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UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA
FACULTAD DE CIENCIA, TECNOLOGIA Y AMBIENTE
Análisis de la selección estructural para el proyecto Hotel Las Perlas, ubicado en
Gran Pacifica Resort, Villa el Carmen, Nicaragua.
TRABAJO INVESTIGATIVO PARA OBTENER EL TÌTULO DE INGENIERO
CIVIL.
Elaborado por:
Br.Claret Rosibel Castro Centeno
Br. Roberto Francisco Gamboa Centeno
Tutor:
MSc. Jimi E. Salmeron Vanegas
Managua, Nicaragua
Noviembre 2016
III
DEDICATORIAS
CLARET ROSIBEL CASTRO CENTENO
A Dios, que es el que ha iluminado mi vida, el que bendice las tierras de mis padres y les
ha dado salud para que luchen conmigo en este camino llamado vida.
A mi Jesús, por su gran ejemplo de vida, por quien busco el buen camino y trato de
mejorar día a día como persona.
A mis padres, que han sido un gran ejemplo de lucha. Por sus consejos, exigencias y
llamados de atención, he madurado. Los amo con todo mi corazón.
Mis hermanos mayores Ervin y Grisell, ustedes que han sido un gran ejemplo a seguir y
me han aconsejado, poniéndome de ejemplo su vida.
A mi hermana Blanca, que toda la vida hemos crecido como gemelas, la que se ha
convertido en mi cómplice y una de mis mejores amigas.
A mis hermanitos menores Santos y Masiel, solo espero ser un buen ejemplo para
ustedes.
A mis sobrinitas Aimee y Yaretzi que son una fuente de inspiración para mí, espero
conocerlas pronto y abrazarlas fuerte.
IV
A mi Tío Víctor Manuel y mi Tío Anselmo, quienes me observan desde el cielo (QEPD).
Quienes fueron hombres luchadores, de buenos valores, hombres que me enseñaron que
la prioridad siempre debe ser la familia. Hombres que a pesar de su enfermedad nunca
dejaron de sonreír.
V
ROBERTO FRANCISCO GAMBOA CENTENO
Primeramente darle gracias a Dios, al creador de todas las cosas, Padre Celestial, el que
me ha dado la fortaleza para continuar cuando he estado a punto de caer, la sabiduría y la
capacidad para lograr terminar mi carrera.
De igual manera a mis padres, por estar cada día de mi vida apoyándome en todas mis
decisiones, luchando junto conmigo para cumplir mis sueños, aconsejándome y dándome
las fuerzas para seguir adelante y triunfar.
A mis hermanos, por ser un ejemplo de determinación y consistencia en logar sus
objetivos y por su apoyo incondicional en cada momento de mi vida, aconsejándome lo
mejor y apoyándome en cada locura.
A mis amigos que de una u otra manera estuvieron apoyándome incondicionalmente en
este proceso.
VI
AGRADECIMIENTOS
Dándole gracias a Dios, por darnos la oportunidad de llegar a este punto de nuestras
vidas, llenándonos de sabiduría y fortaleza para culminar uno de muchos de nuestros
sueños, metas, objetivos.
A nuestros padres, que a pesar de los llamados de atención, buscan la mejor manera de
educarnos para ser hombres y mujeres de bien, enseñándonos que el mejor premio que
podemos tener es prepararnos y ser capaces de salir adelante con disciplina y dedicación,
siempre teniendo a nuestro padre celestial presente.
Expresamos nuestro agradecimiento al MSc. Jimi Vanegas Salmeron Vanegas por
compartir sus conocimientos, proporcionándonos información que nos ayudó en la
elaboración del documento de culminación de estudios, asumiendo de manera profesional
el rol de docente y tutor. También por ser una excelente persona y amigo que nos alienta
a mejorar profesionalmente cada día en el campo de la Ingeniería Civil.
Al Ing., Otoniel Baltodano, coordinador de la carrera de Ingeniería Civil, por la
disposición con los estudiantes ante cualquier duda y consejo que se necesite, por su
desempeño y por compartir su experiencia como ingeniero civil, y por el aporte
significativo que tuvo para este trabajo.
A nosotros por el esfuerzo brindado y la lucha día a día para culminar con este documento
y sobre todo por motivarnos y apoyarnos para seguir adelante.
VII
TABLA DE CONTENIDO
DEDICATORIAS ......................................................................................................... III
AGRADECIMIENTOS ............................................................................................... VI
LISTADO DE ILUSTRACIONES ............................................................................. XI
LISTADO DE TABLAS ............................................................................................. XIII
RESUMEN ................................................................................................................... XV
ABSTRACT ............................................................................................................... XVI
I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1
II. ANTECEDENTES .................................................................................................. 3
2.1. CARACTERIZACIÓN DEL SITIO .............................................................. 3
2.2. VULNERABILIDAD DE LAS CONSTRUCCIONES ................................ 5
2.3. ASPECTOS SÍSMICOS .................................................................................. 6
2.4. EVOLUCIÓN EN LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS DE LA
INGENIERÍA CIVIL. ................................................................................................ 7
2.5. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN MÁS USADOS EN NICARAGUA
9
III. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................. 12
IV. ALCANCES O LIMITACIONES ....................................................................... 14
4.1. LIMITACIONES ........................................................................................... 14
4.2. ALCANCES ................................................................................................... 14
V. OBJETIVOS ......................................................................................................... 15
5.1. OBJETIVO GENERAL: ............................................................................... 15
5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ...................................................................... 15
VI. MARCO TEÓRICO ............................................................................................. 16
6.1. DESCRIPCIÓN GENERAL ......................................................................... 16
6.2. ELEMENTOS ESTRUCTURALES ............................................................ 17
6.2.1. Cimientos .................................................................................................. 17
6.2.2. Columnas .................................................................................................. 18
6.2.3. Vigas ......................................................................................................... 18
6.2.4. Losas de entrepiso .................................................................................... 18
6.3. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS TRADICIONALES EN
EDIFICACIONES .................................................................................................... 19
6.3.1. Desarrollo de los sistemas constructivos .................................................. 20
6.3.2. Sistemas constructivos en concreto .......................................................... 21
VIII
6.3.3. Sistemas constructivos en acero ............................................................... 21
6.3.4. Sistemas constructivos en madera ............................................................ 22
6.4. SISTEMAS SISMO RESISTENTES ........................................................... 23
6.4.1. Clasificación de los sistemas sismo resistentes ........................................ 24
VII. EXPOSICIONES DE LAS ESTRUCTURAS .................................................... 31
7.1. ENVEJECIMIENTO DE MADERA ........................................................... 32
7.2. LESIONES POR EROSIÓN ......................................................................... 33
7.3. DURABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA ................................................ 34
7.3.1. Concreto ................................................................................................... 34
7.3.2. Ciclo de vida de las estructuras de concreto ............................................. 35
7.3.3. Acero ........................................................................................................ 36
7.3.4. Madera ...................................................................................................... 37
VIII. DISEÑO METODOLÓGICO ...................................................................... 38
8.1. TIPO DE ESTUDIO Y NORMATIVA ........................................................ 38
8.2. UNIVERSO Y MUESTRA ........................................................................... 38
8.3. CRITERIOS DE SELECCIÓN PARA EL SISTEMA CONSTRUCTIVO
39
8.3.1. Criterios tecnológicos ............................................................................... 39
8.3.2. Criterios económicos ................................................................................ 40
8.3.3. Criterios sociales ...................................................................................... 40
8.3.4. Criterios medioambientales ...................................................................... 41
8.4. ANÁLISIS, MODELACIÓN Y DISEÑO ESTRUCTURAL ..................... 41
8.4.1. Criterios medioambientales ...................................................................... 41
8.4.2. Criterios de Diseño ................................................................................... 42
8.4.3. Solicitaciones de Diseño ........................................................................... 42
8.4.4. Procedimiento de Diseño .......................................................................... 43
8.5. Montaje de la Estructura .............................................................................. 43
IX. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ...................................................... 45
9.1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ............................................................. 45
9.2. ASPECTOS GENERALES ........................................................................... 46
9.2.1. Macro y micro localización ...................................................................... 46
9.3. ASPECTOS ESPECÍFICOS ......................................................................... 47
9.3.1. Clima ........................................................................................................ 47
9.3.2. Temperatura .............................................................................................. 48
9.3.3. Accidentes geográficos ............................................................................. 49
9.3.4. Otros aspectos ........................................................................................... 49
IX
9.4. ESTUDIO DE SUELO .................................................................................. 52
9.5. ANÁLISIS DE LA AMENAZA, VULNERABILIDAD Y RIESGO
SISMICO DEL SITIO EN ESTUDIO .................................................................... 53
9.5.1. Amenaza sísmica ...................................................................................... 53
X. DESARROLLO ..................................................................................................... 55
10.1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MATERIALES MÁS
COMUNES EN LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS. ...................................... 55
10.1.1. Características mecánicas de los materiales de construcción ................... 55
10.1.2. Comportamiento antes agentes agresivos. ................................................ 59
10.1.3. Generalidades de los Materiales ............................................................... 64
10.1.4. Selección de los materiales ....................................................................... 67
10.1.5. Selección del sistema estructural .............................................................. 69
10.2. ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN .............................................................. 70
10.2.1. Determinación de propiedades geotécnicas .............................................. 70
10.3. CIMENTACIONES SEGÚN EL TIPO DE SUELO .............................. 71
10.3.2. Selección de sistema de cimentación para el Hotel Las Perlas ................ 74
10.3.3. Comportamiento del hormigón como material de cimentación ............... 76
10.4. DISPONIBILIDAD DEL MATERIAL .................................................... 82
10.4.1. Acceso de los materiales de construcción ................................................ 82
10.4.2. Costos de los materiales de construcción ................................................. 86
10.5. PRE DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS ........................ 88
10.5.1. Sistema Estructural de Marcos de concreto con mampostería confinada 88
10.5.2. Sistema Estructural de Marcos de madera ................................................ 93
XI. ANÁLISIS DE COSTO Y PROGRAMACIÓN DE OBRAS ............................ 98
11.1. INFORMACIÓN PRIMARIA .................................................................. 98
11.2. CANTIDADES DE OBRAS .................................................................... 101
11.3. ELABORACIÓN DE PRESUPUESTO PARA ESTRUCTURA DE
MADERA Y PÓRTICOS DE CONCRETO REFORZADO CON MUROS DE
MAMPOSTERÍA. ................................................................................................... 104
11.4. ANÁLISIS COMPARATIVO COSTOS CONCRETO VS MADERA
110
11.4.1. Análisis de Precios Unitarios .................................................................. 112
11.5. PLANEACIÓN ......................................................................................... 114
11.5.1. Rendimiento de Cuadrilla y maquinaria de construcción por actividad . 114
11.5.2. Duración de actividades sistemas constructivos ..................................... 118
11.5.3. Tiempo de ejecución del proyecto .......................................................... 124
XII. CONCLUSIONES ............................................................................................... 129
X
XIII. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 131
XIV. ANEXOS ....................................................................................................... 137
14.1. ANEXO A: CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAL ............................... 137
14.2. CARGAS CONSIDERADAS .................................................................. 143
14.3. ANEXO B: ESTUDIO DE SUELO GRAN PACÍFICA ....................... 148
14.4. ANEXO C: COMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA DE
CONCRETO CON MUROS DE MAMPOSTERÍA EN ETABS. .................... 149
14.5. .ANEXO D: ENCUESTA APLICADA A TRABAJADORES EN
ESTRUCTURAS DE CONCRETO Y MADERA. .............................................. 150
14.6. ANEXO E: DURACIÓN DE ACTIVIDADES CON DIAGRAMA DE
GANTT 151
XI
LISTADO DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Propiedad Gran Pacífica Beach & Resort. ........................................... 2
Ilustración 2. Hotel vida del mar ubicado en Gran Pacífica Beach & Resort. ......... 4
Ilustración 3. Emplazamiento tectónico de Nicaragua. .............................................. 7
Ilustración 4. Materiales de Construcción ................................................................... 9
Ilustración 5. Tipos de Columnas Estructural con materiales diferentes. .............. 18
Ilustración 6. Representación de los sistemas sismo-resistentes. ............................. 24
Ilustración 7. Variación de fuerza cortante, momento t carga axial en un muro
estructural aislado. ....................................................................................................... 25
Ilustración 8 Ejemplos de estabilidad torsional en sistemas de muros. ................... 25
Ilustración 9. Secciones Transversales comunes de muros estructurales. .............. 26
Ilustración 10. Muros estructurales esbeltos y robustos. .......................................... 27
Ilustración 11 Tipos de muros estructurales acoplado. ............................................ 28
Ilustración 12. Resistencia al corte afectado por aberturas en muros. .................... 28
Ilustración 13. Patrones de deformación ante cargas laterales de un marco, un muro
y un sistema muro-maco. ............................................................................................. 30
Ilustración 14. Placa de Anclaje Oxidada. ................................................................. 31
Ilustración 15. Mallorquina Envejecida. .................................................................... 32
Ilustración 16. Erosión en los revestimientos de muros. ........................................... 33
Ilustración 17. Relación entre los conceptos de durabilidad y comportamiento del
concreto.......................................................................................................................... 35
Ilustración 18. Edificio Multifamiliar de 3 Niveles. ................................................... 45
Ilustración 19. Localización del lugar de estudio. ..................................................... 47
Ilustración 20. Climograma: Villa El Carmen. .......................................................... 47
Ilustración 21. Diagrama de Temperatura: Villa El Carmen. ................................. 48
Ilustración 22. Tabla Climática// Datos Históricos de tiempo: Villa El Carmen. .. 49
Ilustración 23. Zona de Amenaza Sísmica en Nicaragua. ......................................... 54
Ilustración 24. Para concreto de peso normal ............................................................ 58
Ilustración 25. Esquema de decisión en la selección de cimentaciones (excluidos
terrenos problemáticos). .............................................................................................. 72
Ilustración 26. Explotación mecanizada de áridos. ................................................... 84
Ilustración 27. Modelado Estructural del Hotel ''LAS PERLAS'' .......................... 88
Ilustración 28. Planta Estructural- Nivel 1 ................................................................ 89
Ilustración 29. Planta Estructural- 2-3 Nivel ............................................................. 90
Ilustración 30.Elementos de columnas propuestas .................................................... 91
XII
Ilustración 31. Modelo Estructural del Hotel '' LAS PERLAS’’ Madera .............. 93
Ilustración 32. Guayacán ............................................................................................. 94
Ilustración 33. Fuerzas máximas permisibles por tipo de madera .......................... 96
Ilustración 34 Cortante de viga crítica Obtenido en Etabs ..................................... 97
Ilustración 35. Sistema de pórticos de madera con muros de madera contrachapada
en Project ..................................................................................................................... 125
Ilustración 36 Sistema de concreto reforzado con muros de mampostería confinada
...................................................................................................................................... 126
Ilustración 37 Diagrama de Gantt Madera .............................................................. 126
Ilustración 38 Diagrama de Gantt de Concreto ....................................................... 127
Ilustración 39 Escala de tiempo de ambos sistemas constructivos ......................... 128
Ilustración 40. Zonificación Sísmica de Nicaragua ................................................. 138
Ilustración 41 Factores de Amplificación por tipo de suelo, S ............................... 141
Ilustración 42 Mapa de Isoaceleraciones .................................................................. 142
Ilustración 43. Fracción de la aceleración de la gravedad ...................................... 147
Ilustración 44. Espectro de Diseño para Nicaragua ................................................ 147
Ilustración 45. Espectro de Aceleración RNC-07 ................................................... 147
XIII
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1. Límites para f'c. ............................................................................................. 58
Tabla 2. Categorías y clases de Exposición ................................................................ 62
Tabla 3. Materiales Típicos para barreras de protección del concreto contra
sustancias químicas con diverso grado de agresividad. ............................................ 63
Tabla 4. Ventajas de los materiales construcción: Concreto reforzado, Acero
estructural y Madera estructural ................................................................................ 65
Tabla 5. Desventajas de los materiales construcción: Concreto reforzado, Acero
estructural y Madera estructural ................................................................................ 66
Tabla 6. Clasificación de los agentes agresivos y sus efectos. ................................... 77
Tabla 7. Efecto de los agentes químicos de uso habitual sobre el hormigón. .......... 78
Tabla 8. Índice de Precios del cemento y sus derivados ............................................ 86
Tabla 9. Índice de precios de los metales y derivados ............................................... 86
Tabla 10. Índice de precios de la madera y techos .................................................... 87
Tabla 11. Pre dimensionamiento de los Elementos Estructurales ........................... 89
Tabla 12. Pre dimensionamiento de los Elementos Estructurales, Madera ............ 93
Tabla 13 Comparación entre RNC-07 Y Etabs 15.2 ................................................. 96
Tabla 14. Actividades de obra para Edificio de Concreto y Madera ...................... 98
Tabla 15. Resumen de Cantidades de Obras ........................................................... 101
Tabla 16. Costos Totales Estructura Concreto Reforzado con muros de
mampostería ................................................................................................................ 104
Tabla 17. Costos Totales de Estructura de Madera con muros de madera
contrachapada ............................................................................................................. 108
Tabla 18. Análisis de costos indirectos ..................................................................... 113
Tabla 19. Costos Totales de Indirectos, Estructura Concreto y Madera .............. 114
Tabla 20 Sistema a base de pórticos de madera con muros de mampostería
contrachapada ............................................................................................................. 115
Tabla 21 Sistema a base de pórticos de concreto con muros de mampostería
confinada ..................................................................................................................... 116
Tabla 22 Sistema a base de pórticos de madera con muros de madera contrachapada
...................................................................................................................................... 119
Tabla 23 Sistema de pórticos de concreto con muros de mampostería confinada 120
Tabla 24 Condiciones de Regularidad del Edificio ................................................. 140
Tabla 25 Condiciones de Regularidad ...................................................................... 141
Tabla 26. Cargas Muertas de Entrepiso ................................................................... 143
XIV
Tabla 27. Cargas Muertas Azotea ............................................................................. 144
Tabla 28. Cálculo del Peso de las columnas en la estructura por Nivel y tipo ...... 144
Tabla 29. Cálculo del peso de Vigas por Nivel ........................................................ 145
Tabla 30. Carga Muerta Provisional por cada Nivel .............................................. 145
Tabla 31. Cargas Vivas según el destino de la estructura ....................................... 145
Tabla 32. Combinaciones de Carga .......................................................................... 146
Tabla 33. Resultado de perforación de suelo S1 ...................................................... 148
Tabla 34. Resultados de perforación S2 ................................................................... 148
XV
RESUMEN
La elaboración de una idea, la formulación de un estudio atravesando por el perfil, la pre
factibilidad, factibilidad y el diseño de carácter técnico, económico y estructural darán
como resultado la elección del sistema estructural más adecuado para la zona en la que se
realizará la construcción del Hotel Las perlas, en Gran pacífica resort.
