INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO PRIVADO DE LA CONSTRUCCIÓN CAPECO ACREDITADO POR EL SINEACE SEGÚN R.P. N° 034-20I 5-CO SUSTNEA CE /CD AH- P R.M. 0738 – 93 93 - ED
REPORTE DE INVESTIGACIÓN PARA OBTENER EL TÍTULO DE PROFESIONAL TÉCNICO EN CONSTRUCCIÓN CIVIL
ANALISIS COMPARATIVO DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS DE VIGACERO Y CONVENCIONAL EN LA CONSTRUCCIÓN DE UNA LOSA ALIGERADA PARA UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR UBICADO EN LAS GARDENIAS - HUACHO, LIMA PRESENTADO POR CASTRO GUTIERREZ RONALD MASGO NAUPAY VIL CLINTON HUARACAYA LEON LUIS TERREL ROSAS ANGELA LIZETH
DOCENTE ING. DARWIN ACUÑA
ASESOR ING. CARBONELL REYES LIMA - PERÚ 2018
DEDICATORIA Dedicamos este trabajo de investigación a Dios y a todos nuestros familiares por el apoyo inmenso en todos estos años, quienes con sacrificio, paciencia y amor, permitieron nuestra formación personal y profesional. Así también a todas aquellas personas que dudaron de nuestra capacidad y empeño para culminar nuestra carrera profesional. Igualmente, para aquellas personas que nos brindaron sus conocimientos, nos motivaron y dieron aliento cuando el camino se encontraba cuesta arriba.
i
AGRADECIMIENTO Nos sentimos agradecidos y muy contentos, principalmente con dios todo poderoso que nos permitió llegar a la cúspide más grande, deseada por nosotros lo cual es haber finalizado nuestra carrera profesional. Al IESTP de la Construcción – CAPECO por darnos la formación profesional necesaria y así poder enfrentar los retos laborales que nos exige nuestra profesión. Igualmente
agradecemos
a
las
empresas
VIGACERO y ARCOTECHO por apoyarnos brindándonos charlas charlas lo cual fue fundamental fundamental para la elaboración de nuestra nuestra tesis. .
ii
ÍNDICE DEDICATORIA.......................................................................................................... i AGRADECIMIENTO ............................................................................................... ii ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................ vi INDICE DE TABLAS ............................................................................................. vii ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS ................................................................................ vii DECLARACIÓN JURADA DE AUTENTICIDAD Y NO PLAGIO ................ viii PRESENTACION DE LA TESIS ........................................................................... ix CARTA DE APROBACIÓN DEL REPORTE DE INVESTIGACIÓN .............. x RESUMEN ................................................................................................................ xi ABSTRACT.............................................................................................................. xii 1. Introducción ....................................................................................................... 1 1.1. Realidad problemática ............................................................................. 3 1.2. Problemas de investigación ..................................................................... 5 1.2.1. Problema general ................................................................................... 5 1.2.2. Problemas específicos ............................................................................ 5 1.3. Antecedentes............................................................................................ 6 1.3.1. Antecedentes internacionales................................................................ 6 1.3.2. 1.4.
Antecedentes nacionales ........................................................................ 6 Revisión de la teórica o normativa .......................................................... 8
1.4.1. Sistema vigacero .................................................................................... 8 1.4.1.1. Introducción al sistema vigacero .................................................... 8 1.4.1.2. 1.4.1.3.
Usos y ventajas del sistema vigacero ............................................. 9 Componentes del sistema vigacero .............................................. 10
1.4.1.3.1. Vigueta prefabricada de acero galvanizado ............................ 11 1.4.1.3.1.1. Definición del acero galvanizado ..................................... 12 1.4.1.3.1.2. Cargas............................................................................... 13 1.4.1.3.1.3. La corrosión ..................................................................... 14 1.4.1.3.2. Casetón de poliestereno expandido – EPS .............................. 15 1.4.1.3.3. 1.4.1.3.4. 1.4.1.4.
Malla de temperatura............................................................... 16 El concreto .............................................................................. 17 Procedimiento constructivo .......................................................... 18 iii
1.4.1.4.1.
Colocación de viguetas ........................................................... 18
1.4.1.4.2. Colocacion de casetones ............................................................. 19 1.4.1.4.3. Instalaciones eléctricas ................................................................ 20 1.4.1.4.4. Instalaciones sanitarias ................................................................ 22 1.4.1.4.5. Colocación de malla de temperatura ........................................... 24 1.4.1.4.6. Vaciado de concreto .................................................................... 25 1.4.2. Sistema de losa aligerada convencional............................................... 26 1.4.2.1. Introducción a las losas aligeradas ............................................... 26 1.4.2.2. Componentes de una losa aligerada convencional ....................... 27 1.4.2.2.1. Acero corrugado ...................................................................... 27 1.4.2.2.2. 1.4.2.2.3.
Ladrillo.................................................................................... 28 Concreto .................................................................................. 29
1.4.2.2.4. Encofrado y desencofrado ....................................................... 30 1.4.2.3. Procedimiento constructivo de una losa aligerada convencional . 32 1.4.2.3.1. 1.4.2.3.2.
Encofrado de la losa aligerada ................................................ 32 Colocación de ladrillos en los techos ...................................... 33
1.4.2.3.3. Instalaciones sanitarias y eléctricas ......................................... 34 1.4.2.4. Seguridad estructural .................................................................... 35 1.4.2.5. Resistencia al hormigón y fracción .............................................. 36 1.4.3. 1.5.
Definición de términos básicos ............................................................ 37 Planteamiento del propósito................................................................... 38
1.5.1. Objetivo de la investigación ................................................................ 38 1.5.1.1. Objetivo general ........................................................................... 38 1.5.1.2.
2.
Objetivo específicos ..................................................................... 38
Método .............................................................................................................. 39 2.1. Sistematización de hipótesis, variables e indicadores ........................... 39 2.2. Método, tipo y diseño de investigación ................................................. 40 2.2.1. Tipo de investigación........................................................................... 40 2.2.2. Nivel de investigación ......................................................................... 41 2.2.3. Diseño de la investigación ................................................................... 41 2.3. Participantes........................................................................................... 42 2.3.1. Población y muestra ............................................................................. 42 I.
Población ............................................................................................... 42 iv
II. Muestra. ................................................................................................. 42 2.3.2. 2.3.3.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos ................................ 43 Validación del instrumento .................................................................. 44
2.3.4.
Confiabilidad del instrumento ............................................................. 44
2.4.
3.
Equipo/materiales .................................................................................. 44
Resultados......................................................................................................... 45 3.1. Resultados descriptivos (datos obtenidos) ............................................. 45 3.1.1. Resultados del objetivo específico 01 .................................................. 45 3.1.1.1. I. II. III.
Procedimientos ............................................................................. 45 Reconocimiento y mediciones de datos .................................. 45 Trabajo de Campo ................................................................... 47 Diseño ..................................................................................... 47
3.1.2. Resultados del objetivo específico 02.................................................. 52 3.1.2.1. Procedimiento............................................................................... 52 I. 3.1.3.
Observación directa de las fichas técnicas de los materiales .. 52 Resultados del obejetivo especifico 03 ................................................ 53
3.1.3.1. I. II.
4.
Procedimiento............................................................................... 53 Analisis del metrado................................................................ 53 Analisis del presupuesto.......................................................... 55
Discusión ........................................................................................................... 57 4.1. Relación entre los resultados y antecedentes ......................................... 57
Conclusiones ............................................................................................................. 58 Recomendaciones ..................................................................................................... 58 Bibliografía ............................................................................................................... 59 Anexos ....................................................................................................................... 60
v
ÍNDICE DE FIGURAS Figura N° 1................................................................................................................... 8 Figura N° 2................................................................................................................. 10 Figura N° 3................................................................................................................. 11 Figura N° 4................................................................................................................. 12 Figura N° 5................................................................................................................. 16 Figura N° 6................................................................................................................. 16 Figura N° 7................................................................................................................. 17 Figura N° 8................................................................................................................. 18 Figura N° 9................................................................................................................. 18 Figura N° 10............................................................................................................... 19 Figura N° 11............................................................................................................... 19 Figura N° 12............................................................................................................... 20 Figura N° 13............................................................................................................... 21 Figura N° 14............................................................................................................... 21 Figura N° 15............................................................................................................... 22 Figura N° 16............................................................................................................... 23 Figura N° 17............................................................................................................... 23 Figura N° 18............................................................................................................... 24 Figura N° 19............................................................................................................... 24 Figura N° 20............................................................................................................... 25 Figura N° 21............................................................................................................... 26 Figura N° 22............................................................................................................... 27 Figura N° 23............................................................................................................... 27 Figura N° 24............................................................................................................... 28 Figura N° 25............................................................................................................... 30 Figura N° 26............................................................................................................... 31 Figura N° 27............................................................................................................... 32 Figura N° 28............................................................................................................... 32 Figura N° 29............................................................................................................... 33 Figura N° 30............................................................................................................... 40 Figura N° 31............................................................................................................... 48 Figura N° 32............................................................................................................... 49 Figura N° 33............................................................................................................... 50 Figura N° 34............................................................................................................... 51 Figura N° 35............................................................................................................... 55 Figura N° 36............................................................................................................... 56 Figura N° 37............................................................................................................... 60 Figura N° 38............................................................................................................... 61
vi
INDICE DE TABLAS Tabla N° 1 .................................................................................................................. 39 Tabla N° 2 .................................................................................................................. 43 Tabla N° 3 .................................................................................................................. 52 Tabla N° 4 .................................................................................................................. 53 Tabla N° 5 .................................................................................................................. 54 Tabla N° 6 .................................................................................................................. 54
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS Fotografía N° 1 .......................................................................................................... 42 Fotografía N° 2 .......................................................................................................... 45 Fotografia N° 3 .......................................................................................................... 46 Fotografía N° 4 .......................................................................................................... 47
vii
DECLARACIÓN JURADA DE AUTENTICIDAD Y NO PLAGIO Nosotros: Apellidos y Nombres
DNI
Castro Gutierrez Ronald Huarcaya Leon Luis Enrique Masgo Naupay Vilclinton Terrel Rosas Angela Lizeth
72611598
Declaramos bajo juramento que: Somos
autores
del
reporte
de
investigación,
titulado:
……………………………………………………………............................................. ..............…………….................................................................. .....................................
