas de un entramado
para edificio, los contrafuertes o soportes de un muro de contrafuertes u otras
pantallas colocadas en sentido perpendicular al de la pantalla considerada, como
ocurre en los llamados muros celulares y en los cajones para fundación de concreto
armado.
Los muros en pantallas constituyen una solución especialmente adecuada para
las paredes exteriores de los sótanos de edificios y su frecuente uso justifica el
análisis detallado que se hace a continuación.
27
Estabilidad
Las pantallas dependen para su estabilidad de las estructuras en que se apoyan,
las cuales es necesario, por tanto, analizar desde el punto de vista del volcamiento y
del deslizamiento. En los entramados para edificios, resulta generalmente
despreciable la magnitud de los empujes del relleno en comparación con el peso total
del edificio y, por tanto, puede prescindirse en su proyecto de la revisión de su
estabilidad de conjunto, especialmente en el caso de los muros para sótanos, cuyos
empujes se contrarrestan cuando están enterrados en todo su perímetro.
Sin embargo, en algunos casos la magnitud de empuje y la forma de la
estructura que soporta la pantalla pueden combinarse en situaciones inestables,
quedando al buen juicio del proyectista la decisión de verificar si se cumplen las dos
condiciones básicas de la estabilidad.
Entre los casos especiales cuya estabilidad amerita cuidadosa consideración, se
encuentran las pantallas soportadas por tirantes, los cuales pueden actuar en el borde
superior de la pantalla o en una cierta parte de su altura, escogida de tal manera que
los momentos positivos y negativos que se desarrollen en ella sean iguales. En la
figura se indica la disposición de estos tirantes, los cuales deben resistir la totalidad
del empuje y, por lo tanto, ir anclados en algún elemento capaz de resistirlo con
seguridad.
Características elásticas
Al estudiar el comportamiento elástico de los muros en pantalla, es necesario
estudiar, además de las pantallas consideradas aisladamente, el comportamiento de
las estructuras que las soportan. Las pantallas equivalen a losas sólidas apoyadas en
dos, tres o cuatro lados según el caso, sometidas a una sobrecarga variable que
28
depende de la altura del relleno sobre la pantalla y de las características del material
de relleno (densidad, humedad, cohesión, ángulo de reposo, etc.). Según se dijo
anteriormente, la determinación de este empuje, basada en la mecánica de suelos, sale
fuera del alcance de estas lecciones, y en la siguiente exposición se suponen
conocidas las sobrecargas producidas por el relleno y su ley de variación.
Para la determinación de los momentos, se procede según la forma como estén
soportadas las pantallas; así:
Las pantallas apoyadas en los lados opuestos se consideran como losas sólidas
armadas en un sentido, las cuales se analizan dividiéndolas en fajas de ancho
unitario, las cuales serán:
a) Verticales
Si la losa se apoya en soportes horizontales (tales como losas de fundación,
vigas marginales de los entramados, vigas de corona de un muro atirantado, etc.), en
cuyo caso la sobrecarga estará repartida según una ley triangular o trapezoidal, según
que el tope del relleno coincida o no con el borde superior de la pantalla.
b) Horizontales
Si la losa se apoya en soportes verticales (tales como columnas del entramado
estructural, contrafuertes, pantallas o diafragmas de los muros celulares o cajones de
concreto armado), en cuyo caso la sobrecarga estará uniformemente repartida a todo
lo largo de la faja de ancho unitario, pero su magnitud variará de una faja a otra según
la altura del relleno sobre dicha faja. En esos casos, será necesario analizar varias
fajas de la pantalla a diferentes profundidades para obtener la distribución del
refuerzo que necesitan, salvo en estructuras de pequeña magnitud, donde es suficiente
29
hacer la determinación de los momentos máximos, en la faja contigua al borde
inferior de la pantalla.
Las losas apoyadas en tres de sus lados, que en la práctica corriente son
generalmente el borde horizontal inferior de los dos costados verticales, se pueden
analizar igualmente, como si estuvieran constituidas por fajas horizontales de ancho
unitario apoyadas en dos soportes verticales, despreciándose la ayuda que produce
el apoyo sobre el otro borde. Por tanto para la determinación de los momentos se
procedería en la misma forma indicada anteriormente.
Sin embargo, para prever el efecto del empotramiento del borde inferior y evitar
la formación de grietas en ese punto, se deben considerar las pantallas apoyadas en
tres de sus lados, como si estuvieran empotradas en su borde inferior y sometidas a un
momento de empotramiento igual a:
Mb=w l2( l
h )2
6+6( lh )
4 (3.1)
El cual es igual a:
wl2/12 (3.2)
Donde:
Mb: momento de empotramiento.
h: altura del muro.
l: largo del muro.
30
w: Carga distribuida del muro.
Cuando los cuatro lados de la pantalla son iguales, es decir, cuando h=L.
Las losas apoyadas en sus cuatro lados se analizan como losas sólidas
armadas en dos sentidos ortogonales, sometidas a una sobrecarga repartida, la cual
es uniforme en el sentido horizontal y varía con la profundidad de la pantalla en el
sentido vertical.
Para facilitar la determinación de los momentos en esos casos, se admite
generalmente el uso de una sobrecarga uniforme, igual al promedio de las sobrecargas
máximas y mínimas que actúan en los bordes inferiores y superiores de la pantalla
respectivamente, aproximación que está del lado de la seguridad.
Para analizar las losas armadas en dos sentidos ortogonales, se pueden seguir
cualquiera de los métodos clásicos de distribución de las sobrecargas, ya estudiados,
eligiéndose aquel que especifiquen las normas de cálculo vigentes.
Cuando las pantallas son continuas sobre dos o más recuadros de un
entramado, es necesario verificar los elementos máximos que se producen en los
tramos y en el apoyo, para establecer así las secciones determinantes del espesor de la
losa y hacer la correspondiente distribución de los refuerzos.
Las estructuras en que se apoyan las pantallas reciben las reacciones de las
losas a que se las ha venido asimilando y deben diseñarse con las combinaciones más
desfavorables de las hipótesis de carga que imponga el proyecto, siguiendo para ello
los métodos de análisis adecuados al tipo de la estructura soportante.
31
Figura III.1 Muros en pantallas.
III.1.2.7 Muros de carga
Se puede definir como muro de carga aquel que soporta unas cargas verticales
además de su propio peso. Los muros de este tipo se pueden construir de piedra,
ladrillo, bloques huecos o de hormigón armado. Si se dispone en los muros algunos
machones o pilastras, contribuirán estos elementos a mejorar el aspecto y la
resistencia de aquellos. En los edificios comerciales pequeños, el empleo de muros de
carga será económico y ventajoso. En los edificios comerciales y fabriles de grandes
dimensiones, en los que el factor plazo es de gran importancia, el tiempo requerido
para la construcción de los muros de carga y el mayor coste previsible de ejecución
exigen a menudo el empleo de otros sistemas constructivos.
Los muros de cargas pueden ser macizos o con cámara de aire, presentando los
de este último tipo la ventaja de que el aislamiento proporcionado por el espacio
vacío incluido en el muro da lugar a que en el interior del edificio se atenúen las
32
variaciones de la temperatura ambiente y también a que el propio muro resulte casi
impermeable a las humedades. A causa del mayor espesor de los muros con cámara
de aire, su empleo originará una disminución del espacio disponible en las plantas.
Por la razón anterior, en muchas ocasiones será aconsejable construir los muros
macizos, salvo en aquellos casos en los que sea de suma importancia eliminar las
condensaciones de humedad y las variaciones térmicas. Generalmente, los muros con
cámara de aire no se emplean para alturas que excedan de 12 metros.
Las primeras construcciones se realizaban con muros de carga que estaban
integrados dentro de la distribución que configuraba la forma interior de la
edificación. La distancia entre los muros era pequeña, ya que las luces que se podían
cubrir con los elementos horizontales eran reducidas.
Con este tipo estructural solamente se podrá construir una o dos plantas sobre el
nivel del terreno, en zonas de baja intensidad sísmica.
Con el paso del tiempo la ejecución de los muros de carga ha ido
evolucionando. Se ha pasado de una situación en la que se utilizaban materiales poco
resistentes y con un gran espesor a materiales más resistentes y con menor espesor.
a) La tierra
b) La piedra
c) El ladrillo
33
De tierra
Para su construcción sería importante tener en cuenta los siguientes detalles:
La cimentación tendrá una profundidad mínima de 40 centímetros y estará
hecha de mampostería o ciclópea.
Se realizará un sobrecimiento, igualmente de mampostería o ciclópea, de la
misma anchura del muro y con una altura tal que sobresalga 20 centímetros como
mínimo sobre el nivel del terreno.
Realización de un zócalo de mayor altura para protegerlo de la humedad.
Los paramentos de fachada:
a) Se enlucirán con cal.
b) Se protegerán mediante aleros.
c) Se protegerán mediante voladizos importantes.
Su poca resistencia obliga a colocar en esquinas refuerzos de:
a) Piedra.
b) Ladrillos cerámicos.
c) Madera.
34
Se realizarán refuerzos de hormigón armado o de madera en aquellos puntos en
los que reciba cargas de:
1. Dinteles.
2. Vigas.
3. Cubierta.
La cubierta deberá:
1. Ser lo más liviana posible.
2. Distribuir su carga en la mayor cantidad posible de muros, evitando
concentraciones de esfuerzos.
3. Estar diseñada de forma que no produzca empujes laterales en los muros.
De piedra
En los edificios clásicos se construyeron muros de piedra de gran espesor,
dependiendo la estabilidad del conjunto parcialmente de la de cada uno de sus
componentes.
Los muros de carga de piedra:
Si son de mampostería:
35
a) Tendrán un espesor mínimo de 40 centímetros.
b) La resistencia a la compresión oscila entre 0,5 y 0,8 N/mm2 (5,10 kg/cm2 y
8,16 kg/cm2).
Si son de sillería:
a) No tendrán un espesor menor de 25 centímetros.
b) La resistencia a la compresión oscila entre 0,8 y 5 N/mm2(8,16 kg/cm2 y 51
kg/cm2).
Para su construcción se deberían tener en cuenta las siguientes
recomendaciones:
a) Los muros se arriostrarán, en sus extremos, por muros dispuestos
perpendicularmente a él. Se colocarán, además, los muros de arriostramiento
intermedios necesarios para que su separación no exceda de 10 metros.
b) En los encuentros de muros se colocarán llaves o perpiaños que traben
dichos encuentros a toda su altura.
c) La luz de los huecos de ventana o de paso practicados en los muros de
fábrica de piedra no deben superar 1,75 metros. No se dispondrá ningún
hueco a una distancia menos de 0,8 metros del encuentro entre dos muros.
d) Se zuncharán en su parte superior para recibir a los forjados.
36
De ladrillo
En las estructuras de muros portantes de fábrica de ladrillo la estabilidad no
depende, como en las de piedra, de la estabilidad de sus componentes. En este caso se
trata de una estructura espacial. Siendo indispensable:
La existencia de muros transversales a los de carga.
Un perfecto apoyo del forjado a los muros portantes mediante la utilización de
zunchos, para conseguir un conjunto bien arriostrado, apto para resistir los
esfuerzos horizontales producidos por acciones del viento, sísmicas, etc.
Realizar las rozas verticalmente pero nunca horizontalmente.
Las estructuras con muros de carga de fábrica han sobrevivido hasta la primera
mitad del siglo XX, si bien se han quedado progresivamente reducidas a edificios de
escasa altura.
En los años 1950 y 1960 en Cataluña, muchos arquitectos emplearon esta
tipología estructural en edificios altos, de hasta 10 pisos de altura, por la economía
que reportaba. La aparición de la norma MV 201, publicada en 1972 y,
posteriormente, el obligado cumplimiento de la norma sismo resistente condujeron al
declive de esta tipología estructural y a la evolución hacia la estructura aporticada,
quedando relegados los muros de carga solamente para la construcción de viviendas
unifamiliares aisladas de una sola planta, y para otros edificios de escasa
envergadura. En el cálculo se consideraban las resistencias de la tabla siguiente:
37
Tabla III.1 Resistencia según tipo de ladrillos.
Tipología de ladrillos
Resistencia del ladrillo
(N/mm2)
Tensión admisible a compresión según el tipo de mortero (N/mm2)
0,5 2 5 10 15Ladrillos huecos 5 0,5 0,6 0,6 -
--
Ladrillos macizos 20 1 1,2 2 3
44
La resistencia de una fábrica de ladrillo viene dada por:
a) La resistencia del ladrillo.
b) La resistencia del mortero.
c) La altura de los paños.
d) El tipo de aparejo.
e) El espesor.
f) La calidad de la ejecución.
Muros de mampostería
Su resistencia a la compresión nunca debe ser mayor a la del más débil de sus
componentes; ladrillo, bloque, etc.
38
Sin embargo, muchas veces es menor, pues la dada proporción entre su alto y
grueso, con que ordinariamente se construyen, fallan, mucho más por flambeo que
por plena compresión.
Los muros, como las columnas largas y cortas, de acuerdo con su tendencia a la
falla, pueden ser altos y bajos.
Se pueden tomar como bajos los que tienen una altura igual o menor a ocho
veces su espesor y altos los que están en el caso contrario.
La resistencia del muro es igual a la resistencia unitaria de su componente más
débil por el área de su sección.
Muros de concreto armado
Si están sujetos únicamente, en sus partes altas y bajas solo el acero vertical
ayuda para su resistencia, pero si también lo están por sus lados, las varillas
transversales también aumentarán.
La proporción entre el acero vertical y el transversal, lo mismo que en las losas
perimetrales, están apoyados en elementos rígidos, puede tomarse inversa a la cuarta
potencia de los claros, de manera que si el muro es menos ancho que alto, el número
de varillas horizontales debe ser mayor que este concepto.