Para ello se efectuará una serie de procedimientos que ayudarán principalmente a la
selección desde el punto de vista técnico, tanto materiales como el conjunto estructural
en sí y que este, a su vez se acople con la caracterización del sitio, ya sea, el tipo de suelo,
la influencia del viento que tendrá en la estructura, el sol y ciertos factores del
intemperismo que pueden dañar a la edificación en un futuro, se encontrará ubicado en
Villa el Carmen Managua, sabiendo también que es una zona altamente sísmica.
El Reglamento Nacional de la Construcción, se convierte en una herramienta principal
para dichos estudios, ya que, es el que rige con una serie de artículo y especificaciones
que tiene que tomarse en cuenta a lo largo del proceso y así mismo llegar a obtener un
excelente resultado.
Una vez obtenido los dos sistemas que se van a comparar estructuralmente, se toma en
cuenta diversos reglamentos según el material de cada sistema constructivo, así como el
reglamento de la construcción normado por el país. También se realiza un presupuesto
general de los materiales a utilizar, la mano de obra, y se menciona el tiempo de ejecución
que conlleva cada uno, para finalmente presentarlo y proponérselo a los clientes de Gran
Pacífica.
XVI
ABSTRACT
The elaboration of an idea, the formulation of a study going through the profile, the pre-
feasibility, feasibility and the design of technical, economic and structural policies will
result in the choice of structural system more suitable for the area in which there will be
the construction of the Hotel The pearls, in great peaceful resort.
For this purpose a series of procedures that will help mainly the selection from the
technical point of view, both material and the structural assembly itself and that this, in
turn engages with the characterization of the site, whether the type is made soil, wind
influence it will have on the structure, sun and weathering certain factors that can harm
the building in the future, it will be located in Villa el Carmen Managua, also knowing
that it is a highly seismic zone.
The National Building Regulations, becomes a primary tool for such studies because that
is governing a number of items and specifications must be taken into account throughout
the process and likewise get to obtain excellent result.
Once obtained the two systems are to be compared structurally taken into account various
regulations depending on the material of each construction system and building
regulations regulated by the country. General budget of the materials used, labor is also
performed, and the execution time involved each to finally present and propose it to
customers Gran Pacifica mentioned.
1
I. INTRODUCCIÓN
En el intento de sistematizar el proceso de Diseño de Estructuras, especialmente en las
tomas de decisión correspondientes a las primeras etapas del proyecto. Los cambios
generados en el campo de la construcción debido a la incorporación de nuevos materiales,
así como de métodos constructivos, han permitido la industrialización de dicho campo.
Esto ha ocasionado un desarrollo tecnológico en las estructuras y en la definición de
novedosos sistemas constructivos, creando elementos y procedimientos estructurales
interesantes (Candiracci, Lacayo , & Maltez, 2014).
El uso de nuevas tecnologías en las obras civiles ha generado reducción en costos y en
tiempo, con tendencia a mejorar la calidad de la estructura en resistencia y estética. Estos
procesos han ayudado a reducir el impacto ambiental mediante el empleo de materiales
no tradicionales y que a su vez cumplan con los requerimientos necesarios y sobre todo
no sean demasiado destructivos para el medio ambiente , ya que en los últimos años , se
ha tomado mucha importancia por la contaminación que provocan los residuos
estructurales, también el agotamiento de los recursos naturales a corto plazo, el
incremento de la generación de residuos y los problemas sociales que estos conllevan.
Cabe mencionar que Nicaragua conocido por sus recursos naturales, sus playas, sus
volcanes y su gente, y de vital importancia la cantidad de mano de obra que ofrece en la
construcción solo necesita de capacitarlos. Se ha convertido en un país atractivo para los
turistas e inversionistas que forman parte de la principal fuente de ingresos para el país,
en la que se basa principalmente en la asimilación y explotación de sus recursos tanto
2
naturales como humano y este constituye una eficaz tendencia a la transformación o
mejora de las estructuras (Duery, 1988 ).
Es por eso, que el objetivo de este trabajo consiste en realizar una selección desde el punto
de vista estructural y económico, el cual se presenten las ventajas y desventajas de los
mismos, se pretende comparar dos sistemas constructivos que se ajusten a los parámetros
económicos, ambientales y sociales y que estos a su vez cumplan con las necesidades del
cliente y su funcionalidad para el destino que tomará y así poder seleccionar el más
conveniente.
Es de esta manera que se presentarán las características estructurales y constructivas que
serán objetos del análisis de la estructura en cuanto a su forma y composición para la
previa selección de los materiales y sistema a aplicar.
Para llevar a cabo este análisis, se considerará una estructura de tres plantas con destino
de residencia, considerando las condiciones ambientales y de ubicación en Gran pacifica
resort, ubicado en el municipio de Villa el Carmen al suroeste del departamento de
Managua, Nicaragua.
Ilustración 1. Propiedad Gran Pacífica Beach & Resort.
Fuente: Propia.
3
II. ANTECEDENTES
2.1. CARACTERIZACIÓN DEL SITIO
La Gran Pacifica International Group está formado por dos empresas principales en
Nicaragua, una empresa de desarrollo urbano inmobiliario y una compañía de desarrollo
de turismo. Gran Pacifica Resort es una empresa de desarrollo inmobiliario que está
creando la primera Nicaragua Nuevo Urbanismo comunidad de playa mediante la
implementación de un plan maestro de 20 años (López Barraza, 2011).
El resort es el desarrollo del turismo, de la empresa que está construyendo la
infraestructura relacionada con el turismo para crear hoteles de alta calidad y el campo de
golf destinos. Teniendo como uno de los atractivos turísticos principales la playa de San
Diego, ubicada en el municipio de Villa El Carmen, Managua. Esta playa cuenta con la
actualidad con mejoras en infraestructuras y servicios básicos para que los visitantes
puedan estar en un ambiente seguro y confortable.
4
Ilustración 2. Hotel vida del mar ubicado en Gran Pacífica Beach & Resort.
Fuente: (Raíces, 2013)
Villa del Carmen se encuentra caracterizado por su amplio territorio y por poseer una
estructura de asentamientos pequeños relativamente disperso. Es debido a esto, que la
imagen a proyectar en un futuro son de actores locales que corresponden a las
características tradicionales del sitio, con algunos elementos de novedad, que mejoren su
forma de habitar y solucionen su problema de déficit d equipamiento e infraestructura. El
desarrollo económico de la población de Villa El Carmen estarán ligados a la producción
y a la ganadería, con u menor porcentaje a la minería (López Barraza, 2011).
Cabe destacar que la intervención realizada en las costas del pacifico por Gran Pacifica
Resort y la propuesta de un centro ecoturístico de bajo impacto ambiental en la riqueza
natural del entorno, hoy en día es de vital importancia y relevancia en cuanto a la
arquitectura sostenible y la ingeniería sostenible que se basan en los principios de
sostenibilidad como un elemento que posee la finalidad de abastecer y satisfacer las
necesidades básicas sin poner la capacidad del medio en riesgo, promoviendo espacios
que se adopten al entorno.
5
2.2. VULNERABILIDAD DE LAS CONSTRUCCIONES
Históricamente, Managua ha sido afectada por severos movimientos sísmicos que han
causado su destrucción parcial. Muchos de estos sismos no han sido de gran magnitud
aunque sí muy superficiales, por lo que gran parte de los daños se relaciona con técnicas
constructivas deficientes. Actualmente, se está implementando un plan de reducción y
mitigación de desastres, dentro del cual se desarrolló el estudio de riesgo sísmico de
Managua (Novas Cabrera, 2010).
La tipología de las construcciones es de vital importancia para un estudio de
vulnerabilidad estructural, mucho más si se las estructuras se encuentran en una zona
altamente sísmica como es Managua. Para poder realizar un pre diseño de una estructura
hay que conocer los tipos de estructuras más comunes en la región que se hará y así
utilizar el sistema estructural adecuado (Novas Cabrera, 2010).
Para tal época las edificaciones se construían principalmente con piedra cantera, adobe,
taquezal y madera. Generalmente estas construcciones tenían uno o dos pisos y un techo
muy pesado de tejas de barro.
En ese entonces los tipos estructurales tradicionales podían ser clasificados en dos grupos
principales:
Estructuras de albañilería: en esta clasificación entran los de adobe y piedra cantera.
Estructuras de marcos de madera: dentro de esta tipología estaban las edificaciones
de taquezal y las propiamente dichas construcciones de madera.
(Novas Cabrera, 2010) Nos relata que para el terremoto de 1972, predominaban las
construcciones de uno y dos pisos. En la zona del centro había varias estructuras cuya
altura llegaba a cuatro o cinco pisos y algunas que rebasaban este número; los edificios
más altos eran dos bancos de 16 y 18 pisos y un hotel de 10. Los materiales empleados
en las construcciones eran: adobe, taquezal, madera y mampostería. Los de dos pisos en
adelante eran en general de concreto reforzados. Las estructuras metálicas eran escasas.
En la actualidad la tendencia de la construcción en Managua sigue siendo de edificaciones
de uno y dos niveles, aunque durante la segunda mitad de la última década del pasado
6
siglo y comienzos del presente se construyeron varios edificios de mediana altura. La
tipología de estos edificios está repartida entre; marcos de acero, en su mayoría con muros
(López Barraza, 2011).
2.3. ASPECTOS SÍSMICOS
Según (Sáenz Somarriba, 2014) la Costa Pacífica de Nicaragua convergen las placas Coco
y Caribe. La Placa caribe es subducida 8 cm/año por placa del Coco. Esta interacción
libera esfuerzos y genera una acumulación de energía.
La zona Wadatti-Benioff es una área sísmica activa profunda en una zona subducción en
la cual entran en contacto la placa Cocos al iniciar su subducción bajo la placa Caribe, en
donde se alcanza intensa actividad sísmica, sobre todo, en su zona central, ubicado
horizontalmente a unos 100 km desde el eje de la Fosa Mesoamericana. En dicha zona se
encuentra a una profundidad aproximada de 35 km, a su vez, ésta fuente, opina que la
máxima profundidad a que se detectó un evento sísmico fue de 200 km.
Como se cita en (Sáenz Somarriba, 2014), En la zona de contacto de las placas, la placa
Cocos presenta un ángulo de buzamiento del orden de 60º al Noreste, en que sismos de
profundidades intermedias presentan considerables amenazas para poblaciones del borde
pacífico de Nicaragua.
La mayoría de los epicentros se ubica en el océano pacifico, donde chocan las placas
tectónicas coco y caribe. Los sismos de profundidad intermedia y muy profunda se dan
más cerca de la costa del océano o directamente debajo de ella (Sáenz Somarriba, 2014).
7
2.4. EVOLUCIÓN EN LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS DE LA
INGENIERÍA CIVIL.
Actualmente el campo de la tecnología constructiva está atravesando momentos muy
importantes donde la arquitectura y la construcción se encuentran estrechamente
enlazadas, permitiendo cambios no sólo en la forma sino en las técnicas de fabricación.
Según (Arellano, Mejía, & Ulneiver , 2014), estas innovaciones han influido de manera
significativa en lo social, en lo cultural y también en lo tecnológico, aun cuando estos
cambios han sido tan grandes, el hombre ha sabido adaptarse a estas ideas, tal como lo
menciona en una ocasión el diseñador norteamericano Richard Buckminter (citado por
Ilustración 3. Emplazamiento tectónico de Nicaragua.
Fuente: (INETER, 2016)
8
Slabbert, 2007), quien manifestaba que ha sido lenta la transferencia de la tecnología al
campo de la construcción.
Dos factores que influyeron en estos cambios fueron: el uso de nuevos métodos de
construcción y los llamados materiales modernos, factores que han dado como resultado
elementos más ligeros, permitiendo aumentar significativamente su capacidad de
resistencia en comparación a los usados anteriormente, facilitando el uso de nuevos
procedimientos constructivos.
En el tema de la construcción, es pertinente revisar y describir como han venido
evolucionando en el tiempo los principales métodos, las técnicas, los sistemas
constructivos y de ejecución; considerando el aporte de nuevos materiales así como el
uso de la tecnología y los procesos industriales que hace posible una mejora en la calidad
de vida del ser humano. En el campo de la construcción siempre se está en la búsqueda
de recursos con la finalidad de obtener la mejor propuesta ya sea en los costos, el tiempo
e incluso en la calidad, sin embargo en el caso de ejecución de obras la experiencia en el
ejercicio profesional, determina la mejor manera de realizar los procesos constructivos
El factor económico juega un papel de gran importancia, que se debe considerar para un
proyecto de construcción, es el caso de materiales como el hormigón que proporciona un
50% de los costos de la construcción (Arellano, Mejía, & Ulneiver , 2014).
9
2.5. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN MÁS USADOS EN NICARAGUA
Los materiales de construcción utilizados en una vivienda común son básicos, entre ellos
podemos encontrar:
Hierro, Cemento, arena, grava, cal, ladrillo de arcilla, bloques de concreto, piedra cantera,
gypsum, perlines, zinc corrugado, teja de barro, ladrillo de cerámica, ladrillo de concreto,
vidrio, madera etc.
En cuanto a la Arena puedo decir: La arena es un material de construcción natural. La
utilizada en el norte de Nicaragua se obtiene de diferentes bancos, y es utilizada de
acuerdo a su disponibilidad, por ejemplo, se puede mencionar algunos lugares: Matagalpa
la obtiene del Río Bilwas, Sébaco del Río Grande de Matagalpa, en Ocotal – Nueva
Segovia se obtiene del Puente Río Coco, y en Condega – Estelí del Bracito (Velásquez,
2010).
Es importante tomar en cuenta el banco de los materiales, ya que este incurre en la
economía del proyecto, incluyendo el costo del transporte y asegurando la calidad, en este
caso el de la arena, en el norte se utiliza arena extraída del Río Grande de Matagalpa, pero
esta no tiene buenas propiedades, por lo que en la mayor parte del tiempo, se recurre al
banco de Motastepe en Mangua, subiendo así los costos.
Entre las propiedades de las arenas podemos mencionar: alta dureza, resistencia a la
rotura, densidad de 5.18, color Amarillo, rojo, negro hierro, gris, tiene bajo nivel de
permeabilidad y bajo coeficiente de saturación, no es atravesada por electricidad por lo
que no presenta conductividad eléctrica, finura, alto punto de fusión, y es componente
básico del hormigón.
Ilustración 4. Materiales de Construcción
Fuente: Propia
10
En el Norte de Nicaragua para mampostería, se utiliza principalmente los ladrillos de
arcilla, bloques de concreto, piedra cantera, entre otros. Por las características técnicas
del ladrillo algunos constructores la prefieren, ya que es bastante accesible, brinda una
mayor resistencia, y el precio con respecto al bloque es prácticamente igual, entre otras
cosas más.
El ladrillo de arcilla es el preferido en cuanto a la construcción de muros, se producen
artesanalmente en casi todas las ciudades del norte de nuestro país, por lo que su
accesibilidad es amplia, su resistencia mínima a la compresión es de 100kg/cm2. Con un
millar de ladrillos se levanta aproximadamente 17 metros cuadrados de pared. Algunas
características que se pueden mencionar son: alta resistencia a impactos, buena protección
contra el fuego, es altamente poroso lo que presta mayor absorción de ruidos y alto nivel
de absorción de agua (Velásquez, 2010).
Bloque de concreto: es una pieza prefabricada con forma de prisma y recto y con uno o
más huecos verticales, para su utilización en sistemas de mampostería simple o
estructural, esto debido a la posibilidad de reforzar las piezas vertical o horizontalmente.
Se fabrican en diferentes medidas de: 10,12, 15, 20 cm de ancho, teniendo como
constantes 20 cm de altura y 40 cm de largo. El que se ocupó en este trabajo es de
20x20x40 que tiene un peso de 17.1 kilogramos y según el Reglamento Nacional de la
Construcción, los bloques de concreto deberán poseer una resistencia a la compresión de
55 kg/cm2, y una resistencia mínima de 9 Kg/ cm2.
Piedra Cantera: Generalmente es utilizada en bardas perimetrales, las dimensiones más
utilizada es 20x40x60cm. Los estratos de piedra Cantera se encuentra principalmente en
la zona del pacífico, ya que son zonas volcánicas por lo que para el norte de nuestro país
no es muy accesible. Se obtiene en Diriamba, La Paz Centro – León, Las Banderas –
Tipitapa y otros lugares más. La Piedra cantera presenta gran absorción de agua, durable,
no brilla, alta porosidad y variedad de tonos.
En cuanto al techo, el material de construcción más utilizado es el Zinc corrugado cal. 26
Std. Este brinda una completa impermeabilidad, duración, no se oxida fácilmente y es
muy accesible. También es utilizado el zinc corrugado cal 28 pero este es de más baja
calidad y por ende más económico. Otro materiales empleado en el techo es el zinc teja
11
que es de buena calidad pero con un precio más alto respecto a los otros (Velásquez,
2010).
En lo que concierne al cemento, este es una mezcla conglomerante elaborada a partir de
la hidratación en agua de caliza y arcilla molidas, a las que se añade áridos como grava y
arenas para adquirir mayor fortaleza. Esta mezcla hidratada proporciona una pasta
flexible y plástica, muy uniforme que al secar o fraguar adquiere una dureza y una
resistencia única. El de uso general o el más común es el tipo 1, cemento portland
destinado a obras de concreto.
En cuanto a los materiales de construcción metálicos tenemos: La varilla acero 3/8” que
es utilizada en el armado de acero de zapatas, columnas y vigas, conjunto con la varilla
acero #2 que es para los estribos. Este material de hierro es componente básico del
concreto armado, y nos brinda propiedades como las de soldabilidad, ductilidad,
resistencia a la tensión, compresión y fluencia (Velásquez, 2010).
