PERFIL DE ESTRUCTURA DE PROYECTO DE TESIS
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA E.A.P. INGENIERIA CIVIL TITULO DE PROYECTO DE TESIS “ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO FRENTE A FACTORES PATOLÓGICOS EN AMARILIS.”
CURSO
: PROYECTO DE TESIS.
DOCENTE : ING. ERASMO, FERNANDEZ SIXTO. ALUMNO
: WILSON, ESTEBAN ROJAS.
CICLO
: I
HUÁNUCO -- PERÚ. 2013
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DEDICATORIA
En primer lugar dedico este trabajo a nuestro SEÑOR TODOPODEROSO y a la Virgen María, por darme la oportunidad de vivir y estar a mi lado en todo momento, por derramar su bendición en mi hogar y en los hogares de toda las personas del mundo, por darme las fuerzas para luchar día a día y seguir adelante sobrepasando las barreras que se presentan en mi camino.
A mis padres, Wilfredo Esteban Vásquez y Heladia Rojas Ponce, y a mis hermanos por ser los guías en mi formación personal, por cuidar de mi, por los sabios consejos que me brindan a diario, por nunca permitir que decline ante situaciones adversas, por el apoyo moral y económico que me ofrecen, por todo ello los amo mucho.
Al Ing. Erasmo Fernández Sixto, por ser mi guía académico y por darme la oportunidad de desarrollar este trabajo.
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RESUMEN Con el fin de prolongar la vida útil de las estructuras de concreto armado es necesario un mantenimiento periódico. El presente trabajo de investigación se basa en la evaluación de las viviendas ubicadas en el Distrito de Amarilis que son afectadas por los factores patológicos externos. Dicho diagnóstico que se plantea comprende en la inspección a través de visitas técnicas, descripción de los daños, registro fotográficos y la propuesta de posibles soluciones de reparación para cada estructura en estudio.
En el desarrollo de la investigación, en el primer capítulo se recopilaron información de trabajos similares que anteriormente fueron elaborados las cuales nos sirvieron como base para el desarrollo de todo el proyecto.
En el segundo capítulo se realizo la fundamentación del problema, es decir el por qué del trabajo de investigación.
En el tercer y cuarto capítulo se realizo la justificación y el planteamiento de los objetivos (listado de actividades que se plantea para llegar al fin al que se propone) del proyecto respectivamente.
En el quinto capítulo comprende lo que es el Marco Teórico en donde abarca el estudio de la norma peruana, así como los alcances de conceptos de la Patología y diversos comportamientos del concreto en los elementos estructurales de una edificación.
En el sexto y séptimo capítulo se identifican las variables y se lanza una posible respuesta anticipada a la solución del problema mediante la hipótesis.
A continuación se realizo la matriz de operacionalización de variables y el Marco Metodológico donde se especifican las actividades y tipo de investigación a desarrollar, así como también la formulación de un presupuesto de las mismas.
Por último se hace mención de las referencias bibliográficas en base al estilo Harvard.
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INDICE
INTRODUCCION ................................................................................................................................... 6 I.
ANTECEDENTES ........................................................................................................................... 7
II.
FUNDAMENTACION DEL PROBLEMA .......................................................................................... 7
III. JUSTIFICACION E IMPORTANCIA ................................................................................................. 8 IV. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 9 4.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................ 9 5.1. OBJETIVOS ESPECIFICOS ......................................................................................................... 9 V.
