PERFIL DE TESIS
Alex Peralta Panduro
Título: DISEÑO DE EDIFICACIONES DE GRAN ALTURA CON ELEMENTOS MIXTOS UTILIZANDO SOFTWARE CSI, EN EL DISTRITO DE TARAPOTOSAN MARTIN Autor: ALEX PERALTA PANDURO
CONTENIDO: ………………………………………………
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Planteamiento del Problema Antecedentes Antecedente s y formulación del problema……………………………… Justificación e importancia…………………………………………………. Definición del problema……………………………………………………… Limitaciones………………………………… Limitaciones …………………………………………………………… …………………………………. ……….
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Objetivos Objetivo principal..………… principal..…………………………………… ………………………………………………… ……………………… Objetivos secundarios …………………………………………………….
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Marco teórico y conceptual Antecedentes Antecedente s de la investigación ………………………………………. Bases teóricas …………………………… ……………………………………………………………… ………………………………….. Definición de términos básicos …………………………… ………………………………………….. …………….. Hipótesis ……………………………………………………………………….
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Introducción
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INTRODUCCION
La industria de la construcción se encuentra en constante crecimiento en la Región San Martín, siendo Tarapoto como centro económico de la región, no es ajeno a éste desarrollo lo que demanda proyectos más ambiciosos, como edificaciones de gran altura, siendo necesario mejorar e innovar en el diseño de edificaciones para poder construir estos proyectos. Generando mayor desarrollo y progreso a la zona posicionándola a la altura de las grandes ciudades del país. Como ingenieros, es nuestra obligación investigar métodos más eficientes y factibles para el diseño de las diversas estructuras planteadas por la creatividad humana. Por ello el presente estudio de tesis plantea innovar en el diseño de estructuras en la ciudad de Tarapoto, investigando otros sistemas y combinándolos con el concreto, que posibiliten el diseño de éstas estructuras en la zona, considerando que enfrenta condiciones adversas de suelo y clima.
1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Antecedentes y formulación del problema. La poca presencia de especialista en diseño estructural y alto costo de construcción de edificaciones impide la construcción de edificaciones de gran altura en la ciudad de Tarapoto-San Martin, haciendo necesaria la investigación de métodos de diseño y materiales compatibles con la zona.
1.2. Justificación e Importancia Tarapoto viene experimentando un crecimiento exponencial con 234,702 (2012) habitantes y un gran flujo de capitales, referencialmente es la ciudad más poblada de San Martín y centro económico de la región. El precio promedio por metro cuadrado en Tarapoto ha crecido de US$20 a US$100 en los últimos veinte años para el promedio del casco urbano . El crecimiento de Tarapoto se ha dado alrededor del comercio; el movimiento es perceptible en cada rincón. Diversas empresas de la Costa y extranjeras están apostando por la ciudad lo que aporta mayor calidad de vida para los tarapotinos. Con todo esto, en poco tiempo la actividad empresarial en Tarapoto tendrá altos incrementos. 2
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Junto con el encarecimiento del metro cuadrado de terreno, las empresas buscan invertir en edificaciones rentables que les demanden menos inversión en terreno, servicios básicos y mayor concentración de personal. Pero nos topamos con una realidad adversa a las condiciones planteadas en otros departamentos ya que nuestra región posee un suelo de capacidad intermedia, 0.9 kg/cm² en promedio, a diferencia de otras ciudades como lima 3 kg/cm² en promedio, además del clima adverso con altas temperaturas y precipitaciones que tienden a perjudicar al concreto y al acero, generando un reto a la ingeniería para hacer realidad estos proyectos. Los indicadores de crecimiento mencionados, reflejan la demanda por edificaciones de mayor altura, eficientes, funcionales, seguras, económicas y modernas para estar a la altura de las grandes ciudades del pais, lo cual no se puede realizar debido a la falta de usar diferentes sistemas estructurales en la zona, y las desventajas de poseer un suelo inestable y un clima tropical adverso. Por ello el tesista en conjunto con el asesor y colaboradores se veen en la necesidad de desarrollar el presente estudio con el objetivo de salvaguaradar estas desventajas inovando en sistemas estructurales ideales para continuar propiciando el auge de desarrollo de la zona y generar una aceleración de crecimiento economico.
1.3. Definicion del problema Es factible construir edificaciones de gran altura en la ciudad de Tarapoto?
1.4. Limitaciones La investigación a desarrollar está situada en el distrito de Tarapoto, provincia de San Martin, departamento de San Martin, y presenta las siguientes limitaciones:
La falta de equipamiento en el laboratorio de estructuras en la universidad de origen, lo cual limita algunos ensayos a realizar.
La falta de recursos económicos para construir lo diseñado y ponerlo en práctica en nuestra zona.
La falta de estudios de estructuras en el tipo de suelo y topografía como la zona de San Martín, lo que demandará amplia inversión privada. 3
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OBJETIVO 2.1. Objetivo general Diseñar diferentes sistemas estructurales de gran altura, investigando su comportamiento en condiciones de suelo y clima de la zona, con el objetivo de determinar un modelado ideal que nos permita construir edificaciones de gran altura en la zona.