Otro material de construcción indispensable es la madera, esta presenta una serie de
propiedades que lo hacen adecuada para el sector de la construcción, las cuales se pueden
mencionar algunas como: resistencia, dureza, rigidez y densidad. Cuanto más densa es la
madera, sus composiciones más fuertes y duras. Es utilizada para diferentes funciones, ya
sea, cielo raso, encofrado, ventas y puertas, y sistemas estructurales. (A, 2012)
12
III. JUSTIFICACIÓN
Por la historia sísmica que posee el municipio de Villa El Carmen, oficialmente conocido
por el nombre de Villa Carlos Fonseca, departamento de Managua, surge la necesidad de
realizar a profundidad estudios y análisis en los que se haga revisión de los sistemas
estructurales del pasado y los actuales, apreciar las ventajas y desventajas que presentan
y complementar para hacer una solo unidad estructural, con el fin de mejorar las
edificaciones en Nicaragua y sobre todo a las condiciones del proyecto de hotel en gran
pacífica ,teniendo mayor seguridad estructural, evitando el miedo a realizar obras
verticales de mayor magnitud.
El sistema constructivo con el que se trabajará, dependerá de aquel que se adapte a las
condiciones del proyecto (ambientales), lugar de trabajo y máxime, aquel que mejor
resulte de un análisis técnico- económico. Se puede afirmar que todos los sistemas
constructivos son válidos y adaptarlos dependerá de una evaluación para justificar cual
sistema es el que tiene mayor ventaja teniendo los requisitos establecidos por el dueño,
dando también seguridad a los usuarios del proyecto.
Es importante mencionar que la nueva generación de Ingenieros Civiles y arquitectos,
intentan minimizar el impacto de la construcción, los materiales como tal, su lugar de
origen, el agua y la energía utilizadas en dicho proceso, tener en cuenta también el lugar
que se selecciona para almacenamiento de los residuos generados por la construcción y
otros perjuicios que se presentan a lo largo de cada etapa.
Por otro lado, se busca que sean accesible en cuanto al mantenimiento y el tiempo de
ejecución, por si se desea que entre en servicio lo más pronto posible debido a la demanda
13
turística que se ha incorporado en el país y sobre todo en las áreas costeras, Gran Pacifica
Resort.
14
IV. ALCANCES O LIMITACIONES
Al ejecutar esta investigación, se pudieron identificar o distinguir algunos alcances y
limitaciones que se verán reflejados en el documento, que serán de gran ayuda para no
desenfocarse en lo que en realidad la investigación contendrá, tales como:
4.1. LIMITACIONES
a) No se tiene estudios previos del modelo estructural del Hotel las perlas.
b) Se obtuvieron variaciones en las opiniones de los distintos trabajadores en las
construcciones, por lo tanto, se realizó un promedio en los rendimientos de las
distintas actividades, resultando un valor en M2/día.
c) El RNC-07 no posee todos los tipos de madera en la tabla. 18 del este reglamento,
donde específica los esfuerzos cortantes de este.
4.2. ALCANCES
a) En este estudio se pretende dimensionar los elementos principales para los sistemas
estructurales, ya sea de concreto, madera y acero. Este análisis se realizará con el
software Etabs 15.2, verificando que cumplan dichos elementos.
b) Se pretende establecer el sistema constructivo óptimo para las condiciones
(ambientales, sociales, estructurales) que brinda el sitio de gran pacífica.
15
V. OBJETIVOS
5.1. OBJETIVO GENERAL:
Seleccionar el sistema constructivo más apropiado considerando aspectos técnicos y
económicos que aseguren la inversión del proyecto.
5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Examinar los diferentes sistemas constructivos recomendados según criterios técnicos
y de ubicación para garantizar la durabilidad de la obra.
Comparar las ventajas y desventajas de los materiales que componen cada sistema
constructivo con el fin de obtener el sistema idóneo para la edificación del hotel.
Calcular las cantidades de obra del proyecto para poder estimar el costo y duración,
teniendo así los parámetros de juicio necesarios para la selección de la propuesta
constructiva.
Verificar la resistencia del sistema constructivo seleccionado garantizando así su
resistencia estructural.
Analizar parámetros técnico-comparativos de diseño para obtener la propuesta ideal
acorde a las variables establecidas.
16
VI. MARCO TEÓRICO
6.1. DESCRIPCIÓN GENERAL
Según (Monjo Carrió, 2005), se puede entender por sistema constructivo el conjunto de
elementos y unidades de un edificio que forman una organización funcional con una
misión constructiva común, sea ésta de sostén (estructura) de definición y protección de
espacios habitables (cerramientos) de obtención de confort (acondicionamiento) o de
expresión de imagen y aspecto (decoración). Es decir, el sistema como conjunto
articulado.
La importancia de los sistemas estructurales constituye un estudio fundamental para la
construcción de toda estructura. Pues al margen del buen diseño arquitectónico y de la
funcionalidad de la edificación es muy importante y a la vez obligatorio que la estructura
este en su capacidad de soportar las cargas que les serán impuestas durante su periodo de
vida (Reyes, 2013).
En este sentido, cabe recordar que los sistemas suelen estar constituidos por unidades, por
elementos, y estos, a su vez, se construyen a partir de determinados materiales, requieren
un diseño, para lo cual se debe atender, en primer lugar, a las exigencias funcionales de
cada uno y a las acciones exteriores que van a sufrir, además de tener en cuenta las
posibilidades de los materiales que se utilicen, en función de sus calidades y, por tanto,
de su vulnerabilidad (Monjo Carrió, 2005).
Por lo tanto la estructura es la base necesaria en donde se desarrollan las instalaciones, el
cubrimiento, los acabados y el mobiliario. Es capaz de encerrar el edificio o solamente
soportarlo. Por esto, es que el sistema estructural es el que establece el modelo para
17
construir dando lugar a la clasificación de los diferentes sistemas constructivos, los cuales
se pueden clasificar como: unidireccionales, bidireccionales y tridimensionales. Con esto
se entiende que pueden ser lineales (esqueletos), planos (placas) y volumétricos (cajas),
(Novas Cabrera, 2010).
6.2. ELEMENTOS ESTRUCTURALES
El conocimiento de los sistemas y tipos estructurales es muy importante para seleccionar
la estructura más apropiada, es por eso que es de vital importancia el conocimiento de los
principales elementos estructurales como lo son:
1. Cimientos
2. Columnas
3. Losas de Entrepiso
4. Vigas
6.2.1. Cimientos
Es conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la
edificación al suelo. Debido a que la resistencia del suelo, es generalmente menor que la
de los pilares o muros que soportará. Es de mucha importancia, ya que, la estabilidad de
la construcción depende en gran medida del tipo del terreno (Novas Cabrera, 2010).
18
6.2.2. Columnas
Una columna es un elemento axial sometido a compresión, lo bastante delgado respecto
a su longitud, para que bajo la acción de una carga gradualmente creciente rompa por
flexión lateral o pandeo ante una carga mucho menor a la necesaria para romperlo por
aplastamiento (Novas Cabrera, 2010).
6.2.3. Vigas
La viga es un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. En las
vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones u suele ser horizontal (Novas
Cabrera, 2010).
6.2.4. Losas de entrepiso
También llamadas placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso de
otro, construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los
muros estructurales. Deben de ser capaces de sostener las cargas de servicio como el
mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados como pisos
y revoques. Se consideran uno de los elementos más importantes en una construcción, ya
que, la incorrecta colocación del acero de refuerzo puede causar el colapso de la estructura
(Novas Cabrera, 2010).
Ilustración 5. Tipos de Columnas Estructural con materiales
diferentes.
Fuente: Propia.
19
Las losas de entrepiso se pueden clasificar según:
a) Respecto a la dirección de carga
Losas Unidireccionales
Losas Bidireccionales
6.3. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS TRADICIONALES EN EDIFICACIONES
El estudio realizado por (Arellano, Mejía, & Ulneiver , 2014), nos expresa que en
hormigones colados o vaciados se puede hablar de tecnología escultórica, pues su
limitante es la dificultad de ejecución o el costo de los encofrados muy alto. Sin embargo,
la técnica in situ de estos hormigones colados son las más comunes, lo que permite crear
formas inéditas desde la perspectiva constructiva y estructural, no teniendo
inconvenientes de continuidad en los enlaces de sus elementos. No obstante, los costos se
imponen dando paso a los métodos mecanizados o de prefabricación de elementos, lo que
lleva como consecuencia a cambiar las técnicas del vertido e introducir soluciones de
hormigón laminado, el cual inicia con la fabricación de viguetas, permitiendo explotarlas
a gran escala.
El hormigón armado es más rígido en cuanto a su posibilidad constructiva, por lo que es
común la práctica de construcciones in situ sobre cimbra, de manera que sea monolítica
su estructura. Por otro lado, si se plantea una construcción diferente a ésta va a traer
problemas de uniones o juntas en diferentes partes de la estructura.
En el caso de lugares como Centroamérica y el Caribe que se han visto seriamente
deforestados, la importación de este material conlleva a un incremento de costos en la
construcción, limitando su uso a elementos como paredes internas y vigas. Paralelamente,
el uso del concreto reforzado es común en sitios urbanos, en edificaciones en forma de
paneles o bloques de concreto, éste material tiene muchas ventajas, su buena resistencia
a terremotos, al viento, al fuego e incluso a las termitas. Es por lo tanto, un material de
uso frecuente por ser accesible, en gran parte por la cantidad de plantas de premezclado
locales. Sin embargo, el adobe y el ladrillo de lodo reforzados con concreto en los bordes,
y alrededor de la ventanas es utilizado frecuentemente, pero no son muy seguros por si
20
solos en lugares vulnerables a movimientos sísmicos (Arellano, Mejía, & Ulneiver ,
2014).
6.3.1. Desarrollo de los sistemas constructivos
Hoy día la construcción es muy variada, compleja y abierta al mundo globalizado,
cuentan, con cualidades de luz y espacio, que desde siempre se asociaban a estilos
tradicionales de edificaciones, pero los fundamentos técnicos siguen siendo válidos. A
partir de la industrialización, se aplican determinados sistemas constructivos que van en
el camino de la producción industrial, que se inicia desde el proyecto hasta culminar la
construcción, extendiéndose luego al mantenimiento. Esta producción industrial conlleva
a considerar elementos constructivos como el caso del prefabricado, que se apoya en un
procedimiento organizado y eficiente de ejecución de obra, facilitando las operaciones, y
disminuyendo la mano de obra con el montaje de los elementos. Es por ello que esta
técnica ha experimentado un auge en el uso de estos elementos prefabricados.
(Arellano, Mejía, & Ulneiver , 2014), Relatan que la evolución de los sistemas
constructivos en los edificios se inició en el siglo XX, a partir de la introducción de dos
técnicas: abandonar la estructura muraría para utilizar estructura reticular (pilares y
vigas). Por otro lado, se agrega la difusión de materiales sintéticos como aquellos
elementos metálicos protegidos contra la oxidación y materiales más compactos o la
silicona para juntas, dejando a un lado la práctica del solape y drenaje en relieve por la
inclinación en los planos.
Otro ejemplo lo constituye el uso de láminas impermeables que ha llevado a colocar
techos planos, frente a los inclinados. Sin embargo, los cambios de los sistemas
estructurales, como fueron las estructuras murarías, que servían al mismo tiempo de
cerramientos verticales a principios del siglo XX, se intenta el abandono de estas
estructuras con la industrialización de los perfiles metálicos, permitiendo estructuras más
ligeras y de mayores alturas (Arellano, Mejía, & Ulneiver , 2014).
21
6.3.2. Sistemas constructivos en concreto
Entre los materiales en la construcción más popular se encuentra el hormigón reforzado
por múltiples razones, es muy eficiente en cuanto a su resistencia a compresión, es
durable, resiste al fuego, es moldeable y al lado de la alta resistencia a la tensión y
ductilidad que proporciona el acero forman un material compuesto por excelencia pues
reúne las grandes ventajas de estos materiales y componentes. Con el propósito de
mejorar su resistencia y comportamiento bajo condiciones de servicio se ha venido
utilizando el concreto pretensado y el pos tensado que resulta de crear intencionalmente
esfuerzos permanentes en una estructura.
Los elementos pretensados usualmente se elaboran en talleres debido a que el
requerimiento de puntos de anclaje exteriores es alto para lograr el tensado de los
tendones, siendo el transporte al sitio de la construcción lo que ha limitado su tamaño,
siendo su uso más frecuente en dinteles, losas de piso, vigas de fundación, pilotes y
balcones. Las piezas pos tensadas (torones o cables) se realizan in situ, el término se aplica
al vaciado y fraguado del concreto (Arellano, Mejía, & Ulneiver , 2014).
6.3.3. Sistemas constructivos en acero
Estos sistemas constructivos presentan múltiples ventajas en cuanto a la calidad de la
mano de obra especializada, aportan excelente rendimiento, rapidez en su ejecución
tolerando correcciones por lo que incide en el control de calidad, a menores tolerancias
permite dosificar mejor los materiales.
Es posible realizar con el acero formas arquitectónicas especiales y estandarización de las
piezas por lo que cuando se construye una cercha o armadura metálica se está hablando
de componentes prefabricados, estos elementos, que forman parte de la estructura son
elaborados en talleres donde no estarán afectados por las condiciones climáticas.
Las construcciones en acero permiten reutilización de encofrados y apuntalamientos, por
tener tareas que se repiten, disminuye las horas improductivas, se suma a lo anterior, que
no va a incidir en la producción, el mal tiempo repercutiendo favorablemente en el costo.
22
Análogamente el transporte de los elementos y el montaje aumentan los costos y se debe
tener una cuidadosa ejecución de las uniones, (Arellano, Mejía, & Ulneiver , 2014).
6.3.4. Sistemas constructivos en madera
(Sáenz Somarriba, 2014), Nos dice que los conceptos madera, madera estructural y
madera para construcción se tienden a confundir pero en realidad su uso y aplicación es
muy indistinto. Madera es un término genérico que se le da al material abundante en fibra
sin ninguna especie de tratamiento que se obtiene de cualquier árbol. La madera
estructural es la madera que se suele utilizar para construcciones de gran envergadura y
la cual conforma parte fundamental de la estructura y la madera para la construcción es
la madera que ha sido pasada atreves de una serie de procesos como aserrado y cortado
de una variedad de tamaños y formas para las diferentes necesidades de este ramo.
La madera posee 3 direcciones: longitudinal, tangencial y radial. La carga en dirección
longitudinal se designa como paralela a la fibra, mientras que la transversal, normal a la
fibra. En la dirección paralela a las fibras la madera posee una alta resistencia y rigidez.
En la normal la resistencia es mucho menor. Cuando está en tensión, la madera sometida
a esfuerzo paralelo a las fibras es 25 a 40 veces más fuerte que cuando se somete a
esfuerzos normales a las fibras. Al trabajar en compresión la madera con carga paralela a
las fibras es de 6 a 10 veces más fuerte que cuando la carga es perpendicular. Además un
elemento de madera tiene 3 módulos de elasticidad con una relación del mayor al menos
de hasta 150:1.
6.3.4.1. Tipos de construcciones de madera según su estructuración
El (Infraestructura, 2007) hace un clasificación de las estructuras de madera conforme a
su estructuración y se categoriza de la siguiente manera.
a) Estructuras porticadas.
Son estructuras que resisten las cargas horizontales en ambos sentidos de la obra,
mediante pórticos con vigas y columnas integradas por uniones.
b) Estructuras de paneles
23
Son estructuras formadas por paneles en dos direcciones, ortogonales o casi ortogonales
con función de transmitir las cargas verticales a los cimientos y proveer resistencia a las
cargas horizontales en ambos sentidos en acción conjunta con la cobertura. El conjunto
de paneles podrá ser enmarcado por columnas y vigas.
c) Estructuras con entrepisos y/o cobertura de madera apoyadas sobre muros o columnas
de concreto y arriostradas por diafragmas rígidos o por arriostres diagonales.
Son estructuras básicamente formadas por muros de albañilería y/o columnas que dan
apoyo a tijerones y/o vigas de madera. La resistencia a las fuerzas horizontales la proveen
los pórticos en la dirección de las cargas y en sentido perpendicular a la resistencia la
ofrecen los muros, debiéndose proveer un arrostramiento horizontal adecuado para llevar
las cargas a estos muros.
6.4. SISTEMAS SISMO RESISTENTES
Los terremotos representas uno de los mayores problemas que deben considerar los
ingenieros al momento de realizar el diseño de una estructura. Ya que, la vulnerabilidad
de estas, depende de los posibles daños que puedan sufrir los elementos principales ante
un sismo, lo cual afecta a todo el sistema (Novas Cabrera, 2010).
La incertidumbre es la principal característica del problema, de la falla en una estructura,
porque, no se sabe con certeza cuando y donde ocurrirá un sismo y sobre todo la magnitud
y duración con que esta azotara. Es por ello, que es de vital importancia tomar en cuenta
las normas de diseño sismorresitentes a las cuales se rige cada país, y con una supervisión
adecuada, los daños son considerablemente menores que en los casos, que no cumplen
con las normas mínimas indispensables para tal fin.
Cabe recalcar que las normas sismorresitentes por si solas , no garantizan la inexistencia
de daños ante un terremoto severo, se establecen requisitos mínimos para proteger la vida
de los usuarios pero existen múltiples causas, el cual, pueden causar el colapso de la
estructura, ya sea, grietas en las columnas causadas por cortante y/o torsión, grietas
verticales y de aplastamiento del concreto causado por compresión , pandeo en las barras
24
longitudinales por exceso de las longitudes , la incongruencia en el diseño, las
irregularidades de alturas de entrepiso entre otras (Novas Cabrera, 2010).
6.4.1. Clasificación de los sistemas sismo resistentes
Sistemas Sismo- Resistente
Ilustración 6. Representación de los sistemas sismo-resistentes.
Fuente: Propia.
6.4.1.1. Muros estructurales
Es común que se denomine a los muros de concreto reforzado como "muros de corte" o
"muros de cortante" porque resisten un alto porcentaje de la fuerza cortante lateral total.
Sin embargo, estos términos son desafortunados y un tanto engañosos puesto que la
mayoría de los muros se pueden diseñar de manera que tengan un comportamiento
dominado por flexión, y que, por tanto, exhiban un modo de falla dúctil. En este capítulo
usaremos el término "muros estructurales de concreto" para referirnos a los muros que
deberán resistir las fuerzas inducidas por las aceleraciones sísmicas (Alcocer, 1995).