MARCO TEORICO ......................................................................................................................... 9 5.1. ESTUDIO ................................................................................................................................. 9 5.1.1. CONCEPTO ...................................................................................................................... 9 5.1.2
TIPOS ............................................................................................................................... 9
5.1.3
TÉCNICAS ...................................................................................................................... 10
5.1.4
FINES ............................................................................................................................. 10
5.2. ESTADO ACTUAL ................................................................................................................... 10 5.2.1
DEFINICIÓN ................................................................................................................... 10
5.2.2
FACTORES ..................................................................................................................... 10
5.3. ESTRUCTURA ........................................................................................................................ 10 5.3.1
CONCEPTO .................................................................................................................... 10
5.3.2
CLASIFICACION.............................................................................................................. 11
5.3.3
FALLAS ........................................................................................................................... 11
5.3.4
NORMA ......................................................................................................................... 11
5.4. CONCRETO ARMADO............................................................................................................ 11 5.4.1
CONSTITUCIÓN ............................................................................................................. 11
5.4.2
DURABILIDAD ................................................................................................................ 12
5.5. PATOLOGÍAS ......................................................................................................................... 12 VI. VARIABLES ................................................................................................................................. 12 VII. HIPOTESIS .................................................................................................................................. 12 VIII. MARCO METODOLOGICO .......................................................................................................... 13 8.1. ACTIVIDADES ........................................................................................................................ 13 8.2. METODOS ............................................................................................................................. 13 8.3. RECURSOS............................................................................................................................. 14 IX. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ..................................................................................................... 15
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INTRODUCCION Como material de construcción, en un inicio se pensó que el concreto podría tener una duración ilimitada. Sin embargo, en la actualidad se reporta un número cada día creciente de estructuras prematuramente deterioradas por corrosión del acero de refuerzo. Esta corrosión, en general, se debe al ataque destructivo de iones cloruro que penetran desde el exterior por difusión o porque fueron incorporados a la mezcla de concreto o a la carbonatación del recubrimiento del concreto. Además de ello se puede hacer mención de la presencia de sulfatos o cloruros en el agua, éstos pueden estar presentes también en los agregados e incluso en los suelos sobre la cual yacen las estructuras, tal es el caso de los suelos arenosos, encontrándose el concreto expuesto a diferentes tipos de ataques naturales o químicos. Estas y muchas apreciaciones nos motivan a realizar una investigación profunda acerca de los efectos que producen los factores patológicos externos en las estructuras de concreto armado, como por ejemplo el fenómeno de la corrosión junto a sus diversos agentes corrosivos, por todo esto es de mucha responsabilidad la participación del Ingeniero Civil, debiendo nosotros tomar conciencia de la importancia de investigar más sobre este fenómeno, sabiendo además que es un problema que frecuenta muchas veces a las viviendas de nuestra zona.
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Titulo
: “Estudio del comportamiento de estructuras de concreto armado frente a factores patológicos en Amarilis.”
Problema : Comportamiento del concreto armado frente a factores externos nocivos en viviendas existentes del distrito de Amarilis. I.
ANTECEDENTES Existen numerosas investigaciones relacionados a estructuras de concreto armado realizadas en nuestro país, siendo las más importantes como por ejemplo:
SAN BARTOLOME, A. (2011), el autor se basa en investigaciones experimentales hechas en “Construcciones de Albañilería” donde analiza el comportamiento de los elementos de la
estructura ante un evento sísmico, cuyos resultados fueron usados para la elaboración de la Norma de Construcción E.070 de Albañilería y Diseños Estructurales de edificaciones de concreto armado.
ESCALANTE, S. (2010), el trabajo de investigación consistió en la evaluación patológica de viviendas ubicadas en el Estado Anzoátegui, Venezuela. Dicho diagnóstico comprendió la inspección, descripción de los daños y la aplicación de ensayos en cada estructura en estudio. Al finalizar el trabajo de campo se propusieron las técnicas de reparación más idóneas para cada uno de los síntomas analizados dentro de las que se destaco la técnica de reparación por parcheo que viene a ser un método práctico de curado.
PEREZ, J. (2011), en la investigación se da conocer las diversas patologías que pueden dañar al concreto armado, explicando su origen, causas y consecuencias que trae consigo. Además de ello se elaboro un listado de prevenciones y reparaciones que se debe de realizar al elemento afectado para que pueda en gran parte recuperar cierto porcentaje de su funcionalidad y característica resistente.