2.2. Objetivos Específicos se convierten en capítulos del tema Diseñar estructuras de concreto, acero y mixtas de mediana altura en Tarapoto.
Realizar análisis comparativo de costos y eficiencia de cada estructura.
Analizar estudios de las condiciones de suelo y climáticas de la zona.
Investigar el comportamiento de las diferentes estructuras en situaciones de suelo y clima de la zona.
Definir el tipo de estructura que permita construir edificaciones eficientes en la ciudad de Tarapoto.
3.
MARCO TEORICO CONCEPTUAL 3.1. Antecedente de la Investigación. La universidad nacional de San Martín posee diversas tesis sobre diseño de estructuras metálicas para la zona, junto a esto en distritos cercanos se puede apreciar el uso de puentes sección compuesta lo cual es un sistema similar al planteado, demostrando la factibilidad del uso de estructuras metálicas en la zona. En ciudades más desarrolladas como Lima se está utilizando los elementos mixtos y compuestos para diversos tipos de edificaciones demostrando su sustentabilidad en su zona, con motivo de traer este desarrollo a la zona en estudio se plantea esta investigación.
3.2. Base Teórica Diseño Estructural.- Es uno de los campos donde se desarrolla la Ingeniería Civil, se realiza a partir de un adecuado balance entre las funciones propias que un material puede cumplir, a partir de sus características naturales específicas, sus capacidades mecánicas y el menor costo que puede conseguirse. El costo de la estructura siempre
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debe ser el menor, pero obteniendo el mejor resultado a partir de un análisis estructural previo.1
Parámetros Básicos para el Diseño Para alcanzar el objetivo buscado deben evaluarse y seleccionarse los siguiente ,
parámetros que definirán las características del proyecto. Según se explica a continuación en el siguiente orden: Referencia de la resistencia portante del terreno. Efectividad de la estructura en relación al costo de la edificación. Capacidad de inversión de capital para la construcción. Disponibilidad de materiales en el mercado.
Elementos del Diseño Estructural Los elementos que definen la estructura de la edificación son: a. Referencias de las condiciones de suelo, topografía y clima de la zona. b. Ductilidad y resistencia ante sismos de la estructura planteada. c. Relación costo-beneficio de la estructura. d. Compatibilidad arquitectónica y funcional del diseño. En la aplicación de los requerimientos que imponen los elementos mencionados, se tiene como resultante un proyecto de edificación funcional protegido contra la acción de las cargas, clima y sismo.
3.3.
Definición de términos básicos. a) Ingeniería Antisísmica: La ingeniería antisísmica es el estudio del comportamiento de los edificios y las estructuras sujetas a carga sísmicas. Es el conjunto de la ingeniería estructural y civil.2 b) Estructuras Mixtas: Se denominan Estructuras Mixtas a aquellas estructuras resistentes que poseen secciones mixtas, es decir secciones resistentes en las cuales el acero estructural (estructura metálica) y el concreto (estructura de concreto armado) trabajan en forma solidaria y monolítica.
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Página web: es.wikipedia.org/wiki/Diseño_estructural Página web: es.wikipedia.org/wiki/Ingeniería_Antisísmica
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Una pieza mixta está compuesta básicamente por tres elementos estructurales diferenciados: -
La sección del concreto
-
La sección metálica
-
Los conectores
Éstos últimos pueden llegar a reemplazarse total o parcialmente por la adherencia entre el acero y el hormigón. Como el concreto colabora con el acero, además de funcionar como distribuidor de cargas, está sometido a posibles deformaciones por la acción de ciertos elementos incluidos en el concreto y solidarios con las piezas metálicas. La misión de estos elementos llamados conectadores es evitar o controlar los deslizamientos relativos de ambos materiales. Así, el concreto colabora en la zona comprimida aumentando la resistencia del conjunto.
3.4.
Hipótesis
Se podría diseñar y construir estructuras de altura compatibles con la resistencia del terreno de la ciudad de Tarapoto, seguras ante sismos, arquitectónicamente funcional y moderno, utilizando elementos estructurales compuestos de secciones mixtas (concreto y acero).
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4. SISTEMA DE VARIABLE 4.1.
Variable Independiente Diseño estructural de 02 edificaciones de 4 y 16 pisos.
4.2. Variable Dependiente Uso de elementos estructurales de concreto, acero estructural y mixto.
4.3. Variable Interviniente Factor que afecta el diseño es la capacidad portante del suelo.
5.
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION A.
Tipo y nivel de Investigación La investigación a realizarse es de tipo analítico-explicativo. Diseño estructural computarizado de la investigación es utilizando el programa ETABS, orientado netamente al análisis y diseño de edificios. La investigación se realizará en el campo y gabinete. El presente diseño de investigaciones plantea lo siguiente: Antes La situación de la investigación en el período de estudio
B.