Las varillas que ayudan a la carga no deben estar a una separación mayor de 2
½ veces el espesor efectivo del muro.
39
Si la resistencia del muro es sobrada, las varillas, en vez de ponerse como es
más correcto en ambos paramentos de la pared, pueden colocarse en el centro, pero
en este caso no ayudan para aumentar el radio de giración.
También en necesario en los muros de concreto colocar el acero contra la
dilatación. En el sentido vertical no debe ser menor de 0,2%. En el sentido horizontal,
o sea el que corresponde a las varillas transversales, ha de ser entre 0,2% y 0,4%
según esté el muro expuesto o no a fuertes cambios de temperatura.
El acero de dilatación sirve a la vez como elemento de resistencia.
Figura III.1 Muro de carga
40
III.1.2.8 Partes de un muro
Las partes de las que constan los muros son las que se detallan a continuación:
Cimentación
Es la que transmite y reparte en el terreno las cargas procedentes del muro.
Zócalo
Zona baja del muro resistente a los impactos y a los efectos de la humedad.
Rodapié
Elemento lineal situado en la parte inferior del muro que resiste los impactos.
Cuerpo del muro opaño:
Cualquiera de sus dos caras o paramentos, llamándose intradós al paramento
interior y trasdós al paramento exterior. Se pueden distinguir las siguientes partes:
Imposta:
Hilada algo volada en forma de moldura y que lo divide horizontalmente. En
los muros de los edificios, suele coincidir con la altura de una o de todas sus plantas.
También se utiliza esta misma denominación a la hilada moldurada y algo volada que
sirve de apoyo al arranque de arcos o bóvedas.
41
Retallo:
Resalto que se produce en los paramentos por diferencia de espesor entre dos
elementos superpuestos, vertical u horizontalmente.
Mechinal:
Hueco pequeño que se deja provisionalmente en los muros, durante su
construcción, para apoyar en ellos elementos auxiliares. Con esta denominación se
hace referencia a los huecos pequeños que se dejan en los muros de contención que
sirven para dar salida al agua del terreno.
Entrepaño:
Parte de un muro comprendido entre dos vanos.
Cresta o coronación:
Zona alta del muro que tiene por misión rematarlo superiormente,
protegiéndolo principalmente de los efectos de la lluvia y de la nieve. Se pueden
distinguir las siguientes partes:
a) Albardilla:
Caballete que corona un muro en forma convexa o angulada, que tiene por
objeto evitar que penetre en el interior del muro y resbale por el paramento el agua de
lluvia.
42
b) Cornisa:
Elemento de obra que sobresale en la coronación del paramento de un muro
sirviéndole de protección y remate.
c) Huecos:
Tienen por misión principal proporcionar a los recintos las condiciones
necesarias de comunicación, iluminación, vistas y ventilación. Se pueden distinguir
las siguientes partes:
1) Dintel o cargadero:
Elemento constructivo que define el cierre superior de un hueco con intradós
recto. Soporta la parte del muro que descansa sobre él, y transmite esta carga a sus
apoyos.
2) Capialzado:
Plano inclinado que abocina el dintel de un hueco. Esta forma la adopta con el
fin de facilitar el giro sobre sus goznes de las puertas y ventanas, de modo que puedan
abatirse sobre los derrames del hueco.
3) Jamba:
Cada uno de los elementos verticales que limitan lateralmente un hueco y que
sirven, generalmente, de apoyo al dintel. Pueden no ser visibles.
43
4) Telar:
Plano de la jamba de un hueco.
5) Umbral:
Plano horizontal inferior, contrapuesto al dintel, en un hueco de paso.
6) Antepecho:
Paño inferior del hueco de una ventana. También recibe este mismo nombre la
elevación de las paredes exteriores de un edificio por encima del plano de cubierta.
7) Alféizar:
Plano de coronación del antepecho.
8) Vierteaguas:
Pieza que descansando sobre el alféizar, protege el antepecho y cuya forma
responde a su misión principal de verter el agua de lluvia hacia el exterior.
9) Goterón:
Ranura, muesca, o cualquier otra geometría que adopta el plano inferior de un
vierteaguas, una cornisa o un elemento en voladizo, para impedir el retroceso del
agua de lluvia al paramento.
44
10) Repisa:
Pieza de coronación del antepecho de una ventana hacia el interior del hueco.
11) Recercado:
Conjunto de piezas o materiales que enmarcan un hueco, revistiendo el dintel,
las jambas y la coronación del antepecho.
12) Luz:
Distancia libre, medida horizontalmente, entre los telares de un hueco.
13) Altura:
Distancia libre medida verticalmente en un hueco.
III.1.3 Concreto proyectado
La European Federation of National Associations Representing Producers and
Applicator of Specialist Building Products for Concrete (EFNARC) define al
concreto proyectado como una “mezcla de cemento, agregados y agua proyectado
neumáticamente desde una boquilla a una superficie para producir una masa densa y
homogénea. El concreto proyectado normalmente incorpora aditivos y también puede
incluir adiciones o fibras o una combinación de éstos”.
Por su parte, el Comité 506 del ACI define al shotcrete como un “mortero u
concreto neumáticamente proyectado a alta velocidad sobre una superficie”.
45
III.1.3.1 Las técnicas de proyección: vía seca y vía húmeda
Existen en la actualidad dos métodos de proyección: vía seca y vía húmeda.
El método por vía seca
Es aquel en el cual los materiales cementicios y los agregados son dosificados y
mezclados en una máquina fabricada a tal efecto, donde la mezcla es presurizada
mediante aire comprimido y conducida a través de mangueras hasta una boquilla de
proyección. Allí, se agrega el agua para hidratarla y lanzarla continuamente sobre una
superficie.
El método por vía húmeda
Se caracteriza por dosificar y mezclar conjuntamente los materiales
cementicios, los agregados y el agua.
Luego la mezcla es introducida en un equipo adecuado que la conduce a una
boquilla y es neumáticamente proyectada.
Ambas técnicas tienen sus ventajas y desventajas, y la selección de una u otra
metodología dependerán de los requisitos del proyecto, de la disponibilidad del
equipamiento correspondiente y del personal encargado de ejecutarla.
Hasta hace algunos años el método más utilizado era el de proyección por vía
seca, pero hoy en día la tendencia ha cambiado. El método por vía húmeda ofrece un
mejor ambiente de trabajo, mayor calidad, uniformidad y producción.
46
Tabla III.1 Comparación entre métodos por vía seca y por vía húmeda.
Método por vía seca Método por vía húmedaControl instantáneo sobre el agua de mezclado
y la consistencia de la mezcla en la boquilla para adecuarse a condiciones de campos variables
El agua de mezclado es controlada por el equipo dosificador y puede ser medida con precisión
Mas adecuaos para concretos con agregados livianos, materiales refractarios y requerimientos de resistencia temprana
Mayor seguridad de que el agua está completamente mezclada con los otros materiales
Capas de ser transportado por largas distancia Menor polvo y perdida de cemento durante la aplicación
Las características al comienzo y al final de la colocación son comparativamente mejores con desperdicios mínimos y mayor flexibilidad en la colocación
Normalmente tiene menor rebote resultando en menos material desperdiciado
Capaz de producir mayores resistencias Se puede obtener mayor producción
Teniendo en cuenta que el concreto proyectado es un método de colocación, sus
componentes básicos son los mismos que constituyen un concreto convencional.
Adicionalmente, a fin de desarrollar las condiciones y propiedades necesarias para
cumplir su función específica, se emplean diversos aditivos y adiciones. En los
siguientes parágrafos se mencionan brevemente las características habituales de los
materiales constituyentes.
III.1.3.2 Características de las mezclas proyectadas por vía seca
Cemento
Los tipos de cemento empleados en los casos más comunes son Portland
normal o de alta resistencia inicial. Usualmente se utiliza una proporción de
cementante que varía entre 350y 450 kg/m3 de concreto. El contenido real de
cemento en el concreto colocado será mayor debido al rebote. El principal efecto del
47
rebote es la pérdida del agregado de mayor tamaño, que conduce a un aumento en la
proporción de cemento si se lo compara con la mezcla inicial.
Relación agua/materiales cementicios
Esta relación tiene una influencia fundamental en la calidad de un concreto. El
agua total utilizada en la mezcla se compone del agua añadida en la boquilla y la
humedad ya presente en los agregados. En la proyección por vía seca no hay un valor
definido para la relación agua/materiales cementicios debido a que el operario de la
boquilla es quien controla y regula la cantidad del agua de mezcla. Valores
recomendados para este factor son: 0,3 a 0,4 (Morgan, 1991); 0,45 a 0,55 (Japan
Tunnelling Association, 1991) y menor o igual a 0,5 (DIN 18551, 1992)
Agregados
Pueden usarse agregados de peso específico normal y liviano, siendo los
primeros los más comunes. La curva granulométrica debería encontrarse en la zona
sombreada de la Figura3.8. La región más fina resulta adecuada para mezclas por vía
seca, aunque una alta proporción de finos menores a 0,25 mm pueden presentar
problemas de polvo si no se realiza un humedecimiento previo. Para mezclas por vía
seca, la humedad natural de los agregados debe ser lo más constante posible y menor
al 6%. A mayor tamaño máximo se obtiene mayor rebote, por lo tanto, se recomienda
emplear normalmente un tamaño máximo de 10 mm y eventualmente de hasta 16
mm. El módulo de finura de la arena debe oscilar entre 2,8 y 3,2.
Aditivos
Entre los más importantes figuran los acelerantes de fraguado; estos aditivos
reducen el tiempo de fraguado y el concreto desarrolla una resistencia inicial mayor,
48
lo cual permite aplicar capas subsecuentes con mayor rapidez y espesor. Además de
los acelerantes, los otros aditivos utilizados en el proceso de proyección en seco son
los aglomerantes de polvo, los cuales reducen la formación del mismo. Sin embargo,
se emplean poco.
Figura III.1 Zona de graduación de agregados recomendada por EFNARC.
Adiciones minerales
Entre las más utilizadas figuran la microsílice (humos de sílice) y las cenizas
volantes (flyash). La microsílice conduce a una importante mejora en la calidad del
shotcrete, que se manifiesta en una mayor resistencia a compresión, mayor densidad,
mejor adherencia, reducción del rebote hasta del 50% y mejor bombeabilidad.
49
III.1.3.3 Características de las mezclas proyectadas por vía húmeda
Se considera válido para este caso lo mencionado para las mezclas por vía seca,
con las salvedades que se indican a continuación.
Cemento
Para mezclas húmedas normalmente se utiliza un contenido de cemento que
varía entre 400 y 500 kg/m3 de concreto.
Relación agua/materiales cementicios
En la proyección por vía húmeda se tiene control de la relación agua/materiales
cementicios debido a que la mezcla es preparada en una planta dosificadora. Los
valores recomendados en la bibliografía son: 0,4 a 0,5 (Morgan 1991) y0,5 a 0,65
(Japan Tunnelling Association 1991).
50
Agregados
Para el método de colocación por vía húmeda se deben observar los siguientes
criterios:
Tamaño máximo: 8-10 mm, debido a limitaciones del equipo de bombeo y
también para evitar grandes pérdidas por rebote.
Los materiales finos demasiado pequeños producen segregación, mala
lubricación y riesgo de atascamiento. Sin embargo, para concretos proyectados con
fibras, el sobrante de material fino es importante tanto para el bombeo como para la
compactación.
Ninguna fracción de los agregados debe constituir más del 30% del total.
Aditivos
Los aditivos tienen como finalidad lograr propiedades específicas en el concreto
fresco y en el endurecido. Los más comúnmente utilizados en las mezclas húmedas
son: estabilizantes, acelerantes, plastificantes o superplastificantes e incorporadores
de aire. Los estabilizantes resultan indispensables para mantener la trabajabilidad y
extender el tiempo de abierto durante el transporte y colocación sin afectar la calidad
del concreto. Pueden mantener al material “dormido” desde algunas horas hasta tres
días, según la dosis aplicada. Para reactivar la hidratación se agrega el acelerante
durante la proyección. Los beneficios brindados por los plastificantes son: reducción
de la demanda de agua para una dada fluidez, cohesión en estado plástico y mayor
bombeabilidad.
Respecto a los incorporadores de aire, otorgan resistencia a ciclos de
congelamiento y deshielo, cohesión y mayor fluidez al concreto fresco.
51
Adiciones minerales
El empleo de microsílice proporciona las siguientes propiedades:
a) Mejor capacidad de bombeo: lubrica y previene la exudación y la
segregación.
b) Menor desgaste del equipo y de las mangueras de bombeo.
c) Mayor cohesión en estado fresco y, por lo tanto, menor consumo de
acelerante.
d) Resistencias mecánicas superiores.
e) Mayor durabilidad.
f) Menor rebote.
En shotcrete reforzado con fibras ofrece además:
a) Mayor facilidad de mezcla y distribución de las fibras.
b) Menor rebote de las fibras.
c) Mejor enlace entre la matriz de cemento y las fibras.
Debido a la fineza de la microsílice, al agregarla al concreto se precisan dosis
elevadas de un plastificante para dispersarla.
52
III.1.3.4 Armaduras de refuerzo
Como armaduras se suelen utilizar mallas galvanizadas electrosoldadas con o
sin cerchas formadas por barras convencionales soldadas.
Cuando la estructura no está sujeta a cargas o las mismas son limitadas es
recomendable colocar mallas, limitando el desarrollo de fisuras por contracción y por
tensiones debidas a gradientes de temperatura. El dimensionamiento se realiza
utilizando los mismos criterios que en el concreto armado convencional.