..........., La misma que presentamos, para optar el Título de profesional técnico en construcción civil: Declaramos solemnemente que la tesis no ha sido plagiada ni total ni parcialmente en sus datos ni contenidos desarrollados, para la cual se ha respetado la norma internacionales APA de citas y referencias para las fuentes consultada; por lo que sostenemos que la tesis presentada no atenta contra derechos de otros autores. El reporte de investigación que presentamos, no ha sido publicado ni presentado anteriormente para obtener grado académico previo o título profesional; los datos presentados en la sección resultados son datos reales, no son falsificados, ni duplicados, ni copiados. Por lo expuesto, mediante la presente asumimos frente al IESTP CAPECO la responsabilidad por el incumplimiento de lo declarado o que pudiera encontrar causa en la tesis presentada. De identificarse fraude, piratería, plagio, falsificación o que el trabajo de investigación haya sido publicado anteriormente; asumimos las consecuencias y sanciones que de nuestra acción se deriven, sometiéndonos a la normatividad vigente del Instituto CAPECO. Lugar y fecha Firma 1
Firma 2
Firma 3
Firma 4
viii
PRESENTACION DE LA TESIS Señores miembros del Jurado: En cumplimiento del Reglamento de Titulación del IESTP CAPECO presentamos ante ustedes el reporte de investigación titulado “………………………………..…………………………”, la misma que sometemos
a su consideración y evaluación, esperando que la tesis reúna los requisitos de aprobación para obtener el título Profesional de técnico en construcción Civil. Firma Nombres y apellidos de los investigadores DNI
ix
CARTA DE APROBACIÓN DEL REPORTE DE INVESTIGACIÓN Mag. Himmel Salinas Coronado. Responsable de del Área de Investigación. Presente. En mi carácter de asesor tecnológico del reporte de investigación presentado por los estudiantes: 1. 2. 3. 4.
……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… …………………………………………………………………………
Titulado:
“…………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………” Para optar el título de profesional técnico en
Construcción Civil, considero que dicho reporte de investigación reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación pública y evaluación por parte del jurado examinador que se designe. Sin otro particular me despido de usted ________________________________ Nombre: DNI N° La Victoria,…. de…………… del 2018
x
RESUMEN En el presente trabajo se muestra a detalle los procesos constructivos de losa aligerada, describiendo así dos sistemas que son VIGACERO y losa aligerada convencional. Se ha realizado el análisis comparativo de ambos sistemas constructivos, enfocándose asi en tiempos, materiales y costos. Para poder dar a conocer las diferencias y similitudes de cada sistema, entre los aspectos económicos, constructivos, de calidad, plazo y las limitaciones que cada proceso constructivo presenta, con el fin de complementar el estudio estructural antes realizado en otras tesis y a su vez disponer las ventajas que te dan los nuevos sistemas constructivos propuestos para dar las recomendaciones correspondientes para mejorar y pasar a un mejor sistema. Estos sistemas de construcción se diferencian mayormente por ser sistemas pre fabricado de fácil instalación en la losa, el encofrado de madera (puntales) y el peso. El principal objetivo de este trabajo fue Comparar los sistemas constructivos VIGACERO y convencional. Se comparó el desempeño de ambos tipos de sistema basados en la resistencia, el tiempo y costo de que desempeñan ambos procesos. Aunque vigas de acero se han utilizado durante muchos años, una nueva generación de vigas de acero optimizadas ha sido desarrollada producto de los avances en la tecnología estructural y de fabricación. A nivel de tiempos de ejecución la relación entre ambos sistemas tanto convencional y VIGACERO es de aproximadamente un 31% de ahorro de tiempo respectivamente. A nivel de costos globales se puede llegar a un ahorro entre un 7% con respecto al sistema
convencional.
(Comparativo
VIGACERO
vs
CONVENCIONAL
PROYECTO HUACHO). A nivel constructivo los sistemas con VIGACERO requieren un 10% de encofrado con respecto al sistema convencional, ya que las viguetas y las bovedillas sirven como encofrado. En conclusión, el uso de elementos o sistemas prefabricados como el sistema VIGACERO a diferencia de la losa convencional, en la construcción nos podría traer grandes mejoras y la calidad a la industria de la construcción en el Perú, por lo que su uso será más beneficioso. xi
ABSTRACT In the present work, the construction processes of the lightweight slab are shown in detail, describing two systems of lightened slab VIGACERO and conventional. The comparative analysis of both constructive systems has been made, of time and costs, to make known the differences and similarities of each system, among the economic, constructive, quality, term and limitations that each constructive process presents, with the In order to complement the structural study previously done in other theses and at the same time to dispose the advantages that the new constructive systems offer to give the corresponding recommendations to improve and move to a better system. These systems of construction differ mainly by being prefabricated systems of easy installation in the slab, the wooden formwork (struts) and the weight. The main objective of this work was to compare the construction systems VIGACERO and conventional. The performance of both types of system was compared based on the resistance, time and cost of both processes. Although steel beams have been used for many years, a new generation of optimized steel beams has been developed as a result of advances in structural and manufacturing technology. At the level of execution times, the relationship between both conventional and VIGACERO systems is approximately 31% time saving, respectively. At the level of global costs can reach a savings between 7% with respect to the conventional system. (Comparative VIGACERO vs CONVENCIONAL PROJECT HUACHO). At the construction level, VIGACERO systems require a 10% formwork compared to the conventional system, since the joists and the slabs serve as formwork. In conclusion, the use of elements or prefabricated systems such as the VIGACERO system, unlike the conventional slab, in construction could bring us great improvements and quality to the construction industry in Peru, so its use will be more beneficial.
xii
CAPITULO I (Problemática)
1. Introducción Concordamos que la Ingeniería civil o Ingeniería de estructuras ha avanzado considerablemente en la mejora de sistemas constructivos más eficientes y económicos en la construcción de Edificaciones, así tenemos que hace muchos años se vienen usando las Viguetas prefabricadas de acero para nuevos diseños y construcciones de losas Estructurales, ahora bien sabemos que las losas de azoteas y entrepisos es el elemento más delicado y más expuesto a fallas por lo que hay que poner la mayor atención en su construcción. La presente investigación se refiere al tema del análisis comparativo losa no convencional con viga de acero y losa aligerada convencional, que se puede definir , que el sistema de losa aligeradas con viguetas prefabricadas de acero “Vigacero”, reemplazara al sistema de losa aligerada convencional, ya que es posible cubrir paños más grandes con menor espesor de la losa y en menos tiempo que otros sistemas de entrepiso, dadas las ventajas que ofrece este sistema por ser sencillo en su instalación. Es necesario señalar que lo importante del presente trabajo radica en el análisis comparativo del proceso constructivo aplicando sistemas VIGACERO y convencional ya que ambos sistemas son buenos La investigación se realizó por el interés de conocer, un sistema que optimiza en cuestión de tiempo y economía por lo que no es de extrañarse que la industria de la construcción requiere elementos prefabricados para facilitar la construcción y minimizar los costos y materiales. Al realizar este trabajo de investigación, resaltamos la rentabilidad de una vigueta de acero ya que nos garantiza una mejor calidad y resistencia de un producto. Este trabajo está motivado por una urgente necesidad, del ámbito del proceso de losas aligeradas convencional y no convencional de poder desarrollar un sustento. Para ello recurriremos a comparar ambos sistemas dando resultados
1
buenos en los que se diferencian ambos sistemas como en lo técnico y económico y en el tiempo y peso de ambos sistemas de losa. Cabe mencionar que la losa de entrepiso debe llevar un mayor espesor y cantidad de acero que la loza de azotea, ya que la loza de entrepiso debe soportar cargas mayores a su propio peso y la losa de azotea recibirá carga viva ocasionalmente, en ese sentido surge la necesidad de establecer nuevos conceptos de diseño y construcción de losas estructurales en nuestras Edificaciones y es así que estamos planteando este sistema constructivo, el Uso de Viguetas prefabricadas de acero en la construcción de futuras edificaciones en el Perú. En efecto, el problema se centra en definir una estructura formal de los estatus del saber, y definir un sistema mejorado y adecuado que se diferencien de la losa aligerada convencional. Las viguetas prefabricadas de acero VIGACERO cumplen con las disposiciones del Capítulo 17- Elementos Compuestos de Concreto sometidos a Flexión de la norma E.060 Concreto Armado (2009), del Reglamento Nacional de Edificaciones. Finalmente después de todo el esfuerzo dedicado al desarrollo del presente proyecto solo se tiene la esperanza de que lo que se hizo sirva de ejemplo para las futuras generaciones de nuestra carrera profesional. Mejorando el diseño y dando mejores recomendaciones, con los estudios continuos e investigación que nos brindan nuevos conocimientos y conceptos. .
2
1.1.Realidad problemática Cada día en el mundo de la construcción de losas aligeradas exige la fabricación de nuevos materiales estructurales que puedan optimizar el trabajo y que permiten obtener un sistema más seguro y confiable, por lo que se ha visto en la necesidad de innovar e implantar nuevos métodos al momento de construir una losa aligerada. Actualmente en el Perú se utiliza varios tipos de sistemas constructivos de losas aligeradas que si no tiene cuidado por ejemplo (vaciado de concreto) se produciría el desplazamiento o roturas de los ladrillos lo cual hace que las viguetas de la losa no tenga el ancho uniforme, si no se realiza el encofrado correctamente y no se aplica vibrado de correcto al concreto produce cangrejeras, en los sistemas estructurales la losa es uno de los elementos más importante, también es considerado uno de los elementos más utilizados en sector del construcción y también como uno de los elementos de los que más fallas estructurales representan (fanor G.2016). Siendo el sector de construcción una de las más importantes y que ayuda al desarrollo de los las ciudades a nivel nacional, es de suma importancia optimizar los costos y los tiempos de entrega. Sobre todos en los proyectos de grandes envergaduras, uno de los elementos más importante es el concreto ya que es el material más demente (Mosquera. M y otros, 2013).
3
En nuestra regiones del Perú se observa el crecimiento de la población y por lo tanto va aumentando la necesidad de contar con una vivienda segura y confiable para el bien de las familias, por lo cual se ha visto en la necesidad de realizar un estudio de comparación de los sistemas y optar por el sistema más eficiente, eficaz y adecuado según las necesidades tomando como punto de comparación el costo de cada sistema. Si es necesario profundizar en los estudios del comportamiento de los materiales o elementos de la construcción, con fin de optimizar el tiempo y costos de los proyectos con el uso de la tecnología en los materiales actuales, estos pretenden mejorar las propiedades de los cada material que compone una estructura para su mejor comportamiento ante un sismo y mejor rendimiento en su vida útil. En la provincia de huacho se observa muchas construcciones de viviendas, centros comerciales, edificios de oficinas etc. Siendo uno de los problemas más notorios en construcción, la presencia de fisuras en losas aligeradas, estas fisuras se forman por distintas razones por ejemplo contracción por secado, inicio tardío del curado, temperatura del concreto, temperatura del aire, velocidad del viento. Estos problemas de problemas de fisuras observan principalmente en estructuras con vaciados masivos de concreto por ejemplo vaciado de las losas aligerada, que debido a un mal control de la temperatura, diseño, inicio de curado en otros problemas, se presenta las fisuras que podría causar que el concreto no alcanza su resistencia requerida, también la corrosión de del acero etc. Por eso durante las últimas décadas se han estudiado los materiales para mejorar el desempeño de estos ante solicitaciones (Mosquera. M y otros, 2013).
