proyecto de gestiÓn de cÁlculo estructural. · 2018. 5. 29. · proyecto, mejorando la gestión...

PROYECTO FIN DE GRADO. Grado en Ingeniería de Edificación.

PROYECTO DE GESTIÓN DE CÁLCULO ESTRUCTURAL.

Autor: Ignacio López Torres.

Tutor:

Isaac Montava Belda.

Julio de 2011.

.

GRADO EN INGENIERÍA DE EDIFICACIÓN – IGNACIO LÓPEZ TORRES. página 2

ÍNDICE CAPÍTULO 1: Introducción. 4 1.1. Presentación.

A)Objetivo general B) Objetivo específico. C) Antecedentes.

1.2. Diseño de líneas de investigación. 1.3. Contenidos. 1.4. Agradecimientos.

CAPÍTULO 2: Estado del Arte – Debate. 6 2.1. Introducción. 2.2. Debate.

CAPÍTULO 3: Metodología. 7 3.1. Introducción. 3.2. ¿Cómo lo vamos a hacer ? PARTE I - Propuestas de elementos estructurales sencillos. PARTE II -Supuesto práctico, pasos a seguir.

-Descripción resumida, de como vamos a calcular, todas las tipologías propuestas mediante el cálculo informatizado.

CAPÍTULO 4: Desarrollo del Proyecto. 15 4.1. Introducción. (Parte I) Desarrollo de propuestas.

A. Número de pilares según la luz. B. Tipo de materiales a emplear en la estructura.

4.2. Inicio de proyecto.(Parte II) 26 4.2.1 Definición de datos de partida y tipologías estructurales.

4.2.2.Proyecto arquitectónico básico.

28

4.2.3 Definición de tipologías, cálculo, mediciones y resultados.

30

a.1. Vista general de tipología estructural “tipo a”. a.2. Medición de estructura “tipo aa”. a.3. Medición de estructura “tipo ab”.

b.1 Vista general de tipología estructural “tipo b”. b.2. Medición de estructura “tipo b”.

35

c.1. Vista general de tipología estructural “tipo c”. c.2. Medición de estructura “tipo c”.

39

.


d.1. Vista general de tipología estructural “tipo d”. d.2 Medición de estructura “tipo d”.

42

e.1. Vista general de tipología estructural “tipo e”. e.2. Medición de estructura “tipo e”.

46

f.1. Vista general de tipología estructural “tipo f”. f.2. Medición de estructura “tipo fa”. f.3. Medición de estructura “tipo fb”.

51

4.2.4. Resumen gráfico de tipologías.

56

4.2.5. Resumen de mediciones de todas las tipologías y sus rendimientos.

57

CAPÍTULO 5: Conclusión. 5.1. Conclusión final.

59

Bibliografía. 64

Anexo I. Planos. 67

.


CAPÍTULO 1: Introducción. 1.1. PRESENTACIÓN.

A) OBJETIVO GENERAL. Si se decide iniciar una promoción de viviendas, se analizarán costes económicos

en sus distintas fases, para evaluar su viabilidad financiera. En fase de redacción de proyecto de ejecución, se realizará la definición de

sistemas constructivos del edificio, que marcarán la base para presupuestar el coste final de la obra.

Una de las partidas más definidas es la estructura, siendo el calculista el que

genere la documentación necesaria, para valorar costes. Se pretende acentuar y potenciar la viabilidad económica estructural, por parte del

calculista en fase de proyecto técnico de estructuras. El objetivo general, es tener un criterio más detallado en fase de cálculo

estructural, que permita realizar una evaluación económica, que sea específica para estructuras de edificación.

B) OBJETIVO ESPECÍFICO.

Se pretende calcular varias tipologías estructurales para una misma obra, y observar los resultados y las mediciones obtenidas.

El objetivo específico es analizar ventajas y desventajas de cada tipología, a

través de las mediciones resultantes, para poder comparar costes económicos en fase de proyecto, mejorando la gestión del proceso constructivo estructural.

C) ANTECEDENTES.

En sucesivas búsquedas bibliográficas, contando con autores como García

Meseguer, Tena Colunga, Muñoz Hidalgo y Urbán Brotons, se han encontrado manuales de construcción y cálculo estructural, donde se indican los requisitos mínimos de estabilidad, equilibrio, y sustentación de estructuras.

Existen autores que confeccionan manuales, que potencian el incremento de la

productividad en fase de ejecución de estructuras, bien sea con la mejora y aumento de rendimientos durante el montaje de encofrados, o por la organización de la obra en general.

En proyectos técnicos de estructuras existentes, observamos que el objetivo del

calculista es dar como solución, la máxima solvencia técnica, y que el dimensionado sea correcto, o que exista un equilibrio estructural, pero en dichos proyectos, no es habitual una justificación y análisis económico, de la tipología escogida.

.


En el presente proyecto, la mayoría de la información, ha sido elaborada por el propio alumno. Se han citado todas las fuentes utilizadas, y se han incorporado a la Bibliografía.

En este documento, se han recopilado algunos datos, de trabajos realizados por el

alumno con anterioridad a este proyecto, que junto a la investigación, desarrollo y elaboración de nueva información, se ha conseguido obtener como resultado, un trabajo inédito, único, con un punto de vista diferente, y cuya autoría solo pertenece al alumno que suscribe este trabajo.

1.2. DISEÑO DE LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN.

Este proyecto es una idea primigenia, para sumarse a una posible línea de investigación, en la Gestión Económica en Edificación, y así poder realizar un análisis más profundo y complejo, dejando la puerta abierta en el futuro, para confeccionar herramientas y modelos, que permitan una reducción de costes en estructuras, mejorando su Gestión. 1.3. CONTENIDOS. CAPÍTULO 1: Introducción. CAPÍTULO 2: Estado del Arte – Debate. CAPÍTULO 3: Metodología. CAPÍTULO 4: Trabajo de Campo. Desarrollo del Proyecto. CAPÍTULO 5: Conclusiones.

BIBLIOGRAFÍA. ANEXO I. PLANOS.

1.4. AGRADECIMIENTOS.

He de mostrar mi gratitud por la atención prestada por mi padre, Expedito López Ramírez, que ha sido un gran apoyo, para poder manifestar mis inquietudes académicas, en el ámbito de la Edificación.

.


CAPÍTULO 2: Estado del Arte – Debate. 2.1. INTRODUCCIÓN.

Autores como Calavera, aplican la normativa vigente, y desarrollan sus propios

manuales de cálculo, dimensionando elementos de cierta resistencia, que serán capaces de absorber ciertas hipótesis de cálculo demandadas, aplican coeficientes de seguridad, que sobredimensionan elementos, pero son escasas las aportaciones sobre ventajas y desventajas de los métodos de cálculo escogidos.

Si consideramos por bueno el criterio del calculista, a la hora de elegir una

tipología, deberíamos realizarle las siguientes preguntas: *¿Es posible reducir costes de ejecución de estructuras, a través del cálculo

estructural, en fase de proyecto? *¿ Se han calculado varias estructuras diferentes para la misma obra ? *Los resultados de cálculo propuestos ¿ Incluyen estudios económicos que

muestren las ventajas de elegir el sistema propuesto ?

2.2. DEBATE

Hemos de observar, que en todo proyecto de estructuras, existe un estudio previo y concienzudo por parte del calculista, antes de manifestar un resultado final, que se transforma en un trabajo detallado, con la estructura propuesta.

Lo ideal, es que además de justificar el dimensionado, se aportara más

documentación, mostrando las bondades de la tipología escogida, e incluso se realizase el cálculo de varias estructuras diferentes, para tener un comparativo económico.

Cada obra tiene sus singularidades, y por lo tanto, al igual que en otras partidas

de obra exigimos un comparativo de ofertas, también se deben comparar todas aquellas tipologías estructurales conocidas, para un mismo proyecto.

.


CAPÍTULO 3: Metodología. 3.1. INTRODUCCIÓN.

El objetivo es dimensionar y estudiar los resultados de varios cálculos estructurales, para una misma obra, analizando las ventajas y desventajas y su comparativo económico, a través de sus mediciones, empleando una metodología deductiva. 3.2. ¿CÓMO LO VAMOS A HACER ?

PARTE I

Para intentar mejorar los resultados de cálculo, en cuanto a las mediciones se refiere, antes del proceso de dimensionado de los seis modelos contemplados en este proyecto, se van a realizar propuestas de elementos estructurales sencillos, que sirvan para debatir y razonar futuros resultados.

Dichas propuestas, pasan por probar a cambiar tipologías estructurales, añadir

más elementos, o analizar resultados. PARTE II Se realizará a través de un supuesto práctico, los siguientes pasos: * Redactamos un proyecto básico de elaboración propia. * Utilizamos unos datos de partida, con una consideración propia, tales como : - Tensiones del terreno. - Aceleración sísmica. - Zona eólica. - Grado de Aspereza. - Control de ejecución. - Tipo de hormigón. - Materiales empleados. - Acciones. - Tipo de Cargas y Sobrecargas. - Intereje en forjados…. etc.