El uso combinado de mallas y barras se emplea cuando las mallas solas no
resultan estructuralmente suficientes. Además las barras limitan la deformación del
conjunto durante su instalación y la aplicación del concreto.
Se requiere tomar recaudos en la separación y colocación de las armaduras
debido a que grandes concentraciones interfieren en la colocación del concreto,
pudiendo provocar la formación de nidos de abejas (efecto sombra).
Las buenas prácticas dicen que se deben utilizar diámetros pequeños. Las
mallas habitualmente empleadas son de alambres de 3,4 y 4,2 mm de diámetro con
una separación de 10 cm en ambas direcciones. Las barras raramente son utilizadas
para concretos proyectados de espesores menores a 40 mm.
El recubrimiento mínimo de las armaduras debe ser determinado de acuerdo
con las condiciones ambientales de exposición.
Las armaduras se deben colocar firmemente en su posición mediante anclajes
para evitar su movimiento o deformación y deben ser removidos el laminillo suelto,
53
óxido, aceite, barro u otras coberturas que puedan disminuir su adherencia con el
concreto.
III.1.3.5 Diseño de la mezcla
Usualmente el diseño de las proporciones de un concreto proyectado está
basado en una resistencia característica a compresión especificada a una determinada
edad.
Las principales razones de la existencia de variaciones en la resistencia in situ
son la naturaleza del proceso de proyección, el tipo de equipo empleado y la
capacidad del operario. Esto es sobretodo válido en el método por vía seca donde,
además de ser responsable de lograr una apropiada colocación, regula y controla el
contenido de agua, variable que puede causar fluctuaciones en la resistencia.
En ciertas aplicaciones, en particular aquellas que utilizan pequeños espesores
de shotcrete, hay otras características tanto o más importantes que la resistencia a
compresión, por ejemplo, la permeabilidad y la durabilidad.
Debido a la existencia de un amplio espectro de equipos de proyección, no hay
un único criterio de dosificación que pueda ser aplicado en todos los casos. No
obstante, existen dos formas generales de alcanzar la especificación de un concreto
proyectado: el método por performance y el método prescriptivo.
54
Especificación por performance
Establece la calidad requerida y los constructores deberán decidir cómo van a
alcanzarla. Comúnmente, las siguientes propiedades son especificadas:
Tipo de cemento
Granulometría del agregado
Resistencia a compresión a una determinada edad
Asentamiento, si es por el método húmedo
Contenido de aire, si es por el método húmedo
Requerimientos específicos si se utilizan aditivos
Es común en muchas aplicaciones especificar únicamente la resistencia a
compresión.
Especificación prescriptiva
Debería utilizarse para trabajos especiales o para limitar el trabajo con un tipo
particular de shotcrete.
Las siguientes características son típicamente especificadas:
Tipo de cemento y contenido
55
Granulometría del agregado, peso o volumen
Aditivos y dosaje
Asentamiento, si es por el método húmedo
Contenido de aire, si es por el método húmedo
Se recomienda utilizar la especificación por performance siempre que sea
posible.
III.1.3.6 Dosificación y mezclado
Los componentes pueden ser dosificados por volumen o peso pero este último
es preferible.
Los aditivos en el concreto proyectado por vía húmeda son agregados en la
etapa de mezclado y/o en la boquilla. Los acelerantes deben ser introducidos
únicamente en la boquilla.
Al diseñar la mezcla se debe tener en cuenta las siguientes características
producto del proceso de gunitado:
56
El shotcrete colocado tiene una mayor proporción de cemento que el
diseñado debido al rebote. El rebote elimina un alto porcentaje de agregados
gruesos. Este fenómeno sumado a que en general el contenido de cemento
suele ser mayor que en un concreto convencional, incrementa la posibilidad
de problemas por contracción y fisuración superficial. Esta situación es
menos crítica en la vía húmeda que en la seca.
El asentamiento debería ser generalmente el mínimo que pueda ser
manejado por la bomba. El rango normalmente varía entre 40 a 75 mm.
Mayores asentamientos pueden provocar un concreto más débil y su
deslizamiento por las paredes verticales o hastiales.
El concreto por vía húmeda puede tener aire intencionalmente incorporado
en un rango habitual entre 5 a 8%. Hay una pérdida de aire y asentamiento
debido al pasaje por la bomba y al proceso de proyección.
La distribución granulométrica del concreto colocado será marcadamente
más fina que la mezclada debido al rebote.
III.1.3.7 Colocación
La calidad de la aplicación del gunitado depende del operador, del control del
agua de la mezcla, de la velocidad de salida en la boquilla y de la técnica en la
manipulación de la boquilla. Siempre que sea posible las secciones deberán ser
proyectadas en todo su espesor de diseño en una sola capa para reducir la posibilidad
de formación de juntas frías y laminación. La distancia más común de la boquilla al
frente es de 0,8 a 1,6 m. Como regla general, la boquilla debería ser sostenida
perpendicularmente a la superficie, pero nunca a más de 45º. La boquilla debe rotar
realizando pequeños círculos u óvalos.
57
Efectos no deseados del método de colocación
El rebote y el exceso de aspersión (overspray) son dos fenómenos no deseados
del gunitado y pueden ser controlados o minimizados.
El rebote, como ya se mencionó anteriormente, es una pérdida de material
(agregados y pasta) producto de la colisión del concreto con la superficie de
aplicación, armaduras o los mismos agregados. La magnitud del rebote varía con la
posición de trabajo, presión del aire, contenido de materiales cementantes, contenido
de agua, tamaño máximo y graduación de los agregados, densidad de armaduras y
espesor de la capa proyectada.
En el principio del proceso el rebote es mayor, pero una vez que se forma una
capa plástica de concreto éste disminuye.
Como regla básica, el material del rebote no debe ser reutilizado en futuras
mezclas.
El exceso de aspersión ocurre cuando parte del material proyectado no
permanece depositado en la superficie donde se lanza, quedando adherido un material
delgado y segregado de baja calidad. Esto se observa principalmente cuando se
proyecta sobre mallas, barras o cerchas. El mismo debe ser removido,
preferentemente antes de que endurezca. Este fenómeno se puede dar en ambos
métodos de proyección con similares características.
58
III.1.3.8 Curado
El concreto proyectado, al igual que el convencional, debe ser apropiadamente
curado para que desarrolle su resistencia y durabilidad potencial. Esto es
particularmente crítico en secciones delgadas, superficies texturadas y bajas
relaciones agua/cemento. La mejor forma de curar al concreto es mantenerlo
continuamente húmedo durante siete días con una temperatura mayor a 5 ºC. Cuando
las condiciones de secado del concreto no son severas, también es posible utilizar
membranas de curado. El curado natural se permite cuando la humedad relativa está
por encima del 95%.
III.1.3.9 Aplicaciones
El concreto proyectado presenta una serie de ventajas sobre el concreto
convencional en una variedad de construcciones y trabajos de reparación.
Es particularmente apropiado cuando resulta imposible o no es práctico armar
encofrados, en zonas de difícil acceso, cuando se requieren capas delgadas o de
espesor variable o directamente la colocación normal no es aplicable. Además, su
excelente capacidad de adherirse a diversas superficies rellenando grietas y fisuras
(efecto de cuña), es una importante característica a considerar al momento del diseño.
Algunas aplicaciones son:
Estructuras nuevas
Techos, cáscaras delgadas, paredes, tanques pretensados, edificios, presas,
canales, piletas denatación, barcos, cloacas, fundaciones, conductos y rocas
artificiales.
59
Soporte y encamisado
Hormigón existente, mampostería, suelo, roca, túneles, cañerías de acero,
protección de taludes, control de erosión y protección contra fuego para acero
(fireproofing).
Reparación
Concreto deteriorado en puentes, alcantarillas, cloacas, presas, silos, túneles,
pozos, estructuras de retención de agua, edificios, tanques, muelles, rompeolas,
mampostería deteriorada y estructuras de acero.
Refuerzos
Vigas, columnas, losas y muros de concreto, muros de mampostería,
estanterías de acero, tanques y cañerías.
Concreto proyectado refractario
Construcción, mantenimiento y reparación de horno, calderas, incineradores,
plantas generadoras de energía y otros.
CAPÍTULO IV
METODOLOGÍA DEL TRABAJO
IV.1 Nivel de investigación
IV.1.1 Descriptiva
De acuerdo al problema planteado referido a la “Propuesta Estructural para los
Muros Portantes Perimetrales para la Basílica Virgen del Valle”, en Ciudad Bolívar,
Estado Bolívar; y en función de sus objetivos, se incorpora el Tipo de Investigación
Descriptiva. Según Sabino, C. A.: Metodología de la Investigación (1974) “Su
preocupación primordial radica en describir algunas características fundamentales de
conjuntos homogéneos de fenómenos, utilizando criterios sistemáticos para destacar
los elementos esenciales de su naturaleza. De esta forma se pueden obtener las notas
que caracterizan a la realidad estudiada”. (p. 36).
El proyecto consiste en un plan que sugiere en sus objetivos, evaluar las
condiciones de los muros portantes existentes y la forma en que fueron colocadas las
fundaciones para realizar un análisis que nos permita conocer la resistencia de dicha
estructura.
IV.1.2 Documental
Según el manual de trabajo de grado de especialización y maestría y tesis doctorales,
de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL, 2005): “Se entiende
por investigación documental, el estudio de problemas con el propósito de ampliar y
profundizar el conocimiento de su naturaleza, con apoyo, principalmente, en trabajos
previos, información y datos divulgados por medios impresos, audiovisuales o
60
61
electrónicos. La originalidad del estudio se refleja en el enfoque, criterios,
conceptualizaciones, reflexiones, conclusiones, recomendaciones y en general en el
pensamiento del autor (p.15)”.
El tipo de investigación es documental ya que fue necesario apoyarnos en
información recolectada de medios impresos que fueron de utilidad en la
investigación, para esclarecer la problemática que previamente nos habíamos
planteados en la fase inicial del proyecto.
IV.2 Diseño de la investigación
IV.2.1 De Campo
Para la investigación planteada, cuyo objetivo central está referido a la
“Propuesta Estructural para los Muros Portantes Perimetrales para la Basílica Virgen
del Valle”, en Ciudad Bolívar, Estado Bolívar; se aplicará un Diseño de Campo.
Según el Manual de Trabajos de Grado de Especialización y Maestría y Tesis
Doctorales de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL 2005) “Es
el análisis sistemático de problemas en la realidad, con el propósito bien sea de
describirlos, interpretarlos, entender su naturaleza y factores constituyentes, explicar
sus causas y efectos o predecir su ocurrencia, haciendo uso de métodos característicos
de cualquiera de los paradigmas o enfoques de investigación conocidos o en
desarrollo. Los datos de interés son recogidos en forma directa de la realidad; en este
sentido se trata de investigaciones a partir de datos originales o primarios”. (p. 14).
El diseño de esta investigación es de campo ya que, además de apoyarnos en un
marco teórico, fue necesario asistir al lugar en estudio para realizar las evaluaciones y
observaciones respectivas del problema.
62
IV.2.2 Proyectiva
Según el manual de “Trabajos de Grado de Especialización y Maestría y Tesis
Doctorales de la UPEL” (2003), el proyecto factible consiste “en la investigación,
elaboración y desarrollo de una propuesta de un modelo operativo viable para
solucionar problemas, requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos
sociales”. El proyecto debe tener apoyo en una investigación de tipo documental, de
campo o un diseño que incluye ambas modalidades (p.7). Esta investigación busca
proponer una solución a la situación que presenta los muros portantes de la Basílica
Virgen del Valle. Este estudio implica explorar, describir, explicar y ofrecer una
alternativa de cambio como propuesta.
Este proyecto está enfocado en el reforzamiento de la estructura, aspecto que
reafirma su carácter dentro de este tipo de investigación. En la fase proyectiva el
investigador diseña y prepara las estrategias y procedimientos específicos para el tipo
de investigación que se ha seleccionado. El resultado de esta fase es lo que
comúnmente se vuelca en los criterios metodológicos
IV.3 Población
Según Pérez, Alexis G: “La población es el conjunto finito o infinito de
unidades de análisis, individuos, objetos o elementos que se someten a estudio;
pertenecen a la investigación y son la base fundamental para obtener la información”.
(p. 75)
En la presente investigación la población está constituida por los muros de
carga estructural de la Basílica Virgen del Valle, los cuales serán nuestro objeto de
estudio.
63
IV.4 Muestra
Según Pérez, Alexis G: “La muestra es una porción, un subconjunto de la
población que selecciona el investigador de las unidades en estudio, con la finalidad
de obtener información confiable y representativa”. (p. 75).
La muestra en esta investigación es la Iglesia Virgen del Valle, templo ubicado
en la Parroquia Vista Hermosa, en la cual se observará de manera directa las fallas
existentes en la estructura construida para así evaluar la situación que se presenta y
plantear una propuesta para la solución del problema.
IV.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Para obtener información relevante proveniente de la realidad objeto de estudio
será necesario utilizar distintos instrumentos de recolección, como lo define Sabino,
C. (2006): “un instrumento de recolección de datos, en un principio es cualquier
recurso del que se vale un investigador para acercarse a fenómenos y extraer de ellos
información” (p.143). En tal sentido, y en relación a los objetivos definidos en el
presente estudio ubicado en un contexto de investigación descriptiva - no
experimental, se utilizarán diversas técnicas de recolección de datos para cumplir con
las metas propuestas.
IV.5.1 Observación directa
Tamayo, T. (2006), define observación directa como: “Aquella en la cual el
investigador puede observar y recoger datos mediante su propia observación” (p. 99).