Marcos
Muros
Armaduras
25
Los muros estructurales bien diseñados y detallados ofrecen varias ventajas para su uso
en zonas sísmicas:
1. Poseen una mayor rigidez que la de marcos de concreto reforzado.
2. Dada su alta rigidez, exhiben un comportamiento adecuado ante sismos moderados.
3. Poseen una buena capacidad de deformación (ductilidad) que les permite resistir
sismos intensos.
Los muros estructurales deben diseñarse para resistir la variación del cortante en la altura
(que es máximo en la base), del momento, que produce compresión en un extremo y
tensión en el extremo opuesto, así como las cargas gravitacionales que producen
compresión en el muro (ilustración 6). La cimentación debe diseñarse para resistir el
cortante y el momento máximos que pueden desarrollarse en la base del muro. El refuerzo
en la base debe detallarse cuidadosamente para que las fuerzas puedan transferirse entre
el muro y la cimentación; en particular, se debe enfatizar la unión y el anclaje de varillas.
Ilustración 7. Variación de fuerza cortante, momento t carga axial
en un muro estructural aislado.
Fuente: (Alcocer, 1995)
Ilustración 8 Ejemplos de estabilidad torsional en
sistemas de muros.
Fuente: (Alcocer, 1995)
26
Los muros estructurales deben colocarse de manera que la distribución de rigidez en
planta sea simétrica y que la configuración sea estable torsionalmente. Y es preferible la
colocación de un mayor número de muros estructurales en el perímetro como sea posible
porque a menor cantidad de muros, mayores serán las fuerzas que deben ser transmitidas
a la cimentación.
6.4.1.2. Tipos de muros estructurales
a) Según la forma de su sección Transversal
Atendiendo la sección transversal los muros pueden ser como los presentados en la
ilustración 9. En algunas ocasiones los muros poseen elementos externos (ilustración 9 a,
9b, 9c), para permitir el anclaje adecuado de vigas transversales. Para colocar el refuerzo
a flexión, para dar estabilidad a muros con almas angostas y para proporcionar un
confinamiento más efectivo del concreto en la zona de articulación plástica (Alcocer,
1995).
Por lo general el espesor mínimo de un muro estructural es de 20 cm si se emplean varillas
corrugadas para su refuerzo, y de 15 cm si se usa una malla de acero electro soldada.
Ilustración 9. Secciones Transversales comunes de muros estructurales.
Fuente: (Alcocer, 1995)
27
b) Según su forma en elevación
La mayor parte de los muros son prismáticos, es decir, que no sufren cambios de
dimensiones en elevación. Sin embargo es frecuente que su espesor disminuya con la
altura. De acuerdo con las variaciones en la altura, los muros estructurales se pueden
clasificar como muros estructurales sin aberturas y muros con aberturas. En el último caso
las aberturas se dejan para colocar ventanas o puertas o ambas (Alcocer, 1995).
La mayoría de los muros estructurales sin aberturas se puede tratar como una viga-
columna. Las fuerzas laterales son introducidas mediante una serie de cargas puntuales a
través de los diafragmas de piso. Dada su relación de aspecto altura del muro / longitud
hW/lw, se distinguen muros esbeltos con relaciones h/l mayores que dos, y muros
robustos para relaciones menores o iguales a dos (Ilustración 10).
Es importante señalar que los muros bajos (robustos) poseen una elevada resistencia a la
flexión, aun para refuerzo vertical mínimo, por lo que es necesario aplicar fuerzas
cortantes muy altas para desarrollar dicha resistencia. Esto provoca que el-
comportamiento de este tipo de muros sea dominado por corte.
Ilustración 10. Muros estructurales esbeltos y robustos.
Fuente (Alcocer, 1995)
28
Las aberturas de los muros deben colocarse de forma que no disminuyan las resistencias
a la flexión y al cortante. Un ejemplo de ello es la figura 11 a. Si las aberturas se colocan
de manera alternada en elevación es recomendable la colocación de refuerzo diagonal
para ayudar en la formación de campos diagonales a compresión y a tensión una vez que
el muro se ha agrietado diagonalmente (ilustración 11b). Si las aberturas se colocan en
forma regular se obtiene un tipo de muros llamados acoplados que poseen excelentes
características de comportamiento sísmico (ilustración 12) (Alcocer, 1995).
Ilustración 12. Resistencia al corte afectado por aberturas en
muros.
Fuente: (Alcocer, 1995).
Ilustración 11 Tipos de muros estructurales acoplado.
Fuente (Alcocer, 1995)
29
c) Según su comportamiento
Según su comportamiento se pueden clasificar de la siguiente manera:
1. Muros de cortante, en los cuales el corte controla las deflexiones y resistencia;
2. Muros de flexión, en los que la flexión controla las deflexiones y resistencia;
3. Muros dúctiles (muro estructural ‘’ especial’’), que poseen buenas características de
disipación de energía ante cargas cíclicas reversibles.
Si esperamos un comportamiento esencialmente elástico, cualquier tipo de muro de los
de arriba Sin embargo, si anticipamos que el muro estará sometido a deformaciones en el
intervalo inelástico, como ante sismos, es inaceptable el uso de uro de cortante, es
preferible un muro dúctil.
6.4.1.3. Sistema mixto muro- marco
Es común el empleo de muros estructurales esbeltos en combinación con marcos de acero
o de concreto reforzado. En estos casos, los muros se construyen entre columnas, tal que
los elementos extremos del muro sean las propias columnas (Alcocer, 1995).
El sistema mixto marco-muro combina las ventajas de ambos componentes. Así, marcos
dúctiles pueden disipar energía en los pisos superiores de un edificio. Por otro lado, dada
la rigidez de los muros, las distorsiones de entrepiso (desplazamiento relativo entre altura)
estarán dentro de los límites permisibles.
En comparación con un muro aislado ante cargas laterales, la interacción con el marco
produce menores momentos máximos (en la base), pero fuerzas cortantes mayores. Esto
aumenta la tendencia a una falla por corte. Lo anterior es particularmente importante si
estudiamos la vieja práctica de algunos despachos de cálculo estructural de diseñar el
marco (sin muros) para resistir la carga gravitacional y el (los) muro(s) de manera
separada (sin marco) para resistir la carga lateral total.
30
Puesto que para un muro conectado a un marco, el momento máximo es más bajo que el
obtenido del análisis de un muro como voladizo, el diseño por flexión sería conservador.
Sin embargo, el diseño por corte sería peligrosamente no conservador ya que los cortantes
en el muro diseñado como voladizo son menores que los obtenidos en muros conectados
a marcos.
Mientras más flexibles son los muros, mayores serán los cortantes que deben ser resistidos
por las columnas de los marcos. En realidad la contribución de los muros a tomar cortante
es en los pisos inferiores.
Ilustración 13. Patrones de deformación ante cargas laterales de un marco, un
muro y un sistema muro-maco.
Fuente: (Alcocer, 1995)
31
VII. EXPOSICIONES DE LAS ESTRUCTURAS
Compuestos más agresivos que el oxígeno, como sales y ácidos, facilitan en gran medida
el proceso de corrosión disolviendo los metales (Duery, 1988 ).
Frente a esta situación, el doctor Carlos Andrade, químico de la Facultad de Ciencias de
la Universidad de Chile, destaca el rol que cumplen tanto el ácido sulfúrico como el ácido
nítrico. Ambos formados en una atmósfera contaminada y proveniente de compuestos de
la combustión de las industrias, del carbón y de los vehículos.
"Incluso -puntualiza el académico-, el material articulado, y suspendido en esta atmósfera
actúa como superficie para que sean catalizadas la formación de los ácidos, a partir de los
óxidos de nitrógeno y los sulfuros" (Duery, 1988 ).
Ilustración 14. Placa de Anclaje Oxidada.
Fuente: (Alario Catalá, 2011)
32
En estos casos de corrosión, el cobre ya no se escapa y es también atacado. El metal rojo
es muy soluble en presencia del ácido sulfúrico, razón por la cual es utilizado en los
proceses extractivos. El profesor Guiachetti explica que se genera una sal -sulfato de
cobre- de típico color verde sobre su superficie. Luego, con la humedad o el agua, éstas
son arrastradas y se vuelve a repetir el proceso hasta disolver la estructura del metal
(Duery, 1988 ).
El comportamiento de los metales está determinado por el medio ambiente que lo
circunda. Es así como una atmósfera marina, por ejemplo, agrediría más rápidamente la
carrocería de un automóvil por la presencia de sales.
7.1. ENVEJECIMIENTO DE MADERA
La madera es un material que a mí me gusta mucho, por su calidez, por sus propiedades
térmicas y acústicas, por estética, peor tengo que reconocer que tienen un importante
problema, que es el mantenimiento de los elementos fabricados con madera (Alario
Catalá, 2011).
Importante es el problema en condiciones normales, peor podéis imaginar tras haber visto
el poder del ambiente marino, que el ataque que sufre la madera es también
importantísimo, ya que se trata de un material que, además de verse expuesto a la erosión
comentada anteriormente, sufre también los cambios de volumen propios de un material
tan higroscópico, es decir, que al estar en un ambiente con un grado de humedad tan alto,
Ilustración 15. Mallorquina Envejecida.
Fuente: (Alario Catalá, 2011)
33
absorbe dicha humedad para igualarse con la del ambiente, por lo que el grado de
humedad con el que se queda es muy elevado (Alario Catalá, 2011).
La humedad contenido en la madera favorece su degradación, provoca que pierda
cohesión, impide la correcta aplicación de pinturas de protección, por lo que deben ser
renovadas con mayor periodicidad que en condiciones normales.
7.2. LESIONES POR EROSIÓN
Bien conocida es la agradable brisa que se disfruta a la orilla del mar, en la arena, siempre
soplando con mayor o menor intensidad, incluso con fuerza en ocasiones, lo que puede
provocar que arrastre en suspensión partículas de arena. Cuando se producen estos fuertes
vientos, incluso no tan fuertes pero si con arena en suspensión, el poder de erosión de ese
viento es muy superior a un viento limpio, ya que las partículas de la arena chocan contra
las superficies de los edificios. La arena es un material silíceo, bastante duro, por lo que
al golpear los pequeños granos de arena sobre los materiales colocados en fachada acaban
erosionándolos capa a capa (Alario Catalá, 2011).
Ilustración 16. Erosión en los revestimientos de muros.
Fuente: (Alario Catalá, 2011)
34
7.3. DURABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA
7.3.1. Concreto
El medio ambiente juega un papel de significativa importancia, por cuanto del estado del
tiempo y el clima definen la condición de agresividad del entorno que rodea la superficie
de una estructura de concreto. De otra parte, la estructura y la microestructura internas
del concreto, definen la interacción y el comportamiento de la masa superficial e interna,
frente a la agresividad del concreto (Sánchez de Gúzman, 2011).
La durabilidad del concreto puede definirse como su capacidad para resistir la acción del
medio ambiente que lo rodea, de los ataques químicos o biológicos, de la abrasión y/o de
cualquier otro proceso de deterioro. Como factores determinantes de la durabilidad de
una estructura de concreto están: el diseño y cálculo de la estructura (geometría y cuantía
de acero de refuerzo); los materiales empleados (concreto, acero, madera y productos de
protección); las practicas constructivas (calificación de la mano de obra y control de
calidad); y los procedimientos de protección y curado (condiciones de humedad y de
temperatura) (Sánchez de Gúzman, 2011).
El ambiente donde se ubica la estructura determina la categoría de exposición para la
selección de los materiales, detalles de diseño y requisitos de construcción para minimizar
el deterioro potencial prematuro de la estructura, causado por efectos ambientales. La
durabilidad de una estructura también se ve influenciada por el nivel de mantenimiento
preventivo (ACI, 2014).
35
7.3.2. Ciclo de vida de las estructuras de concreto
El concepto de vida útil de la estructura, el cual tiene relación con el comportamiento de
la misma, bajo ciertas y determinadas condiciones de servicio, durante un periodo de
tiempo suficientemente largo, Por lo tanto, se considera como vida útil de una estructura,
el periodo de tiempo en el cual, ella conserva los requisitos previos de seguridad,
funcionalidad y estéticas (aspecto), con costos razonables de mantenimiento (Sánchez
de Gúzman, 2011).
Ilustración 17. Relación entre los conceptos de durabilidad y comportamiento del concreto.
Fuente: (Sánchez de Gúzman, 2011)
36
7.3.3. Acero
El proyecto de una estructura de acero debe incluir las medidas necesarias para que la
estructura alcance la duración de la vida útil prefijada, de acuerdo con las condiciones de
agresividad ambiental y con el tipo de estructura. La agresividad a la que estará sometida
la estructura se debe identificar por el tipo de ambiente y el proyecto debe definir formas
y detalles estructurales que faciliten la evacuación del agua y sean eficaces frente a la
posible corrosión del acero (Maldonado, 2013).
Por otra parte, las especificaciones relativas a la durabilidad deben cumplirse en su
totalidad durante la fase de ejecución, siendo necesario seguir una estrategia que
considere todos los posibles mecanismos de degradación, adoptando medidas específicas
en función de la agresividad a la que se encuentre sometido cada elemento.
La estrategia de durabilidad incluye, al menos, los aspectos que se mencionan en los
siguientes apartados:
Selección de formas estructurales adecuadas.
Selección del tratamiento de protección (pintado, metalización, galvanización en
caliente) adecuado, teniendo en cuenta la clase de exposición a la que vaya a estar
sometido el elemento.
Disposición de medidas especiales de protección, en el caso de ambientes muy
agresivos.
Establecimiento de un programa de inspecciones a efectuar durante y después de la
pintura.
Establecimiento de un programa de mantenimiento que cubra toda la vida útil de la
estructura.
Las superficies de estructura de acero sometidas a riesgo de corrosión que sean
inaccesibles a la inspección y mantenimiento y que no sean adecuadamente selladas,
deberán tener inicialmente una protección adecuada a la vida útil prevista, debiendo
además incrementarse el espesor del acero estrictamente resultante del cálculo estructural,
con un sobre espesor que compense el efecto de la corrosión durante la vida útil
(Maldonado, 2013).
37
7.3.4. Madera
La durabilidad de la madera natural se calcula respecto al grado de resistencia que posee
una especie determinada de madera con respeto a ataques a hongos o insectos xilófagos.
Algunas especies de madera. Poseen una durabilidad natural que hace innecesario su
tratamiento, contra lo que muchos pudieran pensar. Si bien es cierto que existen otras
especies menos durables, si se toman las medidas necesarias de protección adecuada
contra la humedad, intemperie y el ataque de los organismos que se alimentan de celulosa,
la vida de una estructura de madera puede ser superior a dos siglos (Ecohouses, s.f.).
Podemos protegernos contra hongos e insectos:
1. Usando maderas de especie que posean gran durabilidad natural. Esta durabilidad
natural se debe a que por razones poco conocidas, el duramen o centro de los árboles,
quedan impregnados con sustancias químicas que son eficaces preservadores.
2. Preparando las especies que no poseen esa durabilidad, aplicando soluciones
preservadoras, impregnándola por medio de brochas y sumergiendo la madera en pilas
que tengan la solución o colocándolas en cámaras de presión donde el preservador
penetra por los poros de la madera hasta su parte interior, llenando todas las células
con dicha solución.
Se estima que una casa de madera de pino o abeto, con un mantenimiento apropiado puede
durar en torno a los 100 años. La madera tiene excelente rigidez y resistencia, es resistente
a muchos productos químicos que son altamente corrosivos a otros materiales. Posee una
capacidad de absorber energía y para resistir cargas de impacto.
38
VIII. DISEÑO METODOLÓGICO
La forma de investigación y la secuencia de diseño se realizarán de la siguiente manera:
8.1. TIPO DE ESTUDIO Y NORMATIVA
La investigación será de forma inicial, un estudio con fines exploratorios, debido a que
esta clase de investigaciones sirven para desarrollar métodos a utilizar en estudios más
profundos. Finalizará como un estudio descriptivo-evaluativo ya que pretende seleccionar
el sistema constructivo viable a través del análisis de costo y análisis estructural para
asegurar la inversión del proyecto.
La normativa presentada por el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-07) se
tomará como base para realizar el Análisis estructural; cabe señalar que la normativa a su
vez está fundamentada en información de estudios de distintos casos propios del país.
8.2. UNIVERSO Y MUESTRA
En esta investigación se desea conocer los diferentes tipos de sistemas estructurales
existentes en Nicaragua, según la caracterización del lugar donde se desarrolla el
proyecto.
39
Para profundizar el análisis de las variables, se realizará una comparación de dos sistemas
constructivos obtenidos en base a los criterios de selección, a estos sistemas se les
realizara un análisis de costo y seguridad estructural con el fin de determinar la solución
estructural más factible para el proyecto Hotel Las Perlas se ejecute con el fondo estable.
8.3. CRITERIOS DE SELECCIÓN PARA EL SISTEMA CONSTRUCTIVO
1) Para diseñar y usar un tipo de sistema constructivo primeramente se debe conocer las
condiciones de exposición que presenten la estructura y así clasificar la categoría de
exposición y subdividirla en clases dependiendo del grado de severidad de exposición.
Para lograr con éxito la clasificación de la categoría de exposición, se recurrirá al
reglamento (ACI 318-11), a la tabla 4.2.1 (categorías y clases de exposición) ubicada
en el capítulo 4.
2) Otra valoración a tomar en cuenta para la selección correcta de los sistemas
constructivos a analizar, es seleccionar de sistemas de construcción sostenible, para
lo cual se establecieron los siguientes criterios:
8.3.1. Criterios tecnológicos
La elección del sistema constructivo se realiza según su capacidad donde los elementos
constructivos se ubiquen, en base a las características técnicas y las regulaciones
prescritas por la normativa del país.
A) Las Características Técnicas de cada material, que los hacen aptos para soportar las
acciones a las que van a estar sometidos durante su vida útil sin degradarse.
B) Según las regulaciones establecidas en el país en base a los requisitos que deben
cumplir los edificios.
Seguridad estructural
Salubridad
Protección frente al ruido
Ahorro de energía
40
Seguridad en caso de incendios
Seguridad de utilización
Durabilidad
8.3.2. Criterios económicos
Analizado desde criterios económicos, la elección del sistema constructivo se basará en
los siguientes aspectos:
En relación calidad-prestaciones y precio
Durabilidad y bajo coste de mantenimiento
8.3.3. Criterios sociales
Teniendo en cuenta criterios sociales a la hora de elegir un sistema constructivo, se
determinará lo siguiente:
La incidencia en la actividad cotidiana de las personas, en la salud y en el confort, sea
positiva.