CERNA, M. – GALICIA, W. (2010), La tesis está orientada al estudio de las edificaciones de concreto armado, teniendo como punto de análisis el comportamiento del material, en el aspecto de corrosión. Para el desarrollo de esta investigación, los autores manejaron diferentes modelos y cuadros comparativos de daños, vida útil del material, existencia de corrosión, elementos estructurales dañados, llegándose a la conclusión que se debe hacer las inspecciones técnicas necesarias en el proceso constructivo de cualquier edificación.
II.
FUNDAMENTACION DEL PROBLEMA La vivienda, más que un refugio, es una estructura viva que se transforma y envejece a través del tiempo, que está sometida a múltiples y variados factores externos físicos y climáticos
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(altos valores de humedad, temperaturas, etc.) Si bien existen normas para realizar su diseño, basado en el comportamiento o propiedades de los materiales, en cálculos y formas matemáticas de analizar su funcionamiento, es durante la construcción donde se pone en tela de juicio y a prueba todos estos aspectos. En las estructuras de concreto armado, una de las patologías más severas y que ponen en riesgo la seguridad estructural, es la corrosión en el acero de refuerzo. La resistencia de la estructura de concreto armado dependerá, tanto de la resistencia del concreto, como de la resistencia de la armadura. Cualquiera de las dos que se deteriore, comprometerá la estructura como un todo. Esto se debe a que en nuestra ciudad observamos una diversidad de factores climáticos (fuerte incidencia solar, lluvias, humedad, viento) que afectan directamente al concreto y al acero de refuerzo. Por esta razón las viviendas ubicadas en Amarilis presentan patologías visibles en las losas, vigas, columnas y otros elementos estructurales, tales como: corrosión en las armaduras, abrasión, eflorescencia, entre otros. Con este trabajo de investigación se pretende analizar y evaluar el comportamiento del concreto armado frente a los factores externos que causan daños estructurales en las viviendas del distrito de Amarilis, con el fin de determinar las causas y efectos que influyen en su durabilidad, proponiendo soluciones de restauración. III.
JUSTIFICACION E IMPORTANCIA
Ante una falla, las estructuras reaccionan de diversas maneras, por esta razón hay que evaluar cada una de las características que presentan éstas, tales como: grietas, manchas, desprendimiento de materiales, entre otros factores y además estudiarlo con detenimiento para que nos permita ver con claridad el problema, y así obtener mejores resultados. Por lo tanto se realizará una evaluación de algunas viviendas ubicadas en el distrito de Amarilis con la finalidad de detectar los elementos que causan daño a las estructuras e implantar medidas preventivas que den solución al problema según sea el caso y por ende devolverle su funcionabilidad y característica resistente, alargando su vida útil.
Sabiendo que estos
problemas son muy notorios y típicos en las estructuras de las viviendas que existen en nuestra ciudad, incluyendo el de mi persona, que serian de gran interés estudiarlo y así poner al alcance información necesaria que será de mucha ayuda para aquellos estudiantes de ingeniería u otras personas interesadas que quieran ampliar mas sobre este tema de investigación.
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IV.
OBJETIVOS
4.1.OBJETIVO GENERAL
Evaluar el comportamiento de las viviendas de concreto armado existentes en el distrito de Amarilis con relación a los factores patológicos externos que lo aquejan.
5.1.OBJETIVOS ESPECIFICOS
Estudiar las causas que originan los daños en los elementos estructurales.
Conocer los efectos que influyen en la durabilidad del concreto armado.
Desarrollar una metodología, análisis y registro de datos, para la inspección general de las estructuras.
Realizar un parangón de los daños característicos visibles en las viviendas de estudio.
Elaborar a partir de la inspección un listado de factores que comúnmente afectan los sistemas estructurales.
Establecer las medidas preventivas necesarias para minimizar los daños estructurales encontrados.
V.