Mediante la observación directa, se hará un reconocimiento visual del área de
estudio a fin de verificar las condiciones en las que se encuentra en cuanto a:
64
condiciones estructurales de los muros portantes e identificación de riesgos para la
comunidad del área de estudio; así como también se caracterizara el sistema de
fundación de los muros portantes y las zonas relevantes a tomar en cuenta para el
levantamiento planimétrico.
IV.5.2 Revisión literaria
La revisión literaria, permitirá extraer las bases teóricas y los antecedentes del
problema de investigación, sirviendo como herramientas documentales que sustenten
el trabajo propuesto, como lo expresa Tamayo, T. (2006): “la revisión Literaria es el
fundamento de la parte teórica de la investigación y permite conocer a nivel
documental las investigaciones relacionadas con el problema planteado” (p. 325).
IV.5.3 Entrevistas no estructuradas
La realización de entrevistas es una técnica de recolección muy significativa, a
través de ésta se obtendrá información valiosa y de interés, permitiendo aclarar las
dudas existentes sobre el tema en estudio.
Tal como lo expresa Sabino, C. (2006): “De un modo general una entrevista no
estructurada, es aquella en la que no existe una estandarización formal, habiendo por
lo tanto un margen más o menos grande de libertad para formular las preguntas y las
respuestas” (p. 145).
Éstas serán realizadas a profesionales calificados, específicamente ingenieros
civiles e ingenieros geólogos de la Universidad de Oriente (UDO).
65
IV.6 Técnicas de procesamiento y análisis de los datos
Los datos obtenidos deben ser procesados luego de haber obtenido toda la
información requerida. Para esto se deberán aplicar una serie de técnicas en pro del
ordenamiento, comprensión y utilización de esos datos, orientadas hacia la obtención
de una propuesta adecuada, tal como lo expresa Sabino, C. (2006): “Finalizadas las
tareas de recolección el investigador quedará en posesión de un cierto número de
datos, a partir de los cuales será posible sacar las conclusiones generales que apunten
a esclarecer el problema formulado en los inicios de la investigación. Pero esa masa
de datos por sí sola, no nos dirá nada, no nos permitirá obtener ninguna síntesis de
valor si, previamente, no ejercemos sobre ella una serie de actividades tendientes a
organizarla, a poner en orden todo su conjunto. Estas acciones son las que integran el
procesamiento de datos”. (p.179)
Por lo tanto, se hará una revisión detallada de la información existente y
obtenida acerca de la situación actual de la estructura en estudio, atendiendo en
especial a su coherencia, confiabilidad y validez, a fin de establecer un plan de
trabajo que permita procesar la información para su análisis e interpretación.
IV.6.1 Análisis cualitativo de los datos
La información recopilada se organizará para ser resumida e interpretada a fin
de verificar su veracidad e importancia para el desarrollo de la investigación, lo que
permitirá eliminar divergencias o contradicciones en la información manejada,
presentando un estudio confiable. Sabino, C. (2006), establece sobre el procesamiento
de los datos cualitativos que: “El análisis se efectúa cotejando los datos que se
refieren a un mismo aspecto y tratando de evaluar la fiabilidad de cada información”
(p.199).
66
IV.6.1.1 Caracterización de las fundaciones
En esta etapa, a través de los datos obtenidos en la observación directa acerca
del sistema de fundaciones de la estructura de la Basílica Virgen del Valle y mediante
la revisión literaria en relación a un sistema de fundación adecuado para este tipo de
estructuras, se determinarán los riesgos a los cuales ésta se encuentra sometida, con el
propósito de dar las recomendaciones y las soluciones más idóneas para prevenirlos o
aminorarlos.
IV.6.1.2 Análisis de los muros portantes
Los datos obtenidos en la observación directa de los muros portantes de la
estructura de la Basílica Virgen del Valle y la revisión literaria en relación al método
constructivo de los muros portantes hechos de piedra y su patología estructural, nos
permitirán determinar los riesgos a los cuales éstos se encuentran sometidos, con el
propósito de dar las recomendaciones y las soluciones más adecuadas al problema
planteado.
IV.6.2 Análisis cuantitativo de los datos
Sabino, C. (2006), establece que: “El análisis de los datos cuantitativos se
efectúa, con toda la información numérica resultante de la investigación. Ésta, luego
del procedimiento sufrido, se presentará como un conjunto de tablas, cuadros y
medida, a las cuales habrá que pasar en limpio, calculando sus porcentajes y
otorgándoles forma definitiva” (p.197).
El análisis cuantitativo comprende el levantamiento planimétrico de la
estructura existente haciendo uso de los instrumentos necesarios para su realización,
datos con los cuales se obtendrá el plano de dicha construcción y posteriormente éstos
67
se utilizarán para la formulación y análisis estructural de los muros portantes
perimetrales de la Basílica Virgen del Valle.
IV.6.2.1 Levantamiento planimétrico de los muros
A fin de obtener el plano de la estructura existente se realizará el levantamiento
planimétrico de la misma, haciendo uso de instrumentos facilitados por el
Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Oriente.
Una vez obtenidos todos los datos topográficos y mediciones necesarias se
procederá a la digitalización del plano, utilizando como medio de apoyo un programa
de diseño creado por Autodesk, específico para la arquitectura llamado REVIT
ARQUITECTURA 2009, el cual idea y diseña todo tipo de edificios y
construcciones, crea planos de planta, alzados y secciones, permite el uso de tablas de
planificación, reproduce los diseños en 3D y contiene herramientas para realizar
cálculos de áreas, análisis de materiales, entre otros. Es un programa creado para
fines educativos.
A partir de la ejecución del plano se plantearán ideas para la formulación de la
propuesta que solventará el problema en estudio.
IV.6.2.2 Formulación de la propuesta
Con todos los datos recaudados se procederá a realizar la propuesta estructural
para los muros portantes perimetrales, el cual comprende el análisis y diseño de
muros de concreto proyectado y su sistema de fundación, para proporcionar
estabilidad a la estructura ya existente, lo cual se presentará en el capítulo V. Para
realizar el análisis de todos estos datos obtenidos utilizaremos como medio de apoyo
un software integrado para el análisis y diseño estructural denominado SAP2000,
68
programa desarrollado por la empresa CSI Computer and Structures, Inc, en
Berkeley, California, Estados Unidos. Es una herramienta confiable, sofisticada y
fácil de usar sobre la base de una interfaz gráfica, con procedimientos de modelaje,
análisis y diseño estructural. Permite realizar diversos análisis estáticos y dinámicos
de forma lineal y no lineal a través de funciones espectrales, determina con el método
de elementos finitos la respuesta en términos de fuerzas, esfuerzos y deformadas para
elementos de área y sólidos, mediante gráficas y tablas, permite realizar diseños en
acero, concreto y aluminio y el predimensionado y análisis de los mismos, genera
curvas de capacidad para el estudio de los mecanismos de falla del modelo
obteniendo la ductilidad, capacidad máxima, deformación inelástica, entre otros.
Estudia, analiza y diseña además sistemas de fundaciones, genera fuerzas resultantes
que actúan en un grupo de elementos. Este programa ha sido creado para fines
educativos.
IV.6.2.3 Desarrollo de objetivos
El desarrollo de los objetivos se pudo realizar a través del análisis y diseño de la
estructura existente, esto con la finalidad de realizar el modelado de la Basílica
Virgen del Valle con el programa SAP2000 y con ello verificar las cargas de sismo,
viento, gravitacional y demás cargas que influyen en la estructura con el fin de
determinar por qué se presenta la patología existente.
IV.6.2.4 Propuesta como objetivo
La propuesta se desarrolló de manera clara y concisa especificando el método
constructivo que se ideó y realizando los respectivos análisis necesarios para
solventar la falla existente en la Basílica Virgen del Valle, para que finalmente los
muros de la estructura ya construida sean reforzados y puedan soportar el peso
generado por un techo.
69
IV.6.2.5 Conclusión y recomendaciones
En esta etapa se expresará de manera breve y precisa las conclusiones a que se
llegó con el estudio y las recomendaciones pertinentes acerca del tema de modo que a
la hora de tomar cartas sobre el asunto, estas se realicen de la manera idónea y se
cometan la menor cantidad de errores posibles.
IV.6.2.6 Culminación del proyecto
Ya culminada la investigación se procedió a realizar el informe final donde se
reflejará de manera adecuada cada uno de los puntos tratados durante la ejecución del
proyecto, esto con la ayuda del material de apoyo encontrado en libros, revistas y el
suministrado por la universidad.
Recopilación de información previa disponible
Entrevista no estructuradaObservación directa Revisión literaria
Situación existente Características físicas del área Datos documentales del área en estudio
Procesamiento de datos
Desarrollo de objetivos
Reducción del trabajo final
Conclusión y recomendaciones
Propuesta como objetivo
70
IV.7 Flujograma de la investigación
Figura IV.1 Flujograma de la investigación
CAPÍTULO V
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
V.1 Levantamiento planimétrico de la estructura
La Junta Pro-Construcción dio inicio a la construcción de la primera etapa de la
Iglesia Santuario Virgen del Valle sin contar con un plano de la estructura, debido a
esto procedimos a realizar el levantamiento planimétrico de los muros construidos,
utilizando los instrumentos necesarios tales como teodolito, mira graduada, brújula
azimutal y cinta métrica, partiendo de un punto de estación de cota conocida y un
punto de referencia cuya ubicación se determinaron mediante la brújula y la cinta
métrica.
Encerando el teodolito en el punto de referencia se visaron los puntos deseados
correspondientes a los perfiles requeridos obteniendo los ángulos verticales y los
ángulos y distancias horizontales. (Figura 5.1) y (Figura 5.2)
Figura V.1 Levantamiento Planimétrico de la Estructura
71
Figura V.2 Distancias Horizontales medidas en campo
Las distancias verticales fueron calculadas multiplicando las distancias
horizontales medidas en campo por la tangente de los ángulos verticales obtenidos, tal
como lo expresa la ecuación 5.1.
DV =DH x tan(αv¿)¿ (5.1)
Donde:
DH = Distancia horizontal (m).
DV = Distancia vertical (m).
tan(αv ¿)¿ = Tangente del ángulo vertical.
Luego se calcularon las cotas o alturas de los puntos mediante la suma
algebraica entre las distancias verticales obtenidas, la altura de ojo y la cota de la
estación, como lo indica la ecuación 5.2
Cota=DV +H (ojo )+Cota (estación ) (5.2)
72
Donde:
DV = Distancia vertical (m).
H(ojo) = Altura de ojo (m).
Finalmente obtuvimos la altura de los muros mediante la resta de las cotas ya
calculadas menos la cota de la estación, así como se indica en la ecuación 5.3
Hm=Cota(calculada)−Cota(estación) (5.3)
Donde:
Hm = Altura del muro (m).
Partiendo de todos estos datos topográficos y mediciones obtenidas, se realizó
la digitalización del plano de la estructura con las cotas y las distancias horizontales y
utilizando como medio de apoyo el programa REVIT ARQUITECTURA 2009.
73
Figura V.3 Vista Aérea Frontal del Plano.
Figura V.4 Vista Aérea Trasera del Plano.
V.2 Caracterización del sistema de fundación de los muros portantes
Luego de excavar en zonas cercanas a los muros se pudo observar que la
estructura no cuenta con un sistema de fundación confiable ya que esta no presenta
cimientos y los muros reposan sobre sí mismos enterrados a una profundidad entre 80
y 100 centímetros.
74
Figura V.1 Excavación en zonas cercanas a los muros.
75
Figura V.2 Muestra de la caracterización de la fundación.
V.3 Análisis de los muros estructurales existentes
De acuerdo a la observación de campo realizada en la Iglesia Santuario Virgen
del Valle, se pudo constatar que los muros construidos poseen grandes daños y por
ser muros hechos de piedra no son capaces de soportar movimientos sísmicos, cargas
axiales, cargas cortantes ni momentos, por lo que se deduce que estos no soportarían
el peso generado por un techo. Se visualizaron fracturas apreciables en la fachada
principal de la estructura, además de esto, el muro frontal no tiene una perfecta
verticalidad. (Figura 5.11 – 5.12)
Figura V.1 Fachada Lateral Izquierda de la Iglesia.
76
Figura V.2 Fachada posterior de la Iglesia.
Figura V.3 Fachada Lateral Derecha de la Iglesia.
77
Figura V.4 Fachada Frontal de la Iglesia.
Figura V.5 Agrietamiento en la Fachada Frontal Izquierda de la Iglesia.
78
Figura V.6 Agrietamiento en la Fachada Frontal Derecha de la Iglesia.
Para comprobar que efectivamente estos muros tienen un nivel de inclinación
se realizó una plomada utilizando un taco de madera, una cuerda de nylon y el plomo.
Tomamos el taco de madera el cual tenía un agujero central por donde se introdujo la
cuerda de nylon que en ella se encontraba suspendida la plomada, esta se lanzó desde
un extremo a otro sobre el muro de la fachada principal, cuidando que el taco de
madera quedara ubicado en la parte superior del muro de forma paralela, y la plomada
suspendida por todo el muro hasta llegar a la parte inferior de éste. Se estabilizó la
plomada y a continuación se midió la distancia que había desde el muro hasta el
centro de esta para determinar el grado de inclinación que existe en la estructura.
(Figura 5.13 – 5.14)
79
Figura V.7 Plomada del muro.
Figura V.8 Medición de la inclinación del muro.
De acuerdo a la irregularidad de las rocas tomamos diez medidas en diferentes
espacios del muro hasta donde se encontraba la cuerda de nylon con la plomada para
obtener así un valor promedio de la inclinación de dicho muro.
80
Tabla V.2 Grado de inclinación promedio.