4
La propuesta será planteada después de analizar ambos sistemas constructivos y optar por un sistema donde se pueda optimizar en cuestión de tiempo y economía. La eficiencia de los sistemas se demuestra en su diseño estructural que permite consolidar una mayor rigidez y estabilidad de todo el elemento, asimismo contribuir con el impacto ambiental que cada vez es más perjudicial para el medio ambiente en que vivimos.
1.2. Problemas de investigación 1.2.1. Problema general ¿Cuáles son las diferencias del análisis comparativo de los sistemas constructivos de Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima? 1.2.2. Problemas específicos
¿Cuáles son las diferencias del proceso constructivo de los sistemas Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima?
¿Cuáles son las diferencias de los materiales de los sistemas Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima?
¿Cuáles son las diferencias del costo respecto al análisis económico de los sistemas constructivos de Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima?
5
1.3. Antecedentes 1.3.1. Antecedentes internacionales ¯ Como precedente al tema de investigación tenemos como referencia (Joel, 2010) Sistemas constructivos prefabricados aplicables a la construcción de edificaciones en países de desarrollo. Tesis para optar el título de Máster en ingeniería civil – Madrid. El objetivo de la tesis fue mostrar los diferentes sistemas constructivos prefabricados con sus respectivas características, enfocados a la construcción de edificaciones. Desarrolló una investigación experimental con una población. Las conclusiones de esta investigación nos indican que al implementar el sistema prefabricado se abren nuevas posibilidades desde el punto de vista constructivo a diferentes tipos de obras civiles que anteriormente solo se trabajaban en concreto, existen diferentes sistemas de construcción prefabricada, muchas de estas de aplicación frecuente en países desarrollados. Es de vital importancia el recopilar estas experiencias y extrapolarlas a la construcción de edificaciones en los países en vías de desarrollo. 1.3.2. Antecedentes nacionales ¯ Como precedente al tema de investigación tenemos como referencia (Maritza, 2002). Análisis técnico y económico de losas de entrepiso. Tesis para optar el título en ingeniería civil – Piura. El objetivo de la tesis es proponer sistemas de entrepiso más ventajosos que el sistema de losas aligeradas con ladrillos de arcilla comúnmente usada por un sector de la construcción determinando las diferencias entre las losas compuestas con las láminas colaborantes, las losas aligeradas en una y dos direcciones y las losas compuestas con viguetas pretensadas, determinando las luces que se pueden cubrir con estos sistemas bajo ciertas condiciones de servicio. Además realizamos diseños para dos paños de losa, que permitieron establecer el sistema de entrepiso más adecuado. A lo largo del desarrollo de la tesis, describimos la metodología a seguir para los diseños. Las conclusiones de esta investigación es reemplazar los tradicionales ladrillos de arcilla por el poliestireno, material que reduce el peso del elemento
6
aligerante de un entrepiso en un 99 %, lo que disminuye el peso propio del sistema en un 40 % aproximadamente; además, le confiere al sistema de entrepiso propiedades de aislante térmico y acústico. ¯ Como precedente al tema de investigación tenemos como referencia (Luis, 2015) Manual de instalación de techo aligerado con viguetas prefabricas de acero. Sencico – Lima. Este presente documento contiene información técnica cuyo fin es servir el aprendizaje del participante y explicar el uso e instalación correcta del sistema de VIGACERO ¯ Como precedente al tema de investigación tenemos como referencia (Ramirez, 2009). Análisis comparativo del proceso constructivo de losas aligeradas utilizando viguetas prefabricadas firth, viguetas armadas todocemento y viguetas vaciadas en losa. Tesis para optar el título en ingeniería civil – Lima. El objetivo de la tesis es comparar los procesos constructivos de losas aligeradas utilizando viguetas prefabricadas firth, viguetas armadas todo cemento y viguetas vaciadas. Las conclusiones de esta investigación luego de haber realizado el estudio de os tres sistemas propuestos se puede decir que se ha logrado cumplir con los objetivos de la tesis , se ha logrado obtener la información suficiente para poder analizar con claridad cada uno de los procesos constructivos además se han determinado los rendimientos y costos que han permitido efectuar la comparación entre los aspectos económicos , constructivos ,funcionales de calidad, plazo y las limitaciones que cada proceso constructivo presenta. Asimismo se han establecido las ventajas y desventajas de los tres sistemas constructivos propuestos.
7
1.4. Revisión de la teórica o normativa 1.4.1. Sistema vigacero 1.4.1.1.Introducción al sistema vigacero El sistema constructivo no convencional de losas aligeradas con viguetas prefabricadas de acero vigacero , reemplaza al sistema de losa aligerada convencional , debido a la posibilidad de cubrir paños más grandes con menor espesor de losa y en menor tiempo que otros sistemas de entrepiso, dadas las ventajas que ofrece este sistema por ser de sencilla instalación. Asimismo, ha sido desarrollado para realizar losas de entrepisos más resistentes a los sismos, ya que permite una fácil instalación, al no requerir encofrado tradicional. (Resolución ministerial, 2014, pag.8). Se debe tener en cuenta que el Sistema de Techo Aligerado con Viguetas Prefabricadas de Acero es de concreto armado. Al respecto, (Luis, 2015, pág. 12) define que “la parte estructural del sistema está constituida por viguetas prefabricadas de acero de diseño especial que constituyen el refuerzo positivo y el encofrado de las losas aligeradas, estas viguetas soportan las cargas tanto los casetones de poliesti reno expandido (EPS) y del concreto […]”. En otras palabras se puede decir que es un sistema de techo aligerado conformado por viguetas prefabricadas de acero estructural galvanizado y casetones de poliestireno expandido EPS de alta densidad que facilita la construcción de losas aligeradas de una manera más fácil y sencilla. Finalmente, se deduce que este sistema es una opción extraordinaria frente a otros sistemas constructivos, porque constituye de manera más económica e inmediata.
Figura N° 1 En esta figura se observa la correcta instalación del sistema vigacero Fuente: (Luis, 2015)
8
1.4.1.2.Usos y ventajas del sistema vigacero El Sistema de Techo Aligerado con Viguetas Prefabricadas de Acero se utiliza en diferentes tipos de albañilería confinada por ejemplo en a porticado, sistema dual y estructuras metálicas entre otros más utilizados. Estas viguetas cumplen con todas las disposiciones de la resolución ministerial de vivienda capítulo 17, ya que cuenta con un mejor comportamiento acústico y térmico, asimismo la losa final tiene una sección compuesta por concreto y acero ya que estos componentes se encuentran integrados mediante una adherencia mecánica que permite formar un diafragma más rígido. (Resolución ministerial, 2014, p.4). Este sistema cuenta con una Fácil y rápida instalación. Al respecto, custodio (2015, p.12) define que “este sistema reduce significativamente el tiempo de ejecución de
la obra, por lo tanto es más económica, ya que no requiere encofrado en ningún caso y en luces mayores a 4,50 m solo requiere mínimo apuntalamiento, asimismo cuenta con un peso de 40% menos por metro cuadrado que otros sistemas de techo aligerado, además tiene un excelente comportamiento sísmico por el menor peso por m2 y es muy fácil de transportar, manipular y apilar en obra […]”. Por lo tanto
este sistema se puede utilizar en todos los sistemas constructivos, de fácil colocación para todo tipo de instalaciones, ya sean embutidas o suspendidas ya que se adapta a una gran variedad de acabados. En fin, se deduce que el sistema vigacero es más liviano y muy fácil de armar ya que reduce el tiempo de armado obteniendo un mejor rendimiento, además optimiza la mano de obra y por lo general no genera desperdicios así que lo hace un sistema más ecológico por que se realiza totalmente a medida y sin restos de recortes, asimismo garantiza la calidad de su producto.
9
1.4.1.3.Componentes 1.4.1.3.Componentes del sistema vigacero
Figura N° 2 En esta figura se observa las partes de un sistema vigacero Fuente: (Luis, 2015)
10
1.4.1.3.1. Vigueta prefabricada de acero galvanizado Las viguetas prefabricadas de acero galvanizado cumplen con las disposiciones del Capítulo 17, Elementos Compuestos de Concreto Concreto sometidos a Flexión Flexión de la Norma Técnica de Edificaciones E.060 Concreto Armado y por su diseño especial soportan los esfuerzos de tracción a los cuales son sometidas las losas aligeradas que sirven además de encofrado permanente al concreto conjuntamente con los casetones (EPS) , las viguetas son fabricadas a partir de bobinas bobinas de acero galvanizado galvanizado que provienen de distintas distintas empresas. empresas. (Resolución ministerial, 2014, p.4). p.4). El galvanizado es un proceso electroquímico por el que se deposita un metal sobre otro. Al respecto, custodio (2015, p.13) p.13) define que que “en el caso del acero se aplica
a la lámina un baño en caliente de zinc fundido. La película de zinc que se forma sobre el acero lo protege de dos maneras: protección de barrera y protección galvánica (catódica)”. Ya que cada caso cumplen con las normas ASTM A653,
ASTM A1008, ASTM A1011 Grado 37 ó AISI/SAE 1015.
Figura N° 3 En esta figura se observa las Características físicas y mecánicas de la vigueta Fuente: (Luis, 2015)
11
1.4.1.3.1.1.Definición del acero galvanizado El galvanizar es un proceso que involucra la aplicación de capas de zinc sobre las piezas prefabricadas, prefabricadas, después se aplica técnicas de galvanización galvanización estos son los métodos más comunes en la inmersión de acero en zinc fundido que produce una reacción en las que forman enlaces permanentes entre el acero y zinc (Gonzales, 2005, pág. 7). El proceso de galvanización en donde el acero se cubre completamente con una capa de zinc, la cual protege a la materia prima de la corrosión y agentes los que se encuentran expuestos expuestos en el ambiente y así poder elevar su vida vida útil. Al respecto, donde el hierro y el (Gonzales, 2005, pág. 7)defin e que “[…] es un proceso en donde
acero se cubren por una capa de zinc, la cual protege al material de la corrosión producida por agentes ambientales. Las ventajas de los recubrimientos de zinc proporcionan una duración excepcional de los materiales y una resistencia mecánica más elevada donde se busca proteger las piezas […]”. Sin embargo la
duración del revestimiento de la capa de zinc dependerá del espesor de la capa y tipo de ambiente donde se encuentra el acero. Finalmente, se deduce que el acero galvanizado es uno de los materiales que ofrece variedad de usos y aplicaciones en el sector de la construcción por ser uno de protección ante corrosivo más económico y versátil lo cual permite ser utilizado como piezas en perfiles de acero prefabricados, ante todo proceso no es perfecto ya que las piezas enfrían lentamente y pueden pegarse entre ellas. Figura N° 4 En
esta
observa nominales
figura los
se
valores de
la
vigueta. Fuente: (Luis, 2015)
12
1.4.1.3.1.2. Cargas Como todo maestro e ingeniero deben saber lo que una estructura soportara y deben estar informados de las cargas que recibirá durante el tiempo de vida por lo cual se debe verificar todo conforme como lo dice las normas para que dure más y sea seguro. Al respecto McCormac (2009, p.40) define “[…] Lo difícil que debe presentar un
diseñador estructuras es la estimación precisa de las cargas que recibirá una estructura durante su vida útil lo cual no debe omitirse cualquier carga que pueda llegar a presentarse. Y por ello es necesario investigar las combinaciones más desfavorables que se puedan dar el momento dado. […]”.
