Anteproyecto Mezcla Concreto-acero laminado en frio.doc

  • View
    221

  • Download
    7

Embed Size (px)

Text of Anteproyecto Mezcla Concreto-acero laminado en frio.doc

Anteproyecto.docx

ANLISIS DEL CONCRETO CON ACERO LAMINADO EN FRIO COLD EXPANDIDO COMO ADITIVO PARA ALIGERAR ELEMENTOS ESTRUCTURALES

JEAN PAUL HERNANDEZ RIOSJUAN JOSE RIOSUNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

2014

ANLISIS DEL CONCRETO CON ACERO LAMINADO EN FRIO COLD EXPANDIDO COMO ADITIVO PARA ALIGERAR ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Investigador principalADAN SILVESTRE GUTIERREZInvestigadores auxiliaresJEAN PAUL HERNANDEZ RIOS JUAN JOSE RIOSAnteproyecto de investigacinUNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

2014TABLA DE CONTENIDOITEMPAGINA

1INTRODUCCION5

2DESCRIPCION PROBLEMA6

2.1PLANTEAMIENTO6

3JUSTIFICACION8

4OBJETIVOS9

4.1OBJETIVO GENERAL9

4.2OBJETIVOS ESPECFICOS9

5HIPOTESIS10

6MARCOS11

6.1MARCO REFERENCIAL11

6.2MARCO TEORICO15

6.3MARCO CONCEPTUAL22

6.4MARCO DE LOCALIZACION24

6.5MARCO TEMPORAL24

6.6MARCO LEGAL24

7MATERIALES Y METODOLOGIA25

7.1MATERIALES25

7.2METODOLOGIA26

7.2.1TIPO DE INVESTIGACION28

7.2.2DISEO DE EXPERIMENTO28

7.2.3MUESTRAS DE ESTUDIO29

7.2.4RECOLECCION DE INFORMACION29

8PRESUPUESTO30

9RESULTADOS ESPERADOS31

BIBLIOGRAFIA32

INDICE DE TABLASITEM PAGINA

30Tabla 1 Presupuesto laboratorio.

30Tabla 2 Presupuesto investigacin.

1. INTRODUCCINLa siguiente propuesta de investigacin tiene como objetivo general el anlisis del uso del acero laminado en frio COLD como material aligerante dentro de mezclas de concreto, buscando estructuras ms livianas y una mejora en sus propiedades que cumplan con los parmetros de sismo-resistencia establecidos en la Norma Colombiana NSR-10.La investigacin plantea la implementacin del cold expandido en el concreto por ser un material que posee una masa liviana debido al gran volumen de aire encerrado en su estructura (98% de aire y 2% de material solido) generando una gran capacidad de aislamiento trmico, un bajo coeficiente de conductividad trmica, e impermeable a los lquidos. Adems del bajo peso expandido se destacan sus propiedades fsico-mecnicas, lo cual presenta una adecuada resistencia a la compresin, corte, flexin, traccin y una buena elasticidad; propiedades que son compatibles con los presentados en las mezclas de concreto buscando as una posible mejora en sus parmetros fsicos-mecnicos.Cuando el acero se calienta hasta el punto donde se vuelve maleable, es posible forjarlo en diferentes formas. Esto permite la fabricacin de vigas y otros componentes estructurales. El acero fro est limitado en la cantidad de formas que se le puede dar; la mayora lisas, redondas, cuadradas y variaciones de estas. Es ms recto posee un mejor acabado y mrgenes de tolerancia ms precisos.El metal laminado en caliente posee mrgenes de tolerancia menos estrictos, ya que cambian sus propiedades al enfriarse. El metal laminado en fro permite un clculo ms preciso de sus dimensiones debido a que el material ya ha pasado por el proceso de enfriamiento y se encuentra ms cerca de sus dimensiones finales2. DESCRIPCION PROBLEMALa investigacin se desarrolla debido a las problemticas planteadas en los siguientes tems

2.1. PLANTEAMIENTOLos sismos son fenmenos naturales cuya ocurrencia es imposible de predecir as como su magnitud y la forma en que afectara las estructuras sobre las cuales se desarrolla el da a da de las personas.

La ciudad de Pereira est situada sobre fallas geolgicas, las cuales se encuentran activas segn lo indica la ingeniera civil Tatiana Arias Snchez en su artculo titulado Ms de 30 fallas geolgicas cruzan por Risaralda.

Tras el terremoto del ao 1999 la Corporacin Autnoma Regional CARDER llev a cabo un estudio sobre los efectos de dichas fallas, El Director de la misma, explic durante una entrevista dada en el programa La Ventana de Caracol Radio que esas fallas provocan los permanentes temblores leves que se han presentado despus del gran evento ssmico y no se descarta que pueda volver a ocurrir otro terremoto de mayor intensidad en cualquier momento

Otra destacable opinin es la de Mario Delgado, ingeniero civil especialista en construccin, quien afirma que, Las edificaciones que no sufrieron grandes daos en el terremoto del 99 no se pueden comparar con las construcciones desde el ao 2000 que fueron construidas de acuerdo con la norma NSR-98. La ciudad del 99 hacia atrs tiene un porcentaje alto de estructuras fallidas, el mismo sismo del 99 las debi dejar ya afectadas porque muchos no tuvieron una reconstruccin estructural, esto indica que las construcciones del ao 2000 hacia atrs representan un gran riesgo para las personas que las ocupan y desarrollan su vida alrededor de estas.