Dato N° Medicion obtenida1 3.3 cm2 2.6 cm3 2.6 cm4 2.6 cm5 4 cm6 3.8 cm7 5 cm8 4.5 cm9 4.9 cm10 5.7 cm
También pudimos notar que la estructura fue ejecutada de forma independiente
porque no existe continuidad entre el los muros.
V.4 Planteamiento de una propuesta para la solución del problema en estudio
Partiendo de los datos topográficos obtenidos en campo y analizando la
situación actual en la que se encuentran los muros portantes perimetrales y demás
partes de la estructura de la Basílica Virgen del Valle, se plantea reforzar estos muros
existentes mediante la construcción de muros proyectados, de manera que la
estructura pueda de esta manera soportar cargas axiales, cargas cortantes, momentos
aplicados, deformaciones, cargas sísmicas y el peso producido por un techo.
Para efectos prácticos y para tener una idea más amplia del comportamiento de
dichos muros proyectados, utilizamos como medio de apoyo el programa SAP2000.
81
V.5 Analizar la estructura propuesta mediante modelación con el programa SAP
2000 versión 14.0
V.5.1 GridLines – Líneas de Guía
Para iniciar con el modelado de la estructura el primer paso es dibujar las líneas
de guía o ejes que servirán de referencia para ubicar cada uno de los elementos que
constituyen la Basílica.
82
Figura V.1 Grilla de guía para dibuja los elementos que conforman la estructura.
En la figura 5.16 se muestra las dimensiones que se utilizaron para dibujar la
grilla de inicio especificando el numero de ejes en las planos X, Y, Z y sus
dimensiones.
Figura V.2 Sistema de datos de Grilla.
83
V.5.2 Definición del Tipo de Material que utilizaran los elementos en la
estructura – Define Materials
En el siguiente paso se procedió a agregar en el programa el tipo de Material
que se utilizó para diseñar los elementos estructurales que conformaran el diseño de
la Basílica. Se utilizó como material base para los pórticos Acero A-36 con las
siguientes especificaciones:
Tabla V.1 Especificaciones del acero.
Acero A – 36Tensión de Fluencia Mínima - Fy = 2530 kg/Cm2
Esfuerzo Máximo - Fmax = 4100 /5600 kg/Cm2
Esfuerzo Mínimo – Fv = 4080 kg/Cm2
Peso x Volumen = 7850 Kg/m3
Me = 2100000 Kg/m2
En la figura 5.17 se muestra los datos que solicita el programa para ingresar las
especificaciones del material requerido:
84
Figura V.1 Ventana donde se muestran las propiedades de los materiales a utilizar para acero
Para los elementos Shell se utilizó como material base Concreto de 4000psi con
las siguientes especificaciones:
Tabla V.2 Especificaciones del concreto
Concreto 4000psiPeso x Volumen = 2403 Kg/m3
Me = 2536000 Kg/m2
En la figura 5.18 se muestra los datos que solicita el programa para ingresar las
especificaciones del material requerido:
85
Figura V.1 Ventana donde se muestran las propiedades de los materiales a utilizar para concreto
V.5.3 Definición de cada uno de los elementos que forman parte de la
Estructura – FrameSections
En este paso se agregan en el programa todos los elementos que componen la
estructura de la Basílica, haciendo referencia a perfiles de columnas y vigas, perfiles
tubulares 12 ¾” y perfiles I. Para que el programa reconozca y construya el elemento
se hace necesaria la incorporación de especificaciones como peso del elemento, área
y sus dimensiones como lo son altura del alma (d), ancho de alas (bf), espesor de alas
(tf) y espesor del alma (tw).
Figura V.1 Ventana donde se seleccionan los elementos.
86
Figura V.2 Ventana donde se introducen las especificaciones de los elementos.V.5.4 Definición de Área de Techo y Áreas de Muro – AreaSection
Para la realización del techo y los muros que conforman la Basílica, se hace
necesaria la creación de áreas. Estas van a representar a estos materiales para que el
programa sea capaz de reconocerlos y que pueda transmitir las cargas, deformaciones
y efectos que estos elementos aportan a la estructura.
Para los muros de carga fue necesario dividir las secciones de área en 50 x 50
cm, con el fin de obtener una mejor distribución de las cargas actuantes en los muros
y mejor apreciación en las gráficas de cargas, deformaciones y esfuerzos.
Las secciones de área del techo y los muros tienen un espesor constante de 20 x
20 cm, que lleva por nombre muro y techo 20x20. (Figura 5.21)
87
Figura V.1 Secciones de Área.
Figura V.2 Especificaciones de Área.
V.5.5 Modelado de la Basílica Virgen del Valle
88
Una vez especificados los elementos en el programa y construidas las líneas
guías se procedió a realizar el modelado de la estructura, es decir el diseño y dibujo
en el espacio de la grilla de cada uno de los elementos que conforman la estructura.
Figura V.1 Modelo en construcción.
Figura V.2 Modelo Terminado.
89
Figura V.3 Vistas del Modelo.
V.5.6 Definición de Patrones de Carga – Load Patterns:
Se especifican los patrones de carga que se establecerán en la estructura. Estos
patrones que se asignan en el programa son cada uno de los tipos de cargas que van a
incidir en los elementos de la estructura, como lo son las cargas permanentes DEAD
que actúan continuamente sobre la edificación y cuya magnitud puede considerarse
invariable en el tiempo, las cargas debidas al peso propio de los componentes
estructurales y no estructurales, igualmente, las deformaciones y los desplazamientos
impuestos por el efecto de pretensión, los debidos a movimientos diferenciales
permanentes de los apoyos, las acciones reológicas y de temperatura permanentes.
Existe otro tipo de patrón en las cargas permanentes como lo son las SUPER DEAD,
las cuales influyen en la estructura de manera permanente pero no forman parte de
ella. Consideramos las cargas variables LIVE que actúan sobre la estructura de la
Basílica con una magnitud variable en el tiempo y que se deben a su ocupación y uso
habitual, como las cargas de personas y objetos que tengan un carácter variable.
También actúan cargas GRAVITACIONALES supuestas por el calculista en diversos
90
puntos sobre los elementos de la estructura que representan las fuerzas a las que se ve
sometida por acción de diversos agentes como los muros y el peso propio del techo.
Se definirán como patrones de carga los siguientes:
Figura V.1 Patrones de Carga.
V.5.7 Definición de Casos de Carga
Son una serie de casos o tipos de cargas, que se necesitan para especificar o
diferenciar en el programa. Esto con la finalidad de luego poder generar las
91
combinaciones de carga necesarias para el análisis estático y dinámico de la
estructura.
Tabla V.1 Casos de Carga.
LOAD CASESCPT Carga Permanente TotalCVT Carga Variable TotalSY Sismo en Eje VerticalSX Sismo en Eje Horizontal
MODAL MODAL
Figura V.1 Definición de Casos de Carga.
V.5.8 Combinaciones de Carga
Para los casos de combinaciones de carga se reprodujeron los utilizados por el
calculista originalmente y se adaptaron para que el programa los reconociera. Las
combinaciones de carga en el programa se reconocen como combos a los cuales se le
otorgan valores en combinación con los casos de carga.
92
Tabla V.1 Combinaciones de Carga.
COMBINACIONES DE CARGACombo 1 1,4CPCombo 2 1,2CP+1,6CV+0,5CVTCombo 3 1,2CP+∂CV±SCombo 4 0,9CP±SCombo 5 1,2(CP+CF+CT)+1,6(CV+CE)+0,5CVTCombo 6 0,9CP±1,6SEnvolvente Σ Combos
V.5.9 Carga de la estructura con las fuerzas actuantes supuestas por el
calculista originalmente
Se procede a asignar las cargas gravitacionales y variables uniformes que
inciden en la estructura en los puntos especificados en la memoria de cálculo original.
Figura V.1 Acciones permanentes.
93
Figura V.2 Acciones variables.
V.5.10 Carga de Sismo:
Primero se necesita generar los datos del sismo, que posteriormente serán
cargados al programa SAP2000. Esto se realiza a través del Programa Generador SCE
SPECTRUM.
El generador pide una serie de datos para generar el espectro o sismo:
V.5.10.1 Zonificación Sísmica (Tabla 4.2): Estado Bolívar – Zona 2
Forma Espectral y Factor de Corrección (Art 5.1):
Material: Suelos duros o densos
H(cm): 15 - 50
Con estos Valores se genera un espectro que arroja los siguientes datos:
94
Tipo de Suelo: S2
Factor de Corrección fi: 0.8
V.5.10.2 Clasificación según su uso (Art. 6.1): se clasifica como B2
V.5.10.3 Clasificación según el Nivel de Diseño (Art. 6.22): según los niveles
de diseño requeridos por la norma sísmica vigente (Art. 6.22) se
clasifica como ND1 para estructuras Mixtas Acero - Concreto.
V.5.10.4 Clasificación Según el Tipo de Estructura (Art 6.3): de Tipo III
Posteriormente se generan los valores finales del espectro es decir un archivo
donde el programa genera un sismo para las características de la zona donde se
encuentra la estructura. Es importante acotar que los valores del sismo o las
especificaciones de la zona y otros factores son casi idénticos a los que el calculista
originalmente empleo en su estudio. Por último se procede a cargar en el programa
Sap el archivo con el espectro generado.
95
Figura V.1 Valores Para el Espectro.
V.5.11 Análisis de la Estructura con el Programa
Una vez completados los pasos anteriores procedemos con el análisis
estructural por medio del programa. Primero antes de realizar el análisis se deben
completar una serie de pasos o condiciones para que este sea lo más preciso posible y
los datos que arroje sean los más cercanos a la realidad.
V.5.11.1 Definir diafragmas de los pisos
Se debe definir los diafragmas de cada nivel de la estructura para que el sismo
generado por el programa pueda reconocerlos.
Figura V.1 Definición de Diafragmas.
96
V.5.11.2 Definir masa Participativa y Modos de Vibración
La masa participativa es el porcentaje de la masa acumulada de la estructura
que actúa en el total de modos seleccionados para el sismo. Según la norma 1756 –
2001, este debe exceder el 90% de la masa total de la misma. El programa por defecto
analiza la estructura con 12 modos y por lo general en estructuras menos complejas
se llega al 90% de masa participativa, pero para el caso de la Basílica Virgen del
Valle, por ser una estructura en extremo irregular es necesario aumentar de manera
significativa estos modos hasta llegar a un numero de 2000 modos debido a que la
estructura posee un total de 171178 grados de libertad.
Figura V.1 Definición de Masa Participativa.
El análisis modal es aplicable para calcular la respuesta elástica lineal de
estructuras de varios grados de libertad. La respuesta de la estructura está cuantificada
97
por la superposición de las repuestas individuales en cada uno de los modos naturales
de vibración. Cada modo está caracterizado por su propio patrón de deformaciones,
es decir, su “Forma Modal”. Igualmente cada modo tiene su propia frecuencia de
vibración, “la Frecuencia Modal”, así como su propio amortiguamiento. El uso de
espectros de respuesta, suponen implícitamente que la edificación tiene el mismo
coeficiente de amortiguamiento en cada uno de los modos de vibración, igual al 5%.
La respuesta puede modelarse, por tanto, en términos de respuesta en cierto número
de oscilaciones de un grado de libertad, cuyas propiedades representan los distintos
modos y el grado en el cual el modo es excitado por el movimiento sísmico
Figura V.2 Selección de Numero de Modos.
En la tabla 5.6 se muestra en detalle cómo para la estructura de la Basílica
Virgen del Valle se hace necesaria la utilización de 2000 modos para que su
98
porcentaje de masa participativa alcance el 90% como mínimo, especificado en la
norma antisísmica venezolana.
99
100
Tabla V.2 Valores de Masa Participativa
Period UX UY UZ SumUX SumUY RX RY RZ SumRZ
Unitless Sec Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless
1 1.90E-01 6.41E-04 2.99E-06 2.50E-02 6.41E-04 2.99E-06 0.03 0.01 0.06 2.03E-04 0.01 0.06 2.03E-04
200 3.20E-02 4.06E-08 6.44E-04 9.41E-04 0.90 0.84 0.52 1.67E-05 6.62E-05 1.43E-04 0.59 0.40 0.71
300 2.37E-02 2.33E-05 8.09E-07 9.78E-08 0.91 0.89 0.66 7.16E-05 1.09E-03 6.31E-06 0.69 0.55 0.79
400 1.88E-02 1.05E-05 1.40E-04 1.53E-04 0.91 0.91 0.71 6.25E-04 1.30E-03 2.25E-04 0.74 0.61 0.82
500 1.57E-02 2.38E-04 1.50E-04 3.56E-04 0.92 0.92 0.73 5.71E-04 2.32E-04 1.05E-03 0.76 0.64 0.84
550 1.44E-02 3.13E-07 5.02E-06 1.63E-05 0.93 0.93 0.75 7.52E-05 3.27E-05 2.58E-05 0.78 0.67 0.86
600 1.36E-02 9.92E-05 3.69E-05 2.48E-04 0.94 0.94 0.78 5.50E-07 1.78E-04 9.05E-06 0.80 0.71 0.87
650 1.28E-02 5.41E-04 5.14E-05 3.09E-05 0.94 0.95 0.80 2.66E-04 1.76E-05 4.10E-05 0.82 0.76 0.88
700 1.21E-02 1.33E-04 4.07E-06 1.93E-04 0.95 0.95 0.85 1.03E-04 4.26E-04 2.36E-04 0.87 0.81 0.88
750 1.15E-02 3.18E-04 2.19E-08 2.31E-04 0.95 0.96 0.87 2.51E-05 5.91E-05 3.03E-04 0.90 0.84 0.89
800 1.09E-02 1.31E-06 3.12E-05 1.73E-04 0.96 0.96 0.90 4.52E-04 4.65E-06 3.81E-04 0.91 0.88 0.91
850 1.03E-02 2.77E-05 2.20E-05 1.02E-06 0.96 0.96 0.91 1.18E-05 1.14E-06 1.43E-04 0.92 0.90 0.91
900 9.82E-03 1.28E-05 1.46E-05 5.24E-05 0.96 0.96 0.91 3.38E-05 4.79E-05 1.23E-04 0.92 0.90 0.93
950 9.35E-03 4.86E-05 1.92E-05 1.18E-05 0.96 0.97 0.91 5.20E-06 2.84E-05 2.83E-05 0.92 0.90 0.93
1000 8.91E-03 4.72E-05 7.78E-07 2.74E-06 0.96 0.97 0.91 1.79E-05 1.13E-04 2.78E-06 0.92 0.90 0.94
StepNum
SumUZ
SumRX
SumRY
Unitless
Unitless
101
Para el programa el número máximo de masa participativa al cual puede llegar
la estructura es 1, lo cual representa el 100 % de la masa participativa, en el caso de la
Basílica Virgen del Valle el valor que se alcanza es de 0,97 que representa el 97% de
la masa participativa.