Después Resultado de la investigación con la indagación de la hipótesis formulada
Cobertura del Estudio. B.1.
Universo y /o Muestra B.1.1 Universo Edificaciones diseñadas estructuralmente con la norma peruana.
B.1.2 Muestra 02 Edificaciones diseñadas para la ciudad de Tarapoto-San Martín
B.2.
Ámbito Geográfico 7
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Los estudios de la investigación se realizaran en el distrito de Tarapoto, provincia San Martín, Departamento de San Martín.
C.
Fuentes técnicas e instrumento de selección de datos. C.1.
Fuentes técnicas Para la investigación en el campo y gabinete se utilizará las técnicas observación, recopilación, descripción, análisis computarizado, manejo de información y discusión de conclusiones.
C.2.
Instrumentos C.2.1 Instrumento Bibliográfico El uso de expedientes de obras ejecutadas, libros, revistas, artículos web y otras investigaciones relacionados al tema que nos servirá de ayuda durante el periodo de investigación.
C.2.2. De Laboratorio Los instrumentos de laboratorio son los necesarios para:
Resultados de pruebas de mezclas de concreto.
Ensayo de esclerómetro.
Para los ensayos que no se puedan realizar en la Universidad Nacional de San Martín se recurrirá a equipos de otras universidades.
D.
Procesamiento y Presentación de Datos D.1
Procesamiento de Datos Es el análisis computarizado de las edificaciones durante el desarrollo de la investigación a presentar.
D.2
Presentación de Datos Los resultados obtenidos se presentaran ordenadamente teniendo en cuenta el enlace entre ellos para el mejor entendimiento.
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6.
ANALISIS E INTERPRETACIONES DATOS Y RESULTADOS Los datos y resultados del análisis e interpretación, se representaran en esquemas, gráficos y planos, en las diferentes fases de la investigación.
7.
ASPECTOS ADMINISTRATIVOS 7.1. Cronograma de actividades Es una descripción específica de las actividades y el tiempo estimado que se va a emplear durante la investigación. Se debe organizar el trabajo en fechas probables, para definir el tiempo aproximado de duración de la investigación. Para su presentación se utiliza un diagrama de barras, lo que permite visualizar el tiempo de cada actividad, y varias actividades en un mismo tiempo:
Ite m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 14
Tiempo(meses) Descripción de Actividad Recolección de datos Planteamiento del problema Revisión de bibliografía Análisis de datos Planteamiento de la hipótesis Elaboración del perfil de tesis Aprobación del perfil Recopilación de ensayos y estudios de suelos Recolección de datos comerciales de acero Análisis, Diseño e interpretación de resultados Conclusiones y recomendaciones Redacción de tesis Revisión por parte del asesor y colaboradores Impresión y presentación de Tesis
7.2. Presupuesto del proyecto de tesis Ítem 1
Desarrollo Recurso humano Tesista Asesor Cadista
UN CANT. D
P.U S/.
P.P S/.
mes glb mes
2000 1600 1200
16000 1600 3600
8 1 3
P.T S/. 21200
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7.3.
Materiales de oficina Computadora Impresora Plotter Utiles de escritorio Copiadora Escritorios Sillas Recurso maquinaria equipo Movilidad Cámara digital Celular Viajes Viáticos Ensayos de laboratorio Licencia Software ETABS Alimentación y servicios básicos Alquiler de local
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24250 und und und glb und und und
3 1 1 1 1 3 3
4000 500 7000 100 3000 400 150
12000 500 7000 100 3000 1200 450
29550 mes Und und glb glb glb glb mes mes
4 1 1 3 3 5 1 8 4
2000 500 250 300 500 800 8000 5000 600 Total
8000 500 250 900 1500 4000 8000 4000 2400 = S/.
75000
Financiamiento y colaboradores
Ing. Manuel Villoslada Trujillano – Asesor de tesis Ing. Luis Manuel Peralta Ruiz – Gerente de la empresa “Peralta Ingeniería Estructural S.A.C.”
8.
Dr. Ing. Zenón Aguilar Bardales – Director de Investigaciones del Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID) Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). Ing. Angel Gómez Ramos – Director Ejecutivo del Instituto de la Construcción y Gerencia (ICG) representante oficial de Computer and Structures Inc. (CSI) en el Perú.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y LINKOGRAFICAS 1. Página web: es.wikipedia.org/wiki/Tarapoto 2. Página web: www.ingemmet.gob.pe 3. Página web: www.inei.gob.pe 4. Revista Semana Económica, Ed. 1340, Lima-Perú 10
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5. Revista Semana Económica, Ed. 1341, Lima-Perú 6. Página web: es.wikipedia.org/wiki/Diseño_Estructural 7. Página web: es.wikipedia.org/wiki/Ingeniería_Antisísmica
Ing. MANUEL VILLOSLADA TRUJILLANO Asesor
ALEX PERALTA PANDURO Estudiante
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