Se elegirán sistemas que sean capaces de responder a las exigencias y prestaciones
establecidas en la normativa pero que además no supongan un riesgo para la salud, no
produzcan enfermedades o dolencias e intervengan en la mejora de la calidad
ambiental del interior de los edificios y entornos urbanos.
Es fundamental además que los productos de construcción provengan de buenas
fuentes de producción y comercio, facilitando a productores locales, y a pequeñas y
medianas empresas la participación en el concurso de obras y suministro de
materiales.
41
8.3.4. Criterios medioambientales
La Evaluación Ambiental en Nicaragua establecida en el Decreto 76-2006 de la
presidencia de la Republica de Nicaragua, tiene por objeto establecer las disposiciones
que regulan el Sistema de Evaluación, el cual se compone por la Evaluación Ambiental
Estratégica y la Evaluación Ambiental de Obras, Proyectos, Industrias y Actividades.
La Evaluación Ambiental será utilizada como un instrumento para la gestión preventiva
con la finalidad de identificar y mitigar posibles impactos al ambiente relacionado con el
tipo de material a utilizar en el proyecto.
8.4. ANÁLISIS, MODELACIÓN Y DISEÑO ESTRUCTURAL
8.4.1. Criterios medioambientales
Los códigos, normas y especificaciones proporcionan una guía general para el calculista
y diseñador estructural, sin embargo la responsabilidad final de la estabilidad de la
estructura recae en el ingeniero calculista.
Las autoridades municipales y departamentales, preocupadas por la seguridad pública,
han establecido códigos de control de la construcción de las estructuras bajo su
jurisdicción.
Los códigos, las normas y especificaciones son reglamentos que especifican las cargas de
diseño, esfuerzos de diseño, tipos de construcción, calidad de los materiales y otros
factores. Casi todos los códigos de construcción han adoptado las especificaciones:
1. ACI 318. Building Code Requeriments For Reinforce Concrete del ACI
(American Concrete institute), para proyectos estructurales en hormigón armado.
2. AISC (American Institute or Steel construction), para proyectos estructurales en
acero.
Además se ha incorporado por la ley códigos de construcciones municipales y regionales
que tienen una connotación legal y sus disposiciones por tanto alcanzan un soporte legal.
En nuestro país se aplica RNC-07 (Reglamento Nacional de la Construcción).
42
8.4.2. Criterios de Diseño
Los criterios de diseño estructural consisten en seleccionar secciones óptimas de los
miembros, con sus correspondientes uniones y conexiones, entre un conjunto de
alternativas para cada caso en particular. Para ello se empleará el método que permite la
incursión de algunas secciones del sistema en rango inelástico.
Este método se refiere al diseño por factores de carga y resistencia, aquí las cargas de
trabajo o servicio se multiplican por ciertos factores de carga o seguridad que son casi
siempre mayores que 1 y se obtiene “las cargas factorizadas” usadas para el diseño de la
estructura. Este método se basa en los estados límites de utilidad. El estado limite es la
situación más allá de la cual una estructura, miembro o componente estructural, no es
apta para satisfacer la función prevista.
De modo que los criterios considerados en el estados limite nos permitan diseñar
estructuras suficientemente seguras y en algunos casos cierto ahorro de material según el
tipo de la estructura, en especial cuando las cargas vivas son pequeñas comparadas con
las permanentes.
8.4.3. Solicitaciones de Diseño
8.4.3.1 Cargas Muertas
Estas hacen referencia a las cargas verticales, debidas al peso propio de todos los
componentes estructurales y no estructurales.
8.4.3.2 Cargas Vivas y vivas reducidas según su ocupación
Las cargas vivas son las sobre cargas por el uso y ocupación de la edificación.
8.4.3.3 Cargas Sísmicas
Estas cargas inducidas en las estructuras están en relación a su masa y elevación a partir
del suelo; así como las aceleraciones del terreno y de la capacidad de la estructura para
disipar la energía; estas cargas se pueden determinar cómo fuerzas estáticas horizontales
aplicadas a las masas de la estructura, aunque en ocasiones debido a la altura de los
43
edificios o esbeltez se hace necesario un análisis dinámico para determinar fuerzas
máximas a que estará sometida la estructura.
8.4.4. Procedimiento de Diseño
8.4.4.1 Selección del tipo de Estructura
La selección del tipo de estructura se fundamente en el cumplimiento de una serie de
requerimientos como son la seguridad, la funcionalidad, la economía; por tanto es
conveniente investigar varias alternativas arquitectónicas y estructurales hasta definir la
final que se hace luego de haber avanzado bastante en varios diseños comparativos.
8.4.4.2 Dimensionamiento de los Elementos
Conocidas las fuerzas internas que actúan en los elementos estructurales y los tipos de
materiales a emplearse se puede elegir las dimensiones de dichos elementos tomando en
cuenta los siguientes aspectos: rigidez, resistencia apropiada, factibilidad de conexiones,
economía.
8.4.4.3 Análisis bajo condiciones de servicio
Luego de haber determinado las dimensiones de los elementos estructurales a partir de
las cargas conocidas, es fundamental revisar para comprobar si satisface o no los
requisitos de servicios tales como: distorsiones excesivas, deformaciones máximas
admisibles, fatiga y todas las demás condiciones que afectan el funcionamiento
estructural.
8.5. Montaje de la Estructura
Se utilizará el programa ETABS 15.2 para el modelamiento y análisis de la estructura.
Ya que es un programa con múltiples ventajas para el análisis y diseño estructural de
edificios y en esta versión tiene como la del espectro sísmico por las NTC2004 del RCDF,
pero de igual manera se trabajará con el espectro del RNC-07.
El procedimiento que se aplicó para el montaje y análisis con el software ETABS 15.2
se define a continuación:
44
Se modeló tridimensionalmente la estructura y se definieron los casos de análisis
de cargas gravitaciones y los casos de análisis de carga sísmica.
Se configuró en el programa las características mecánicas en el caso de la madera,
ya que, el programa no lo tiene especificado. Para el caso del concreto solo se
seleccionó con el reglamento a trabajar.
Se definieron las secciones transversales de loes elementos a utilizar, hasta
obtener las adecuadas para dicho funcionamiento de la estructura.
Se especificó la función del espectro de respuesta a utilizar en el análisis debido a
cargas sísmicas.
45
IX. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
9.1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
La estructura a analizar, cuenta con dos niveles distribuido más una planta baja (ground
floor), distribuidos en un área aproximadamente de 383.5625 metros cuadrados, el destino
de esta construcción será la de un Hotel nombrado por los dueños como ‘’Las Perlas’’,
perteneciente a la cadena de hoteles Gran Pacífica Resort, Nicaragua, que con su
experiencia han implementado modernismo, tecnología, en el que ofrece la mejor
atención a sus clientes.
Como se ha venido mencionando, se encontrará ubicado en el municipio de Villa El
Carmen, Departamento de Mangua, a las orillas de la playa de San Diego, a tan solo 55
Ilustración 18. Edificio Multifamiliar de 3 Niveles.
Fuente: Propia
46
minutos de la ciudad de Managua, este se encuentra a una distancia aproximadamente de
30 metros.
Se realizará la selección del sistema estructural a ocupar para dicha construcción,
comparando los distintos sistemas constructivos más comunes y seleccionar dos de ellos
para previamente realizar un presupuesto con las dimensiones y materiales y así mismo
obtener el más viable, teniendo en cuenta una vez seleccionado que debe de cumplir con
los requerimientos de diseño y condiciones del sitio.
9.2. ASPECTOS GENERALES
9.2.1. Macro y micro localización
En el municipio de Villa El Carmen al Suroeste del departamento de Managua, se
encuentra la Urbanización de playa Gran Pacifica, en la desembocadura del rio San Diego
que cuenta con una extensión de 144 km2.
Límites del municipio
Al norte: Con el municipio de Mateare
Al Sur: Con el municipio de San Rafael del Sur
Al Este: Con el municipio de Managua
Al Oeste: Con el municipio de Nagarote y el Océano Pacifico
El Municipio de Villa el Carmen tiene una extensión territorial de 581 km², está ubicado
entre las coordenadas 11° 58' de latitud norte y 86° 30' de longitud oeste, su densidad
poblacional es de 64 hab./Km.² La cabecera Municipal se encuentra a una distancia de 42
Km. al oeste de Managua, capital de la República. Su territorio se encuentra a 150 metros
sobre el nivel del mar.
47
9.3. ASPECTOS ESPECÍFICOS
9.3.1. Clima
En términos generales el clima es de tipo tropical seco con variaciones en septiembre y
octubre, con clima húmedo en invierno; en noviembre, diciembre y enero se presenta un
clima fresco. Las precipitaciones en el municipio han sido bajas e irregulares.
Ilustración 19. Localización del lugar de estudio.
Fuente: Propia.
Ilustración 20. Climograma: Villa El Carmen.
Fuente: (Climate.org, s.f.).
48
El promedio anual es de 1097 mm. Los meses con mayores lluvias son septiembre y
octubre con 262.2 y 217.6 mm respectivamente. La temperatura máxima es de 28. 4° C y
la mínima es de 25.8° C, en todo el municipio. La clasificación del clima de Köppen-
Geiger es Aw. Los meses en que se registran mayores temperaturas es en Marzo, Abril y
Mayo; y las mínimas en noviembre, diciembre y enero (Climate.org, s.f.).
9.3.2. Temperatura
El mes más caluroso del año con promedio de 29.3° C de abril. El mes más frío es de
26.5°C en el mes de noviembre.
Ilustración 21. Diagrama de Temperatura: Villa El Carmen.
Fuente: (Climate.org, s.f.)
49
La diferencia en la precipitación entre el mes más seco y el mes más lluvioso es de 325
mm. Las temperaturas medias varían durante el año en un 2.8 °C. Los números de la
primera línea de la tabla climática representar los meses siguientes: (1) enero (2) febrero
(3) marzo (4) abril (5) mayo (6) junio (7) julio (8) agosto (9) septiembre (10) octubre (11)
noviembre (12) diciembre (Climate.org, s.f.).
9.3.3. Accidentes geográficos
El municipio carece de fenómenos orográficos de importancia pues ocupa una extensa
planicie. Riegan el municipio los pequeños ríos de: El Carrizal, El Jicote, Citalapa, El
Carmen, La Chinampa, Soledad, La Aduana, San Diego, Güiscoyol y Ebse (INIFOM,
s.f.).
9.3.4. Otros aspectos
9.3.4.1. Ecología
Dentro del municipio existen tierras de muy buena calidad que poseen un potencial
hídrico muy ventajoso, permitiendo así los cultivos de riego y el abastecimiento de agua
potable con tierras muy erosionadas. Los suelos del municipio son arcillosos. La
vegetación en el municipio, cada día es menor por el crecimiento poblacional, que da paso
a la formación de nuevos asentamientos, el despale indiscriminado y el establecimiento
de nuevas áreas de cultivo.
Ilustración 22. Tabla Climática// Datos Históricos de tiempo: Villa El Carmen.
Fuente: (Climate.org, s.f.)
50
9.3.4.2. Desarrollos económicos
La principal actividad económica del municipio es la agricultura y ganadería. Los suelos
existentes son buenos tanto para la agricultura y la ganadería, favoreciendo estos rubros
ya que la topografía en su mayoría es plana, además del implemento de maquinaria
agrícola, aunque todavía se utilizan técnicas tradicionales de cultivo.
9.3.4.2.1. Conflictos entre amenazas y desarrollo
La relación detallada de las amenazas y vulnerabilidades detectadas en el municipio se
encuentran en el Reporte de Amenazas, que es soportado gráficamente por el Mapa de
Amenaza por Deslizamiento e Inundaciones, el Mapa de Amenaza por Actividad Sísmica
y Volcánica, y el Mapa de Riesgos (SINAPRED, 2005). Se mencionaran algunas de las
problemáticas de riesgo del municipio.
9.3.4.3. Inundaciones
En el Reporte de Amenazas se han identificado los sitios de inundaciones, que se pueden
agrupar en tres áreas problemáticas principales. La articulada red de afluentes del río El
Carmen, que incluyen el río La Chinampa, Aduana y Brasil entre otros, afecta varias
comunidades en su recorrido hacia el Océano. En el norte, entre las comunidades
mayormente afectadas se encuentran Los Cedros. Y la comunidad de Santa Bárbara. Por
otro lado, el río principal El Carmen amenaza el casco urbano de la cabecera municipal,
y las comunidades Blandón y Samaria (SINAPRED, 2005).
Todas estas zonas han sido consideradas en riesgo medio y alto, y la afectación varía
desde la incomunicación de los asentamientos hasta la destrucción de las viviendas,
además de ponerse en peligro otros elementos como la red vial, de energía y en un punto
las comunicaciones telefónicas. Las soluciones identificadas son obras hidráulicas y de
acceso (alcantarillas y puentes), y en algunos casos la reubicación de las viviendas
expuestas.
Los afluentes del río La Soledad, que delimita al oeste el municipio, amenazan
principalmente asentamientos de la región norte. En particular, se encuentran expuestas
las comunidades de La Chorrera, Nandayosi II y II. Todos los puntos identificados son
51
clasificados de peligrosidad media y alta, y afectan también la red vial y otras
infraestructuras educativa y de salud. Esta situación produce como efecto indirecto el
aislamiento para las comunidades y viviendas asiladas, y se ha observado un mal diseño
de las obras hidráulicas presentes. Por lo tanto el rediseño de las obras Plan de
Ordenamiento Territorial Municipal en Función de las Amenazas Naturales Municipio de
Villa El Carmen 14 es una de las medidas propuestas, además de algunas obras de
mejoramiento del acceso, reforestación y estabilización de los taludes (SINAPRED,
2005).
La zona costera se encuentra en su totalidad amenazada por inundaciones y tsunami,
destacándose las comunidades de Salamina y San Luís como las mayormente afectadas.
Esta amenaza afecta también las perspectivas de aprovechamiento turístico de las costas,
en particular las instalaciones que se proyectan en la Punta El Venadillo.
9.3.4.4. Amenaza volcánica
Los mayores riesgos para el municipio son relacionados con la actividad del Masaya. Los
vientos dominantes en la mayor parte del año tienden a esparcir en el territorio municipal
los productos volátiles del volcán, como los gases o las cenizas. Estos productos afectan
directamente a la población produciendo disturbios respiratorios y a la vista (SINAPRED,
2005).
Los escenarios de caída de ceniza de los volcanes Apoyeque y Masaya no presentan
fuertes riesgos para las vidas humanas, aunque podrían afectar seriamente las economías
agrícolas rurales del sur del municipio, ya que se encuentran en una situación de dificultad
a causa de las sequías. Además, según el tamaño y cantidad de las cenizas, estas pueden
inducir aislados colapsos de las construcciones más vulnerables por sobrecarga de los
techos.
Los gases tienen una afectación en la vegetación sobre todo en el sector sur oriental del
municipio, donde se han registrado concentraciones de anhídrido carbónico relacionadas
a la desgasificación del volcán Masaya. Considerando la importancia de los ejes de
desarrollo agrícola para el municipio, esta amenaza puede tener una afectación mayor
52
tanto en la economía como en el equilibrio medioambiental local, y perjudicar las
posibilidades turísticas deteriorando el paisaje (SINAPRED, 2005).
9.4. ESTUDIO DE SUELO
Según los estudios realizados por el ingeniero José Ramón Huerta H., revela el tipo de
suelo existente en Gran Pacifica Resort siendo este de naturaleza limosa y arcillosa,
debido a que son suelos arrastrados y depositados en el sitio o sea que son de naturaleza
aluvial.
Desde la superficie hasta los 2.30 metros presentan límite líquido mayor de 50 lo que
indica que son suelos compresibles, el índice de plasticidad es elevado es bastante mayor
a 15, que es el valor que se considera como índice de plasticidad medio. La cantidad de
suelo que pasa la malla Nº 200 es mayor al 80%, lo que es indicativo de que el suelo es
fino y es cohesivo y por tanto presenta problemas para fundar sobre él. El contenido de
humedad es alto y cercano en su mayoría al límite plástico, lo que indica que la tendencia
a la deformación por efecto de carga sobre el terreno se encuentra presente.
La cantidad de golpes aplicados para penetrar un pie en general es mayor de 10, excepto
en el sondeo Nº 1(los sondeos se muestran en los anexos) desde 1.98 a 2.74 m que es del
orden de 10 golpes por pie.
Con las características descritas es inapropiado fundar a menos de 2.30 metros de
profundidad medido desde el nivel del terreno natural actual (Huertas H, 2015).
Las recomendaciones que nos da (Huertas H, 2015), es de excavar hasta 2.30 metros y
luego reponga el suelo extraído con otro que tenga las características siguientes:
Porcentaje de material que pasa la malla Nº 200 35% como máximo, límite líquido
35 máximo e índice de plasticidad 12 como máximo.
El material se repone en capas de 10 o 15 cm de espesor compactándolo hasta lograr
el 95% de la máxima densidad obtenida en el ensayo Proctor estándar.
53
El nivel desde el fondo de la excavación hasta el nivel donde se desplantan las zapatas
es de 0.80 metros esto indica que el relleno va desde 2.30 - 0.80 = 1.50 metros de
relleno.
Al alcanzar el nivel indicado (0.80 m) utilice zapatas aisladas con presión de contacto
de 1 Kg/cm2.
Para el piso elimine al menos 60 cm del material natural actual y repóngalo con suelo
de iguales características al utilizado para rellenar las fundaciones y compacte a 90-
95 % de la densidad Proctor estándar (Huertas H, 2015).
9.5. ANÁLISIS DE LA AMENAZA, VULNERABILIDAD Y RIESGO SISMICO
DEL SITIO EN ESTUDIO
El municipio de Villa el Carmen se encuentra amenazado por fenómenos naturales, socio-
naturales y antrópicas, de origen geológico y climático, siendo estos últimos exactamente
contrarios uno del otro, por un lado está el efecto de las inundaciones y por el otro el
efecto de las sequías fuente (Castro Castellón, 2009).
9.5.1. Amenaza sísmica
La sismicidad en el municipio es originada principalmente por la interacción tectónica de
la Placa de Cocos en subducción, siendo allí donde se genera la mayor liberación de
energía sísmica, con eventos que varían hasta los 7.0 grados de magnitud en la escala
Richter.