V.5.11.3 Correr el análisis
Una vez definidos los diafragmas y la masa participativa no queda más que
realizar el análisis final de la estructura. Primero se selecciona los casos con los
cuales se desea hacer la corrida, es decir, si solo se desea un análisis sísmico, de
viento o de cualquier otro tipo de fuerza en específico o si se desea correr con todos
los casos. Una vez hecho esto se realiza la corrida y se analizan los resultados.
Figura V.1 Programa Sap 2000 realizando el análisis estructural.
102
V.5.11.4 Diseño y chequeo según la norma de acero – Steel FrameDesign
Una vez corrido el modelo se procede a diseñar y chequear cada uno de los
elementos que lo conforman según la norma de acero que se desee. El programa al
igual que en los casos anteriores trae por defecto una serie de normas internacionales
precargadas con las cuales se puede realizar el diseño de los elementos que
conforman la estructura. En este caso el diseño y chequeo se realizó utilizando la
norma más actualizada que trae precargada el programa, se hizo la corrida utilizando
la Norma AISC-LRFD99.
Realizar el diseño del modelo es la parte fundamental del programa ya que esto
nos permite verificar en cada uno de los elementos que conforman la estructura datos
importantes como momentos torsores, fuerzas cortantes, fuerzas axiales una serie de
información de relevancia para el ingeniero a la hora de realizar un diseño.
CAPÍTULO VI
LA PROPUESTA
VI.1 Propuesta para la mejora de los muros portantes perimetrales de la
Basílica Virgen del Valle
Para la propuesta de mejora de los muros portantes perimetrales de la Basílica
Virgen del Valle, se realizó un análisis patológico de los mismos, del cual podemos
acotar que estos muros por ser hechos de piedra no son capaces de soportar cargas
axiales, cargas cortantes, momentos aplicados, movimientos sísmicos ni el peso
producido por un techo, por lo que se implementará el diseño de muros de concreto
proyectado de 20 cm de espesor y con una resistencia del concreto de 250 kg/cm2.Las
dimensiones laterales son de 35,49 m de largo, alturas variables entre 3,87 y 8,45 m,
con ventanas de dimensiones 1,44x2,72, 1,82x2,58 y 1,09x1,65 m y puertas de
1,96x3,42 y 2,96x3,95 m. Las dimensiones frontales son de 22,12 m de largo, alturas
variables de 10.89 y 13.61 m, con ventanas de dimensiones 1,21x2,56 y 2,35x3,96 m,
puerta de 3,54x4,36 m y ventanas circulares de radios 1,42 y 0,7 m. Las dimensiones
traseras son de 16,22 m de largo, altura de 4,34 m, ventanas de 0,83x0,57 m y puerta
de 0,77x2,66 m.
La construcción de estos muros de concreto proyectado se realizan con el fin de
reforzar los muros existentes y que puedan así soportar todas las restricciones ya
mencionadas.
103
104
Figura VI.1 Modelo de la propuesta.
Para determinar cómo se comportara el diseño al ser colocado en la estructura
se realizó un modelado de elementos finitos utilizando el programa SAP2000, en el
cual se probó el diseño cargándolo con las acciones a las cuales se ve sometida la
estructura. Los resultados arrojados por el programa se muestran en los siguientes
gráficos.
Figura VI.2 Esfuerzos s22 fachada lateral derecha cara exterior kgf/cm.
105
Figura VI.3 Esfuerzos s22 fachada lateral izquierda cara exterior kgf/cm.
Figura VI.4 Esfuerzos s22 fachada frontal cara exterior kgf/cm.
106
Figura VI.5 Esfuerzos s22 fachada posterior cara exterior kgf/cm
Analizando los datos extraídos del modelo por elementos finitos se puede
apreciar que los muros son capaces de soportar las acciones a las cuales están
sometidos presentando deformaciones en promedio de casi 130 mm.
Al realizar el chequeo de las gráficas de los muros podemos notar que los
esfuerzos a la compresión en el muro frontal tienen un promedio de 13 kg/cm2 y un
esfuerzo a tracción de 2 kg/cm2, los muros laterales presentan un promedio de
esfuerzos a la compresión y tracción de 9 y 3 kg/cm2 respectivamente y los muros
traseros presentan un promedio de esfuerzos a la compresión de 20 kg/cm2 y esfuerzo
a tracción de 25 Kg/cm2.
Comparándolos con el esfuerzo a la compresión del concreto de 250 kg/cm2
pudimos deducir que la compresión que se presenta en esta estructura es fácilmente
admisible. La propuesta de este diseño garantiza la transmisión de cargas y esfuerzos
a través del cuerpo de los muros hacia su deformación con la finalidad de que estas
no se deformen.
107
Analizando una sección del muro frontal extrayendo de las tablas las cargas
obtenidas del análisis de los muros y el peso específico del suelo y cohesión, se
deduce que es necesaria un área de 11,052 m2 y una base de 1,04 m para su sistema
de fundación.
Tabla VI.2 Fuerzas, momentos y distancias de la fachada frontal izquierda.
y(mts) x(mts) fz(kgf) mx(kgf*mts) my(kgf*mts)0 8,15 20041,2 26,63 167,79
0,5 8,15 5364,13 -6,28 7,161 8,15 15283,53 1,14 89,3
1,5 8,15 12560,79 3,17 24,822 8,15 12252,65 52,05 34,72
2,5 8,15 14598,39 46,57 26,283 8,15 19124,2 133,72 40,36
3,5 8,15 15975,72 74,97 16,564 8,15 5126,65 -30,72 25,92
4,5 8,15 -180,98 51,98 3,385 8,15 474,85 4,33 0,44
5,5 8,15 -112,1 -32,48 4,26 8,15 7059,77 95,06 32,09
6,5 8,15 21116,41 -4,4 21,127 8,15 26946,72 -9,4 53,39
7,5 8,15 24620,49 64,22 39,818 8,15 23627,47 17,78 49,29
8,5 8,15 23107,1 20,67 44,69 8,15 22812,25 -17,75 51,12
9,23 8,15 16234,77 -20,88 36,49
Y = 5,34 m2
X= 8,15 m2
C = 0,3
q0 = 0,303 kg/cm2
γ = 0,00202 kg/cm3
ϕ = 23°
108
Df = 150 cm
B = 120 cm
B = 1,2 m
Nc = 21,75
Nq = 10,23
Nγ = 6
qu = 10,352 kg/cm2
qa = 2,588 kg/cm2
qu = 0,001 kg/m2
A = 110524,362 cm2
A = 11,052 m2
B´= 1,04 m
VI.2 Método constructivo para la implementación de esta propuesta
Se procede a la colocación del acero de refuerzo seguido de una malla
electrosoldada de 5”x5”, este con el fin de evitar los más posible el desperdicio del
concreto.
El proceso de proyección comienza impregnando la superficie con agua
impulsada por aire, a través de la manguera de proyección, con el fin de humedecerla
y no permitir que la superficie absorba el agua de la mezcla, evitando la
deshidratación del concreto. Luego se proyectará la mezcla hasta obtener el flujo más
continuo posible.
El concreto proyectado sale de la boquilla y se adhiere progresivamente capa
por capa formando un muro de cierto espesor. Durante la proyección contra la
superficie proyectada, se produce el fenómeno de rebote, lo que provoca un cierto
porcentaje de pérdidas a nivel de concreto.
109
Según la Norma ACI 506R-90(95) el operador de la manguera se colocará
aproximadamente de 0,6 a 1,8 metros y con la manguera a 90° de la superficie de
trabajo, rotando repetidamente en pequeños óvalos o en patrones circulares de la
boquilla.
Cuando la proyección del concreto termina y se reanuda en cualquier otro
momento, tanto la superficie de unión entre zonas, como si se comenzara una nueva
capa, se deberá bañar con una ducha de agua y aire para limpiar el área y comenzar
nuevamente el trabajo. Es fundamental que la aplicación del concreto proyectado sea
realizada por un personal especializado.
Como paso final se aplica una última capa de concreto proyectado lo más homogénea
posible puliendo la superficie y dándole un mejor acabado.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
110
Conclusiones
A través de la observación de campo, análisis y estudios realizados en la
Iglesia Santuario Virgen del Valle, en Ciudad Bolívar, Estado Bolívar; se
determinaron las condiciones en las que se encuentran actualmente los muros de
piedra construidos y las causas que provocaron el agrietamiento en ciertas partes de
los muros y el aplastamiento de dichas rocas. Tomando como referencia lo
anteriormente analizado se concluye lo siguiente:
1. Mediante la ejecución del método de la plomada se pudo comprobar que el
muro frontal de la estructura de piedra no tiene una perfecta verticalidad.
Con las mediciones realizadas en diferentes espacios del muro pudimos
calcular el nivel de inclinación, el cual es aproximadamente de 3,9 cm.
2. Por medio de la excavación de calicatas pudimos observar que la estructura
no cuenta con un sistema de fundación confiable, ya que esta no presenta
cimientos y los muros reposan sobre sí mismos, por lo tanto la estructura es
inestable y podría sufrir fallas al ser sometida a cargas aplicadas o
movimientos sísmicos.
3. Del estudio de campo realizado y el levantamiento planimétrico de la
estructura se procedió a la digitalización del plano de donde se tomaron los
datos necesarios con los cuales se realizó el análisis de la estructura.
4. Partiendo de estos datos, análisis patológicos y demás estudios de campos
realizados, se pudo comprobar que la estructura actualmente no es capaz de
soportar las distintas fuerzas axiales, cortantes y momentos aplicados, el
peso producido por un techo y las cargas por sismo.
111
5. Debido a lo anteriormente planteado, es necesaria la construcción de muros
de concreto proyectado para el soporte de las cargas sísmicas y las cargas
producidas por el techo. Se realizó el modelado de esta propuesta en el
programa SAP2000, con la finalidad de comprobar si estos podrían
brindarle mayor resistencia a los muros existentes.
6. Los resultados de la modelación por elementos finitos arrojó que la
construcción de muros de concreto proyectado sería una solución positiva
para el caso estudiado, ya que estos le dan a la estructura la capacidad de
resistir todas la fuerzas y cargas que sean aplicadas a ella.
7. Se realizó además el análisis de una sección del muro frontal, extrayendo de
las tablas obtenidas en la modelación las cargas del análisis de los muros y
el peso específico del suelo y cohesión, de donde se deduce que es
necesaria un área de 11,052 m2 y una base de 1,04 m para su sistema de
fundación.
8. Finalmente se planteó implementar esta propuesta de diseño que garantiza
la transmisión de cargas y esfuerzos a través del cuerpo de los muros hacia
su deformación, con la finalidad de que estos no se deformen. La
disposición de estos muros de concreto proyectado dio buenos resultados en
todos los estudios y análisis aplicados, los cuales fueron descritos con
mayor amplitud en el capítulo VI del estudio de la propuesta.
Recomendaciones
1. Debido a que el programa SAP2000 no aplica correctamente el análisis a
muros de corte, se hace necesario realizar el modelado de los muros en otro
112
programa que pueda analizarlos adecuadamente, como lo es el programa
ETABS.
2. Si se pretende implementar la propuesta planteada o si se va a llevar a cabo
una nueva alternativa constructiva, se recomienda realizar un estudio del suelo
que presente sus características y peso específico, con la finalidad de poder
diseñar de una manera óptima el sistema de fundación.
3. Es preciso diseñar fundaciones tanto para los muros de piedra como para el de
concreto que se pretende construir, ya que la estructura no posee un correcto
sistema de fundación.
4. Se recomienda derrumbar los muros portantes de piedra, diseñar y construir
una nueva estructura para la Iglesia, debido a la complejidad que implica
construir el sistema de fundación en los muros de piedra.
5. De llevarse a cabo la propuesta planteada o de construirse una nueva
estructura, se recomienda realizar un seguimiento continuo de la misma por
parte de los entes gubernamentales, a fin de precisar cualquier falla, mantener
la estructura estable y evitar nuevamente una pérdida total debido a la
incorrecta implementación de sistemas constructivos.
REFERENCIAS
Daniel Solórzano (2012) “ANALISIS DE LA PATOLOGÍA
ESTRUCTURAL PRESENTE EN LA VIGA DE LA TORRE DE
113
TRANSFERENCIA TT-7.28 Y SILO COMPENSADOR UBICADO EN EL
ÁREA INDUSTRIAL EL JOBAL DE CVG BAUXILUM C.A., OPERADORA
DE BAUXITA, LOS PIJIGUAOS, MUNICIPIO CEDEÑO, ESTADO
BOLÍVAR”. Universidad de Oriente. (pp. 150-182)
Niorkenys Rosas (2012) “DIAGNOSTICO TECNICO DE LAS
CONDICIONES QUE PRESENTA LA CONSTRUCCION DE LA BASILICA
VIRGEN DEL VALLE UBICADA EN EL MUNICIPIO HERES, CIUDAD
BOLIVAR”. Universidad de Oriente. (pp. 9-18)
Adriana Meneses Moreno y Julio Ramírez Salazar (2007) “GUIA
PRACTICA SIMPLIFICADA PARA LA CONSTRUCCION Y
SEGUIMIENTO DE OBRAS RECLACIONADAS CON PANTALLAS”.