*Se define y ubica una red de pilares, teniendo en cuenta el proyecto básico. *Mediante la herramienta informática Cypecad 2011.b After Hours,

explicamos de forma resumida, el procedimiento de cálculo, a través de los siguientes pasos:

- Introducimos los datos de partida (tensión del terreno, acciones, etc) - Definimos elementos de cimentación, pilares, vigas y forjados, que

conforman la estructura. - Revisamos el cumplimiento de normativa, para todas las tablas de

armado, y su composición para todos los elementos estructurales.

.


- Revisamos todos los parámetros. - Obtenemos resultados, y revisamos: La correcta disposición de armaduras.

Cumplimiento de flechas. Comprobación manual del cumplimiento de secciones con

refuerzo por punzonamiento o cortante. El cumplimiento de la norma y definición de las geometrías

mínimas, marcadas por la E.H.E. y la N.C.S.E. vigentes.

- Al tratarse de un estudio y comparativo económico, y no ser la tipología definitiva, se exportan y maquetan los planos más significativos, y no la totalidad.

- Exportamos las mediciones resumidas, donde se obtienen, kg de acero,

m3 de hormigón, y consultamos los rendimientos de ejecución, en bases de datos del Arquímedes, y el Instituto Valenciano de la Edificación.

*Estudiamos y comparamos las mediciones resultantes, expresándolas en %, donde los indicadores clave, al margen de los precios, son:

- kg de acero. - m3 de hormigón. - horas de mano de obra.

*Independientemente del precio final de los materiales, se analiza:

- Si existen diferencias significativas entre las cantidades de estos

indicadores, que son los que determinarán el coste final de la obra, según su volumen, por lo tanto, las ventajas serán para aquella tipología estructural, que menos kg, m3 y horas de trabajo tenga.

-Ventajas y desventajas de la tipología estructural elegida.

-Mediante tablas de resumen, se va a valorar los resultados de las mediciones.

*Todo este proceso lo realizaremos con seis tipologías estructurales diferentes,

para el mismo proyecto.

.


Descripción resumida, de como vamos a calcular todas las tipologías propuestas, mediante el cálculo informatizado. Mostraremos los procesos más relevantes, como introducción de datos, definición de tipologías y obtención de resultados.

GRÁFICO I. Introducción de datos generales de partida.

Fuente: Elaboración propia, usando el programa Cypecad 2011.b After Hours.

GRÁFICO II. Comprobación de cuantías y disposición de armaduras, en todos los elementos estructurales.


.


GRÁFICO III. Definición de la tipología. En este caso, se trata de la “tipología tipo D”,

con estructura metálica y losa de cimentación. Introducción de pilares, losa, y tipo de cargas.


GRÁFICO IV. Definición del tipo de forjado. Para este caso, estructura compuesta de viguetas y vigas metálicas.

Se ha realizado un primer modelo, con perfiles “HEB”. La estructura metálica final, será con perfiles “IPE”.

Introducción de cargas. Fuente: Elaboración propia, usando

el programa Cypecad 2011.b After Hours.

.


GRÁFICO V. Comprobación de la resistencia al fuego,

para elementos metálicos. Fuente: Elaboración propia,

usando el programa Cypecad 2011.b After Hours.

GRÁFICO VI. Comprobación de la correcta definición de la tipología.


.


GRÁFICO VII. Revisión de todos los parámetros, acciones,

cargas, geometrías, tablas de armado, continuidad de forjados, bases de cálculo, esfuerzos, etc…

Cálculo de la obra. Fuente: Elaboración propia,


GRÁFICO VIII Visualización y corrección de los errores de cálculo.

Comprobación manual de secciones con refuerzo, por punzonamiento o cortante.


.


GRÁFICO IX. Visualización y corrección de los errores de cálculo.

Comprobación manual de secciones con refuerzo, por punzonamiento o cortante.

Visualización de isovalores. Fuente: Elaboración propia,


GRÁFICO X. Visualización y corrección de los errores de cálculo.

Visualización y comprobación de la deformada, felchas, etc… Repaso general del cálculo. Fuente: Elaboración propia,


.


GRÁFICO XI. Exportación de cuantías,

mediante cuadros de mediciones resumidas. Fuente: Elaboración propia,


GRÁFICO XII. Exportación de los planos más significativos,

para el proyecto. Fuente: Elaboración propia,


.


CAPÍTULO 4: Desarrollo del Proyecto objeto de estudio.

4.1. INTRODUCCIÓN. (PARTE I)

Antes de comenzar la obra propuesta, se van a analizar una serie de sencillas propuestas realizadas por el alumno, con la intención de probar su viabilidad para estructuras más complejas.

Las propuestas realizadas por el alumno son: a. Número de pilares según la luz. *Redacción de un pequeño ejemplo de estructura, con un aumento

indiscriminado de pilares, para conseguir una reducción de luces en vigas. *Comparativo de armado de vigas según su luz. *Aumento indiscriminado de pilares en la obra propuestas. b. Tipo de materiales a emplear en la estructura. *Análisis de ventajas y desventajas de estructuras metálicas

existentes. *Desarrollo de una tipología de estructura metálica integral, para

el proyecto propuesto. A. NÚMERO DE PILARES SEGÚN LA LUZ. Momentos. ¿ Podemos incrementar el número de pilares para reducir cuantías de acero en vigas ?

A más luz y misma carga, el momento máximo es mayor, por lo tanto partimos de la base, de que en cualquier tipo de viga, el momento flector máximo, es directamente proporcional al cuadrado de la luz, esto quiere decir, que las cuantías de acero necesarias para cubrir estos momentos, también son directamente proporcionales al cuadrado de la luz.

Figura 1. Viga Biempotrada.

.


Figura 2. Viga Biapoyada.

Siendo la luz un parámetro determinante, según lo anteriormente expuesto, en

términos económicos, una viga que duplique su luz, no tendrá el doble de su coste inicial, es decir cuadriplicará sus esfuerzos y se incrementará el acero necesario para satisfacerlos, y como consecuencia final, incrementará su coste de forma considerable.

Otro indicador determinante, es la armadura base de cada viga, que cada vez que aumenta, incrementa considerablemente el peso propio de la viga, y por consiguiente su coste, tal y como se muestra en la formulación expuesta:

Comprobación mecánica. Ustracción ≥ 0,04 * fcd * b * d Kn fcd = H.A (resist.) *103

1.5

Comprobación geométrica.

As1 tracción ≥ 2,8 (B500) (art. 42.3.5. EHE) * b * h cm2

1000 As2 compresión ≥ 0,3 * As1 cm2 Intentar realizar vigas planas, hasta el máximo que implique la normativa, y su

propio equilibrio, para realizar sistemas de encofrado planos, genera un aumento de la armadura base, y los esfuerzos a torsión, pero disminuye el coste de mano de obra en encofrados de vigas de canto, las cuales son más complejas en su montaje, manifestándose una reducción de horas de mano de obra, y coste por operario.

A continuación analizaremos tres modelos y sus resultados, consistentes en estructuras sencillas.

Cambiaremos el tipo de forjado, y el número de pilares, para estudiar especialmente el “pórtico 2”, viendo sus diferencias de armado y el volumen de hormigón empleado, teniendo en cuenta también las horas de mano de obra, que se producen al añadir más pilares.

Las tres tipologías consideradas se denominan: *“VG” Forjado Unidirecc. de 20+4 cm, con vigas de 40ax70c cm, 5 pilares

*“VP” Forjado Unidirecc. de 20+4 cm, con vigas de 25ax24c cm, 11 pilares. * “VR” Forjado Reticular de 20+5 cm, con vigas de 25ax30c cm, 5 pilares. *Mismas acciones para los tres modelos.

.


Tipología estructural tipo “VG”. Forjado unidireccional de 20+4 cm: * Modelo “VG” con vigas de 40ax70c cm. * Mismas acciones para los tres modelos.

Figura 3.

Ejemplo de tipología estructural tipo “vg” Fuente: Elaboración propia.

Figura 4.

Forjado 01. Fuente: Elaboración propia.

Figura 5.

Viga de 40x70 cm de cuatro vanos, y cinco pilares. Fuente: Elaboración propia.

.


Tipología estructural tipo “VP”. *Forjado unidireccional de 20+4 cm. *Modelo “VP” con vigas de 25ax24c cm. *Mismas acciones para los tres modelos.

Figura 6.

Ejemplo de tipología estructural tipo “vp” Fuente: Elaboración propia.

Figura 7.


Figura 8.

Viga de 25x24 cm de diez vanos, y once pilares. Fuente: Elaboración propia.