La mayoría de las fallas presentes en la zona son activas ya que se encuentran cortando
rocas recientes del Cuaternario. Dicha afirmación está basada en que la zona se encuentra
dentro del Graben de Nicaragua y relativamente cerca del Graben de Managua, cuyo
fallamiento activo, al igual que la mayor parte del fallamiento actual y pasado de
Nicaragua, está siendo controlado por la interacción de las placas tectónicas en la zona de
subducción.
Este municipio no posee estudios especializados sobre sismicidad, no obstante se conoce
que está ubicado sobre terrenos relativamente estables, lo que permite amortiguar las
ondas sísmicas en una medida considerable, provenientes de la zona de subducción, dado
54
que estos ocurren a grandes distancias de manera horizontal (90-130 Km.) y verticales
(terremotos profundos de más de 60 Km.), lo cual reduce la magnitud de potenciales
daños, no obstante, la amenaza persiste de nivel alto a medio.
Como puede observarse en el mapa, Villa el Carmen se encuentra ubicado en una zona
sísmica alta, sin embargo, esta actividad no es muy constante a pesar de la presencia de
fallas locales, lo que hace suponer que no todas se encuentran activas fuente (Castro
Castellón, 2009).
Ilustración 23. Zona de Amenaza Sísmica en Nicaragua.
Fuente: (Castro Castellón, 2009)
55
X. DESARROLLO
10.1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MATERIALES MÁS COMUNES
EN LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS.
La mayoría de los materiales de construcción son de gran importancia cuando se utilizan
en su área, las propiedades que los hacen ser el mejor son las propiedades de tener una
gran resistencia, durabilidad, fracción entre otras (Anguiano Gómez & Martín Obed,
2013).
10.1.1. Características mecánicas de los materiales de construcción
10.1.1.1. Madera estructural
Elevada resistencia a la flexión, sobre todo en relación a su peso propio (la relación
resistencia/peso es 1,3 veces superior a la del acero y 10 veces la del hormigón). Los
valores característicos de la resistencia a flexión para las coníferas, que se utilizan
habitualmente en estructuras, varían entre 14 y 30 N/mm2 (AITIM, s.f.).
Alta capacidad de resistencia a tracción y compresión en dirección paralela a la fibra.
Los valores característicos de la resistencia a tracción oscilan entre 8 y 18 N/mm2 por
otro lado su resistencia a la tracción perpendicular a la fibra es muy baja (del orden
de 30 a 70 veces menos que en la dirección paralela), su valor característico es de 0,3
a 0,4 N/mm2. Su resistencia a compresión paralela a la fibra alcanzan valores
característicos de 16 a 23 N/mm2 (AITIM, s.f.).
56
Escasa resistencia a cortante
Su resistencia a compresión perpendicular a la fibra es muy inferior a la de la dirección
paralela. Sus valores característicos varían entre 4,3 y 5,7 N/mm2, lo que representa
la cuarta parte de la resistencia en dirección paralela a la fibra (AITIM, s.f.).
Bajo módulo de elasticidad, mitad que el del hormigón y veinte veces menor que el
del acero. Los valores alcanzados por el módulo de elasticidad inciden
sustancialmente sobre la deformación de los elementos resistentes y sus posibilidades
de pandeo. Este valor neutraliza parte de la buena resistencia a la compresión paralela
a la cual se ha hecho referencia anteriormente.
En la madera, debido a su anisotropía, el módulo de elasticidad en dirección paralela
a la fibra adopta valores diferentes según se trate de solicitaciones de compresión o
de tracción. En la práctica se utiliza un único valor del módulo de elasticidad para la
dirección paralela a la fibra. Su valor varía entre 7.000 y 12.000 N/mm2 dependiendo
de la calidad de la madera. En la dirección perpendicular a la fibra se toma,
análogamente, un único módulo de elasticidad, cuyo valor es 30 veces inferior al
paralelo a la fibra (AITIM, s.f.).
Módulo de cortante. En la madera también existe un módulo de cortante ligado a los
esfuerzos cortantes. Su valor es 16 veces inferior al módulo de elasticidad paralelo a
la fibra (AITIM, s.f.).
10.1.1.2. Acero estructural
Alta resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será
relativamente bajo el peso de las estructuras; esto es de gran importancia en puentes
de grandes claros, en edificios altos y en estructuras con condiciones deficientes en la
cimentación (Mendoza, 2007).
57
Ductilidad. La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes
deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. En miembros estructurales
sometidos a cargas normales se desarrollan altas concentraciones de esfuerzos en
varios puntos. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permiten
fluir localmente es esos puntos, evitándose así fallas prematuras. Una ventaja
adicional de las estructuras dúctiles es que, al sobrecargarlas, sus grandes deflexiones
ofrecen evidencia visible de la inminencia de la falla (Mendoza, 2007).
Tenacidad: los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y
ductilidad. Un miembro de acero cargado hasta que se presentan grandes
deformaciones será aun capaz de resistir grandes fuerzas. Esta es una característica
muy importante porque indica que los miembros de acero pueden someterse a grandes
deformaciones durante su formación y montaje, sin fracturarse, siendo posible
doblarlos, martillarlos, cortarlos y taladrarlos sin daño aparente. La propiedad de un
material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad
(Mendoza, 2007).
Susceptibilidad al pandeo. Cuando más largos y esbeltos sean los miembros a
compresión, tanto mayor es el peligro de pandeo. Como se indicó previamente, el
acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al usarse como columnas no
resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo para hacer más
rígidas las columnas contra el posible pandeo (Mendoza, 2007).
Fatiga. Otra característica inconveniente del acero es que su resistencia puede
reducirse si se somete a un gran número de inversiones del sentido del esfuerzo, o
bien, a un gran número de cambios de la magnitud del esfuerzo de tensión. (Se tienen
problemas de fatiga solo cuando se presentan tensiones) En la práctica actual se
reducen las resistencias estimadas de tales miembros, si se sabe de antemano que
estarán sometidas a un número mayor de ciclos de esfuerzo variable, que cierto
número limite (Mendoza, 2007).
Fractura frágil. Bajo ciertas condiciones, el acero puede perder su ductilidad y la falla
frágil puede ocurrir en lugares de concentración de esfuerzos. Las cargas que
producen fatiga y muy bajas temperaturas agravan la situación (Mendoza, 2007).
58
10.1.1.3. Concreto reforzado
En general, el concreto de peso normal tiene una densidad (peso unitario) entre 2155
y 2560 kg/m3, y comúnmente se toma entre 2320 y 2400 kg/m3. (ACI, 2014)
Los requisitos para mezclas de concreto se basan en la filosofía de que el concreto de
proveer resistencia y durabilidad adecuada. El reglamento define un valor mínimo de
f’c (resistencia especificado a la compresión) para concreto estructural.
Fuente: (ACI, 2014)
Para el diseño de pórticos especiales resistentes a momentos y muros estructurales
especiales utilizados para resistir fuerzas sísmicas, el reglamento limita el máximo de
concreto liviano a f’c: 35 Mpa. (ACI, 2014)
Para el cálculo del módulo de elasticidad Ec, se calcula por medio de fórmulas, a
continuación se presenta una de ellas :
Los valores del módulo de elasticidad pueden variar entre el 80 a 120 por ciento de los
valores calculados.
La resistencia a la torsión para el concreto está relacionada con el módulo de ruptura
y con las dimensiones del elemento de concreto.
Tabla 1. Límites para f'c.
Ilustración 24. Para concreto de peso
normal
Fuente: (ACI, 2014)
59
La resistencia a la cortante del concreto puede variar desde del 35% al 80% de la
resistencia a la compresión. La correlación existe entre la resistencia a la compresión
y resistencia a la flexión, tensión, torsión y cortante, de acuerdo a los componentes
del concreto y al medio ambiente en que se encuentre (Rivera, 2014).
Otra resistencia con la que cuenta el hormigón es la resistencia a la tracción, en
especial a la despreciable, cuyo orden es de un décimo de la resistencia que posee a
la compresión (Preparación del concreto armado , s.f.)
10.1.2. Comportamiento antes agentes agresivos.
10.1.2.1. Madera estructural
Daños producido por el agua
El agua en contacto con la madera, cuando alcanza grados de humedad entre el 25 – 35%
produce el hinchazón de la misma. Creando condiciones idóneas para la aparición de
hongos de pudrición. La pérdida de desecación de esta humedad produce memas en la
madera con la consiguiente aparición de grietas y fendas (CICCP).
Daños producidos por el sol
Según (CICCP), este tipo de ataque viene originado por la acción de los rayos ultra violeta
sobre la lignina, atacando la madera más blanda de la albura y produciendo el
desfibramiento superficial con la consiguiente aparición de crestas, valles y manchas de
tonos grisáceos. Estos daños afectan a elementos vistos y solo tiene trascendencia estética.
Daños producidos por variaciones de temperatura
La madera soporta bien los cambios de temperatura siempre y cuando sean lentos y
progresivos, ya que de no ser así, podrían originar fendas o grietas originando vías de
entrada de humedad y favoreciendo la aparición de hongos e insectos (CICCP).
El deterioro de la madera expuesta a la intemperie es muy lento. Generalmente se estima
que la profundidad destruida en un siglo de exposición es de 6 mm. Este valor varía en
función del clima, la especie de madera y la orientación. Algunos autores citan valores
desde 1 a 13 mm (Altamira, 2012).
60
Daños producidos por el fuego
Según (CICCP) el fuego ataca de forma relativamente lenta y progresiva. Por debajo de
los 275º, solo se desprende vapor de agua, desecando la madera y dificultando el ataque
del fuego. Por encima de los 275º la reacción es exotérmica y cuando se alcanza los 450º
se empieza a originar residuo solido en forma de carbón, susceptible a quemar y por tanto
de causar colapso estructural.
10.1.2.2. Acero estructural
Los principales enemigos del acero son: el fuego y el otro es la corrosión. Si desde el
punto de vista estructural y de ejecución de obra el acero se comporta de manera óptima,
reduciendo los tiempos de ejecución y aligerando los pesos de la estructura permitiendo
cubrir grandes luces, desde el punto de vista de su resistencia frente al fuego y a la
corrosión, el acero presenta grandes problemas.
Posibles procesos de corrosión
Según (García Olmos & Pérez Navarro) el acero de los perfiles metálicos de las
estructuras de acero laminado puede sufrir el deterioro por corrosión tomando las
siguientes formas:
Corrosión generalizada superficial de los perfiles de acero sin incidencias puntuales en
una determinada zona. Se trata de las zonas expuestas a humedad exenta. O con escasas
dosis, de contaminantes y ligadas a fenómenos de condensación o exposiciones a la
intemperie en medio rural.
Corrosión en resquicios, fundamentalmente cuando dos caras de perfiles quedan
solapadas y crean una zona intermedia susceptible a alojar humedad y a su vez, dificultar
el acceso de aire, es decir, del oxígeno, favoreciendo claramente la aireación diferencial.
La corrosión por picaduras con el concurso de iones, cloruros o sulfatos. Estas situaciones
son propias de elementos estructurales ubicados a la intemperie en ambientes marinos o
industriales o aquellos elementos recubiertos de otro material de construcción empapados
61
de humedad normalmente proveniente de filtraciones o de agua de lluvia contaminada o
con yeso u otros elementos agresivos. Téngase en cuenta que la existencia de iones de
cloruro o sulfatos en contacto con el metal deriva habitualmente en la formación de
pequeñas cantidades de ácido clorhídrico o sulfúrico, según sea el caso. Ácidos de
reconocido carácter agresivos para el acero.
El acero y su comportamiento frente al fuego
La temperatura de fusión del acero es de 1500 °C, pero basta con niveles cercanos a los
600°C, para que el acero pierda más de la mitad de su resistencia y reduzca su periodo
elástico produciéndose deformaciones permanentes y convirtiendo los nudos en rótulas,
en definitiva haciendo la estructura inservible y si no está debidamente dimensionada,
incluso peligrosa desde el punto de vista del tiempo necesario para desalojar un edificio
ante una situación de peligro. Por otro lado, la alta conductividad del acero, 42W/m°C,
hace que transmita el calor rápidamente al resto de la estructura. Es por todo esto que la
lucha contra el fuego en una estructura de acero se centra en evitar que este entre en
contacto con ella (Equipo construcción VILSSA, s.f.).
10.1.2.3. Concreto reforzado
El concreto al estar expuestos a ambientes agresivos puede presentar procesos de
deterioro. Estos pueden ser clasificados como físicos, causados por la exposición a
cambios ambientales tales como ciclos de hielo y deshielo o cambios artificiales como la
exposición al fuego; químicos, causados por ataques de ácidos y/0 sulfatos, agua;
biológicas y estructurales. En la tabla 1, se presenta los efectos probables en el concreto
reforzado de los agentes dañinos que suele hallarse en los medios de contacto ordinario.
Mientras que en la tabla 2 se mostrará los materiales típicos para barreras de protección
contra sustancias químicas.
62
Fuente: (ACI, 2014)
El reglamento no incluye disposiciones para condiciones de exposición especialmente
severas, tales como la exposición a ácidos o temperaturas altas, ni sobre consideraciones
estéticas tales como acabado de la superficie. Estos aspectos están fuera del alcance del
reglamento y deben cumplirse específicamente en las especificaciones del proyecto. Los
componentes del concreto y sus proporciones deben seleccionarse de manera que se
pueda cumplir con los requisitos mínimos del reglamento y los adicionales a documentos
contractuales. (ACI, 2014)
Tabla 2. Categorías y clases de Exposición
63
Fuente: (BERNAL CAMACHO, 2009)
Comportamiento térmico del hormigón armado es un punto relevante en la temática
de incendio.
Según (Pavez V. ), debido a la baja difusividad que posee, el calor que ingresa eleva
la temperatura de las fibras superficiales transmitiendo poco calor hacia el interior y
provocando, por este motivo, importantes gradientes térmicos hacia el interior del
elemento. Esto genera que las piezas de hormigón armado sean capaces de absorber
grandes cantidades de energía produciendo pequeñas variaciones en su temperatura
global.
Tabla 3. Materiales Típicos para barreras de protección del concreto contra sustancias
químicas con diverso grado de agresividad.
(Formada con datos del informe ACI 515.1R)
64
Los cambios de temperatura originan una serie de reacciones y transformaciones
químicas en todos los componentes del hormigón. El texto del CINPAR señala que
“hasta los 105 °C, la pasta se deshidrata, por lo que se contrae. A mayor temperatura
los agregados se expanden y predomina su expansión sobre la contracción de la pasta.
A 180 °C comienza la deshidratación del silicato de calcio hidratado. A partir de los
500 °C, la mayoría de los agregados dejan de ser estables, y los cambios son
irreversibles, con una importante densidad de microfisuras que debilitan la zona de
interfase agregado-mortero y afecta directamente la resistencia mecánica del
hormigón”.
Los principales factores que afectan a la resistencia son la relación a/c y la edad, o el
grado a que haya progresado la hidratación. Estos factores también afectan a la
resistencia a flexión y a tensión, así como la adherencia del concreto con el acero.
Otras características como la resistencia al desgaste, toda estructura hecha de concreto
está expuesta al desgaste por tanto el concreto debe tener una resistencia elevada a la
abrasión y todo esto depende de la relación Agua-Cemento antes mencionada.
El concreto endurecido presenta algunos ligeros cambios en su volumen todo esto
depende de la temperatura donde se trabaje el concreto y la humedad de los esfuerzos
aplicados es por ello que este material es tan usado en muchas partes del mundo tiene
grandes ventajas sobre materiales como la madera por ejemplo no podrían cumplir.
Se puede decir que las características ya mencionadas del concreto y las maneras que
existen de mejorarlo van en dependencia del tipo de construcción que se realizara
adaptándose a las condiciones de trabajo en cuanto al ambiente y necesidades de los
ingenieros y constructores a cargo de la obra.
10.1.3. Generalidades de los Materiales
Un material de construcción, es una materia prima o con más frecuencia un producto
manufacturado, empleado en las construcciones de ingeniería civil. Tienen como
65
característica común el ser duraderos. A continuación se presentas las ventajas y
desventajas de los materiales en estudio.
Fuente: Propia
10.1.3.1 Análisis comparativo Ventajas
Para tomar una decisión respecto a los materiales que se utilizarán para la realización se
la obra, se debe conocer detenidamente las ventajas y desventajas de estos, en este parte
se hablará acerca de las ventajas de cada una, como se observa en el cuadro anterior, se
presenta un resumen de algunas de las ventajas.
Tomando en cuenta las condiciones ambientales del proyecto, se conoce muy bien que
los materiales involucrados estarán expuestos a los agentes atmosféricos como sol, aire,
agua, temperaturas promedios, humedad relativa, entre muchas.
Tabla 4. Ventajas de los materiales construcción: Concreto reforzado, Acero estructural y Madera estructural
66
Cada uno de ellos presenta excelentes ventajas como por ejemplo: El concreto es un
material con muy buena durabilidad y bajo costo de manteamiento, el acero por otro lado,
el tiempo de ejecución es menor comparado a los otros sistemas, y la madera , tiene una
capacidad de carga superior al acero y una resistencia igual o mayor al concreto.
Fuente: Propia
Tabla 5. Desventajas de los materiales construcción: Concreto reforzado, Acero estructural y Madera estructural
67
10.1.3.1 Análisis comparativo desventajas
A como tienen ventajas, también se mencionan las desventajas de dichos materiales
constructivos, una de las desventajas que más se destacan en el concreto, es que a medida
que las edificaciones son más grandes aumentan las dimensiones de los elementos
principales y por lo consiguiente aumenta su peso y costos de ejecución, en cuanto al
acero, su mayor desventaja es que cuando se expone a ambientes agresivos se exponen al
fenómeno electroquímico de la corrosión y por lo que aumenta su costo en el
mantenimiento ya que debe pintarse periódicamente. La madera, que al ser un material
ortótropo no posee la misma resistencia en todas sus direcciones y esto puede generar
gran estabilidad sino se trabaja con la madera adecuada.
10.1.4. Selección de los materiales
Una vez que se ha realizado, la revisión bibliográfica de los materiales que componen
estos sistemas constructivos, se puede evaluar y llegar a una conclusión en la que
favorezca a la realización de la estructura tomando en cuenta las ventajas y desventajas
de estas, ya sea, por medio del tiempo, costo y algunas de las características físicas-
mecánicas que poseen.