Sin embargo, tanto al elaborar e implementar esa estructura en una edificación se debe ver la resistencia y las cargas que recibirá durante el tiempo de vida que tendrá esa estructura por lo cual deben seguir las normas al detalle sin omitir nada para que hace no haya daño alguno por una mala implementación de la estructura sin embargo muchos no lo saben a causar de no contratar a alguien que sabe sobre estructuras.
13
1.4.1.3.1.3.La corrosión La corrosión es una reacción química de la unión del metal oxígeno, que provoca un deterioro en los materiales metales debido al alto impacto de oxidación del metal dependerá de la explosión del agente oxidante, temperatura presente en el medio ambiente o presencia de agente salinas, de acuerdo este problema la industria de la construcción se ve afectada que se transfiere en los altos costos de los proyectos. La corrosión es de deterioro de los materiales, usualmente es el acero a causa del medio ambiente en las que son usados estos materiales, una solución a este problema es el galvanizado en caliente es recubrimiento sobre el acero unido metalúrgicamente mediante la inmersión de piezas en un baño de zinc, a continuación, (Gonzales, 2005, pág. 7) define que “[…] en el proceso por inmersión en caliente se cubren las piezas de hierro o acero con una capa de zinc por medio de inmersión en un baño de zinc fundido a una temperatura ideal que puede ser de 450ºc a 470ºc. Una temperatura menor o mayor al rango anterior puede verse reflejada al final del proceso en el tamaño del grano de la capa de zinc […]” explicar
además los productos de corrosión del zinc, que son insolubles, compactos y adherentes, taponan las pequeñas discontinuidades que pueden producirse en el recubrimiento por causa de la corrosión o por daños mecánicos. En la actualidad la corrosión es un reto en el desarrollo de la tecnología y la corrosión se puede prevenir o muchas veces se previene durante un tiempo, pero se vuelve a oxidar, la corrosión es algo que destruye los materiales muy fácilmente si no le das mantenimiento. Lo que también puede afectar a los materiales son las temperaturas y la humedad de donde se ubica; pero también se sabe que la corrosión no se puede evitar, pero, si se puede disminuir.
14
1.4.1.3.2. Casetón de poliestereno expandido – EPS El poliestireno expandido (EPS) es un material plástico espumado, derivado del poliestireno y utilizado en el sector del envase y la construcción como tal la fabricación del material se realiza partiendo de compuestos de poliestireno en forma de perlitas que contienen un agente expansor (habitualmente pentano). Después de una pre-expansión, las perlitas se mantienen en silos de reposo y posteriormente son conducidas hacia máquinas de moldeo. Dentro de dichas máquinas se aplica energía térmica para que el agente expansor que contienen las perlitas, se caliente y éstas aumenten su volumen a la vez que el polímero se plastifica. Durante dicho proceso, el material se adapta a la forma de los moldes que lo contienen. (Luis, 2015, pág. 15) También es habitual el uso de bovedillas de poliestireno expandido para la realización de forjados con mayor grado de aislamiento térmico ya que se fabrican con poliestireno expandido EPS tipo F y en densidad: 15 kg/m3. Al respecto, (Luis, 2015, pág. 15) define que “La función del casetón de poliestireno expandido EPS, dentro de las losas aligeradas es reducir el peso de la losa, así como servir de encofrado al concreto durante el proceso constructivo”. Pues el casetón de
poliestireno expandido es reutilizable al 100% para formar bloques del mismo material, como también materias primas para otra clase de productos por lo tanto en la construcción lo habitual es comercializarlo en planchas de distintos grosores y densidades. Finalmente se deduce, que en obra su manejo es cómodo y sencillo hasta su colocación, asimismo evita su aplastamiento o deterioro (quiñado) durante el almacenaje, realiza todas las instalaciones eléctricas y sanitarias dentro de la misma, a fin de dejar libre las zonas donde el concreto y el acero deben cumplir la función estructural de la losa aligerada.
15
Figura N° 5 En esta figura se observa las características de los casetones EPS Fuente: (Luis, 2015) 1.4.1.3.3. Malla de temperatura Este refuerzo de acero no debe apoyarse directamente sobre los casetones del techo, sino sobre dados de concreto previamente elaborados por que la función de esta malla sirve para ayudar a evitar que los cambios de temperatura agrieten el concreto. (Luis, 2015, pág. 17)
Figura N° 6 En esta figura se recomienda utilizar separadores entre la malla de temperatura y los casetones Fuente: (Luis, 2015)
16
1.4.1.3.4. El concreto Es la mezcla de cemento, agua, grava o piedra chancada y arena, ya que el cemento representa sólo el 15% en la mezcla del concreto por lo que es el que ocupa menor cantidad en volumen; sin embargo su presencia en la mezcla es esencial para poder obtener una adecuada dosificación es indispensable para poder preparar un concreto con las normas de calidad requeridas. Los materiales y el producto final deben ser controlados y ensayados de acuerdo con la Norma E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones y el código ACI - 318, cumpliendo con las expectativas de falla y criterios de aceptación establecidos por dichos documentos. (Luis, 2015, pág. 18)
Figura N° 7 En esta figura se recomienda evitemos el impacto directo al casetón. Te sugiero utilizar una pequeña tabla provisional para esparcir el concreto. Fuente: (Luis, 2015)
17
1.4.1.4.Procedimiento constructivo 1.4.1.4.1. Colocación de viguetas Colocar las viguetas VIGACERO® a distancia entre ejes de 84 cm o según la distribución establecida en los planos. Se puede asegurar la primera viguetas al encofrado para evitar que se desplace y utilizando los casetones en los extremos para asegurar el correcto espaciamiento entre viguetas segun el plano de modulación respectivo. (Luis, 2015)
Figura N° 8 En esta figura se observa la correcta colocación de las viguetas. Fuente: (Luis, 2015) En caso de los encuentros con vigas chatas o estribos, se pueden realizar cortes a la vigueta con un disco de corte y doblar los extremos para permitir que las barras de la viga pasen horizontal o verticalmente. (Luis, 2015)
Figura N° 9 En esta figura se observa el encuentro de un vigueta con una viga chata Fuente: (Luis, 2015) 18
1.4.1.4.2. Colocacion de casetones Los casetones de poliestireno expandido (EPS) se colocan sobre las viguetas prefabricadas de acero, apoyando un lado primero y encajando después el otro. Otra opción, es partir con una vigueta de guía e ir encajando en forma intercalada el casetón y la vigueta. (Luis, 2015). Figura N° 10 La figura muestra que A pesar que los casetones de densidad 15 kg/m3 son muy duros, se deben colocar tablas para transitar encima del techo Fuente: (Luis, 2015)
Figura N° 11 La figura muestra que se debe Colocar los tablones apoyados entre vigueta y vigas de borde para el tránsito de personas y materiales durante el armado de la losa Fuente: (Luis, 2015) Luego de colocar los casetones en ambos extremos y verificar la adecuada distribución de las viguetas y casetones según el plano vigacero, se procede a completar la colocación de los casetones empujando y deslizando los casetones entre las viguetas asimismo realizar cortes a los casetones con una sierra, en caso necesario, y verificar que todo el conjunto este completo: Verificar si el plano vigacero indica: ensanches de vigas, viguetas costura u otras recomendaciones. (Luis, 2015)
19
1.4.1.4.3. Instalaciones eléctricas Se procede a ubicar y marcar los centros de luz. Luego con una “tarraja” manual fabricada con PVC de 4” de diámetro, se le hacen unos “dientes” en la parte inferior y un par de agujeros para pasar una varilla de 3/8” de diámetro y 50 cm de longitud.
Se procede a perforar girando directamente sobre los casetones y luego se retira el residuo. (Luis, 2015)
Figura N° 12 La figura muestra la manera correcta de cómo se debe cortar el poliestireno para las salidas de luz Fuente: (Luis, 2015) El recorrido horizontal de los tubos eléctricos pasar sobre la superficie de los casetones los tubos eléctricos también pueden pasar a través de los casetones son de gran dimensión las cajas octogonales para fijar los puntos de luz se pueden adosar a los casetones mediante perforaciones sencillas. (Resolución ministerial, 2014, p.5).
20
Figura N° 13 En la figura se muestra los canales de “media caña” para los pases de las tuberías
eléctricas Fuente: (Luis, 2015) Para los canales es necesario contar en obra con una pistola eléctrica de aire caliente, la cual tiene diversas boquillas para canales, huecos, entre otros. La ventaja de esta herramienta es que no produce virutas contaminantes y es de fácil manejo. Se colocan los centros de luz con un alambre No. 8 de manera que las cajas puedan quedar a la altura deseada. Es aconsejable colocar antes de la caja de luz una sección de 10 cm del tubo de PVC de 4” de modo que durante el vaciado no se desboque el
hueco. También es mejor llenar con poliestireno la caja de luz, para que el concreto no se introduzca y termine limpio luego del vaciado. (Luis, 2015).
Figura N° 14 En la figura se muestra el acabado final Fuente: (Luis, 2015)
21
1.4.1.4.4. Instalaciones sanitarias De acuerdo con el diseño sanitario es factible revisar el diseño y distribución de las viguetas de acero, a fin de que el montante horizontal de desagüe pueda ir en el centro de los casetones EPS y que pueda colocarse sin perforar las viguetas. Asimismo la colocación de los montantes y ramales es sencilla con el uso de la pistola de aire caliente y las boquillas adecuadas: redonda para perforar y plana para realizar canales. Es conveniente realizar las perforaciones con cuidado, para que tengan la pendiente adecuada, colocar tablas y puntales debajo de los casetones a perforar, de manera que se mantengan firmes durante las labores de instalación y posterior vaciado. (Luis, 2015)
Figura N° 15 En la figura se muestra la correcta instalación de las tuberías de agua y desague. Fuente: (Luis, 2015) En caso de ampliaciones, pueden solucionarse las nuevas redes sanitarias de manera convencional. Esto es colocando tuberías adosadas al techo y con un falso cielo raso o colocar las nuevas tuberías sobre la losa existente y luego rellenar con bloques de EPS, para luego vaciar una sobre losa con una grada o escalón al ingreso del servicio higiénico o ambiente ampliado otra solución sería utilizar el inodoro con descarga horizontal, que facilita la descarga de la tubería de PVC SAL de 4” directamente al
ducto de montantes de desagüe. (Luis, 2015)
22
Figura N° 16 En la figura se muestra una solución para el inodoro con descarga horizontal Fuente: (Luis, 2015) En todos los casos, luego de realizar las instalaciones, efectuar las pruebas hidráulicas y de presión a gas, además de verificar que las tuberías y montantes tengan tapones en los extremos para evitar que ingrese el concreto y otros contaminantes. (Luis, 2015) Figura N° 17 En la figura se muestra prueba para ver que la instalación sea la correcta. Fuente: (Luis, 2015) Las tuberías de agua fría y caliente pasaran atreves de los casetones realizando su recorrido horizontal entre casetones de EPS y la malla de temperatura referente al pase de las tuberías de desagüé se recomienda utilizar losas macizas o losas aligeradas con esfuerzo de varillas convencionales usando casetones solo para el área de baño. En lavanderías o cocinas las tuberías de desagüe si pueden desarrollar su recorrido de pendiente similar al de la tubería de agua fría. Existe en él, mercado peruano una opción más para este tipo de losas este sería colocar el sanitario tipo sifón jet donde la tubería de desagüe desemboca horizontalmente hacia el muro bajando por el ducto de montante de desagüe. (Resolución ministerial, 2014, p.6).