.


Tipología estructural tipo “VR”. * Forjado reticular de 25+5 cm. * Modelo “VR” con vigas de 25ax30c cm. * Mismas acciones para los tres modelos.

Figura 9.

Ejemplo de tipología estructural tipo “vr” Fuente: Elaboración propia.

Figura 10.


Figura 11.


Figura 12.


.


Medición.

Tipología estructural tipo “VG”. Forjado 1 - Superficie total: 86.15 m2

Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Forjados 68.14 3.76 54 Vigas 17.29 12.22 933 Encofrado lateral 48.97 Pilares (Sup. Encofrado) 22.40 1.68 156

Total 156.80 17.66 1143 Índices (por m2) 1.820 0.205 13.27

Tipología estructural tipo “VP”. Forjado 1 - Superficie total: 86.15 m2

Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Forjados 71.03 3.92 57 Vigas 13.90 7.42 630 Encofrado lateral 28.52 Pilares (Sup. Encofrado) 44.70 3.38 268


Tipología estructural tipo “VR”.

Forjado 1 - Superficie total: 86.15 m2

Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Forjados 74.03 10.79 826 *Arm. base reticulares 386 *Arm. base ábacos 87 Vigas 11.40 3.70 397 Encofrado lateral 13.68 Pilares (Sup. Encofrado) 25.60 1.92 208


.


TIPOLOGÍA ACERO MANO DE OBRA Y HORMIGÓN TOTAL

VG horas ferr+encof. precio medio oficial y peón

86,15 m2 * 0.50h/m2= 43,08h/m2 * 21 ,50 €/h = 926,11 € 5 pilares 156,00 Kg 1,68 m3 *0,6 h/m3 *5p*21,50€/h = 108,36 € % DIF.

forjado 01 987,00 Kg 15,98 m3 19,36 TOTAL 1.143,00 *0,90€/Kg= 1.028,70 € 17,66 m3 *88 €/m3= 1.554,08 € 2.582,78 € 3.617,25 €

VP horas ferr+encof. pilares precio medio oficial y peón

86,15 m2*0.50h/m2= 43,08h/m2 * 21 ,50 €/h = 926,11 €

11 pilares 268,00 Kg 3,38 m3 *0,6 h/m3 *11p*21,50€/h = 479,622 % DIF. forjado 01 687,00 Kg 11,34 m3 20,62

TOTAL 955,00 Kg *0,90€/Kg= 859,50 € 14,72 m3 *88 €/m3= 1.295,36 € 2.154,86 € 3.560,59 €

VR horas ferr+encof. pilares precio medio oficial y peón

86,15 m2*0.50h/m2= 56,00h/m2 * 21 ,50 €/h = 1.203,95€ 5 pilares 208,00 Kg 1,92 m3 *0,6 h/m3 *5p*21,50 €/h = 123,84 % DIF.

forjado 01 1.696,00 Kg 14,49 m3 0,00

TOTAL 1.904,00 Kg *0,90€/Kg= 1.713,60 € 16,41 m3 *88 €/m3= 1.444,08 € 3.157,68 € 4.4485,47 €

TABLA I.

Cuadro Comparativo. Fuente: Elaboración propia.

Comentario:

Siendo las acciones las mismas para los tres modelos, pero modificando la tipología estructural, existen diferencias importantes entre el modelo tipo “VP” y el “VR”, en lo que se refiere a:

“VP” (11p) “VG” (5p)

Acero 955 Kg 1143 Kg Hormigón 14.72 m3 17.66 m3

Rendimientos pilares

Rendimientos forjados

6.6 h/m3

43.08 h/m2

3 h/m3

43.08h/m2

Independientemente de cual sea el precio del kg de acero, en el momento que se

vaya a construir, se observan las siguientes diferencias:

% de ahorro de “VP”(11p) respecto a “VG”(5p)

Acero 16.45 % Hormigón 16.65 %

Rendimientos pilares

Rendimientos forjados

55.55 %

0 % ¿ Podría ser un indicador, el aumento de pilares, en fase de cálculo, para una

reducción de material y costes? ¿ Es una opción en obras de edificación ?

.


En edificación residencial, cada obra tiene sus particularidades, pero es cierto que en un gran número de promociones, la naturaleza del diseño de los proyectos básicos, y en la distribución de sus diferentes espacios, no existen grandes luces, salvo en proyectos singulares, o cuando existe un aparcamiento subterráneo.

Cuando se realizan aparcamientos bajo rasante, tradicionalmente se buscan luces

de 6,6 m. (aunque con la nueva DC-09, tres plazas de garaje de 2,30 de ancho, conforman una luz de 6,90 m).

Conociendo esta circunstancia general en proyectos de vivienda residencial,

existe la posibilidad de disminuir las luces, aumentado de manera indiscriminada el número de pilares, embebiéndolos en armarios empotrados, medianeras, separación de viviendas, y por tanto reducir luces y cuantías de armado.

En el caso de forjados reticulares, la distribución de pilares, se puede realizar en cualquier dirección, dada su versatilidad, por lo tanto acortar luces será más sencillo, que con forjados unidireccionales.

Como consecuencia de los datos obtenidos anteriormente, realizaremos y estudiaremos más adelante, dos tipologías diferentes en el proyecto básico planteado y elaborado por el alumno, en el Anexo I (P01, P02, P03 y P04), que denominaremos tipologías “c”, y “fa”, y cuyos planos se detallan en el Anexo I (C01 y F01), donde pondremos más pilares que sustenten vigas, respetando el diseño del proyecto arquitectónico básico, el cual en nuestro caso, no dispone de sótano.

Al final analizaremos sus resultados en el Capítulo 5.

.


B. TIPO DE MATERIALES A EMPLEAR EN LA ESTRUCTURA. El objetivo de este apartado es estudiar las ventajas de realizar estructuras metálicas en edificación residencial, ya que en muchas ocasiones, se realizan en solares pequeños, estructuras metálicas para ahorrar espacio, o por su facilidad y rápidez de montaje. ¿ Realmente se ahorra espacio ? ¿ Es mejor construir estructuras metálicas en solares pequeños ? ¿ Es más económico ?

Diferencias entre el uso de acero y hormigón armado:

Pilar metálico. Pilar de Hormigón Armado.

-Transporte directo a obra. -Transporte de chapas de encofrado, y acero elaborado.

-Rápido montaje en obra. - Montaje de: * Chapas de encofrado. * Tiempo de espera de fraguado.

TABLA II. Fuente: Elaboración propia.

Con el fin de conseguir datos sobre obras en construcción con estructura metálica,

he decidido ir al centro de Alicante, donde es frecuente encontrar solares pequeños, y el uso de estructuras metálicas en edificios de uso residencial.

Después de realizar varias visitas a obras de estructura metálica, en las calles Miguel Soler, Cesar Elguezabal, del Teatro, y San Francisco, en Alicante, observamos la disposición de pilares y sus medidas, tal y como se muestran en las siguientes fotografías:

Fotografía I. Edificio residencial en construcción, en la calle Miguel

Soler, Alicante. Edificación con pilares metálicos y forjado colaborante.

Fuente: Foto realizada por el alumno.

Fotografía II. Detalle de revestimiento de pilar metálico, mediante ladrillo,

para protección contra incendios, con un aumento significativo de la superficie en planta de cada pilar (la

alternativa son pinturas ignífugas). No existe separación entre edificios (NCSE).


.


Fotografía III. Edificio residencial en construcción en la calle Cesar

Elguezabal, Alicante, construido con pilares metálicos, y forjado reticular.


Fotografía IV. Detalle de pilar medianero, desplazado a la izquierda respecto a la medianera, cerca de 0.40 m, evitando el cajeado, y como

resultado final, ocupando más superficie en planta. Fuente: Foto realizada por el alumno.

Fotografía V. Ampliación de fotografía IV, detalle de medición desde la medianera hasta el cara de pilar, con un total de 0.40

m. Fuente: Foto realizada por el alumno.

Fotografía VI. Detalle de pilar interior y viga descolgada metálica.

Paso de instalaciones junto al pilar. Fuente: Foto realizada por el alumno.

En el edificio de estructura metálica, que se encuentra ubicado en la calle Cesar Elguezabal (Fotografía III), en toda su planta baja, los pilares ocupan dimensiones que van desde 0,40*0,16 m hasta 0,25*0,20 m, lo cual no supone un ahorro de espacio significativo, o una ventaja frente a pilares de hormigón. Si comparamos pilares de hormigón armado, que según la E.H.E., deben contar con un mínimo de 0.25*0.25 m, o de 0.30*0.30 m si la aceleración sísmica es mayor a 0.16, según la N.C.S.E., los pilares metálicos con un mínimo de 0.20*0.20 m, ahorran un total de superficie de 0,01 m2 cuadrados, sin incluir el tratamiento ignifugo (en el caso de pinturas es despreciable el aumento de sección). ¿ Se ahorra espacio con pilares metálicos ? ¿Qué diferencias existen en Kg totales de acero empleados en estructuras metálicas? ¿ Es más rápida, sencilla y económica esta tipología estructural ?