Como se ha mencionado anteriormente la principal condición a tomar en cuenta es la
ubicación del hotel que estará cerca de las costas de la playa San Diego, por lo que, se
expondrá a agentes que afectarán directamente a la estructura. La estructura recibirá las
sales procedentes de la brisa marina y la niebla salina, las cuales comprende al interior
de muchos kilómetros de la costa, dependiendo de las características de los vientos
dominantes.
En la revisión realizada se obtuvo que el acero no es un material óptimo para dicha
construcción, ya que, posee más desventajas que ventajas en este caso, donde la principal
desventaja es la corrosión debida al cloro en suspensión en la atmosfera, en forma de
gotas de agua de mar, si bien es cierto que, en general este tipo de estructuras se recubren
habitualmente de protecciones de pinturas que tratan y en muchos casos dificultan el
deterioro por corrosión, pero también es cierto que estas protecciones no son suficientes
para garantizar una prolongada situación de agresividad en el medio. En ambientes
68
marinos las operaciones de mantenimiento del acero pueden ser agobiantes y costosas.
Por otro lado se debe tener presente que a la estructura se le debe suministrar una
protección contra el fuego, la cual es cara y en ocasiones puede representar hasta el 5%
de los costos de la fabricación de la estructura. Otra desventaja es el uso de equipo pesado
y costoso para el izaje de los elementos y de vital importancia la mano de obra calificada
para dicha ejecución. En Nicaragua el campo de la edificación tiene mayor experiencia
en la construcción con concreto.
El concreto como material de construcción posee mejores condiciones de trabajo que el
acero, es resistente al fuego y bajo costo de mantenimiento pero al igual que el acero sufre
ataques por la corrosión; ataques especialmente por los cloruros disueltos en el aire, estos
pueden presentarse desde el inicio en la mezcla del concreto seco, disueltos en los
agregados o en los aditivos o el agua, pero si se adoptan medidas de carácter preventivo
durante la construcción y se hace el uso de una barrera que impida el contacto directo con
la sustancia agresora prevista, la estructura de concreto tendrá una mayor durabilidad.
Por otra parte, el costo de edificación aumenta a medida que las edificaciones son de
mayor magnitud, ya que, los elementos requieren de un mayor dimensionamiento y por
lo consiguiente una mayor cantidad de material.
Por último, tenemos la madera que no es afectada por la corrosión, pueden degradarse,
romperse pero no corroerse , requiere menos energía al trabajarla y causa menor
contaminación al agua , también presenta ventaja en cuanto a los sismos , por lo que , son
menor peso que el concreto y el acero, y a la hora de un terremoto esta da la oportunidad
de oscilarse pero no se derrumba y hay menos riesgo de sufrir daños debido a un colapso
en comparación con las estructuras de acero y concreto.
Hoy en día, también se busca la construcción amigable con el ambiente , y la madera es
uno de los principales materiales en el que se puede decir que se toma conciencia con el
ambiente , reduciendo el consumo energético y la contaminación , así como promoviendo
el crecimiento de bosques controlados, por otra parte, la amplia y creciente utilización
de la madera demuestra que posee numerosas ventajas que sobrepasan ampliamente sus
inconvenientes y que en un futuro cercano se puede convertir en el material principal
ocupado en la construcción en Nicaragua.
69
El análisis de Pre inversión del Hotel las Perlas, se llevará a cabo comparando con dos
sistemas estructurales uno a base de madera y el otro de concreto, se seleccionó estos
materiales debido al buen comportamiento que poseen ante los distintos agentes agresivos
que presenta el lugar donde se ejecutará el proyecto, así como las ventajas económicas
que tienen cada una de ellas o por sus características mecánicas.
10.1.5. Selección del sistema estructural
Con respecto al concreto se complementa con el sistema de mampostería confinada, está
basado en muros de carga hechos con piezas macizas o huecas, confinados en su
perímetros por elementos de concreto reforzado (vigas y columnas), formando un marco
confinante. Este sistema fue seleccionado por las ventajas que posee aparte de ser uno de
los sistemas más empleados en Nicaragua, y estos están diseñados para soportar cargas
losas y techos, además de su propio peso y de vital importancia que resisten las fuerzas
horizontales causadas por un sismo o el viento.
Las columnas de confinamiento o amarre vertical son una parte de la estructura de
hormigón reforzado, que amarra a los muros para que no se corran en caso de un
movimiento sísmico.
Aparte que es un sistema que cumple con doble función tanto estructural como
arquitectónica y dándole a la estructura un buen aislamiento térmico y acústico, siempre
y cuando que se tenga un control riguroso de los procedimientos y de los materiales a
utilizar.
Madera Aserrada
Para la madera se seleccionó el sistema aporticado, es un sistema que resisten a las cargas
horizontales en ambos sentidos de la obra, esta constituye la armazón estructural de las
construcciones formado por columnas y vigas de madera unidas a zonas de
confinamiento , este sistema tiene la capacidad de transmitir los esfuerzos laterales.
Teniendo como ventaja este sistema la rapidez con la que se puede construir, es como un
rompecabezas que se colocan pieza por pieza.
El primer forjado está formado por viguetas de madera aserrada que apoya sobre los
durmientes longitudinales. El conjunto se cierra con otros dos durmientes perpendiculares
70
a los primeros que terminan de zunchar al conjunto. Estos cuatro durmientes tienen la
misma sección cuadrada y se unen entre sí a caja y espiga. Los pórticos se forman con
pilares, vigas y tornapuntas entre 2 y 4 mts, en construcciones singulares se puede llegar
a los 9 o más mts.
10.2. ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN
10.2.1. Determinación de propiedades geotécnicas
10.2.1.1. Influencia del nivel freático
(Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989), Mencionan que la existencia de un
nivel freático alto constituye un factor de gran importancia en el proyecto y ejecución de
cimentaciones, si bien sus efectos están asociados a la naturaleza y en particular a su
permeabilidad.
En los suelos limosos arcillosos que son suelos granulares, al presentar una saturación
del terreno por el agua freática presta a este una consistencia blanda o fluida lo que da
lugar a una resistencia baja, permitiendo presiones de trabajo muy pequeña, y problemas
de estabilidad en los taludes y fondo de excavaciones, induciendo de esta forma asientos
y deformaciones en los edificios adyacentes. Por otra parte el levantamiento del fondo
también puede inducir inestabilidad periférica, sin llegar a la fase de rotura.
En las condiciones que nos brinda el sitio en estudio, debemos tener en consideración la
influencia del nivel freático, esto es debido a que la marea en las zonas costeras va
ganando territorio atreves de los años.
71
10.2.1.2. Terrenos problemáticos
Según (Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989) existen diversos tipos de
terrenos en los que las soluciones tradicionales no son válidas o requieren determinadas
adaptaciones.
Los suelos limosos arecillosos, son suelos de estructura floja en razón de su forma de
deposición. Es el caso de los suelos yesiferos, los suelos eólicos, partículas de limo unidas
por puentes de carbonatos, acumulación de cenizas volcánicas. En estado seco son
estables y resistentes pero al saturarse, o por efecto de las vibraciones sufren asientos
importantes y repentinos. Estos suelos son característicos de regiones áridas, con niveles
freáticos muy profundos. A pesar que el tipo de suelo donde estar ubicado el proyecto sea
un suelo colapsable, este puede cimentarse al respecto.
10.3. CIMENTACIONES SEGÚN EL TIPO DE SUELO
La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características
mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de rozamiento interno, posición del
nivel freático y también de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos
datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno se
aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentación.
Según (Flores Vega, Flores Vega, & Cotocallapa Lopez, 2014), hay tres tipos
fundamentales de cimentación: directas, semi profundas y profundas.
72
10.3.1.1. Condiciones de utilización de los distintos tipos de cimentación.
(Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989), han esquematizado un proceso de
análisis de factores para elegir una tipología de cimentación.
Ilustración 25. Esquema de decisión en la selección de cimentaciones (excluidos terrenos
problemáticos).
Fuente: (Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989)
73
10.3.1.1.1. Cimentaciones por zapata
Según (Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989), es la solución tradicional de
cimentaciones, preferida por su economía y facilidad de ejecución. El empleo de zapatas
exige un terreno de resistencia media alta, sin intercalaciones blandas en la zona de
fluencia de cada cimentación. La situación ideal para la ejecución de zapatas es cuando
el terreno posee cohesión suficientes para mantener verticales las excavaciones, no existe
afluencia de agua y el nivel de apoyo de encuentre a menos de 1.50 m bajo la superficie.
10.3.1.1.2. Cimentación por losa
La losa es una solución frecuente cuando las cargas son importantes (ejemplo edificio
más de 8 plantas) y el terreno tiene una capacidad media a baja (1.5 kp/cm2). En el caso
de edificios con zonas diferentemente cargadas debe estudiarse la compatibilidad de
deformaciones del sistema terreno-losa-estructura. Para edificios normales la facilidad
constructiva ha obligado a utilizar exclusivamente losas de canto constante (Rodriguez
Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989).
10.3.1.1.3. Cimentaciones por pilotaje
La selección de uno u otro tipo de pilote tiene considerable importancia y requiere cierta
experiencia ya que es frecuente el empleo de pilotes inadecuado al problema que se
plantea.
(Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989), Nos hacen algunas recomendaciones
útiles para el uso de cimentaciones por pilotaje.
Pilotes flotantes en arcillas deben evitarse, pero cuando resultan obligados por estar
el estrato firme muy profundo (>30,) suelen realizarse con pilotes in situ.
En el caso de pilotaje en terrenos arenosos flojo interesa conseguir la mejora o
compactación de terreno por lo que se emplean pilotes prefabricados.
Si en el terreno existen gravas gruesas, bolos, capas cementadas, restos de
demoliciones, que impiden o dificultan las hinca de pilotes perforados.
74
Los pilotes in situ, perforados sin entubación, están hincados en terrenos cohesivos
compactos, con poca agua, eventualmente alguna capa dura.
Los pilotes barrenaos no pueden ejecutarse en terrenos duros o cementados ya que el
avance de la hélice exigiría un par motor excesivo para la maquinaria usual.
Cuando en el terreno existen capas artesianas pueden producirse problemas al
atravesarla con pilotes de extracción, sobre todo si se trata de arenas flojas que se
sifonan.
10.3.2. Selección de sistema de cimentación para el Hotel Las Perlas
A partir del esquema de decisión en la selección de cimentaciones realizado por
(Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989) y el estudio de suelo, realizado en
Gran Pacifica Resort. Se llevará a cabo la selección del sistema de cimentación a usar
para el hotel las perlas.
Según (Huertas H, 2015) el tipo de terreno encontrado en lugar donde se realizaran los
cimientos del Hotel Las perlas, es un terreno limoso y arcilloso siendo este un tipo de
suelo fino y cohesivo, con una presión admisible menor 0,75 kp/cm2 dando una
resistencia baja. Estos suelos suelen plantear problemas específicos y generalmente
constituyen a un mal terreno de cimentación, pues dan lugar a fenómenos de colapso,
erosión interna, fluencia lenta, por lo tanto se puede esperar asentamientos de
consolidación a largo plazo.
A como se mencionaba en el acápite de estudio de suelo, el estado limite mayor de 50 se
encuentra desde la superficie hasta los 2.30 metros, lo que indica que el índice de
plasticidad es elevado en esta zona; por lo tanto podemos determinar que el estrato
adecuado para cimentaciones se encuentra después de los 2.30 metros de la superficie
donde su índice de plasticidad es medio, teniendo una deformación media.
En cuanto a problemas de interacción con edificios adyacentes, no presenta ningún
problema ya que no se encuentra cerca de un edificio que pueda provocar daños.
Para realizar en análisis del tipo de edificio es necesario recordar que la estructura cuenta
con tres niveles, distribuidos en un área aproximadamente de 383.5625 metros cuadrados.
75
Al tener un edificio de importancia intermedia y de pocas plantas, estos se deben cimentar
de forma barata, es decir, superficial, mediante a zapata o, como mucho, por pozos. Por
otra parte se hace inevitable la repercusión de cimentaciones más costosas como lo es la
losa o pilotajes, esto se da debido a que el terreno posee una resistencia baja.
El uso de cimentaciones por pilotajes se descarta debido a que existe un estrato firme a
una distancia menor de 5 metros donde se puede aplicar una cimentación ya sea directa o
semiprofunda.
Aunque se pueda utilizar cimentaciones semiprofundas en este caso pozos, ya que
cumplen el requisito de tener una zona estable ente 3 a 6 metros de profundidad, lo
descartamos, debido a que estos presentan algunos problemas de agotamiento, estibación
y seguridad del personal.
En el caso de las cimentaciones por zapatas (Huertas H, 2015) Nos da unas
recomendaciones en el estudio de suelo, para el usos de este tipo de cimentaciones, por
otro lado (Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, & Oteo Mazo, 1989), nos dice que cuando el
firme se encuentra a más de 1.20 o 1,50 metros de profundidad es frecuente rellenar el
fondo de la excavación con hormigón pobre, práctica que es mucho más deficiente que
construir zapatas en el fondo y recrecer con un plinto de hormigo. Por esta razón
descartamos el uso de cimentaciones por zapatas, ya sea aislada, corrida o combinada.
Aunque la cimentación por losas sea demasiada costosa para edificios menores a 6
plantas, nosotros optaremos por este sistema, utilizando losa de canto constante de
suficiente rigidez, esto se realizará con el fin de reducir asientos diferenciales en el
terreno. Para terrenos de muy baja resistencia, como lo es el caso del suelo en estudio,
este puede presentar algún riesgo de rotura general, por lo tanto se recomienda que se
mejore previamente el terreno ya sea por estabilización física o estabilización química,
de tal forma que reparta las cargas lo máximo posible, no concentre tensiones, cuidando
en todos los casos la posible afección del agua al terreno sobre el que se dispone la
cimentación.
76
10.3.3. Comportamiento del hormigón como material de cimentación
El sistema de cimentaciones seleccionado en el acápite anterior fue, un sistema de losas.
Las losas ya eran utilizadas en las civilizaciones antiguas; los Caldeos y Sirios las
construían uniendo bloques cerámicos macizos con asfalto natural. Los griegos, chinos y
mallas, colocaban sillares unidos cuidadosamente con llaves de plomo de hierro. A partir
de los romanos la cohesión de los sillares se conseguía con diversos morteros hidráulicos
y se conocen como grandes plataforma de ladrillo construidas por los árabes, holandeses,
etc. Con el descubrimiento del hormigón en masa o armado, este material pasó hacer el
componente exclusivo de este tipo de cimentaciones (Rodriguez Ortiz, Serra Gesta, &
Oteo Mazo, 1989).
La durabilidad del hormigón, tal y como la define el Prof. Oldrich Valenta, "es el conjunto
de cualidades del hormigón que le permiten poseer al final de su vida prevista útil, un
coeficiente de seguridad aceptable". Un buen hormigón es resistente en muchos medios
a los que está expuesto; por lo tanto, la primera regla de protección que hay que observar,
es el asegurarse la ejecución de un hormigón de calidad (Escorihuela & Fernandez Peña,
1976).
Según (Escorihuela & Fernandez Peña, 1976), la calidad de su composición, tanto desde
el punto de vista de la granulometría de sus áridos como el de su contenido en cemento,
que debe de ser lo bastante rico; el contenido de agua, que debe de limitarse estrictamente
a asegurar la impermeabilidad y la compacidad del hormigón y, finalmente, calidad en
cuanto a su compactación y curado, cuyo cuidado es muy primordial.
A veces, hay casos en los que el hormigón necesita una protección adicional contra el
ataque producido por distintos agentes agresivos.; Esta protección sólo se le puede dar
conociendo o previendo el agente causante del daño, así como el grado del daño que se
pueda producir.
77
Tabla 6. Clasificación de los agentes agresivos y sus efectos.
Fuente: (Escorihuela & Fernandez Peña, 1976)
La degradación del hormigón puede estar provocada por una serie de factores que
influyen sobre la durabilidad. En la tabla 11 damos la clasificación de los agentes
agresivos y sus efectos.
10.3.3.1. Agresividad del suelo a estructura de hormigón
En el terreno en el que en muchas ocasiones se edifica, esta expuestos a agentes externos
o internos que le aportan una característica, con la que hay que contar a la hora de
proyectar una construcción, ya que va condicionar algunos aspectos de la misma: esto es
la agresividad.
10.3.3.1.1. Ataque químico
La agresividad o ataque químico del terreno puede afectar a las estructuras que están en
contacto con él, ya sea en mayor o menor medida, afectando por lo tanto la durabilidad
de esas estructuras y por tanto su resistencia y estabilidad al mismo tiempo.
78
Según (Porto Quintián , 2005), El ataque por agentes químicos al hormigón es el que
mayores daños ocasionan en las estructuras, y también presenta mayores dificultades a la
hora de solucionarlos. Generalmente el ataque lo sufren los áridos y sobre todo el
cemento, de ahí la importancia de su selección en función del ambiente que va estar
sometido.
Según (Comité ACI 201) para producir un ataque significativo sobre el hormigón, los
químicos agresivos deben de estar en solución y presentes en una concentración superior
a una cierta concentración mínima. En la siguiente tabla se muestran los efectos que
producen en el hormigón algunos agentes químicos habituales.
Tabla 7. Efecto de los agentes químicos de uso habitual sobre el hormigón.
Fuente: (Comité ACI 201)
Como el edificio en estudio, estará ubicado en las costas de la playa de San diego, se
considerará la influencia de la acción del agua de mar.
La agresividad del ambiente marino, se debe fundamentalmente a las sales que lleva
disuelta el agua de mar: cloruro sódico, cloruro magnésico, sulfato de magnesio, sulfato
de calcio, cloruro de potásico, sulfato potásico y bicarbonato de cálcico. La agresividad
se divide en dos tipologías: la relativa a la degradación de hormigón por la acción de las
sales agresivas y otra por los procesos de corrosión debido a la humedad ambiental y el
aporte de cloruros (CICCP).
79
En Nicaragua, precisamente en los Departamentos de León y Managua, se han detectado
extensas zonas de suelos afectados por la salinización. Sólo en la zona de Malacatoya, al
Este de la capital y donde se encuentra enclavado el Ingenio "Victoria de Julio", se han
calculado en más de 2 mil hectáreas las que ya se encuentran salinizadas (Flores García,
1991).