23
1.4.1.4.5. Colocación de malla de temperatura Colocar la malla de temperatura, ya sea electro soldada o de alambrón de Ø 1/4”
@ 25 cm en dos direcciones. Esta debe colocarse encima de los casetones de EPS y las viguetas, levantándola 2,0 cm con los distanciadores que pueden ser de plástico o de cemento. (Luis, 2015)
Figura N° 18 En la figura se muestra la instalación de la malla de temperatura Fuente: (Luis, 2015) Debido a la rigidez de la vigueta prefabricada de acero, se pueden colocar tacos de concreto de 8 cm de alto para techos de espesor 20 cm, de manera que estos tacos sean los separadores de la malla de concreto y que la malla de temperatura quede embebida totalmente en la losa de concreto. (Luis, 2015)
Figura N° 19 En la figura se muestra detalle de una losa aligerada Fuente: (Luis, 2015)
24
1.4.1.4.6. Vaciado de concreto Una vez colocados, casetones y malla, y antes del vaciado, se debe realizar la limpieza interior (remover restos o despunte de materiales que hayan caído en los perfiles). Esta limpieza es para lograr una mejor acción colaborante entre concreto y acero. El vaciado, en caso de ser premezclado y bombeado, se debe realizar la colocación en forma de abanico con el sistema de tuberías, a presión mínima y a la menor altura posible, de forma tal de no sobrecargar áreas de losa con excesiva cantidad de concreto, ni producir cargas de alto impacto en los casetones de poliestireno expandido. El vaciado, debe controlarse para dispersar rápida y homogéneamente el concreto. Se recomienda asentamiento de c ono o slump = 10”.
En caso de concreto transportado con carretillas, se deben colocar tablones de madera apoyados sobre las mallas, con el fin de no sobrecargar el sistema durante el proceso de vaciado. (Luis, 2015)
Figura N° 20 En la figura se muestra el vaciado de una losa aligerada con sistema vigacero Fuente: (Luis, 2015)
25
1.4.2. Sistema de losa aligerada convencional 1.4.2.1. Introducción a las losas aligeradas Las losas aligeradas son elementos rígidos de concreto armado que permite la distribución de cargas vivas y muertas hacia los soportes estructurales, las losa se pueden clasificar losas unidireccionales, las cuales se encargan de transmitir la carga estructural en una losa dirección, generalmente hacia los muros portantes y columnas, en cambio las losas bidireccionales se comportan como losas solidas teniendo en cuenta que su diseño es con menor peso estructural. (manual de construccion para maestros de obra) Los techos forman parte de la estructura de una vivienda, están hechos de concreto armado y se utilizan como entrepisos. Pueden apoyarse sobre los muros portantes, vigas o placas A continuación (manual de construccion para maestros de obra) define […] cuando la losa aligerad a
trabaja en dos extremos opuestos se diseñan
como losas unidireccionales, los apoyos pueden ser vigas principales, secundarias o muros, consiste en un armado unidireccional de viguetas, que juntamente con una losa de 5 cm se encargan de transferir todas las cargas presentes en los paños hacia las vigas y/o placas directamente. Para concluir son estructuras horizontales de concreto reforzadas que separa de un piso de la edificación a otro, esta losa por lo general se diseña para disminuir el peso de cargas estructurales.
Figura N° 21 En la figura se muestra los detalles de una losa aligerada Fuente: (manual de construccion para maestros de obra) 26
1.4.2.2.Componentes de una losa aligerada convencional 1.4.2.2.1. Acero corrugado El concreto o es un material muy resistente y resiste las fuerzas que los comprimen, pero sin embargo es muy débil a las fuerzas que los estires por eso es necesario que a una estructura de concreto se debe incluir acero por este motivo el acero es uno de los materiales más importante en el ámbito de la construcción a continuación (manual de construccion para maestros de obra)define que el acero se encuentra en varillas de 9 metros, estas varillas tienen corrugas alrededor de ella y a largo de toda su extensión que sirven para garantizar su adherencia al concreto. es importante Considerar que cuando almacene el acero debe ser en lugar seco, en donde se le pueda proteger la lluvia y la humedad, evitar el contacto con el suelo, así impedir la formación de la corrosión.
Figura N° 22 En la figura se muestra los detalles de un fierro corrugado Fuente: (cruz)
Figura N° 23 En la figura se muestra los diámetros de los fierros Fuente: (manual de construccion para maestros de obra) 27
1.4.2.2.2. Ladrillo Los ladrillos se usan en la construcción de una losa aligerada para aligerar su peso, generalmente en la construcción es común ver ladrillo de dimensiones estándares y altura depende del diseño de proyecto a continuación (manual de construccion para maestros de obra) dice Generalmente, miden 30 cm de ancho por 30 cm de largo, con diferentes alturas que dependen de la longitud libre de los techos asimismo pueden ser de 12 cm, 15 cm o 20 cm y son utilizados para techos aligerados de 15 cm, 20 cm o 25 cm de espesor respectivamente. Asimismo, los ladrillos no deben presentar manchas blancas porque esto puede indicar contenido de sal, que posteriormente deteriorará el tarrajeo y la pintura. (manual de construccion para maestros de obra) Figura N° 24 En la figura se muestra las medidas de un ladrillo Fuente: (cruz)
Este ladrillo, al igual que la pandereta, es muy liviano y su función es aligerar el peso de los techos las consideraciones que se debe de tener en cuenta antes de comprar cualquiera de estos ladrillos, es de revisar que no presenten rajaduras y que no estén crudos (coloración muy clara) o muy cocidos (coloración marrón negruzca); de lo contrario, serán de baja resistencia o muy quebradizos. Asimismo, los ladrillos no deben presentar manchas blancas porque esto puede indicar contenido de salitre, que posteriormente deteriorará el tarrajeo y la pintura. (manual de construccion para maestros de obra)
28
1.4.2.2.3. Concreto El concreto es un material muy utilizado en las obras que se ejecutan en nuestro medio para construir la estructura de una edificación. Ésta es una razón más que suficiente para optimizar su calidad ya que de él depende la excelencia de la estructura asimismo el concreto podemos considerarlo como una piedra que se ha obtenido artificialmente, primero, mezclando una serie de ingredientes; luego transportándolo, colocándolo, compactándolo y curándolo apropiadamente, de tal manera que éste adquiera las características que se ha establecido previamente, como por ejemplo, consistencia, impermeabilidad, resistencia a la compresión (f`c). (manual de construccion para maestros de obra) Es un material compuesto que al ser mezclado presenta una apariencia plástica de fácil manejo, pero al paso del tiempo va perdiendo plasticidad y va ganando resistencia y rigidez a continuación (manual de construccion para maestros de obra, pág. 114), dice para la preparación de concreto se debe consultar las resistencia en los planos, la composición de la mezcla y obtener una resistencia requerida debe agregarse(cemento, arena gruesa, piedra chancada y agua) tener en consideración el control de cada uno de los materiales componentes de la mezcla de concreto debe ser minucioso pues se observó que variaciones en las propiedades de algunos de ellos originan cambios bruscos no deseables en el comportamiento del concreto, especialmente al estado fresco. En fin podemos deducir que para obtener un concreto de buena calidad, no sólo es necesario contar con buenos materiales, que además estén combinados en las cantidades correctas; es necesario también tener en cuenta cómo se hace el mezclado, el transporte, el vaciado, la compactación y el curado. Estos procesos influirán directamente en la calidad de este importante material. Si uno o varios procesos se realizan de manera deficiente, se obtendrá un concreto de mala calidad, aun utilizando las cantidades exactas de cemento, arena, piedra y agua. (manual de construccion para maestros de obra)
29
1.4.2.2.4. Encofrado y desencofrado Se entiende por encofrado las formas volumétricas que se confeccionan para dar la configuración final del concreto, que sea capaz de soportar con total seguridad todas las cargas verticales, los esfuerzos horizontales y la ejecución de vertido y vibrado del hormigón, con el fin de amoldarlo a la forma prevista y conseguir una estructura que cumpla con la resistencia, función, formas, líneas y dimensiones de los elementos especificados en planos y detalles del proyecto. (Ortega, 2009, p.28). Los encofradores llevarán las herramientas sujetas convenientemente en bolsas o cinturones que eviten su caída involuntaria. Al respecto, Ortega (2009, p.56) define que “El hormigonado del forjado se hará desde tablones. Cuando la grúa eleve los materiales el personal no estará debajo de la carga suspendida”. Por lo tanto, Se
prohíbe la permanencia de operarios en las zonas de batido de cargas durante las operaciones de izado de tablones, sopandas, puntales y ferrarla; igualmente, se procederá durante la elevación de viguetas, nervios, armaduras, pilares, bovedillas. En relación, el encofrado se realiza ordenadamente de abajo hacia arriba y con piezas preparadas, el desencofrado se realizará siempre con ayuda de uñas metálicas realizándose siempre desde el lado del que no se puede desprender la madera, es decir desde el ya desencofrado y la madera desencofrada se desproveerá de puntas.