.


Fotografía VII. Ampliación de fotografía VI. Detalle de instalaciones y

dimensión del pilar. Fuente: Foto realizada por el alumno.

Fotografía VIII. Ampliación de la fotografía VII. Detalle de la dimensión del pilar metálico de 0.28*0.16 m. En este caso además se han

canalizado las instalaciones cerca del pilar, aumentando considerablemente la superficie ocupada en planta.


Fotografía IX.

Edificio residencial en construcción en calle del Teatro, Alicante, construido con pilares metálicos, y forjado

unidireccional. Fuente: Foto realizada por el alumno.

Fotografía X.

Edificio residencial en construcción en calle San Francisco, Alicante, construido con pilares metálicos, y forjado

colaborante. Fuente: Foto realizada por el alumno.

.


4.2. INICIO DE PROYECTO. (PARTE II) 4.2.1 Definición de datos de partida y tipologías estructurales.

Datos generales.

Forjados.

γPersistentes = 2 kg/cm2 SQ uso=

2 kn/m2

γAccidentales =

3 kg/cm2

Qmuertas=

2.2 kn/m2

Aceleración sísmica=

0.10 P.P.(peso propio) = 4.75 kn/m2

Acero=

B400S

Laminado,armado A42–Conf. A37

Canto=

25+5 cm

Tipo hormigón=

HA-25

Intereje reticular=

84 x 84 cm - n16 cm.

Control de ejecución=

Control estadístico. Intereje unidireccional=

70 cm – n14 cm.

Zona eólica=

27 m/s

Grado de aspereza=

IV (zona urbana)

Ciudad= Abarán (Murcia)

TABLA III. Cuadro descriptivo de datos de partida.

Fuente: Elaboración propia. Antes de comenzar el cálculo, identificamos las tipologías, mediante el siguiente cuadro:

a

Aa Zapatas, pilares de H.A., y forjado reticular.

Ab Losa de cimentación, pilares de H.A., y forjado reticular.

b Zapatas, pilares de H.A., y forjado unidireccional.c Losa de cimentación, pilares de H.A. aleatorios, y forjado unidireccional. d Losa de cimentación, y estructura metálica.e Losa de cimentación, muros de H.A., y forjado reticular. f Fa Losa de cimentación, pilares aleatorios de hormigón armado, y forjado

reticular. Fb Losa de cimentación, pilares aleatorios de H.A., y forjado reticular.

Disminución de la dimensión de las vigas y su armadura base.

.


Dado el volumen de información, no expondremos todos los datos obtenidos del cálculo estructural de todas las tipologías, solo vistas y resúmenes de mediciones, y un forjado tipo de primera planta, para estudiar diferencias, tal y como se muestra en el siguiente cuadro:

Por cada Tipología: *Vistas de las tipologías estructurales propuestas. *Cuadro resumen de mediciones obtenidas del cálculo.

Anexo I. Planos estructura de: *Planta primera Observaremos la modelización

de todas las tipologías propuestas*Cuadro de pilares

Armado de pilares.

Figura 13.

Analizaremos, estudiaremos y compararemos los resultados del Forjado I, del Proyecto básico propuesto, en los planos del Anexo I (P04)

Fuente: Proyecto técnico parcial, diseñado por el alumno. Anexo I.P04. Los rendimientos serán los siguientes: Coste medio de Mano de Obra por hora (ayudante y oficial) 21,50 €/h

m3 H. en PILAES

m2

RETICULAR m2

UNIDIRECCIONAL m3 H. LOSA m3 H.

ZAPATA

m2

ESTRUCTURA METÁLICA

m3 H. Muros.

nº de horas por unidad de obra

(h). Incluida la

colocación de material. 0,72 0,65 0,50 0,55 0,45 0,65 7,5

TABLA IV. Cuadro Comparativo. Consulta en Junio de 2011.

Fuente: Rendimientos y precios de la base de datos de la edificación,

de la Comunidad Valenciana. Base de datos del programa Arquímedes.

.


4.2.2.Proyecto arquitectónico básico.

Se ha diseñado un proyecto arquitectónico básico de elaboración propia, con alzado, planta tipo y sección, con un esquema de pilares, que se detalla en el Anexo I (P01, P02, P03 y P04). Este es el modelo a utilizar, donde el objetivo es crear un primer esquema básico, para calcular su estructura:

. Figura 14.

Planta Baja. Visualización de esquema de pilares. Fuente: Proyecto técnico parcial, diseñado por el alumno. Anexo I.P01.

.


Figura 15.

Planta Tipo. Visualización de esquema de pilares Fuente: Proyecto técnico parcial, diseñado por el alumno. Anexo I.P02

.


4.2.3. Definición de tipologías, cálculo, mediciones y resultados. A.1. VISTA GENERAL DE LA TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL “TIPO A”.

Figura 16.

Vista general. Zapatas y forjado reticular. Tipología estructural “tipo Aa”. Fuente: Elaboración por parte del alumno,

mediante Cypecad 2011.b After Hours.

Figura 17.

Vista general. Zapatas, vigas centradoras, y correas. Tipología estructural “tipo Ab”

Fuente: Elaboración por parte del alumno, mediante Cypecad 2011.b After Hours.

.


A.2. MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO Aa” ZAPATAS. (se incluyen mermas de acero)

B 400 S, CN (kg) Hormigón Elemento Ø6 Ø12 Ø16 Ø20 Ø25 Ø32 Total HA-25, C.E. Limpieza Referencia: P1 0.93 11.01 10.62 275.88 298.44 3.57 0.42 Referencia: P2 1.06 2.64 45.30 607.84 656.84 3.84 0.48 Referencia: P3 0.92 2.64 36.25 322.99 362.80 3.04 0.38 Referencia: P4 0.92 7.91 18.12 261.11 288.06 2.26 0.28 Referencia: P5 0.92 2.04 16.25 425.79 445.00 2.53 0.51 Referencia: P6 0.93 15.31 18.11 306.25 340.60 2.26 0.28 Referencia: P7 1.00 11.23 17.65 91.59 252.09 373.56 1.88 0.31 Referencia: P8 0.93 4.57 140.45 145.95 2.05 0.34 Referencia: P9 0.92 14.36 293.74 309.02 1.71 0.34 Referencia: P10 1.00 20.42 18.12 236.95 276.49 2.92 0.36 Referencia: P11 0.93 57.20 48.75 179.30 286.18 2.52 0.42 Referencia: P12 0.92 2.65 15.42 204.44 223.43 2.89 0.36 Referencia: P13 0.92 2.32 18.20 177.08 455.02 653.54 2.69 0.41 Referencia: P14 0.92 10.23 9.93 194.67 215.75 2.57 0.34 Totales 13.22 128.80 313.00 1079.56 2633.97 707.11 4875.66 36.72 5.25 VIGAS CENTRADORAS (se incluyen mermas de acero). B 400 S, CN (kg) Hormigón (m³) Elemento Ø8 Ø10 Ø12 Ø25 Total HA-25, C.E. LimpiezaReferencia: [P12 - P13] 13.09 8.59 375.63 397.31 0.78 0.11 Referencia: [P13 - P14] 13.09 8.56 372.59 394.24 0.80 0.11 Referencia: [P11 - P13] 6.58 175.91 182.49 0.04 0.01 Referencia: [P7 - P12] 13.09 8.54 374.86 396.49 0.84 0.11 Referencia: [P8 - P7] 9.43 6.36 13.59 127.80 157.18 0.49 0.08 Referencia: [P10 - P14] 13.09 8.69 388.61 410.39 0.77 0.11 Referencia: [P9 - P10] 8.64 6.22 236.31 251.17 0.51 0.08 Referencia: [P5 - P4] 15.72 8.54 307.52 331.78 0.93 0.15 Referencia: [P5 - P6] 15.72 8.56 310.07 334.35 0.93 0.15 Referencia: [P1 - P4] 9.60 14.76 341.56 365.92 0.57 0.07 Referencia: [P2 - P5] 12.47 14.27 15.46 164.30 206.50 0.88 0.09 Referencia: [P2 - P1] 13.03 17.09 18.46 222.24 270.82 0.85 0.10 Referencia: [P3 - P6] 10.55 14.71 15.82 178.27 219.35 0.60 0.08 Referencia: [P2 - P3] 13.43 17.52 390.65 421.60 0.80 0.10 Totales 160.95 148.99 63.33 3966.32 4339.59 9.80 1.34

.


VIGAS DE ATADO (se incluyen mermas de acero).