Universidad Católica Andrés Bello. (pp. 19-23)
Eliezer R. Acosta G. y Carlos E. Mata M. (2010). “ANALISIS Y DISEÑO
DE MUROS DE CORTE EN CONCRETO ARMADO”. Universidad de Oriente.
(pp. 12-26).
Hernán Daniel Xargay. “EVALUACION DE HORMIGON
PROYECTADO CON MACROFIBRAS PARA REFUERZO PRIMARIO DE
TUNELES”. Universidad de Buenos Aires. (pp. 6-15)
Universidad Pedagógica Experimental Libertador. (2005). MANUAL DE
TRABAJOS DE GRADO DE ESPECIALIZACION Y MAESTRIA Y TESIS
DOCTORALES. (PP. 7-14-15).
114
Jaime Ferri Cortés, Encarnación García González, Vicente Raúl Pérez
Sánchez y Asunción López Leal. PRINCIPIOS DE CONSTRUCCION. Editorial
Club Universitario. Universidad de Alicante, España. (pp. 171-177 y 179-182)
Sabino, Carlos A. (1974). METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION.
Primera Edición. Editorial Panapo. Caracas, Venezuela. (pp. 33-36).
Tamayo y Tamayo, Mario. (2006). EL PROCESO DE LA
INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA. Cuarta Edición. Editorial Limusa. México, D.F.
(p.99-325).
Pérez G., Alexis. (2006). GUIA METODOLOGICA PARA
ANTEPROYECTOS DE INVESTIGACION. Segunda Edición. Editorial Fedupel.
Caracas, Venezuela. (pp. 53-83).
Braja M. Das. PRINCIPIOS DE INGENIERIA DE CIMENTACIONES.
Cuarta Edición. International Thomson Editores. (p. 158)
Arq. Creixell, José. (1992). ESTABILIDAD DE LAS
CONSTRUCCIONES. Primera Edición. Editorial Reverte Ediciones, S.A. México,
DF. (pp. 138-139 y 207-210).
G. Winster, A. H. Nilson. (2002). HORMIGON. Primera Edición. Editorial
Reverte Ediciones, S.A. España. (pp. 450-451)
APENDICES
115
APENDICE A
TABLAS DE CALCULO TOPOGRAFICOS
116
PUNTO DE DISTANCIA ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO RESTA DE RESTA DE ALTURA ALTURA DE COTA DE COTA DEL COTA DEL ALTURAVISADO HORIZONTAL HORIZONTAL VERTICAL 90° VERTICAL 90° ANGULOS ANGULOS H OJO LA ESTACION SUELO PUNTO VISADO DE MURO
ES-I 19,18 186° 19' 38" 54° 39' 25" 90° 00' 00" 54,66 90,00 35,34 35° 20' 35" 13,60 1,46 100,21 100,87 115,27 14,40ES-D 17,38 196° 03' 05" 51° 37' 02" 90° 00' 00" 51,62 90,00 38,38 38° 22' 58" 13,77 1,46 100,21 100,87 115,44 14,57B1 16,85 198° 20' 36" 66° 37' 12" 90° 00' 00" 66,62 90,00 23,38 23° 22' 48" 7,28 1,46 100,21 100,87 108,95 8,08B2 16,85 198° 20' 30" 74° 29' 04" 90° 00' 00" 74,48 90,00 15,52 15° 30' 56" 4,68 1,46 100,21 100,87 106,35 5,48B3 16,85 198° 11' 55" 77° 40' 45" 90° 00' 00" 77,68 90,00 12,32 12° 19' 15" 3,68 1,46 100,21 100,87 105,35 4,48B4 16,40 202° 04' 49" 90° 27' 2" 90° 00' 00" 90,45 90,00 0,45 0° 27' 2" 7,39 1,46 100,21 100,87 109,06 8,19B5 16,40 202° 16' 02" 90° 17' 40" 90° 00' 00" 90,29 90,00 0,29 0° 17' 40" 4,83 1,46 100,21 100,87 106,50 5,63B6 16,40 202° 16' 09" 90° 13' 39" 90° 00' 00" 90,23 90,00 0,23 0° 13' 39" 3,73 1,46 100,21 100,87 105,40 4,53B7 16,01 205° 43' 39" 90° 13' 36" 90° 00' 00" 90,23 90,00 0,23 0° 13' 36" 3,63 1,46 100,21 100,87 105,30 4,43B8 15,30 213° 37' 11" 76° 30' 57" 90° 00' 00" 76,52 90,00 13,48 13° 29' 3" 3,67 1,46 100,21 100,87 105,34 4,47B9 15,00 227° 13' 03" 76° 20' 58" 90° 00' 00" 76,35 90,00 13,65 13° 39' 2" 3,64 1,46 100,21 100,87 105,31 4,44
B10 15,50 240° 08' 25" 76° 54' 12" 90° 00' 00" 76,90 90,00 13,10 13° 5' 48" 3,61 1,46 100,21 100,87 105,28 4,41B11 15,21 218° 14' 15" 64° 26' 18" 90° 00' 00" 64,44 90,00 25,56 25° 33' 42" 7,27 1,46 100,21 100,87 108,94 8,07B12 15,21 218° 17' 38" 72° 47' 58" 90° 00' 00" 72,80 90,00 17,20 17° 12' 2" 4,71 1,46 100,21 100,87 106,38 5,51B13 16,10 222° 40' 23" 72° 46' 50" 90° 00' 00" 72,78 90,00 17,22 17° 13' 10" 4,99 1,46 100,21 100,87 106,66 5,79B14 16,10 222° 40' 25" 90° 27' 32" 90° 00' 00" 90,46 90,00 0,46 0° 27' 32" 7,39 1,46 100,21 100,87 109,06 8,19B15 15,05 233° 48' 32" 49° 28' 44" 90° 00' 00" 49,48 90,00 40,52 40° 31' 16" 12,86 1,46 100,21 100,87 114,53 13,66B16 15,05 233° 48' 32" 51° 05' 36" 90° 00' 00" 51,09 90,00 38,91 38° 54' 24" 12,15 1,46 100,21 100,87 113,82 12,95B17 15,05 233° 48' 32" 54° 29' 21" 90° 00' 00" 54,49 90,00 35,51 35° 30' 39" 10,74 1,46 100,21 100,87 112,41 11,54B18 15,05 232° 51' 42" 59° 46' 08" 90° 00' 00" 59,77 90,00 30,23 30° 13' 52" 8,77 1,46 100,21 100,87 110,44 9,57B19 15,05 233° 59' 46" 68° 28' 28" 90° 00' 00" 68,47 90,00 21,53 21° 31' 32" 5,94 1,46 100,21 100,87 107,61 6,74
GRIETA 15,24 217° 14' 45" 56° 01' 32" 90° 00' 00" 56,03 90,00 33,97 33° 58' 28" 10,27 1,46 100,21 100,87 111,94 11,07B20 18,43 190° 37' 55" 55° 25' 50" 90° 00' 00" 55,43 90,00 34,57 34° 34' 10" 12,70 1,46 100,21 100,87 114,37 13,50B21 18,43 190° 37' 55" 57° 27' 09" 90° 00' 00" 57,45 90,00 32,55 32° 32' 51" 11,76 1,46 100,21 100,87 113,43 12,56B22 21,20 269° 11' 16" 59° 21' 44" 90° 00' 00" 59,36 90,00 30,64 30° 38' 16" 12,56 1,46 100,21 100,87 114,23 13,36B23 20,99 268° 04' 16" 61° 09' 01" 90° 00' 00" 61,15 90,00 28,85 28° 50' 59" 11,56 1,46 100,21 100,87 113,23 12,36
117
Tabla A.1 Datos topográficos del muro ES-I – B2
PUNTO DE DISTANCIA ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO RESTA DE RESTA DE ALTURA ALTURA DE COTA DE COTA DEL COTA DEL ALTURAVISADO HORIZONTAL HORIZONTAL VERTICAL 90° VERTICAL 90° ANGULOS ANGULOS H OJO LA ESTACION SUELO PUNTO VISADO DE MURO
B24 21,32 269° 43' 49" 61° 30' 20" 90° 00' 00" 61,51 90,00 28,49 28° 29' 40" 11,57 1,46 100,21 100,87 113,24 12,37B25 21,90 270° 36' 50" 59° 57' 28" 90° 00' 00" 59,96 90,00 30,04 30° 2' 32" 12,67 1,46 100,21 100,87 114,34 13,47B26 20,75 270° 11' 36" 61° 39' 43" 90° 00' 00" 61,66 90,00 28,34 28° 20' 17" 11,19 1,46 100,21 100,87 112,86 11,99B27 22,09 270° 59' 58" 62° 02' 59" 90° 00' 00" 62,05 90,00 27,95 27° 57' 1" 11,72 1,46 100,21 100,87 113,39 12,52B28 20,90 268° 49' 27" 59° 35' 20" 90° 00' 00" 59,59 90,00 30,41 30° 24' 40" 12,27 1,46 100,21 100,87 113,94 13,07B29 21,32 269° 43' 36" 60° 05' 56" 90° 00' 00" 60,10 90,00 29,90 29° 54' 4" 12,26 1,46 100,21 100,87 113,93 13,06B30 20,75 270° 11' 35" 60° 14' 49" 90° 00' 00" 60,25 90,00 29,75 29° 45' 11" 11,86 1,46 100,21 100,87 113,53 12,66B31 22,09 271° 03' 38" 60° 39' 58" 90° 00' 00" 60,67 90,00 29,33 29° 20' 2" 12,41 1,46 100,21 100,87 114,08 13,21C1 9,50 333° 11' 09" 90° 14' 43" 90° 00' 00" 90,25 90,00 0,25 0° 14' 43" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C2 8,60 354° 52' 37" 90° 16' 15" 90° 00' 00" 90,27 90,00 0,27 0° 16' 15" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C3 10,26 359° 17' 45" 90° 14' 43" 90° 00' 00" 90,25 90,00 0,25 0° 14' 43" 2,52 1,47 101,02 100,87 105,01 4,14C4 10,39 07° 35' 02" 90° 16' 15" 90° 00' 00" 90,27 90,00 0,27 0° 16' 15" 2,81 1,47 101,02 100,87 105,30 4,43C5 11,46 328° 32' 48" 90° 11' 47" 90° 00' 00" 90,20 90,00 0,20 0° 11' 47" 2,25 1,47 101,02 100,87 104,74 3,87C6 11,24 329° 49' 35" 90° 12' 1" 90° 00' 00" 90,20 90,00 0,20 0° 12' 1" 2,25 1,47 101,02 100,87 104,74 3,87C7 11,24 330° 40' 39" 90° 19' 42" 90° 00' 00" 90,33 90,00 0,33 0° 19' 42" 3,69 1,47 101,02 100,87 106,18 5,31C8 11,02 333° 48' 57" 90° 20' 5" 90° 00' 00" 90,33 90,00 0,33 0° 20' 5" 3,69 1,47 101,02 100,87 106,18 5,31C9 11,02 334° 04' 50" 57° 47' 35" 90° 00' 00" 57,79 90,00 32,21 32° 12' 25" 6,94 1,47 101,02 100,87 109,43 8,56
C10 11,00 341° 08' 37" 60° 48' 33" 90° 00' 00" 60,81 90,00 29,19 29° 11' 27" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C11 11,00 342° 12' 42" 72° 57' 06" 90° 00' 00" 72,95 90,00 17,05 17° 2' 54" 3,37 1,47 101,02 100,87 105,86 4,99C12 10,60 349° 10' 33" 72° 43' 49" 90° 00' 00" 72,73 90,00 17,27 17° 16' 11" 3,30 1,47 101,02 100,87 105,79 4,92C13 10,60 350° 17' 49" 90° 34' 49" 90° 00' 00" 90,58 90,00 0,58 0° 34' 49" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C14 10,26 358° 52' 04" 90° 35' 58" 90° 00' 00" 90,60 90,00 0,60 0° 35' 58" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C15 10,39 07° 59' 40" 60° 13' 34" 90° 00' 00" 60,23 90,00 29,77 29° 46' 26" 5,94 1,47 101,02 100,87 108,43 7,56C16 10,39 07° 10' 41" 90° 18' 60" 90° 00' 00" 90,32 90,00 0,32 0° 18' 60" 3,29 1,47 101,02 100,87 105,78 4,91C17 10,26 359° 26' 37" 90° 19' 14" 90° 00' 00" 90,32 90,00 0,32 0° 19' 14" 3,29 1,47 101,02 100,87 105,78 4,91C18 10,90 16° 34' 18" 61° 15' 41" 90° 00' 00" 61,26 90,00 28,74 28° 44' 19" 5,98 1,47 101,02 100,87 108,47 7,60
118
Tabla A.2 Datos topográficos del muro B24 – C18
PUNTO DE DISTANCIA ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO RESTA DE RESTA DE ALTURA ALTURA DE COTA DE COTA DEL COTA DEL ALTURAVISADO HORIZONTAL HORIZONTAL VERTICAL 90° VERTICAL 90° ANGULOS ANGULOS H OJO LA ESTACION SUELO PUNTO VISADO DE MURO