MARCO TEORICO
5.1. ESTUDIO 5.1.1.
CONCEPTO
Se hace mención que es el esfuerzo que una persona emplea para aprender o conocer algo siguiendo un esquema general que le de coherencia, secuencia y sentido práctico a todas las actividades que se deben realizar para buscar respuestas al problema planteado. Según la R.A.E el estudio es ejercitar el entendimiento para alcanzar o comprender algo, permitiendo adquirir un conocimiento nuevo en el ámbito personal o social. (R.A.E, 2004) 5.1.2
TIPOS
Se conocen 4 tipos de estudio aplicados a la investigación: *Estudio Exploratorio, cuyo objetivo es examinar un tema o problema de investigación poco estudiado o que no ha sido abordado antes. Además de ello sirven para familiarizarnos con fenómenos relativamente desconocidos. *Estudio Descriptivo, básicamente consiste en la descripción de cómo es y cómo se manifiesta un determinado fenómeno, especificando sus importantes propiedades. *Estudio Correlacional, este tipo de estudio tiene como propósito medir el grado de relación que existe entre dos o más conceptos que en investigación son denominados como variables.
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*Estudio Explicativo, se centra en explicar por qué ocurre un fenómeno y en qué condiciones se da éste, o por qué dos o más variables están relacionadas. (Mejía, 2006) 5.1.3
TÉCNICAS
De forma breve podemos decir que la técnica es una herramienta que nos sirve para facilitar el estudio y mejorar sus logros, entre las más importantes tenemos: *La síntesis, que viene a ser el resumen que se elabora luego de leído una fuente de información escrito por algún autor. *El subrayado, donde se seleccionaran las ideas principales del texto. *Las notas al pie de la pagina, en la cual se puede anotar palabras claves o realizar una síntesis de lo leído. (Mejía, 2006) 5.1.4
FINES
Básicamente la finalidad de un estudio es de desarrollar capacidades intelectuales, que luego emplearemos en nuestro provecho para realizar trabajos científicos que sean útiles para la sociedad. Viendo de otra perspectiva en un trabajo de investigación, el fin del estudio
es de dar a conocer lo que en un inicio se planteo como un fenómeno
desconocido, es decir dar respuesta de las características del objeto que fue materia de estudio, lográndose así su aprendizaje. (Mejía, 2006) 5.2.ESTADO ACTUAL 5.2.1
DEFINICIÓN
En el lenguaje cotidiano, al igual que en la física y en la química, el concepto de estado se emplea para describir una situación en la cual se halla un objeto. En estos casos, la palabra está relacionada a una forma de ser o de permanecer. (R.A.E, 2004) 5.2.2
FACTORES
En trabajos de investigación relacionados a nuestro tema comentan que existen dos grandes factores que alteran la situación de las viviendas como son los factores externos físicos y climáticos, concluyendo luego que es importante tener conocimiento de ellos para poder restaurarlo adecuadamente y así evitar o minimizar las fallas en las estructuras. 5.3.ESTRUCTURA 5.3.1
CONCEPTO
Se hace referencia a un conjunto de elementos que se encuentran íntegramente unidos para soportar los efectos de las cargas que actúan sobre el cuerpo, entre ellas de manera predominante esta su propio peso, el de la construcción que sostiene y aquellas
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que son generadas por los sismos, teniendo en cuenta además que ante estas fuerzas la estructura no debe perder sus condiciones de funcionalidad. (Wikipedia, 2013) 5.3.2
CLASIFICACION
En la norma peruana E.030 diseño sismorresistente establece los siguientes tipos de sistemas estructurales que existen: *Sistema Estructural de Concreto Armado: sistema aporticado (a base de columnas y vigas), sistema dual (compuesto por vigas, columnas y placas), muros estructurales, muros de ductilidad limitada (EMDL). *Sistema Estructural Mixto. *Albañilería Armada o confinada (este sistema es el que más existe en nuestro medio). (Norma E030, 2006, p.320741) 5.3.3
FALLAS