Figura N° 25 En la figura se muestra un ejemplo de encofrado de una losa aligerada Fuente: (CAPECO)
30
Figura N° 26 En la figura se muestra los procedimientos adecuados para realizar un buen metrado. Fuente: (CAPECO)
31
1.4.2.3.Procedimiento constructivo de una losa aligerada convencional 1.4.2.3.1. Encofrado de la losa aligerada Tal como se mencionó, el techo aligerado está constituido por viguetas, losa y ladrillos huecos, como muestra la fi gura
Figura N° 27 En la figura se muestra las partes que se deben encofrar Fuente: (manual de construccion para maestros de obra) Para armar el encofrado será necesario contar con soleras corridas soportadas por pies derechos espaciados como máximo a cada 90 cm asimismo luego, se procederá a colocar los tablones sobre las soleras (en sentido contrario a éstas). Estos tablones servirán para apoyar los ladrillos y para ser fondo de encofrado de las viguetas, por tal motivo el espacio entre los ejes de tablón a tablón será de 40 cm. (manual de construccion para maestros de obra) Figura N° 28 En la figura se muestra la manera correcta de un encofrado Fuente: (cruz)
32
Para delimitar el vaciado del techo, se colocarán frisos en los bordes de la losa, con una altura igual a su espesor. Finalmente, por seguridad, se colocarán refuerzos laterales en los puntales o pies derechos que soportan el encofrado. Se recomienda que éstos vayan extendidos horizontalmente y amarren todos los puntales en la parte central de los mismos. (manual de construccion para maestros de obra) 1.4.2.3.2. Colocación de ladrillos en los techos Una vez que el entablado del te cho se ha terminado, y que el fi erro de las vigas ya esté ubicado, se procederá a la colocación de l os ladrillos y luego a la del fi erro en las viguetas y la losa de techo. (manual de construccion para maestros de obra)
Figura N° 29 En la figura se muestra la colocación de ladrillos Fuente: (manual de construccion para maestros de obra) Cuando se coloquen los ladrillos de techo, éstos deberán estar alineados uno detrás de otro, sin que queden espacios vacíos e ntre ellos para evitar que se fi ltre el concreto durante el vaciado . Se deberá verificar que estos ladrillos no estén rajados ni partidos. (manual de construccion para maestros de obra)
33
1.4.2.3.3. Instalaciones sanitarias y eléctricas Dentro de una losa aligerada de techo, quedan empotradas una serie de instalaciones, como las tuberías de la red de agua y desagüe y las tuberías de electricidad que alimentan a los puntos de luz. Por esta razón, es muy importante tomar precauciones (sobre todo con las tuberías de desagüe) para evitar que atraviesen las viguetas y corten su continuidad y resistencia. En el caso de las tuberías de luz, las cajas octogonales no deben colocarse sobre el encofrado de las viguetas sino en el lugar de los ladrillos. (manual de construccion para maestros de obra) Figura N° 29 En la figura se muestra la colocación de ladrillos Fuente:
(manual
de
construcción para maestros de obra)
Si en algunas zonas hubiese una concentración de estas tuberías de desagüe, sería recomendable convertir esta área de losa aligerada en losa maciza, es decir, retirar los ladrillos y vaciar toda el área en concreto con s u respectivo refuerzo de fierro. Igualmente, a veces existen muchos cruces de tuberías de agua o luz dentro de la losa de concreto que va sobre los ladrillos. Como esta losa tiene solo 5 cm de espesor, estas tuberías pueden quedar expuestas o con muy poco recubrimiento. En estos casos, es necesario amarrarlas con alambre N°16 y tratar de pegarlas contra los ladrillos lo más que se pueda. (manual de construccion para maestros de obra).
34
1.4.2.4.Seguridad estructural La seguridad estructural busca garantizar que los edificios tengan las características y condiciones necesarias para desarrollar las actividades para los que fueron creados de manera segura. Estas condiciones aplican tanto para el uso de la edificación como durante su construcción. Esta seguridad contempla dos aspectos: Resistencia y Estabilidad y Condiciones de Servicio; la edificación debe resistir los esfuerzos previstos y se debe poder utilizar con normalidad. Ya que una edificación comprende todos los elementos estructurales como plataformas, escaleras, etc. La construcción de una edificación exige un proyecto redactado por una persona facultada para ello, así mismo debe presentarse ante las autoridades correspondientes y obtener una licencia de obra antes de empezar la construcción. (Hernadez, 2007). Un peritaje estructural es un estudio especializado de un inmueble o construcción con firmas y responsivas de valor que dictaminan la estabilidad, seguridad y especificaciones técnicas planteadas por el proyecto para su correcto funcionamiento, al respecto, (Hernadez, 2007, pág. 145) define que “Las posiciones implicadas en un peritaje estructural son director responsable de obra y perito responsable de obra, las cuales deben ser cubiertas por ingenieros y arquitectos especialistas con experiencia en construcción e ingeniería estructural ”. Ya que las
inspecciones en sitio y estudio de planos arquitectónicos, estructurales, manuales de diseño, estudios preliminares, son necesarios para determinar el origen de posibles fallas o riesgos del inmueble o construcción. En fin, se deduce que para garantizar la seguridad estructural de una edificación se realiza un peritaje estructural. Para brindar alternativas y soluciones de construcción en caso de tener con un daño estructural.
35
1.4.2.5. Resistencia al hormigón y fracción El cálculo de estructuras e ingeniería se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos. Especial interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería, tales como las rocas, la madera, el hormigón, el acero, varios metales. Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción. Algunas de ellas son: -
Elasticidad (módulo de elasticidad)
-
Plasticidad
-
Ductilidad
-
Fragilidad
Catalogados los materiales conforme a tales cualidades, puede decirse que los de características pétreas, bien sean naturales, o artificiales como el hormigón, se comportan mal frente a esfuerzos de tracción, hasta el punto que la resistencia que poseen no se suele considerar en el cálculo de estructuras. Por el contrario, las barras de acero soportan bien grandes esfuerzos a tracción y se considera uno de los materiales idóneos para ello. El acero en barras corrugadas se emplea en conjunción con el hormigón para evitar su fisuración, aportando resistencia a tracción, dando lugar al hormigón armado. (Montes, 2001, p.76). Se debe tener en cuenta que la resistencia que ofrece un material de rotura cuando está sometido a un esfuerzo de tracción. Al respecto, Montes (2001, p.34) define que “El hormigón es un material ineficiente resistiendo cargas a tracción;
comparativamente esta resistencia representa hasta un 10% de su capacidad a la compresión”. Es por ello que en el hormigón armado los esfuerzos de tracción son
absorbidos por el acero de refuerzo. Estos factores También afectan a la resistencia a flexión y a tensión, así como a la adherencia del concreto con el acero. Debido a la limitada resistencia a tracción y corte se debe utilizar en situaciones donde estas solicitaciones sean muy bajas.
36
Finalmente, se deduce que la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de pres fuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga. 1.4.3.
Definición de términos básicos
Apuntalamiento: Sistema compuesto por una serie de puntales o postes que actúan en conjunto destinados a asegurar y ofrecer sostén a estructuras. (Construmatica, 2016, p.6).
Ductilidad: Es una propiedad que presentan algunos materiales, de los cuales bajo la acción de fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse. (Montes, 2001, p.76).
Elasticidad: Es la propiedad de los cuerpos deformados de recuperar su posición inicial; una vez desaparecida la fuerza deformante. (Montes, 2001, p.76).
Extrencidad: Distancia existente entre dos ejes paralelos. (Construmatica, 2016, p.6).
Fragilidad: Propiedad que poseen algunos materiales al romperse de repente por un esfuerzo sin apenas sufrir deformación. (Montes, 2001, p.76).
Grietas: Se denomina Grieta a la rotura que alcanza todo el espesor del elemento constructivo, dejándole inútil para su posible función estructural, y debilitado para la de envoltura, resultando partido en dos. Nilson (2000, p.96).
Hormigón : El hormigón o concreto es un material compuesto empleado en Construcción, formado esencialmente por un aglomerante al que se añade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos. (Montes, 2001, p.76).
37
Plasticidad: Propiedad de algunos materiales en los que las tensiones dejan de ser proporcionales a las deformaciones al llegar a un valor límite. (Montes, 2001, p.76).
Tracción: En el cálculo de estructuras e ingeniería se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. (Montes, 2001, p.76).
Vigueta: Se denomina Vigueta al elemento prefabricado longitudinal resistente, diseñado para soportar cargas producidas en forjados de pisos o cubiertas. (Reyes, 2011, p.15).
1.5.Planteamiento del propósito 1.5.1. Objetivo de la investigación 1.5.1.1. Objetivo general Conocer las diferencias del
análisis comparativo de los sistemas
constructivos de Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima. 1.5.1.2.Objetivo específicos
Comparar las diferencias
de los procesos constructivo de los sistemas
constructivos Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima.
Comparar las diferencias de los materiales de los sistemas vigacero y convencional en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima.
Comparar los costos en el análisis económico de los sistemas constructivos de vigacero y convencional en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima.
38
CAPITULO II (METODOLOGIA)
2. Método 2.1.Sistematización de hipótesis, variables e indicadores Tabla N° 1 Operacionalización de las variables
VARIABLES
DIMENSIONES
INDICADORES Días
Tiempo Procesos
Cronogramas Calidad
materiales Sistema vigacero
Durabilidad resistencia Cuadrillas Costo de material
costos
Mano de obra Costo del equipo Rendimiento presupuestos Días
Tiempo Procesos
Cronogramas Calidad
materiales
Durabilidad
Sistema convencional de
resistencia
Losa aligerada
Cuadrillas costos
Costo de material Mano de obra Costo del equipo Rendimiento presupuestos
Fuente: Elaboración Propia (2018) 39
2.2.Método, tipo y diseño de investigación 2.2.1. Tipo de investigación Nuestro proyecto de investigación es de tipo:
Investigación Cuantitativa (Sampieri, fernandez, baptista, 2014) La investigación cuantitativa es secuencial y probatorio, usa la recolección de datos para probar hipótesis, con base en la medición numérica y el análisis estadístico, para establecer patrones de comportamiento y probar teorías.
Figura N° 30 En esta figura se observa el proceso cuantitativo Fuente: (Sampieri, fernandez, baptista, 2014) El tipo de investigación corresponde a un estudio cuantitativo en el primer orden de tipo de retrospectivo según el tiempo ocurrido de los hechos y el registro de información, en segundo lugar, del tipo transversal, según el periodo y secuencia del estudio, porque el estudio de las variables se realizó al mismo tiempo haciendo un corte en el tiempo, y en tercer lugar es de tipo descriptivo y analítico por que describe, compara y analiza la relación entre las dos variables. (Sampieri, fernandez, baptista, 2014)
40
2.2.2. Nivel de investigación Nuestro proyecto de investigación se encuentra en el nivel:
Investigación descriptiva Describe o analiza las características de un objeto o situación midiendo variables de manera independiente asimismo se centran en medir con mayor precisión posible. De acuerdo a la definición planteada por (Sampieri, fernandez, baptista, 2014) nuestra investigación propuesta cumple las características planteadas por el autor, por lo que se puede definir que esta investigación es descriptiva. 2.2.3. Diseño de la investigación El diseño empleado en el proyecto de investigación corresponde al no experimental en su forma de:
Investigación descriptiva comparativa : (Florencio, 2015) Define que la investigación no experimental, que se califica al no utilizar las variables independientes, el investigador solo se pone a atender los fenómenos en su estado real, para luego analizarlo. De acuerdo a la definición planteada por (Florencio, 2015) nuestra investigación cumple con las singularidades del autor por ello se puede definir que la investigación no experimental se basa en variables que ya ocurrieron o se dieron en la realidad sin la intervención directa del investigador. Es descriptiva porque permite identificar, describir y analizar las características de los resultados de comparación de ambos sistemas. Es comparativa ya que estudiamos dos sistemas que difieren en algunos aspectos, buscando descubrir por qué son diferentes los sistemas y optando por el mas adecuado.