B 400 S, CN (kg) Hormigón (m³) Elemento Ø8 Ø20 Total HA-25, C.E. Limpieza Referencia: [P8 - P11] 4.90 47.09 51.99 0.26 0.06 Referencia: [P9 - P11] 4.90 47.09 51.99 0.26 0.06 Referencia: [P8 - P9] 4.89 44.17 49.06 0.27 0.07 Referencias: [P4 - P7] y [P6 - P10] 2x4.89 2x50.57 110.92 2x0.27 2x0.07 Referencias: [P5 - P8] y [P5 - P9] 2x6.12 2x55.01 122.26 2x0.36 2x0.09 Totales 36.71 349.51 386.22 2.06 0.52 FORJADOS.



Total 268.14 44.23 7290 Índices (por m2) 1.463 0.241 39.78 Nº de bloques de reticular = 119 Completos + 59 Parciales







.





Forjado 5 - Superficie total: 22.65 m2 Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg)

Forjados 17.19 3.52 64 *Arm. base reticulares 64 *Arm. base ábacos 40 Vigas 5.09 1.50 234 Encofrado lateral 5.41 Pilares (Sup. Encofrado) 13.50 1.17 139


Nº de bloques de reticular = 8 Completos + 9 Parciales

RESUMEN MEDICIÓN

Total obra - Superficie total: 724.17 m2



Barras (Kg) = +22608 +4875.66 +4339.59 + 386.22 = 32209.47 Kg

(FORJADOS) (ZAPATAS) (VIGAS VENTRADORAS)

(VIGAS DE ATADO)

Volumen (m3) = +172.45 + 41.97 + 11.14 + 2.58 = 228.14 m3


(VIGAS DE ATADO)

.


A.3.MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO Ab”

Figura 18.

Vista general. Losa de cimentación, y forjado reticular. Tipología estructural “tipo Ab” Fuente: Elaboración por parte del alumno,

mediante Cypecad 2011.b After Hours. LOSA

Cimentación - Superficie total: 183.95 m2 Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg)

Forjados 178.82 132.71 2947 *Arm. base losas 4929 Vigas 3.37 5.20 578 Encofrado lateral 56.74


RESUMEN MEDICIÓN

Total obra - Superficie total: 908.12 m2 (incluida losa cimentación)

Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Losas de cimentación 178.82 132.71 2947

*Arm. base losas 4929 Reticulares 568.55 106.98 6526

*Arm. base reticulares 1983 *Arm. base ábacos 801

Vigas 152.00 51.11 9237 Encofrado lateral 163.09

Pilares (Sup. Encofrado) 226.20 19.42 3649 Total 1288.66 310.22 30072

Índices (por m2) 1.419 0.342 33.11 Nº de bloques de reticular = 466 Completos + 211 Parciales

Barras (Kg) = +22608 +8454 = 31062.00 Kg (FORJADOS) (LOSA)

Volumen (m3) = +172.31 + 137.91 = 310.36 m3 (FORJADOS) (LOSA)

.


B.1.VISTA GENERAL TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL “TIPO B”

Figura 19.

Vista general. Zapatas y forjado Unidireccional. Tipología estructural “tipo B”.


Figura 20.

Vista de Zapatas, Vigas centradoras, y correas. Tipología estructural “tipo B”. Fuente: Elaboración por parte del alumno,

mediante Cypecad 2011.b After Hours.

.


B.2.MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO B” ZAPATAS Resumen de medición (se incluyen mermas de acero)

B 400 S, CR (kg) Hormigón (m³)

Elemento Ø6 Ø12 Ø16 Ø20 Ø25 Total HA-25, C.E. Limpieza

Referencia: P1 0.93 2.75 313.42 317.10 3.57 0.42

Referencia: P2 1.07 7.91 45.30 347.40 401.68 3.60 0.45

Referencia: P3 0.92 2.75 318.74 322.41 3.40 0.40

Referencia: P4 0.93 2.65 82.38 36.46 148.36 270.78 2.16 0.27

Referencia: P5 0.92 4.10 16.25 511.83 533.10 2.53 0.51

Referencia: P6 0.92 132.07 58.75 191.74 3.10 0.28

Referencia: P7 1.00 9.79 144.62 58.75 214.16 3.72 0.34

Referencia: P8 0.92 9.15 53.74 49.70 113.51 2.28 0.38

Referencia: P9 0.93 11.43 53.74 49.70 115.80 2.28 0.38

Referencia: P10 1.00 16.31 162.68 58.75 238.74 4.16 0.38

Referencia: P12 0.92 5.36 118.05 18.34 142.67 2.59 0.32

Referencia: P14 0.93 7.44 189.71 198.08 2.14 0.31

Referencia: (P13-P11) 1.84 16.06 267.90 183.60 469.40 8.68 1.09

Totales 13.23 95.70 1221.14 1015.26 1183.84 3529.17 44.22 5.52

VIGAS CENTRADORAS Resumen de medición (se incluyen mermas de acero)


Elemento Ø10 Ø12 Ø25 Total HA-25, C.E. Limpieza

Referencia: [P8 - P7] 15.22 22.30 143.44 180.96 0.59 0.08

Referencia: [P9 - P10] 15.23 22.42 145.47 183.12 0.56 0.07

Referencia: [P7 - P12] 24.31 25.63 398.28 448.22 0.92 0.11

Referencia: [P12 - (P13-P11)] 21.26 25.86 396.50 443.62 0.79 0.10

Referencia: [P10 - P14] 24.31 44.02 200.66 268.99 0.98 0.11

Referencia: [(P13-P11) - P14] 21.26 25.55 390.65 437.46 0.87 0.10

Referencia: [P5 - P6] 27.66 12.39 365.21 405.26 1.13 0.15

Referencia: [P1 - P4] 16.55 36.30 218.03 270.88 0.73 0.07

Referencia: [P5 - P4] 27.66 12.31 359.11 399.08 1.14 0.15

Referencia: [P2 - P1] 23.17 24.93 496.79 544.89 0.99 0.10

Referencia: [P2 - P5] 20.63 36.14 191.97 248.74 0.99 0.09

Referencia: [P3 - P6] 17.46 21.91 404.43 443.80 0.62 0.07

Referencia: [P2 - P3] 23.16 24.81 491.70 539.67 1.00 0.10

Totales 277.88 334.57 4202.24 4814.69 11.30 1.32

.


LISTADO DE VIGAS DE ATADO Resumen de medición (se incluyen mermas de acero)


Elemento Ø8 Ø20 Total HA-25, C.E. Limpieza

Referencia: [P6 - P10] 7.35 50.62 57.97 0.26 0.06

Referencia: [P8 - P9] 7.35 44.33 51.68 0.26 0.06

Referencia: [P8 - (P13-P11)] 9.79 49.75 59.54 0.35 0.09

Referencia: [P9 - (P13-P11)] 9.79 49.75 59.54 0.35 0.09

Referencias: [P5 - P8] y [P5 - P9] 2x9.79 2x56.86 133.30 2x0.35 2x0.09

Referencia: [P4 - P7] 7.35 50.57 57.92 0.27 0.07

Totales 61.21 358.74 419.95 2.19 0.55

FORJADOS


Forjados 125.55 12.52 998 Vigas 55.93 18.02 4698 Encofrado lateral 22.58 Pilares (Sup. Encofrado) 64.20 5.60 2333








.








RESUMEN MEDICIÓN

Total obra - Superficie total: 724.17 m2 Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg)



Barras (Kg) = +25200 +3529.17 +4814.69 + 419.95 = 33963.81 Kg


(VIGAS DE

ATADO)

Volumen (m3) = +140.89 + 49.74 + 12.62 + 2.74 = 205.99 m3

(FORJADOS)

(ZAPATAS)

(VIGAS VENTRADORAS)

(VIGAS DE

ATADO)

.


C.1.VISTA GENERAL TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL “TIPO C”.

Figura 21.

Vista general. Losa de cimentación, pilares aleatorios y forjado Unidireccional. Tipología estructural “tipo C”.


Figura 22.

Vista general. Losa de cimentación, pilares aleatorios y Vigas. Tipología estructural “tipo C”.


.


C.2.MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO C” CIMENTACIÓN




FORJADOS










.








RESUMEN MEDICIÓN


Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Losas macizas 163.72 122.79 5379 *Arm. base losas 4498 Unidireccionales 493.80 49.19 2940 Vigas 240.85 87.47 12996 Encofrado lateral 147.48 Pilares (Sup. Encofrado) 323.40 27.60 5384


.


D.1.VISTA GENERAL TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL “TIPO D”.

Figura 23.

Vista general. Losa de cimentación y estructura metálica. Tipología estructural “tipo D”.


Figura 24.

Vista general de vigas y pilares. Tipología estructural “tipo D”. Fuente: Elaboración por parte del alumno, mediante Cypecad 2011.b After Hours.

.