Las fallas que se observan muy frecuentes en las edificaciones son: *Problemas de configuración del edificio en planta, al no presentar simplicidad, regularidad y simetría. *Problemas geotécnicos, al no preveer el efecto de tixotropía (suelos formado por arcilla sensitiva) y la de licuefacción. *Problemas climáticos, ante la existencia de la eflorescencia, corrosión en los elementos estructurales. *Piso blando, que se da por la discontinuidad de los elementos estructurales verticales en los pisos. (Escalante, 2010) 5.3.4
NORMA
También en el reglamento, señala que los sistemas estructurales se clasificaran según los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección. Su elección dependerá del tipo categoría de edificación que se quiera construir y en qué zona del país. (Norma E030, 2006, p.320742) 5.4.CONCRETO ARMADO 5.4.1
CONSTITUCIÓN
Los principales materiales que conforman el concreto armado son el acero y la mezcla cementante que es quien le da forma a los elementos que conformaran una estructura, la cual se encuentra conformada por cemento, agregado, aire y agua en determinadas proporciones dependiendo de factores, tales como la resistencia y fluidez. En ciertos casos
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se añaden aditivos las cuales brindaran mayor funcionalidad al concreto. (Wikipedia,2013) 5.4.2
DURABILIDAD
Haciendo un breve resumen de lo leído podemos indicar que es la capacidad del concreto para resistir los ataques químicos, la abrasión o cualquier otro proceso de deterioro. Para que produzcan la mayoría de los procesos físicos y químicos, tanto los deseables como los perjudiciales en el concreto, se necesita agua junto con otros elementos ambientales como por ejemplo el calor, quien es la que proporciona la energía que activa los procesos. Por último se recomienda el uso de materiales de buena calidad y una correcta dosificación de la mezcla para asegurar en cierto porcentaje que el concreto resultante sea durable. (Cerna, y Galicia 2010) 5.5.PATOLOGÍAS Se indica de forma general que las patologías son fenómenos que producen problemas de resistencia y durabilidad en el concreto armado, las cuales son: *Compacidad, la que depende de la relación agua-cemento, relación árido-cemento y la dosificación del concreto. *Proceso de corrosión, se origina por ataques químicos de diversos medios agresivos como gases atmosféricos (CO2), compuestos nocivos (grasa) y agua. * Eflorescencia, que es muy visible en las unidades de albañilería o el concreto debido a la presencia de sales solubles que pueda existir en el agua de curado y que se cristalizan en la superficie. (Pérez, 2011) VI.
VARIABLES Titulo: “Estudio del comportamiento de estructuras de concreto armado frente a factores
patológicos en Amarilis.” V.D: Comportamiento de estructuras de concreto armado. V.I : Factores patológicos externos. V.N: Estudio. VII.
HIPOTESIS
HO: La corrosión, la eflorescencia y la abrasión son factores patológicos externos preponderantes que tergiversan el comportamiento de las estructuras de concreto armado en Amarilis. H1: La corrosión, la eflorescencia y la abrasión son factores patológicos externos que no tergiversan el estado actual de las estructuras de concreto armado en Amarilis.
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VIII.
MARCO METODOLOGICO
8.1.ACTIVIDADES
Recopilación de información necesaria para conocer los factores patológicos externos que aquejan al concreto armado.
Estudiar cada una de las informaciones adquiridas antes de ir hacer la inspección respectiva.
Elaboración de un plano que delimite nuestra zona de estudio.
Realización de una Ficha Técnica para la Inspección General de las Viviendas que se va visitar.
Adquisición de los materiales a utilizar durante la exploración en campo.
Identificación de las viviendas a intervenir.
Coordinación con los propietarios para facilitarnos con el registro de datos de sus viviendas.
Aplicación de las Fichas de Técnicas, acompañado del registro fotográfico de los daños visibles en las estructuras de las viviendas.