41
2.3.Participantes 2.3.1. Población y muestra I.
Población
La población está constituida por un conjunto de personas o elementos que poseen características similares que son estudiados a continuación (Francica, 1998, p.36) nos dice que población es “el conjunto de todos los elementos a los cuales se
refiere la investigación. Se puede definir también como el conjunto de todas las unidades de muestreo. Para el desarrollo de esta investigación la población es la vivienda unifamiliar que se encuentra ubicada en la asociación los cipreses calle 2 colindando con los lotes k 21 y k 23. Cuenta con un área de terreno de 160m2. En la provincia de Huara, distrito de Huacho, departamento de Lima. Fotografía N° 1
Recuperada de (www.google.com.pe/maps ) II.
Muestra.
Según, (Bernal, 2010), la muestra es “la parte de la población que se selecciona,
de la cual realmente se obtiene la información para el desarrollo del estudio y sobre la cual se efectuarán la medición y la observación de la variable objeto de estudio”.
42
La muestra es una proporción de la población que utilizaremos para analizar los resultados de ambos sistemas en esta oportunidad nuestra muestra es la losa aligerada de la vivienda unifamiliar. 2.3.2. Técnicas e instrumentos de recolección de datos Según (Carrillo, 2011), señala que son los procedimientos que se realizan con el propósito de obtener la información que se necesita para el logro de los objetivos de una investigación. Tabla N° 2 Técnicas e instrumentos Objetivos
técnicas
Comparar las diferencias
del
proceso constructivo de los sistemas
Ms Project
Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para
una
vivienda
Instrumentos
unifamiliar
Revisión de base de
Método PERT
datos
Software para dibujo técnico y diseño 2d
ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima. Comparar las diferencias de los materiales de los sistemas vigacero y convencional en la construcción de una losa aligerada para una Análisis de documentos
Fichas técnicas
vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima. Contrastar los costos en el análisis económico
de
los
sistemas
constructivos de vigacero
y
convencional en la construcción de
Metrados presupuestos
una losa aligerada para una vivienda unifamiliar
ubicado
en
Gardenias – Huacho, Lima.
las
AutoCAD excel S10 Excel Diagrama de Gantt
gestión
Gestión de tiempo de un proyecto
Fuente: Elaboración Propia (2017)
43
2.3.3. Validación del instrumento (Sampieri, fernandez, baptista, 2014) La validez se refiere al grado en el que un instrumento en verdad mide la variable que se busca medir. Los instrumentos del primer objetivo que Ms Project, Método Pertcpm y el diseño de cada sistema están validados y guiados mediante los resultados obtenidos en diferentes obras y asimismo manuales tanto peruanos e internacionales que, valida los instrumentos a utilizar, los cuales a su vez vienen siendo utilizados ampliamente en el sector construcción. El instrumento del segundo objetivo, es decir las las fichas técnicas de los diferentes materiales nos muestran datos que se obtienen por medio de certificados de calibración de la máquina. El instrumento del tercer objetivo, es decir los programas de Excel, AutoCAD y S10 estará validado con un documento de Confiabilidad de los siguientes obtenido de los respectivos metrados y presupuestos. 2.3.4. Confiabilidad del instrumento Según, (Sampieri, fernandez, baptista, 2014) afirman que “es la capacidad del mismo instrumento para producir resultados congruentes cuando se aplica por segunda vez, en condiciones tan parecidas como sea posible”.
De igual manera teniendo estas consideraciones en la recolección de datos, en nuestro proyecto de investigación, los instrumentos que vamos a utilizar para la obtención de datos que necesitamos para lograr nuestros objetivos son totalmente confiables, ya que estos instrumentos vienen siendo utilizados en la actualidad en distintas obras de nuestra ciudad de Lima Metropolitana y las normas técnicas peruana e internacional. 2.4.Equipo/materiales Equipo y materiales para realizar el trabajo de investigación:
flexómetro Libro de apuntes Laptops / Planos software 44
CAPITULO III (RESULTADOS) 3. Resultados 3.1.Resultados descriptivos (datos obtenidos) En el desarrollo del presente proyecto, se ha tomado en cuenta, para la elaboración del análisis comparativo de ambos sistemas contar con las técnicas e instrumentos adecuados y más precisos, y el software AutoCAD indicado para el de diseño del plano y así obtener los siguientes metrados y presupuestos para el cumplimiento satisfactorio del proyecto, por lo siguiente tendremos 9 fases bien definidas 3.1.1. Resultados del objetivo específico 01 Comparar las diferencias del proceso constructivo de los sistemas Vigacero y convencional, en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima. 3.1.1.1.Procedimientos I. Reconocimiento y mediciones de datos En esta primera etapa el grupo que realizara el proyecto hará una visita del lugar donde se realizara el proyecto, haciendo un reconocimiento del terreno visual, recopilando imágenes fotográficas de todas las características del terreno y todas sus eventualidades para luego hacer un análisis de trabajo y plan de trabajo que ayudara a la óptima ejecución del proyecto. Asimismo también se buscara planos existentes de la zona de trabajo para tenerlos como planos de referencia. Fotografía N° 2
(Fuente propia elaborado el 12/12/2017)
45
En esta fase de reconocimiento se utilizara un flexómetro que ayudara a medir más rápido el área del terreno y teniendo en cuenta el libro de apuntes que nos permitirá apuntar todos los datos obtenidos en campo. Por otra parte, se ha verificado que al momento de acceder al terreno donde se ejecutara el siguiente proyecto de investigación se debe realizar un reconocimiento al predio en donde se realizara un registro de todos los datos, tantos fotográficos y numéricos, se debe tener en cuenta la pendiente del terreno y si hay construcciones ya existentes, finalmente antes de realizar las ediciones se debe rellenar un formato de registro de datos. Fotografia N° 3
(Fuente propia elaborado el 12/12/2017)
46
II. Trabajo de Campo En esta segunda etapa se recopilara los datos del terreno obteniendo así la densidad de puntos suficientes como para que se pueda ver las características naturales del terreno con una medición total utilizando el flexometro, se realizara de la siguiente manera: a. Se realiza un croquis del lugar b. Se anotan datos adicionales en la libreta de campo Una vez recopilados los datos del terreno obtenidos por las mediciones realizadas, se trasladara estos mismos datos al software AutoCAD lo cual procesara los datos para la visualización virtual del plano de la losa aligerada de la vivienda unifamiliar. Fotografía N° 4
(Fuente propia elaborado el 12/12/2017) III. Diseño Para el diseño utilizaremos una laptop core!7 donde adjuntaremos los datos obtenidos en campo y lo cual diseñaremos 2 planos, un plano con el sistema de losa aligerada convencional , y el otro con el sistema vigacero , cada plano contara con sus respectivos cortes y detalles de la losa aligerada asimismo resaltara las especificaciones técnicas de cada sistema. Para obtener estos planos trabajaremos aplicando el software AutoCAD bajo el plano de la losa aligerada teniendo en cuenta las características del terreno para el diseño de la losa aligerada.
47
Diseños de la losa aligerada convencional
Figura N° 31 En esta figura se observa el plano que realizamos en el AUTOCAD de la losa aligerada convencional bien detallada. Fuente: propia elaborado el 12/12/2017 48
Diseño de la losa aligerada con vigacero
Figura N° 32 En esta figura se observa el plano que realizamos en el AUTOCAD de la losa aligerada con vigacero bien detallada. Fuente: propia elaborado el 12/12/2017
49
Gestión de proyecto - Ms Project cronograma de tiempo de los procesos de losa aligerada convencional DIAGRAMA DE GANTT - DURACION DE ACTIVIDADES DE LA LOSA ALIGERADA DIA DIA DIA DIA DIA DIA actividad código 1 2 3 4 5 6 Habilitación y Colocación de acero en 1.00 viga 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
Encofrado y desencofrado de vigas Encofrado y desencofrado de losa Habilitación y Colocación de ladrillo Habilitación y Colocación de acero en losa Colocación de Concreto para vigas Colocación de Concreto para losas Curado Desencofrado de losa Desencofrado de viga
Figura N° 33 En esta figura se observa el tiempo estimado en que se tiene que realizar todas las actividades para la obra y es de 6 días. Fuente: propia elaborado el 12/1/2018
50
Gestión de proyecto - Ms Project cronograma de tiempo de los procesos de losa aligerada con vigacero
DIAGRAMA DE GANTT - DURACION DE ACTIVIDADES DE LA LOSA ALIGERADA CON VIGACERO código
actividad
1
Habilitación y Colocación de acero en viga
2
Encofrado y desencofrado de vigas
3
Habilitación y Colocación de vigueta de acero
4
Habilitación y Colocación de casetones(epis)
5
Habilitación y Colocación de acero en losa
6
Colocación de Concreto para vigas
7
Colocación de Concreto para losas
8
Curado
9
Desencofrado de viga
DIA 1 DIA 2 DIA 3 DIA 4
Figura N° 34 En esta figura se observa el tiempo estimado en que se tiene que realizar todas las actividades para la obra y es de 4 días. Fuente: propia elaborado el 12/1/2018
51
3.1.2. Resultados del objetivo específico 02 Comparar las diferencias de los materiales de los sistemas
vigacero y
convencional en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima. 3.1.2.1.Procedimiento I. Observación directa de las fichas técnicas de los materiales Este proceso consiste en la verificación de las fichas técnicas de cada material obtenidos de los diferentes empresas que nos facilitan estos documentos, a continuación observemos la liste de materiales de ambos sistemas.
Lista de materiales
Tabla N° 3 Se observa los respectivos materiales utilizados en elsistema Sistema convencional Materiales
Unid.
Ladrillo de techo 15x30x30 cm
unid
Acero de refuerzo
kg
Cemento Portland tipo I
bls
Arena Gruesa
m3
Piedra Chancada de 1/2"
m3
Alambre negro recocido Nº16
kg
Madera Tornillo en bruto
p3
Alambre negro Nº 8 Clavos de 3 1/2"
kg kg Fuente: Elaboración propia (2018)
52
Tabla N° 4 Se observa los respectivos materiales utilizados en el sistema Sistema vigacero Materiales
Unid.