D.2.MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO D”. LOSA

Cimentación - Superficie total: 183.24 m2

Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Laminado (Kg) Pernos (Kg)

Forjados 190.58 142.94 2150

*Arm. base losas 5329

Vigas 4.68 10.25 1148

Encofrado lateral 66.63

Placas de anclaje 909 452

Total 261.89 153.19 8627 909 452

Índices (por m2) 1.311 0.767 43.20 4.55 2.26

FORJADOS


Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Laminado (Kg)

Forjados 157.20 22.18 2686

Vigas 20.78 6654


Pilares metálicos 6557

Total 201.08 22.18 15897

Índices (por m2) 1.122 0.124 88.69



Forjados 150.04 21.41 2562

Vigas 20.98 6708



Total 195.93 21.41 13081

Índices (por m2) 1.139 0.124 76.03

.




Forjados 150.14 21.38 2562

Vigas 20.96 6608



Total 196.21 21.38 12498

Índices (por m2) 1.141 0.124 72.68



Forjados 150.15 21.39 2537

Vigas 21.00 6608



Total 196.28 21.39 12268

Índices (por m2) 1.141 0.124 71.34



Forjados 18.67 2.49 450

Vigas 2.10 597



Total 26.04 2.49 1885

Índices (por m2) 1.244 0.119 90.06

.


RESUMEN MEDICIÓN.

Total obra - Superficie total: 908.12 m2 (incluida losa de cimentación)

Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Laminado (Kg) Pernos (Kg)

Losas de cimentación 190.87 143.15 1777

*Arm. base losas 5329

Unidireccionales 626.20 61.46 10797

Forjado sobre vigas 27.39

Vigas 90.55 10.25 1135 27175



Placas de anclaje 800 233

Total 1078.43 242.25 8241 56429 233

Índices (por m2) 1.178 0.265 9.00 61.61 0.25

Barras (Kg) = +8241,00 + 56429,00 +233,00 = 64903,00 Kg (FORJADOS) (LAMINADO) (PERNOS)

Volumen (m3)

= 242.25 m3

.


E.1.TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL “TIPO E”.

Figura 25.

Vista general. Losa de cimentación, cerramientos con muros de hormigón armado,

y forjados reticulares. Tipología estructural “tipo E”.


Figura 26.

Vista general de vigas y muros. Tipología estructural “tipo E”.


.


E.2.MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO E”. LOSA




FORJADOS


Forjados 160.10 24.07 1206 *Arm. base reticulares 531 *Arm. base ábacos 86 Vigas 22.84 3.24 706 Encofrado lateral 22.54 Muros 377.17 36.54 3850 Pilares (Sup. Encofrado) 12.80 1.07 192


Nº de bloques de reticular = 233 Uds.





.














.


RESUMEN MEDICIÓN

Total obra - 908.12 m2 (incluida losa cimentación) Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg)

Losas macizas 165.23 123.92 5805 *Arm. base losas 2266 Reticulares 616.61 91.27 4409 *Arm. base reticulares 2047 *Arm. base ábacos 283 Vigas 124.35 33.69 5275 Encofrado lateral 166.83 Muros 1361.82 130.91 9513 Pilares (Sup. Encofrado) 52.00 4.36 690



¿ Qué ventajas nos puede reportar el uso de muros de hormigón como cerramientos?

Hemos de tener en cuenta, que tanto en fábricas como en muros, en términos económicos, habrá que sumar terminaciones de yeso y pintura, para que el resultado sea el mismo.

Respecto a las instalaciones eléctricas, en caso de decidirnos por usar muros de

H.A., existen diversas soluciones, como dejar moldes para las cajas de registro, durante el proceso de encofrado, y otro molde vertical, en las esquinas, para poder pasar cableado.

Figura 27. Detalle de muro de hormigón armado de 15 cm de espesor,

con macarrón corrido perdido, macarrón vertical derecho perdido y

cajas de registro especiales. Fuente: Elaboración propia.

.


(Mano de obra y material, sin yeso y pinturas)

Fábricas de ladrillo. Muros de H.A.

Mano de obra = +17.567,47 € Mano de obra = +21.109,24 € Coste materiales = +16.341,84 € Costes materiales = +20.081,78 €

Total = 33.909,31 € ( diferencia respecto Muros de 17,68%)

Total = 41.191,02 €

Datos de Muros de H.A., obtenidos de la tabla VI y VII. Fuente: Precios

de la base de datos de la edificación, de la Comunidad Valenciana. (I.V.E.)

Base de datos del programa Arquímedes.

Informe de aproximación de costes de cerramientos medianeros, fachada, zonas comunes, y división entre viviendas mediante la ejecución de fábricas de ladrillo con cámara, y muros de hormigón armado. Fábricas de ladrillo con cámara. "Tipolog. tipo A.a" 1.361,82 m2 * 0.60 h/m2 * 21.50 €/h = 17.567,47 € Fábricas de ladrillo con cámara. "Tipolog. tipo A.a" 1.361,82 m2 *12 €/m2 = 16.341,84 €

.


F.1.VISTA GENERAL TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL “TIPO F”.

Figura 28.

Vista general. Losa de cimentación, pilares aleatorios, y forjados reticulares.

Tipología estructural “tipo F”. Fuente: Elaboración por parte del alumno, mediante Cypecad 2011.b After Hours.

Figura 29.

Vista general de pilares aleatorios. Tipología estructural “tipo F”.


.


F.2.MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO Fa” LOSA




FORJADOS










.








Nº de bloques de reticular = 8 Completos + 6 Parciales RESUMEN MEDICIÓN


Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg) Losas de cimentación 177.32 131.59 1261 *Arm. base losas 4929 Reticulares 564.39 144.39 3079 *Arm. base reticulares 2028 *Arm. base ábacos 2153 Vigas 149.91 50.96 8580 Encofrado lateral 163.09 Pilares (Sup. Encofrado) 455.90 36.54 6753


.


F.3.MEDICIÓN DE ESTRUCTURA “TIPO Fb”. LOSA.




FORJADOS.





Forjado 2 - Superficie total: 172,76 m2 Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg)








.









Nº de bloques de reticular = 8 Completos + 6 Parciales.

RESUMEN MEDICIÓN.

Total obra - Superficie total: 908.12 m2 (incluida losa cimentación) Elemento Superficie (m2) Volumen (m3) Barras (Kg)

Losas de cimentación 177.32 131.59 1175 *Arm. base losas 4929 Reticulares 634.50 165.76 3042 *Arm. base reticulares 2121 *Arm. base ábacos 3095 Vigas 110.66 39.66 6710 Encofrado lateral 151.01 Pilares (Sup. Encofrado) 455.90 36.54 6794


Nº de bloques de reticular = 264 Perdidos + 8 Completos + 6 Parciales Recuperables

.


4.2.4. Resumen gráfico de tipologías.

Figura 30.

Losa de cimentación, pilares y forjados reticulares. Tipología estructural “tipo Ab”.

(Modelo con zapatas Aa).

Figura 31.

Zapatas, pilares y forjado unidireccional. Tipología estructural “tipo B”.

Figura 32.

Losa, pilares aleatorios, y forjado unidireccional. Tipología estructural “tipo C”.

Figura 33.

Losa de cimentación y estructura metálica. Tipología estructural “tipo D”.

Figura 34.

Losa de cimentación, muros de hormigón armado, y forjados reticulares.

Tipología estructural “tipo E”.

Figura 35.

Losa de cimentación, pilares aleatorios, y forjados reticulares. Tipología estructural “tipo Fa”.

(Modelo con reducción de dimensiones en vigas, para disminución de armadura base, “tipo Fb”).

.


4.2.5.Resumen de mediciones de todas la tipologías. A.Cuadro de rendimientos y coste de mano de obra de oficial y ayudante, por Unidad.

Coste medio de Mano de Obra por hora (ayudante y oficial) 21,50 €/h

m3 H. en PILAES

m2

RETICULAR m2

UNIDIRECCIONAL m3 H. LOSA m3 H.

ZAPATA

m2

ESTRUCTURA METÁLICA

m3 H. Muros.

nº de horas por unidad de obra

(h). Incluida la

colocación de material. 0,72 0,65 0,50 0,55 0,45 0,65 7,5

TABLA V.

Cuadro Comparativo. Consulta en Junio de 2011. Fuente: Rendimientos y precios


Base de datos del programa Arquímedes. B.Cuadro de Costes de Mano de Obra, por Tipología Estructural.