C19 10,90 16° 34' 30" 90° 18' 7" 90° 00' 00" 90,30 90,00 0,30 0° 18' 7" 3,29 1,47 101,02 100,87 105,78 4,91C20 11,42 21° 56' 48" 90° 17' 17" 90° 00' 00" 90,29 90,00 0,29 0° 17' 17" 3,29 1,47 101,02 100,87 105,78 4,91C21 11,42 23° 24' 51" 90° 32' 19" 90° 00' 00" 90,54 90,00 0,54 0° 32' 19" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C22 9,10 12° 42' 23" 90° 15' 22" 90° 00' 00" 90,26 90,00 0,26 0° 15' 22" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C23 10,55 31° 34' 15" 90° 13' 15" 90° 00' 00" 90,22 90,00 0,22 0° 13' 15" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C24 12,58 32° 23' 11" 75° 22' 11" 90° 00' 00" 75,37 90,00 14,63 14° 37' 49" 3,28 1,47 101,02 100,87 105,77 4,90C25 12,58 32° 10' 53" 90° 29' 20" 90° 00' 00" 90,49 90,00 0,49 0° 29' 20" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C26 13,55 37° 37' 50" 90° 27' 14" 90° 00' 00" 90,45 90,00 0,45 0° 27' 14" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C27 13,55 35° 55' 10" 90° 14' 34" 90° 00' 00" 90,24 90,00 0,24 0° 14' 34" 3,29 1,47 101,02 100,87 105,78 4,91C28 13,16 46° 20' 48" 90° 10' 37" 90° 00' 00" 90,18 90,00 0,18 0° 10' 37" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C29 16,00 54° 47' 00" 90° 8' 44" 90° 00' 00" 90,15 90,00 0,15 0° 8' 44" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C30 18,54 59° 33' 27" 90° 7' 32" 90° 00' 00" 90,13 90,00 0,13 0° 7' 32" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C31 21,72 64° 01' 49" 90° 6' 26" 90° 00' 00" 90,11 90,00 0,11 0° 6' 26" 2,33 1,47 101,02 100,87 104,82 3,95C32 21,20 67° 59' 54" 58° 19' 12" 90° 00' 00" 58,32 90,00 31,68 31° 40' 48" 13,08 1,47 101,02 100,87 115,57 14,70C33 22,97 69° 26' 22" 62° 25' 25" 90° 00' 00" 62,42 90,00 27,58 27° 34' 35" 12,00 1,47 101,02 100,87 114,49 13,62C34 22,97 69° 42' 10" 64° 35' 54" 90° 00' 00" 64,60 90,00 25,40 25° 24' 6" 10,91 1,47 101,02 100,87 113,40 12,53C35 22,28 69° 09' 12" 74° 56' 49" 90° 00' 00" 74,95 90,00 15,05 15° 3' 11" 5,99 1,47 101,02 100,87 108,48 7,61C36 22,28 69° 11' 09" 81° 17' 27" 90° 00' 00" 81,29 90,00 8,71 8° 42' 33" 3,41 1,47 101,02 100,87 105,90 5,03C37 23,30 69° 45' 16" 81° 51' 09" 90° 00' 00" 81,85 90,00 8,15 8° 8' 51" 3,34 1,47 101,02 100,87 105,83 4,96C38 23,30 70° 03' 44" 75° 34' 20" 90° 00' 00" 75,57 90,00 14,43 14° 25' 40" 5,99 1,47 101,02 100,87 108,48 7,61C39 14,80 43° 20' 48" 90° 24' 56" 90° 00' 00" 90,42 90,00 0,42 0° 24' 56" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C40 14,80 44° 22' 10" 90° 13' 20" 90° 00' 00" 90,22 90,00 0,22 0° 13' 20" 3,29 1,47 101,02 100,87 105,78 4,91C41 16,02 47° 32' 25" 90° 23' 2" 90° 00' 00" 90,38 90,00 0,38 0° 23' 2" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C42 16,02 47° 26' 45" 78° 30' 37" 90° 00' 00" 78,51 90,00 11,49 11° 29' 23" 3,26 1,47 101,02 100,87 105,75 4,88C43 17,49 51° 32' 14" 90° 21' 6" 90° 00' 00" 90,35 90,00 0,35 0° 21' 6" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C44 17,49 51° 14' 00" 79° 23' 16" 90° 00' 00" 79,39 90,00 10,61 10° 36' 44" 3,28 1,47 101,02 100,87 105,77 4,90
119
Tabla A.3 Datos topográficos del muro C19 – C44
PUNTO DE DISTANCIA ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO RESTA DE RESTA DE ALTURA ALTURA DE COTA DE COTA DEL COTA DEL ALTURAVISADO HORIZONTAL HORIZONTAL VERTICAL 90° VERTICAL 90° ANGULOS ANGULOS H OJO LA ESTACION SUELO PUNTO VISADO DE MURO
C45 18,63 54° 09' 56" 79° 51' 08" 90° 00' 00" 79,85 90,00 10,15 10° 8' 52" 3,33 1,47 101,02 100,87 105,82 4,95C46 18,63 54° 10' 10" 90° 19' 48" 90° 00' 00" 90,33 90,00 0,33 0° 19' 48" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C47 19,98 56° 39' 20" 73° 13' 43" 90° 00' 00" 73,23 90,00 16,77 16° 46' 17" 6,02 1,47 101,02 100,87 108,51 7,64C48 19,98 56° 49' 29" 80° 46' 36" 90° 00' 00" 80,78 90,00 9,22 9° 13' 24" 3,24 1,47 101,02 100,87 105,73 4,86C49 21,27 59° 15' 50" 81° 13' 22" 90° 00' 00" 81,22 90,00 8,78 8° 46' 38" 3,28 1,47 101,02 100,87 105,77 4,90C50 21,27 59° 10' 28" 90° 17' 21" 90° 00' 00" 90,29 90,00 0,29 0° 17' 21" 6,15 1,47 101,02 100,87 108,64 7,77C51 22,22 60° 19' 14" 90° 18' 48" 90° 00' 00" 90,31 90,00 0,31 0° 18' 48" 6,96 1,47 101,02 100,87 109,45 8,58D1 7,25 71° 03' 10" 90° 14' 44" 90° 00' 00" 90,25 90,00 0,25 0° 14' 44" 1,78 1,49 101,02 100,87 104,29 3,42D2 6,05 88° 58' 37" 90° 17' 39" 90° 00' 00" 90,29 90,00 0,29 0° 17' 39" 1,78 1,49 101,02 100,87 104,29 3,42D3 5,79 141° 19' 20" 90° 19' 4" 90° 00' 00" 90,32 90,00 0,32 0° 19' 4" 1,84 1,49 101,02 100,87 104,35 3,48D7 6,73 152° 01' 16" 90° 16' 24" 90° 00' 00" 90,27 90,00 0,27 0° 16' 24" 1,84 1,49 101,02 100,87 104,35 3,48F1 9,00 306° 37' 55" 90° 14' 48" 90° 00' 00" 90,25 90,00 0,25 0° 14' 48" 2,22 1,50 101,02 100,87 104,74 3,87F2 9,00 306° 30' 58" 90° 12' 20" 90° 00' 00" 90,21 90,00 0,21 0° 12' 20" 1,85 1,50 101,02 100,87 104,37 3,50F3 8,43 303° 03' 46" 89° 48' 15" 90° 00' 00" 89,80 90,00 0,20 0° 11' 45" 1,65 1,50 101,02 100,87 104,17 3,30F4 9,19 308° 00' 35" 90° 5' 53" 90° 00' 00" 90,10 90,00 0,10 0° 5' 53" 0,90 1,50 101,02 100,87 103,42 2,55F5 10,00 313° 28' 18" 90° 5' 24" 90° 00' 00" 90,09 90,00 0,09 0° 5' 24" 0,90 1,50 101,02 100,87 103,42 2,55F6 10,92 316° 47' 05" 90° 4' 57" 90° 00' 00" 90,08 90,00 0,08 0° 4' 57" 0,90 1,50 101,02 100,87 103,42 2,55F7 11,81 320° 45' 07" 90° 4' 34" 90° 00' 00" 90,08 90,00 0,08 0° 4' 34" 0,90 1,50 101,02 100,87 103,42 2,55G1 39,00 350° 38' 21" 71° 01' 53" 90° 00' 00" 71,03 90,00 18,97 18° 58' 7" 13,40 1,50 101,02 100,87 115,92 15,05G2 36,68 353° 19' 37" 72° 37' 10" 90° 00' 00" 72,62 90,00 17,38 17° 22' 50" 11,48 1,50 101,02 100,87 114,00 13,13G3 36,68 353° 58' 14" 73° 58' 13" 90° 00' 00" 73,97 90,00 16,03 16° 1' 47" 10,54 1,50 101,02 100,87 113,06 12,19G4 36,53 355° 05' 03" 86° 54' 42" 90° 00' 00" 86,91 90,00 3,09 3° 5' 18" 1,97 1,50 101,02 100,87 104,49 3,62G5 36,68 353° 41' 39" 86° 54' 28" 90° 00' 00" 86,91 90,00 3,09 3° 5' 32" 1,98 1,50 101,02 100,87 104,50 3,63G6 9,05 326° 21' 20" 74° 25' 46" 90° 00' 00" 74,43 90,00 15,57 15° 34' 14" 2,52 1,50 101,02 100,87 105,04 4,17G7 11,89 336° 17' 33" 63° 03' 28" 90° 00' 00" 63,06 90,00 26,94 26° 56' 32" 6,04 1,50 101,02 100,87 108,56 7,69G8 11,89 336° 06' 36" 73° 20' 09" 90° 00' 00" 73,34 90,00 16,66 16° 39' 51" 3,56 1,50 101,02 100,87 106,08 5,21
120
Tabla A.4 Datos topográficos del muro C45 – G8
PUNTO DE DISTANCIA ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO ANGULO RESTA DE RESTA DE ALTURA ALTURA DE COTA DE COTA DEL COTA DEL ALTURAVISADO HORIZONTAL HORIZONTAL VERTICAL 90° VERTICAL 90° ANGULOS ANGULOS H OJO LA ESTACION SUELO PUNTO VISADO DE MURO
G9 11,85 336° 49' 24" 78° 43' 58" 90° 00' 00" 78,73 90,00 11,27 11° 16' 2" 2,36 1,50 101,02 100,87 104,88 4,01G10 9,50 299° 28' 27" 78° 08' 45" 90° 00' 00" 78,15 90,00 11,85 11° 51' 15" 1,99 1,50 101,02 100,87 104,51 3,64G11 9,86 304° 30' 43" 75° 49' 56" 90° 00' 00" 75,83 90,00 14,17 14° 10' 4" 2,49 1,50 101,02 100,87 105,01 4,14G12 9,86 323° 38' 07" 74° 56' 50" 90° 00' 00" 74,95 90,00 15,05 15° 3' 10" 2,65 1,50 101,02 100,87 105,17 4,30G13 11,11 292° 46' 15" 79° 40' 40" 90° 00' 00" 79,68 90,00 10,32 10° 19' 20" 2,02 1,50 101,02 100,87 104,54 3,67G14 13,45 289° 02' 49" 90° 4' 49" 90° 00' 00" 90,08 90,00 0,08 0° 4' 49" 1,08 1,50 101,02 100,87 103,60 2,73G15 13,45 289° 02' 54" 90° 2' 17" 90° 00' 00" 90,04 90,00 0,04 0° 2' 17" 0,51 1,50 101,02 100,87 103,03 2,16G16 14,34 287° 45' 31" 90° 2' 8" 90° 00' 00" 90,04 90,00 0,04 0° 2' 8" 0,51 1,50 101,02 100,87 103,03 2,16G17 14,34 287° 45' 40" 90° 4' 31" 90° 00' 00" 90,08 90,00 0,08 0° 4' 31" 1,08 1,50 101,02 100,87 103,60 2,73G18 18,14 283° 31' 52" 90° 3' 34" 90° 00' 00" 90,06 90,00 0,06 0° 3' 34" 1,08 1,50 101,02 100,87 103,60 2,73G19 18,14 283° 16' 04" 90° 1' 41" 90° 00' 00" 90,03 90,00 0,03 0° 1' 41" 0,51 1,50 101,02 100,87 103,03 2,16G20 19,05 282° 43' 26" 90° 1' 36" 90° 00' 00" 90,03 90,00 0,03 0° 1' 36" 0,51 1,50 101,02 100,87 103,03 2,16G21 19,05 282° 46' 19" 90° 3' 24" 90° 00' 00" 90,06 90,00 0,06 0° 3' 24" 1,08 1,50 101,02 100,87 103,60 2,73G22 22,39 280° 21' 37" 90° 3' 19" 90° 00' 00" 90,06 90,00 0,06 0° 3' 19" 1,24 1,50 101,02 100,87 103,76 2,89G23 23,37 279° 57' 26" 90° 3' 11" 90° 00' 00" 90,05 90,00 0,05 0° 3' 11" 1,24 1,50 101,02 100,87 103,76 2,89
121
Tabla A.5 Datos topográficos del muro G9 – G23
APENDICE B
TABLA DE FACTOR DE CAPACIDAD DE CARGA DE
TERZAGHI
122
123
Tabla B.1 Factores de capacidad de carga de Terzaghi.
ANEXOS
124
125
Anexo 1. Tecnologías y Materiales de Construcción para el Desarrollo
126
Anexo 2. La Construcción Griega y Romana
127
Anexo 3. Evaluación de Hormigón Proyectado con Microfibras
para Refuerzo Primario de Túneles
128
Anexo 4. Principios de Construcción
129
Anexo 5. Principios de Ingeniería de Cimentaciones
130
Anexo 6. Partes del muro