Vigueta prefabricada de acero galvanizado Caseton EPS 1.0 m x0.75mx0.15
unid
densidad 15 Kg/m3 unid
superficie liso Acero Ø 3/8" Fy = 4200 Kg/cm2
kg
Acero Ø 1/2" Fy = 4200 Kg/cm2
kg
Malla de temperatura (electrosoldada 2.4 m x 6.0 m )
m2
Puntales por piso 3" x 4"
Und
Alambre negro N° 16
kg
Alambre negro Nº 18 Clavos de 3 1/2"
kg kg
Fuente: Elaboración propia (2018) 3.1.3. Resultados del obejetivo especifico 03 Contrastar los costos en el análisis económico de los sistemas constructivos de vigacero y convencional en la construcción de una losa aligerada para una vivienda unifamiliar ubicado en las Gardenias – Huacho, Lima. 3.1.3.1.Procedimiento I. Analisis del metrado Se realizara el metrado de los planos de ambos sistemas de losa aligerada, bueno esto se dará a base del plano diseñado y con ayuda de los software Excel y S10, estos software son precisos para la elaboración de los objetivos específicos ya definidos. Se calculará cantidad de materiales, mano de obra, rendimientos, tiempo, presupuestos entre otras cosas, como calidad del mate rial, la durabilidad y resistencia de cada sistema. Con estos documentos de cálculo se estimara un valor al costo total del proyecto y verificar cual es más viable.
53
Metrados de construcción de la losa aligerada con el sistema convencional
Tabla N° 5 Metrados losa aligerada
material requerido
cantidad de material necesario por 1m2
x
m2 en mi vivienda
cantidad de material necesario para mi vivienda
=
concreto premezclado 210 kg/cm2
0.09 m2
2.48 m3
agua ladrillo de techo(30x30x15cm) clavos alamabre N°8 alambre N° 16 acero de refuerzo encofrado
17 litros
468.52 litros
8.4 unid
x
27.56
=
231.504 unid
0.11 kg 0.10 kg 0.06 kg
3.03 kg 2.76 kg 1.65 kg 215.608 kg 38.456 m2
Fuente: Elaboración propia (2018)
Metrados de construcción de la losa aligerada con el sistema vigacero
Tabla N° 6 Metrados
losa aligerada
material requerido
cantidad de material necesario
cantidad de material x 2 sectores = necesario para mi vivienda
Vigueta prefabricada de acero 5 galvanizado @ .84 m con longitud de 3ml Malla de temperatura x 4 (electrosoldada 2.4 m x 1.5 m ) Caseton EPS 1.0 m x0.75mx0.15 densidad 15 12 Kg/m3 superficie liso concreto premezclado 210 kg/cm2 acero de refuerzo Fuente: Elaboración propia (2018)
10 2
=
8 24 2.28 m3 191.664 kg
54
Una de las tareas claves para el cálculo correcto del presupuesto y costos unitarios adecuados es cuantificar y presupuestar los metrados de los materiales a utilizar en los trabajos a realizar de los objetivos y así calcular el costo del mismo. II. Analisis del presupuesto
Análisis de costos unitarios de la losa aligerada de convencional y el sistema vigacero cuadro comparativo del sistema vigacero vs losa aligerda convencional
ALIGERADA C ON VENCION AL f`c = 210K g/cm2 ESPESO R DE LOSA :
unid
cantidad
P.U
concreto premezclado 210 kg/cm2 ladrillo de techo(30x30x15cm) clavos alamabre N°8 alambre N° 16 encofrado Acero Ø 3/8" Fy = 4200 Kg/cm2 Acero Ø 1/2" Fy = 4200 Kg/cm2
m3 und kg kg kg m2 kg kg
2.48 231.504 3.03 2.76 1.65 38.456 215.61 0
S/. 243.60 S/. 2.54 S/. 2.52 S/. 3.90 S/. 3.90 S/. 15.95 S/. 2.50 S/. -
Total S/. S/. S/. S/. S/. S/. S/. S/.
Totales
604.13 588.02 7.64 10.76 6.44 613.37 539.03 S/. 2,369.38
instalacion del aligerado Manipulacion o Transporte manual de Ladrillos y viguetas cantidad de personal para el armado del aligerado: 2 operarios/5 peones
hh dia dia
0.7 2 5
S/. 104.40 S/. 61.40 S/. 44.90
S/. 73.08 S/. 122.80 S/. 224.50 S/. 420.38
SISTEMA DE LOSAS ALIGERADAS CON VIGUETAS VIGACERO f`c = 210 kg/cm2 ESPESOR DE LOSA 20 cm Vigueta prefabricada de acero galvanizado @ .84 m con longitud de 3ml Malla de temperatura (electrosoldada 2.4 m x 1.5 m ) Caseton EPS 1.0 m x0.75mx0.15 densidad 15 Kg/m3 superficie liso concreto premezclado 210 kg/cm2 Acero Ø 3/8" Fy = 4200 Kg/cm2 encofrado
unid
cantidad
P.U
m3 und kg kg kg m3
10 8 24 2.28 191.66 0
S/. 35.49 S/. 50.00 S/. 20.95 S/. 243.60 S/. 2.50 S/. -
Total S/. S/. S/. S/. S/. S/.
354.90 400.00 502.80 555.41 479.15 S/. 2,292.26
instalacion del aligerado Transporte manual de Viguetas y Casetones de EPS cantidad de personal para el armado del aligerado: 1 operario / 3 peones
hh dia dia
0.4 1 3
S/. 104.40 S/. 61.40 S/. 44.90
S/. 41.76 S/. 61.40 S/. 134.70 S/. 237.86
Figura N° 35 En este cuadro se observa la comparación de costos de cada sistema Fuente: Elaboración Propia (2018)
55
Análisis de resumen de costos de la losa aligerada de convencional y el sistema vigacero Resumen de costos de comparación
Para un área de :27.56 m2 costo días total losa aligerada armada de manera convencional S/. 2,369.38 S/. 2,369.38 4 S/. 420.38 S/. 420.38 S/. 2,789.76 losa aligerada armada con el sistema vigacero S/. 2,292.26 S/. 2,292.26 6 S/. 237.86 S/. 237.86 S/. 2,530.12
tiempo de duración de obra
ahorros obtenidos
4 días
S/. 259.65 6 días
Figura N° 36 Para un área de 27.56 m2 se consigue un ahorro de S/. 259.65 nuevos soles, esto es 7 % menos del Techo Convencional asimismo, el Ahorro en tiempo de ejecución de la Losa aligerada es de: 02 días, en este caso concreto: 31% de ahorro en tiempo de tal que, Esto es 51 % menos del peso de la losa convencional y brinda más seguridad ante un sismo. Fuente Elaboración Propia (2018)
56
CAPITULO IV (DISCUSIÓN)
4. Discusión 4.1.Relación entre los resultados y antecedentes Esta investigación tuvo como propósito comparar y describir ambos sistemas de losa aligerada, VIGACERO y convencional, tomando como punto principal la comparación del costo de cada sistema, obteniendo así, resultados satisfactorios con un 20% de ahorro en costo del sistema VIGACERO a comparación del sistema convencional, en los cuales además se analizó tiempo y cantidad de mano de obra. De los resultados obtenidos en esta investigación se puede deducir que los sistemas de losa aligerada deben de ser construidos de manera correcta y con los conocimientos necesarios, con los materiales adecuados y normados, realizando también una gestión y control permanente durante su construcción, para garantizar su resistencia y durabilidad en el tiempo. En los últimos 5 años, se implantaron nuevos sistemas de losa aligerada, siendo sistemas constructivos prefabricados innovadores que intervienen en la reducción de los plazos de ejecución y optimizando costos, y preservando la calidad de las obras, por lo tanto, en el sistema prefabricado se abren nuevas posibilidades desde el punto de vista constructivo a diferentes tipos de obras civiles ya que antes solo se hacía uso de concreto para las obras de construcción. Por otro lado, de los datos obtenidos en esta investigación coincide con otros antecedentes internacionales que hacen referencia a sistemas más eficientes y seguros, con facilidad en su construcción, un menor uso de personal y menor índice de contaminación ambiental,
reconocidos mundialmente por las
57
empresas que ya lo implantaron en sus obras y les produjo beneficios en cuestión de tiempo y costo, y que sin lugar a duda será participe de las futuras construcciones de losa aligerada en nuestro país.
Conclusiones Con los cálculos efectuados se obtuvieron resultados favorables para el sistema VIGACERO en cuestión de tiempo, y un menor requerimiento de mano de obra. Según el análisis comparativo de ambos sistemas se ha determinado que el sistema VIGACERO produce menor perdida de material de construcción a comparación de una losa aligerada convencional. El análisis de costo efectuado en este proyecto demuestra que el sistema VIGACERO incide con un 20% en ahorro económico.
Recomendaciones En un proyecto tan pretensioso como lo fue este, siempre se aspira que haya una mejora continua del mismo, por ende, se sugiere a futuros estudiantes que tengan interés en el proyecto, la complementación del sistema con mayor uso de herramientas y observación de esta, y aún más aconsejable seria la aplicación de ensayos para aclarar con mayor exactitud los beneficios de este sistema. Otra recomendación es la realización una investigación aplicativa del sistema para comprobar de manera práctica sus beneficios en cuestión de tiempo y costo. Se recomienda realizar un estudio de análisis sísmico de ambos sistemas, VIGACERO y convencional para comprobar su resistencia sísmica.
58
Bibliografía CAPECO, C. P. (s.f.). costos y presupuestos de edificacion. Florencio, E. H. (2015). programa de investigacion cientifica lakatosiana como medio para la investigacion contable. Gonzales. (2005). Implementacion de un sistema de control de calidad en una planta de lamina galvanizada corrugada de acero. guatemala. Hernadez. (2007). Joel, N. C. (2010). Sistemas constructivos prefabricados aplicables a la construccion de edificaciones en paises de desarrollo. Madrid. Liliana, M. A. (2015). EL GASTO PUBLICO EN CIENCIA , TECNOLOGIA E INNOVACION SU EFECTO EN EL DESARROLLO SOSTENIENDO DEL PERU 1998 - 2013. Luis, C. L. (2015). MANUAL DE INSTALACIÓN DE TECHO ALIGERADO CON VIGUETAS PREFABRICADAS DE ACERO. Lima: CARTOLAN EDITORES SRL. manual de construccion para maestros de obra. (s.f.). Maritza, R. R. (2002). ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO DE LOSAS DE ENTREPISO. Piura. Ministerial, R. (2014). Resolución Ministerial Nº 269-2014-VIVIENDA. Lima: El Peruano. Oficina de Investigación y Protección Humana. (03 de 2016). Web de estudios descriptivos. Obtenido de https://ori.hhs.gov/education/products/sdsu/espanol/res_des1.htm Ramirez, A. D. (2009). analisis comparativo del proceso constructivo de loss aligeradas utilizando viguetas prefabricadas firth, viguetas armadas todocemento y viguetas vaciadas en losa. lima. Sampieri, fernandez, baptista. (2014). METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION (5 ed.). mexico.
59
Anexos
Figura N° 37 Ese observa la matriz de consistencia Fuente: Elaboración Propia (2018)
60
Figura N° 38 Ese observa algunas ventajas de ambos sistemas Fuente: (Luis, 2015)
61