Aa Zapatas+Correas 55,69 m3 * 0,45 h/m3 = 25,06 h * 21,20 €/h = 531,28 € F.Reticular + Pilares 724,17 m2 * 0,65 h/m2 = 470,71 h * 21,50 €/h = 10.120,28 € 10.651,56 €

Losa 137,91 m3 * 0,55 h /m3 = 75,85 h * 21,50 €/h = 1.630,79 €

Ab F.Reticular + Pilares 724,17 m2 * 0,65 h/m2 = 470,71 h * 21,50 €/h = 10.120,28 € 11.751,06 €

Zapatas+Correas 65,10 m3 * 0,45 h/m3 = 29,30 h *21,20 €/h = 621,05 € B F.Unidirecc.+Pilares 724,17 m2 * 0,50 h/m2 = 362,09 h * 21,50 €/h = 7.784,83 € 8.405,88 €

Losa 137,76 m3 * 0,55 h/m3 = 75,77 h * 21,50 €/h = 1.629,01 €

C F.Unidirecc.+P.Aleat 724,17 m2 * 0,50 h/m2 = 362,09 h * 21,50 €/h = 7.784,83 € 9.413,84 €

Losa 153,19 m3 * 0,55 h/m3 = 84,25 h * 21,50 €/h = 1.811,47 € D Estructura metálica 724,17 m2 * 0,65 h/m2 = 470,71 h * 21,50 €/h = 10.120,28 € 11.931,75 €

Losa 140,30 m3 * 0,55 h/m3 = 77,17 h * 21,50 €/h = 1.659,05 € Muros 130,91 m3 * 7,50 h/m2 = 981,83 h * 21,50 €/h = 21.109,24 €

E F.Reticular 724,17 m2 * 0,65 h/m2 = 470,71 h * 21,50 €/h = 10.120,28 € 32.888,56 €

Losa 136,79 m3 * 0,55 h/m3 = 75,23 h * 21,50 €/h = 1.617,54 € Fa F.Reticular+P.Aleat. 724,17 m2 * 0,65 h/m2 = 470,71 h * 21,50 €/h = 10.120,28 € 11.737,82 €

Losa 136,79 m3 * 0,55 h/m3 = 75,23 h * 21,50 €/h = 1.617,54 €

Fb F.Reticular+P.Aleat. 724,17 m2 * 0,65 h/m2 = 470,71 h * 21,50 €/h = 10.120,28 € 11.737,82 €

TABLA VI.

Cuadro Comparativo. Consulta en Junio de 2011. Fuente: Rendimientos y precios


Base de datos del programa Arquímedes. Nomenclatura: m3 H. m3 Hormigón. m2 Reticular m2 Forjado. h horas.

.


C.Cuadro de Costes de Materiales por Tipología Estructural. * Precio del kg de acero 0,90 €/Kg (incluye montaje en taller). * Precio del m3 de hormigón 88 €/m3

TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL Kg DE ACERO POR PARTIDA m3 DE HORMIGÓN POR PARTIDA TOTAL

% DIF. €/m2

Aa Coste de mano de obra= 10.651,56 €

40,67

Zapatas+Correas 9.601,47 Kg 55,69 m3 F.Reticular + Pilares 22.608,00 Kg 172,45 m3

TOTAL 32.209,47 Kg *0,90€/Kg= 28.988,52 € 228,14 m3 *88€/m3= 20.076,32 € 59.716,40 € 82,46 Ab Coste de mano de obra= 11.751,06 €

33,42

Losa 8.454,00 Kg 137,91 m3 F.Reticular + Pilares 22.608,00 Kg 172,45 m3

TOTAL 31.062,00 Kg *0,90€/Kg= 27.955,80 € 310,36 m3 *88€/m3= 27.311,68 € 67.018,54 € 92,55 B Coste de mano de obra= 8.405,88 €

43,27

Zapatas+Correas 8.763,81 Kg 65,10 m3 F.Unidirecc.+Pilares 25.200,00 Kg 140,89 m3

TOTAL 33.963,81 Kg *0,90€/Kg= 30.567,43 € 205,99 m3 *88€/m3= 18.127,12 € 57.100,43 € 78,85 C Coste de mano de obra= 9.413,84 €

37,65

Losa 11.595,00 Kg 137,76 m3 F.Unidirecc.+P.Alea 19.602,00 Kg 149,29 m3

TOTAL 31.197,00 Kg *0,90€/Kg= 28.077,30 € 287,05 m3 *88€/m3= 25.260,40 € 62.751,54 € 86,65 D Coste de mano de obra= 11.931,75 €

0,00

Losa 9.988,00 Kg 153,19 m3 Estructura Metálica 64.903,00 Kg 89,06 m3

TOTAL 74.891,00 Kg *0,90€/Kg= 67.401,90 € 242,25 m3 *88€/m3= 21.318,00 € 100.651,65 € 138,99E Coste de mano de obra= 32.888,56 €

6,66

Losa 9.936,00 Kg 140,30 m3 Muros 9.513,00 Kg 130,91 m3 F.Reticular 10.839,00 Kg 112,94 m3

TOTAL 30.288,00 Kg *0,90€/Kg= 27.259,20 € 384,15 m3 *88€/m3= 33.805,20 € 93.952,96 € 129,74Fa Coste de mano de obra= 11.737,82 €

30,82

Losa 6.742,00 Kg 136,79 m3 F.Reticular+P.Aleat. 22.041,00 Kg 226,69 m3

TOTAL 28.783,00 Kg *0,90€/Kg= 25.904,70 € 363,48 m3 *88€/m3= 31.986,24 € 69.628,76 € 96,15 Fb

Disminución Vigas Coste de mano de obra= 11.737,82 €

30,76

Losa 6.689,00 Kg 136,79 m3 F.Reticular+P.Aleat. 21.177,00 Kg 236,76 m3

TOTAL 27.866,00 Kg *0,90€/Kg= 25.079,40 € 373,55 m3 *88€/m3= 32.872,40 € 69.689,62 € 96,23

TABLA VII. Cuadro Comparativo. Consulta en Junio de 2011.

Fuente: Precios de la base de datos de la edificación,

de la Comunidad Valenciana. (I.V.E.) Base de datos del programa Arquímedes.

Nomenclatura: m3 m3 de Hormigón por unidad de obra. m2 Reticular m2 de Forjado. Kg Kilogramos de acero por unidad de obra.

.


CAPÍTULO 5: Conclusión. 5.1. CONCLUSIÓN FINAL. Se han definido, calculado, y comparado seis tipologías estructurales diferentes, para una misma obra, analizando las ventajas y desventajas, y las diferencias entre kg de acero, m3 de hormigón, y mano de obra de los operarios.

Comparando la tipología D (estructura metálica) con el resto, se observa un incremento de acero desproporcionado, y un aumento de costes de un 43.27 %, con un precio final de 138,99 €/m2, siendo el modelo con más cantidad de material, de todas las tipologías estudiadas y de mayor coste. En el cálculo de estructura metálica, las secciones de acero obtenidas para pilares, son parecidas a las soluciones terminadas con pilares de hormigón. No parece que se consigan ventajas significativas, a excepción de un acortamiento en los tiempos de ejecución. Otro dato significativo, es el tipo de forjado utilizado, la diferencia entre una estructura de forjados reticulares y otra de forjados unidireccionales, es de sólo un 4,58 %, siendo el forjado reticular más versátil (Tipologías Aa y B), y con mayores posibilidades para el diseño de interiores. Por lo tanto, parece lógico pensar, que esté justificado el uso de reticulares ya que:

– Se puede realizar una colocación de pilares en cualquier dirección. – Existe la posibilidad de realizar mayores luces. – El reparto de cargas se realiza en cuatro sentidos, y dos direcciones. – Su comportamiento sísmico, es sensiblemente mejor.

Decir que en la tipología E (cerramientos con muros de hormigón armado), es la que más mano de obra tiene, lo que acentúa su no viabilidad, y supone un 17,68% más de costes, que la realización de fábricas de ladrillo tradicional. La ventaja de este modelo, es un mejor comportamiento en zonas de alto riesgo sísmico. En las tipologías propuestas con pilares aleatorios (modelos Fa y Fb), se incrementan los volúmenes de hormigón, y su coste respecto al resto. Por lo tanto, la reducción de luces, no ayuda a una disminución de materiales, y no parece una solución viable.

a

Aa Zapatas, pilares de H.A., y forjado reticular.Ab Losa de cimentación, pilares de H.A., y forjado reticular.

b Zapatas, pilares de H.A., y forjado unidireccional.c Losa de cimentación, pilares de H.A. aleatorios, y forjado unidireccional. d Losa de cimentación, y estructura metálica.e Losa de cimentación, muros de H.A., y forjado reticular. f Fa Losa de cimentación, pilares aleatorios de hormigón armado, y forjado

reticular. Fb Losa de cimentación, pilares aleatorios de H.A., y forjado reticular.

Disminución de la dimensión de las vigas y su armadura base. Identificación de tipologías estructurales.

.


Gráfico I.

Kg de acero de cada modelo. Fuente: Elaboración propia, mediante la Tabla VII, del presente proyecto.

Gráfico II.

m3 de cada modelo. Fuente: Elaboración propia, mediante la Tabla VII, del presente proyecto.