Procesamiento y análisis de los datos.
Elaboración de cuadros estadísticos de cada una de las viviendas inspeccionadas a partir de los datos obtenidos.
Construcción de cuadros comparativos de daños de las viviendas.
Elaboración de un Resumen General.
Interpretación de los resultados.
Realización de un listado de propuestas de restauración estructural.
Efectuar las conclusiones y recomendaciones del caso.
8.2.METODOS TIPO DE INVESTIGACION Descriptivo – Empírico, puesto que se va realizar una descripción de las viviendas de concreto armado de Amarilis que se ven afectadas por los factores patológicos externos a partir de una observación directa en campo de las mismas. RECOLECCION DE DATOS Para la recolección de datos se tendrá en cuenta la Ficha Técnica que ira adjuntado en el Anexo del presente trabajo de investigación, en el cual se registraran las características de las estructuras de las viviendas, tales como: tipo de estructura, edad de la estructura, daños
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que presenta y algunas observaciones que se pueda encontrar. Además se realizara una entrevista que irá dirigida al propietario de la vivienda u otra persona que vive en el predio, donde las preguntas serán claras y sencillas para el fácil entendimiento. 8.3.RECURSOS DESCRIPCION
CANTIDAD
PRECIO UNITARIO
PRECIO PARCIAL (S/.)
BIENES MATERIALES PAPEL BOND A4 DE 75 gr.
01 MILLAR
0.10
23.00
LAPICEROS
06 UNIDADES
2.00
12.00
RESALTADOR
02 UNIDADES
1.00
2.00
CLIPS
20 UNIDADES
0.05
1.00
TAJADOR
01 UNIDAD
1.00
1.00
BORRADOR
01 UNIDAD
1.00
1.00
CUADERNO DE APUNTES
01 UNIDAD
2.50
2.50
FOLDERS MANILA A4
01 DOCENA
0.50
6.00
SUB TOTAL (S/.)
48.50
EQUIPOS DISPOSITIVO USB
01 UNIDAD
25.00
25.00
COMPUTADORA
01 UNIDAD
1,500.00
1,500.00
IMPRESORA MULTIFUNCIONAL
01 UNIDAD
250.00
250.00
SUB TOTAL (S/.)
1,775.00
SERVICIO TIPEOS
60 PAGINAS
0.30
FOTOCOPIAS
50 COPIAS
0.10
IMPRESION
50 HOJAS
0.15
INTERNET
100 HORAS
0.50
PASAJES
20 VIAJES
1.50
LLAMADAS
02 HORAS
12.00 SUB TOTAL (S/.)
TOTAL (S/.)
18.00 5.00 7.50 50.00 30.00 24.00 134.50 1,958.00
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IX.
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA Álvarez, A., y Veltri, Y. (2002). Métodos correctivos a los daños causados en las estructuras de hormigón armado. Puerto La Cruz: Universidad de Oriente – Núcleo Anzoátegui.
Arango, J. (1999). Corrosión en estructuras de concreto armado: prevención y reparación . Lima: ACI PERU.
Cerna, M., y Galicia, W. (2010). Vida útil en estructuras de concreto armado desde el punto de vista del comportamiento del material. Trujillo: UPAO.
Corzo, A. (1994). Corrosión en estructuras de concreto armado. Lima: UNI.
Díaz, I., Quezada, G., y Pasquel, E. (2002). Diagnóstico y reparación de estructuras de concreto armado atacadas por corrosión (1ra Ed.). ACI (pp. 1-9). Lima: ACI PERU.
Escalante, S. (2010). Durabilidad del concreto armado en viviendas de zonas costeras por acción del medio ambiente en la conurbación Barcelona, Lechería, Puerto La Cruz . Barcelona:
Universidad de Oriente.
Moreno, A., y Pérez, T. (2001). El fenómeno de corrosión en estructuras de concreto reforzado. Consultado el 16 de junio de 2013, página web de servicios profesionales:
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