Un estudio realizado por la Comisin Econmica para Amrica Latina titulado EL TERREMOTO DE ENERO DE 1999 EN COLOMBIA: Impacto socioeconmico del desastre en la zona del Eje Cafetero indica que durante el terremoto del 99 en el municipio de Pereira hubo un total de 6,500 personas afectadas entre las cuales 380 heridos y 30 muertos, adems de 8,761 viviendas afectadas, dentro de estas el nmero de viviendas dadas por prdida total y que quedaron inhabitables fueron 2,453, teniendo en cuenta que en ese ao el nmero total de viviendas era de 89,123 se considera alarmante el hecho de que el 10% de las viviendas se hayan visto afectadas sabiendo que el sismo tuvo su epicentro en el departamento del Quindo.

Es por esto, que se hace necesaria la implementacin de mejoras en los mtodos de construccin que ayuden a mitigar los posibles efectos que conlleva un sismo de gran magnitud como los que se podran presentar en la ciudad de Pereira.3. JUSTIFICACINEs necesario analizar un mtodo de aligerar las construcciones que se implementen en la regin del Eje Cafetero, especficamente en la ciudad de Pereira, para as lograr disminuir los efectos y riesgos a los que se ven expuestas las personas, producidos por los sismos.

Siendo el metal expandido un material econmico, este proyecto se enfocar en el anlisis de la viabilidad del uso de este material como aditivo en las mezclas de concreto, para esto es necesario comparar las resistencias del concreto con el aditivo contra un concreto de mezcla tradicional contemplado en la norma NSR-10 y as poder definir su aplicabilidad.

En trminos econmicos al emplear un concreto aligerado pero con igual resistencia reducira el costo en trminos de transporte adems por ser un material ms ligero, se disminuye el tiempo que deben implementar los operarios a la hora de la construccin y as mismo disminuyendo los requerimientos estructurales que se deben aplicar a la edificacin.

Adems en trminos sociales este tipo de material aligerante puede ser una alternativa a la construccin de viviendas de inters social debido al hecho de la disminucin del costo, aumentando la posibilidad de este tipo de proyectos en la ciudad.

4. OBJETIVOSLos siguientes son los objetivos de la investigacin.4.1 OBJETIVO GENERALDeterminar mezclas de concretos aligerados con acero laminado en frio (cold), con el fin de reducir las cargas muertas en las estructuras.4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS Determinar la mezcla ideal para la resistencia de concretos aligerados, usando acero laminado en frio. Determinar el mdulo de elasticidad de Young y el coeficiente de Poissson de las mezclas estudiadas. Realizar simulaciones de estructuras construidas con dicho material, empleando el programa de anlisis estructural ETABS para determinar el cumplimiento de la misma segn la norma sismo resistente NSR-10.5. HIPTESISCon el acero laminado en frio (cold) se va a aligerar el concreto obteniendo una mejora en las propiedades de la mezcla., adems de cumplir los parmetros de resistencia estipulados en la norma NSR-10 para un concreto estructural.6. MARCOS6.1. Marco referencialEn el mbito de la construccin se han desarrollado durante varios aos investigaciones con el fin de buscar una notable mejora en las propiedades fsico mecnicas del concreto; en la ciudad de Natal Brasil Macedo M C realiz la investigacin Compuesto de acero laminado para la construccin de casas populares con el objetivo de analizar la combinacin de diferentes materiales para producir un nico dispositivo con mejores propiedades; con lo cual se concluy que es viable utilizar el hormign ligero como material de construccin debido a que cumple con los parmetros de resistencia a la compresin y la conductividad trmica, adems de ser un material ms econmico que los convencionales utilizados en dicho pas.Tambin hay enfoques en el anlisis de materiales naturales que mejoran las propiedades del concreto como lo estipulan Quintero Garca Sandra & Gonzales Salcedo Luis, quienes desarrollaron la investigacin Uso de fibra de estopa de coco para mejorar las propiedades mecnicas del concreto con el fin de evaluar las propiedades mecnicas del concreto mezclado con fibra de estopa de coco, determinando as un aumento en la resistencia a compresin, flexin baja deformaciones segn el porcentaje en volumen y las longitudes de la fibra segn los diseos de mezclas estipulados logrando una mejora en las propiedades del material. Jimnez Bohrquez Jonny en su trabajo de grado Uso de materiales alternativos para mejorar las propiedades mecnicas del concreto (fibra de fique)se enfoc en la determinacin de los cambios en las propiedades mecnicas del concreto mediante la adicin de materiales alternativos como la fibra de fique; obteniendo como resultado una mejora en la resistencia a la flexin, pero produciendo una reduccin en la resistencia a la compresin de las mismas muestras.Otro tipo de investigacin plante la utilizacin de material artificial anexando la funcin de agregado aligerante alternativo como el de polietileno y polie