.


horas /m3 de mano de obra, por cada tipología.(cimentación)

Gráfico III.

horas/m3 de mano de obra para cimentaciones, de cada modelo. Fuente: Elaboración propia, mediante la Tabla VII, del presente proyecto.

horas /m2 de mano de obra, por cada tipología. (estructura)

Gráfico IV.

h/m2 de mano de obra de estructura, de cada modelo. Fuente: Elaboración propia, mediante la Tabla VII, del presente proyecto.

.


% de ahorro de costes respecto a la tipología “D”.

Gráfico V.

% de ahorro de costes de cada modelo, respecto a la “Tipología D”. Fuente: Elaboración propia, mediante la Tabla VII, del presente proyecto.

€/m2 de cada tipología.

Gráfico VI. €/m2, según la tipología estructural escogida.

Fuente: Elaboración propia, mediante la Tabla VII, del presente proyecto.

.


Después de la lectura de toda la información aportada, parece lógico y conveniente, que el calculista realizase en sus proyectos, un mínimo de tres cálculos con diferentes tipos de estructuras, analizando para cada obra en particular, ventajas y desventajas, para poder tener un comparativo económico y su justificación, que debería ir como anexo a todo proyecto técnico de estructuras, desde la vivienda más pequeña, a grandes infraestructuras, para así mejorar la “gestión y calidad de los proyectos técnicos de edificación”.

Fdo:

En Alicante, Julio de 2011.

El Ingeniero de Edificación. Ignacio López Torres.

.


BIBLIOGRAFÍA

Formato bibliográfico tipo “Harvard British Standard”:

A. Rubinos. J.M. Rubio. Guía Práctica de Aplicación del Código Técnico de la Edificación para Arquitectos. Aenor Ediciones ed. ; 2009.

Álvaro García Meseguer. Hormigón armado. Unidad didáctica II: Cálculo en Estados Límites. Uned / Fundación Escuela de la Edificación ed. ; 2001.

Barbat ÁH, Oller S, Vielma JC. Cálculo y Diseño sismorresistente de edificios: Aplicación de la norma NCSE-02. CIMNE; 2005.

Bonilla Salazar GE, Rueda Martínez CM. Optimización de los Procesos en la Construcción de Estructuras Metálicas de Edificios. . 2006.

BROTÓNS, P.U., 2006. Construcción de Estructuras Metálicas. Editorial Club Universitario.

C. KUPFER, Encofrados. La Construcción de Hormigón. .

D. Pellicer, C. Sanz Larrea. El Hormigón Armado en la Construcción Arquitectónica. Bellisco EDS. 2ª Edición según la EHE-08 y el C.T.E. ed. ; 2010.

E. MEDINA SÁNCHEZ., 2009. Construcción de Estructuras de Hormigón Armado en Edificación, según EHE y C.T.E. Bellisco edn.

E. Oñate Ibáñez de Navarra. Cálculo de Estructuras Método Elementos Finitos. Análisis estático lineal. Cimne ed. ; 1995.

Fraile A, Hermanns L, Alarcón E. El Cálculo de Estructuras en la Obra de Carlos Fernández Casado. Informes de la Construcción. 2008;60(509):45-56.

G. Santana Larenas. Planificación y Control de Proyectos. Rojas Eberhard Editores. LTDA. ed. ; 1999.

García LMV, Manuel L. Diseño Sísmico Conceptual de Estructuras Porticadas. Técnica Industrial. 2002;247:54.

Huerta S. El Cálculo de Estructuras en la Obra de Gaudí. Ingeniería Civil. 2003;129:121.

J. Calavera Ruiz. Fichas de Ejecución de Obras de Hormigón. 3º Ed. de acuerdo con la EHE-08. INTEMAC ed. ; 2009.

J. Calavera Ruiz, P. Alaejos Gutiérrez, E. Gónzalez Valle, J. Fernández Gómez, F. Rodríguez. Ejecución y Control de Estructuras de Hormigón. Intemac ed. ; 2004.

.


J.J. García-Badell, I. García-Badell, M.A. Moreno. Métodos Simplificados de Cálculo, para los que se inician en el Cálculo de Estructuras, y para simplificar el Cálculo a los ya iniciados. Bellisco ediciones ed. ; 2007.

L.M. Bozzo AHB. Diseño Simorresistente de edificios. Técnicas convencionales avanzadas. Editorial Reverte; 2000.

López OA, Galofre G. Modelado Estructural y Métodos de Análisis.

M. MUÑOZ HIDALGO, 2001. Problemas, dudas y soluciones durante proyecto y ejecución en edificación. Manuel Muñoz Hidalgo edn.

Martínez AR, Andrade FO, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Escuela Técnica Superior de Arquitectura. Departamento de Construcción Arquitectónica. Evolución de los métodos de cálculo en las estructuras diseñadas con pórticos de concreto armado para edificios en el área Norte de Latinoamérica [Tesis doctoral]. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria; 2001.

Ministerio de Fomento. EHE-08. Instrucción de Hormigón Estructural. Ministerio de Formento ed. ; 2009.

MOLINA, I.G., 2006. Cálculo Estructural. Ed. Univ. Politéc. Valencia.

MORENO, L. and SAMARTIN, A., Un método de cálculo sísmico aproximado de estructuras planas de edificación'.

MUÑOZ, E., RUIZ, D., PRIETO, J. and RAMOS, A., 2006. Estimación de la vulnerabilidad sísmica de una edificación indispensable mediante confiabilidad estructural. Caracas, Venezuela: Universidad Central de Venezuela, Instituto de Materiales y Modelos Estructurales, Facultad de Ingeniería, .

MUROTA, T., Diseño Sísmico para edificios de Japón durante los últimos 100 años.

Ochsendorf J. Los Guastavino y la bóveda tabicada en Norteamérica. Informes de la construcción. 2005;56(496):57-65.

ORDÓÑEZ GARCÍA, J., OLIVER PINA, J., MARTÍNEZ MONTES, G. and ALEGRE BAYO, F.J., Análisis de la Calidad Documental Relativa a la Estabilidad Estructural en el Proyecto de Edificación.

Paz M. Dinámica estructural: Teoría y Cálculo. Reverte Editorial Sa; 1991.

R. Chudley RG. Manual de Construcción de Edificios. Gustavo Gili. 2ª Edición revisada y ampliada ed. ; 2006.

S. Truyols Mateu, J.M. Saiz Álvarez. Economía aplicada a la construcción. Teoría y problemas resueltos. Bellisco ed. ; 2005.

.


Santana NJ, Uzcátegui M, Vera B, López JF. Análisis no lineal de estructuras de concreto armado a través de un portal de cálculo. ; 2010.

SEDANO, J., CURIEL, L., CORCHADO, E., DE LA CAL, E. and VILLAR, J.R., 2010. A soft computing method for detecting lifetime building thermal insulation failures. Integrated Computer-Aided Engineering, 17(2), pp. 103-115.

SISALIMA, T., PATRICIO, D., SUQUITANA, S. and ROBERTO, J., 2011. Diseño y cálculo estructural en acero de un edificio de 9 pisos, 36m. de altura destinado a vivienda multifamiliar utilizando las características mecánicas de los productos que fabrica y comercializa la empresa TUGALT SA.

Somavilla J. Encofrados. CEAC ed.

Stuardi J. Dispositivos viscoelásticos para protección sísmica de edificios: residencia estudiantil en Mendoza, Argentina. 6to.EIPAC Encuentro de Investigadores y Profesionales Argentinos de la Construcción, XI.

Tena Colunga A. Análisis de estructuras con métodos matriciales. Ceac.

Tuesta N. LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LA ENSEÑANZA DE" CÁLCULO DE ESTRUCTURAS DE LA EDIFICACIÓN.

VALDIVIESO, B., MIGUEL, A., GALVEZ, C. and OSWALDO, M., 2010. Cálculo y diseño estructural del edificio de estacionamientos del cantón Rumiñahui.

Varios Autores. Código Técnico de la Edificación (C.T.E.). Ministerio de Vivienda ed. ; 2009.

Varios autores. Números gordos en el proyecto de estructuras. Cinter Divulgación técnica ed. ; 2009.

Varios Autores. Edificación con prefabricados de hormigón para usos industriales, comerciales, aparcamientos y servicios. IECA ed. ; 1996.

Varios Autores. Estructuras de edificación prefabricadas. ACHE GEHO ATEP ed. ; 1996.

Vicente H, García G, Alonso JM, Alfonso C. Desarrollo de una Aplicación de Alta Productividad para el Cálculo Estructural de Edificios de Gran Dimensión.

.


ANEXO I. PLANOS.

proyecto de gestiÓn de cÁlculo estructural. · 2018. 5. 29. · proyecto, mejorando la gestión...

Documents