Como se cita en (Flores García, 1991), los suelos salinos se encuentran mayoritariamente
en regiones de clima árido y semiárido. Bajo condiciones húmedas, las sales solubles
originalmente presentes en los materiales del suelo y aquellas formadas por el
intemperismo de los minerales, generalmente son llevadas abajo con el agua del suelo y
transportadas posteriormente por las corrientes a los océanos. En regiones áridas, el
lavado y transporte de las sales solubles al océano no es tan completo como en las
regiones húmedas. El lavado natural es comúnmente local y las sales solubles no pueden
ser transportadas lejos. Esto ocurre no solo debido a una menor lluvia disponible para
lavar y transportar las sales, sino también debido a las altas tasas de evaporación
características de los climas áridos, el cual tiende además a concentrar las sales en los
suelos y en las aguas superficiales.
En el caso particular de los suelos de Nicaragua, Marín (citado por (Flores García, 1991))
ha sugerido que las emanaciones subterráneas de origen volcánico constituyen uno de los
causales del alto contenido salino en las fuentes colindantes a los mismos (ciclo artesiano
definido por Martín). A esto se agrega la baja precipitación lluviosa característica del
clima de los Departamentos de León y Managua, en donde la relación
evaporación/precipitación alcanza valores de hasta 2.5.
10.3.3.1.1.1. Descripción de daños causado por ataque químico
Según (CICCP), los daños producidos por el terreno a las estructuras de hormigón que
están en contacto con él, tales como elementos de cimentación son:
a) Daños causados por la degradación o destrucción química de hormigón
1. Cambio de coloración en la superficie de los elementos, ya que el cemento va
perdiendo su carácter conglomerante quedando por consiguiente los áridos libres de
80
la unión que les proporciona la pasta, inicialmente suele presentar aspecto poroso,
cambio de color eflorescencias o manchas.
2. Fisuras.
3. Abarquillamiento de las capas externas del hormigón.
4. Desintegración de la masa del hormigón.
5. Perdida de resistencia
b) Daños ocasionados por la reducción de los recubrimientos
1. Manchas de los óxidos en paramentos.
2. figuración longitudinal según el trazado de las barras afectadas por la corrosión.
3. menor resistencia al fuego.
4. acortamiento de la vida útil.
c) Daños causados de menor a mayor intensidad de ataque al hormigón en ambiente
marino
1. Corrosión de armaduras con pérdidas de sección en las barras principales del 1%.
Aparecen ligeras fisuras longitudinales en las esquinas coincidiendo con la situación
de las barras, pero no fisuras transversales en el plano de los estribos.
2. Corrosión de las armaduras principales con pérdida de sección del 5%. Salta el
hormigón en las esquinas y quedan las barras de acero principales al aire. Aparecen
fisuras en el plano de los estribos. La capa de óxido hace que las armaduras pierdan
adherencia con el hormigón.
3. Corrosión de las barras principales con pérdida de sección del 25%. Se desprende el
hormigón en las zonas de los estribos y quedan estos al aire. Pérdida de anclaje frente
a pandeo y de adherencia de las barras. Se supone que el hormigón, por efecto de la
corrosión se ha debilitado en una profundidad de 1 cm.
4. Rotura de estribos. La sección de acero que queda en las barras principales no trabaja.
Las barras principales pandean
10.3.3.1.1.2. Prevención de daños al hormigón ante ataque químico
Para evitar el ataque de los agentes agresivos al hormigón principalmente se deberán
tomar las medidas adecuadas desde el propio hormigón (en su elaboración, mediante la
adición de los aditivos correspondientes, etc). Previamente se deberá determinar o
81
cuantificar el grado de agresividad, mediante la elaboración de los correspondientes
ensayos en el estudio geotécnico.
Según (CICCP), para evitar la degradación del hormigón por agentes agresivos se ha de
tener en cuenta las siguientes medidas que eviten la entrada de estas sustancias desde el
exterior hacia el hormigón:
1. evitar hormigones porosos y permeables, más susceptibles de ataque, para lo cual se
deberá cumplir:
Que la relación agua/cemento sea lo más reducida posible (de forma compatible con
la trabajabilidad de la mezcla y la hidratación del cemento).
Un elevado contenido de cemento.
Compactación y curado adecuados.
Con estas medidas el hormigón resistirá el ataque débil.
2. Si estas medidas son insuficientes ante el ataque ambiental se deberán utilizar
cementos especiales, resistentes al tipo de ataque que le afecte.
Para la ejecución de hormigones en ambiente marino se deberán emplear cementos
con bajo contenido de aluminato tricálcico.
Contra el ataque de sulfatos la utilización de cementos con el aditivo sulforresistente
en morteros y hormigones o la utilización también de hormigones de alta resistencia
a compresión simple (alta densidad y baja porosidad), por supuesto siempre en las
zonas expuestas a la acción de dichos sulfatos disueltos y cuantificándose la
agresividad.
3. Si el ataque es muy fuerte se deberán aplicar revestimientos especiales que hagan el
hormigón más duradero, evitando el contacto directo del hormigón con los agentes
agresivos.
82
10.4. DISPONIBILIDAD DEL MATERIAL
Según (CEI, 2013), En el Nicaragua, la industria de la construcción se concibe como un
generador de empleo, según datos del Instituto Nicaragüense del Seguro Social, el sector
construcción emplea formalmente a 17,000 personas cotizantes.
El sector abarca una amplia gama de actividades económicas, desde la construcción de
viviendas y su renovación, a los mayores trabajos y proyectos de ingeniería civil. Está
conformado por transnacionales, como CEMEX, pequeñas, medianas y micros empresas
nacionales, aunque en la práctica se comportan como colectivos genéricos compuestos
por constructores y proveedores y fabricantes de materiales de construcción.
No obstante, la frontera entre estos grupos no está perfectamente delimitada, sino todo
lo contrario, dado que las empresas de gran tamaño ha comenzado a invertir en
explotación de canteras o en producción de materiales de construcción básicos.
Según la Cámara de Construcción de Nicaragua, se visualizan veinte empresas afiliadas
como constructores y otras veinte como suplidoras del sector, figurando en temas de
materiales de construcción: Cemex de Nicaragua, Concretera Total, Distribuidora de
Materiales de Construcción, S.A (DIMACO), Gypsum Total, Holcim de Nicaragua,
Productores Industriales de Concreto (PROINCA), SINSA, entre otros.
10.4.1. Acceso de los materiales de construcción
10.4.1.1. Industria del cemento
Según (PROCOMPETENCIA, 2010) El cemento en Nicaragua es un producto de
consumo que se vende principalmente a través de distribuidores y, en menor grado, a
productores de concreto, fabricantes de productos de concreto y contratistas de la
construcción. A diferencia de economías más desarrolladas, las ventas de producto en
sacos comprenden aproximadamente el 85% de la demanda de cemento en Nicaragua.
83
Debido a que más del 60% de la construcción residencial en Nicaragua es realizada por
los mismos dueños de la vivienda, una fuerte identificación de la marca y una extensa red
de distribución son claves para el éxito en el mercado doméstico.
Sabemos que de las cuatro multinacionales que existen en el mundo hay dos empresas
que se han venido posicionando del mercado centroamericano en años recientes como
son: Cemex y Holcim, como es el caso de Nicaragua en donde existe un duopolio
conformado por éstas empresas.
Holcim (Nicaragua) S.A, actualmente los distribuidores de Holcim en Nicaragua están
divididas en 6 zonas: Boaco y Chontales, Managua, Occidente, RAAN y RAAS, Zona
norte y Zona sur.
En Nicaragua, Cemex cuenta con cinco centros de distribución, dos recién instalados en
el año 2002, lo que le permitirá reducir los tiempos de entrega, ganar presencia en el
mercado y tener un mayor seguimiento del proceso de venta.
En 2008 Cemex Nicaragua adquirió la capacidad de producción anual estimada es de
acerca de 96 millones de toneladas de cemento, más de 77 millones de metros cúbicos de
premezclado y más de 240 millones de toneladas de agregados.
Holcim Nicaragua posee una capacidad de producción de cemento superior a las 330 mil
toneladas anuales y cuenta con la planta más moderna de país.
Según datos recabados la empresa Cemex de Nicaragua posee el 60% de la producción
de cemento y el restante 40% está en manos de su principal y único competidor comercial,
que es Holcim.
10.4.1.2. Industrias de agregado grueso Grava
AGRENIC – Complejo Industrial Nindirí, S.A. es una sociedad de capital Español y
Costarricense que opera en Nicaragua desde el año 1994. La Empresa está ubicada en
Veracruz y cuenta con un área de concesión minera de 633.70 Ha para la explotación a
cielo abierto de roca basáltica, material selecto, escoria volcánica y arena natural. Cuenta
84
con la Planta de Trituración más grande y moderna de Centroamérica con capacidad de
producción de 50,000 m3 de agregados por mes (Agregados de Nicaragua, s.f.).
10.4.1.3. Industria de la arena
En ciudad Sandino existen aproximadamente seis empresas establecidas legalmente. Pero
la extracción ilegal de arena se ha extendido ilegal de arena se ha extendido por parte de
la población en busca de dinero. Hay lugares donde la gente ha desbaratado hasta sus
terrenos para sacar arena (Castellon Zelaya, 2011).
A través del tiempo ANSA la arenera más grande y líder del país ha logrado colocarse en
un segmento de mercado muy bien establecido. En la actualidad La Empresa Arenas
Nacionales, S.A posee una concesión minera con un área de 2,200 hectáreas
aproximadamente, en donde se ubican los principales yacimientos de arena que abastecen
a la ciudad de Managua y a los principales Departamentos de la región del Pacifico. La
Arena Motastepe es utilizada de forma natural para la fabricación de prefabricados de
concreto, así como agregado fino del hormigón, muy utilizado en las construcciones
verticales del Departamento de Managua y sus alrededores (Grupo IMISA, s.f.).
La Arena de Motastepe es utilizada en la industria de la construcción principalmente para
la fabricación de morteros, concretos, acabado de paredes, entre otros.
Ilustración 26. Explotación mecanizada de áridos.
Fuente: (Grupo IMISA, s.f.)
85
10.4.1.4. Industrial del acero
Según (Inversiones y Negosios de nicaragua S.A, s.f.), Metales y Estructuras, S.A.
(METASA) se funda en el año 1964 y en 1999 cambia la razón social a Inversiones y
Negocios de Nicaragua, S.A. (INDENICSA). Esta empresa atiende más del 60% de la
demanda nacional de productos derivados del acero con 7 puntos de venta en diferentes
sitios del país, abasteciendo a los principales distribuidores de materiales de construcción,
ferreterías, empresas constructoras. Las exportaciones están dirigidas al área
Centroamericana.
INDENICSA cuenta con dos plantas de producción, ubicadas en Tipitapa y Cofradía. En
la planta de Tipitapa se fabrica estructuras metálicas, tubos y perlines. Cuenta con un área
instalada: 23,908m2 y genera una producción mensual: 6,000 TM. Por otro lado la planta
ubicada en Cofradía, se fabrican láminas para cubiertas, servicio de enderezado, corte &
doblado de varilla, cuenta con una área instalada: 15,633m2 y una producción mensual:
1,800 TM.
10.4.1.5. Industria de la madera
En Nicaragua la producción y comercialización de la madera se ve condicionada o bien
limitada, por problemas de deforestación, tala ilegal de madera, falta de innovación y
valor agregado asociado a la estructura social y las condiciones de pobreza de las zonas
productivas, que han sido fuente de subsistencia para pobladores de las localidades,
debido a que la mayor concentración de masa forestal del país se encuentran en zonas
que muestran mayores índices de pobreza general y pobreza extrema (Centro de
Exportaciones e Investigaciones, 2014).
Según (Gutiérrez, 2009), las mayores disponibilidades de esta madera se concentra en los
municipios de Puerto Cabezas, Waspan, Prinzapolka, Rosita, Sahsa, Bonanza y en menor
porcentaje en Siuna.
86
10.4.2. Costos de los materiales de construcción
A continuación se presenta el índice de los precios delos materiales de la construcción.
Los precios van desde agostos del 2015, hasta agosto del 2016, las cifras de los índices
son revisadas mensualmente por el Banco Central de Nicaragua, debido a la incorporación
de información actualizada en los diferentes rubros.
Los precios de los productos provienen de la Encuesta Mensual de Precios al Productor
que desarrolla el BCN y recoge información de establecimientos que incluyen ferreterías
y fábricas de materiales de construcción. Estos establecimientos son importadores
directos o fabricantes de los materiales y los precios recopilados no incluyen IVA, ni
márgenes de comercialización y transporte.
10.4.2.1. Costo del cemento y derivados
Fuente: (Banco Central De Nicaragua, 2016)
10.4.2.2. Costo de metales y derivados
Fuente: (Banco Central De Nicaragua, 2016)
Descripción ago-15 sep-15 oct-15 nov-15 dic-15 ene-16 feb-16 mar-16 abr-16 may-16 jun-16 jul-16 ago-16
Cementos y derivados 279.2 279.8 280.1 278.7 279.7 279.9 280.0 280.9 281.6 282.5 286.8 287.7 288.0
Arena 395.5 395.5 396.5 392.4 392.4 392.4 392.4 392.4 392.4 392.8 394.1 394.1 395.7
Cemento 276.5 277.4 278.1 278.1 278.5 279.3 279.1 280.5 281.5 282.3 288.0 289.4 290.0
Ladrillo Rojo 226.1 226.2 226.3 226.5 226.7 226.8 231.5 232.9 233.1 233.2 233.4 233.6 233.7
Piedra Triturada 274.6 274.7 275.0 269.8 273.0 272.0 272.3 272.6 273.0 274.8 275.2 275.6 276.0
Tejas 153.0 153.0 153.4 153.4 153.0 153.4 153.0 153.0 153.0 153.0 158.5 158.5 156.7
Tubos de Cemento 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4 151.4
Bloques de 4"x8"x16" 223.2 223.3 215.9 216.1 216.4 216.4 216.7 216.6 216.8 216.9 226.0 226.2 218.9
Bloques de 6"x 8" x 16" 229.6 229.9 230.4 229.6 230.5 230.3 231.4 231.0 231.4 231.7 240.1 240.5 241.0
Piedra Bolón 274.8 276.0 276.6 277.6 278.5 279.5 280.5 281.3 282.3 283.2 284.2 285.2 286.1
Descripción ago-15 sep-15 oct-15 nov-15 dic-15 ene-16 feb-16 mar-16 abr-16 may-16 jun-16 jul-16 ago-16
Metales y derivados 199.1 196.7 194.3 193.8 193.8 192.3 192.6 189.5 187.3 187.6 187.0 185.5 186.1
Acero N° 2 177.3 173.7 169.9 169.9 169.9 166.8 167.9 166.9 166.4 167.7 158.8 159.6 159.8
Acero N° 3 208.7 204.9 202.9 200.7 200.7 200.7 201.0 200.7 196.4 193.3 194.6 187.4 187.3
Alambre de amarre 194.9 195.4 196.7 197.2 197.2 197.5 196.4 194.1 190.2 190.5 192.9 195.7 196.6
Clavos 228.8 228.9 224.1 224.9 225.2 221.4 221.7 206.9 207.4 213.9 222.7 224.3 227.0
Clavos para Zinc 195.7 195.9 200.5 200.5 185.2 203.0 204.7 195.7 194.2 195.6 195.4 188.9 189.1
Tabla 8. Índice de Precios del cemento y sus derivados
Tabla 9. Índice de precios de los metales y derivados
87
10.4.2.3. La industria de la construcción y el comercio de la madera
Un consumidor importante de la madera aserrada es la industria de la construcción, y el
abastecimiento a este sector está creciendo en forma significativa, especialmente en
Managua. No se ha dispuesto de información que permita un análisis de precios relativos
de la madera de construcción y de sus sustitutos más cercanos. Tal análisis requiere
identificar prototipos de construcción según estratos económicos y zonas del país
(Pomareda, Brenes, & Figueroa, 1998).
Para abastecer a este sector han surgido cientos de comerciantes informales, los cuales
han proliferado, en parte auspiciados por el propio interés de los aserraderos y depósitos
de madera para tener una red de distribuidores informales que no exigen ni otorgan
facturas. El subempleo es otro factor que ha contribuido al surgimiento de este segmento,
complementario a la distribución de leña en el medio urbano.
Fuente: (Banco Central De Nicaragua, 2016)
Descripción ago-15 sep-15 oct-15 nov-15 dic-15 ene-16 feb-16 mar-16 abr-16 may-16 jun-16 jul-16 ago-16
IPMC 212.2 212.4 211.8 210.7 210.8 211.8 211.0 211.5 211.6 211.4 213.5 213.3 213.4
Maderas y techos 168.9 171.0 171.3 169.6 169.0 173.7 170.8 174.1 175.6 173.8 177.0 176.6 175.9
Bisagras 3 1/2 x 3 1/2 230.1 229.9 230.1 228.7 232.5 226.5 226.5 231.1 231.6 231.9 232.0 225.4 226.4
Bisagras 3x3 219.7 219.7 219.7 226.8 226.8 226.8 224.8 224.8 225.4 225.4 225.7 209.2 210.3
Cerraduras 108.2 110.5 110.6 111.0 111.0 110.0 108.5 114.7 114.7 114.8 114.9 114.8 110.9
Cumbrera Plycem 163.1 168.1 173.2 162.3 162.3 163.6 163.6 163.6 163.6 164.8 165.2 165.3 165.3
Lámina Plycem 6' 266.5 271.9 275.3 268.0 268.0 269.0 269.0 269.0 269.0 250.0 251.9 252.2 249.2
Lámina Plycem 8' 241.1 246.0 249.6 243.0 243.0 244.0 250.1 250.1 284.3 255.0 255.5 255.6 255.6
Lámina de Zinc lisa 3' X 6' 150.5 150.5 148.3 148.0 145.2 145.3 145.7 145.5 141.0 139.6 142.1 139.6 139.9
Lámina de Zinc corruguda 8' 125.7 129.7 126.9 126.9 125.0 125.1 109.4 123.4 124.2 128.8 132.4 130.4 130.4
Lámina de Zinc lisa 8' 160.9 160.9 165.0 162.4 162.8 163.4 163.1 162.3 162.6 170.4 168.8 167.7 167.7
Madera de Pino 170.7 170.7 170.7 170.7 170.7 170.7 170.7 170.7 179.2 183.9 203.0 215.8 215.8
Madera de Pochote 168.8 168.8 168.8 168.8 168.8 190.8 190.8 190.8 179.4 179.4 179.4 175.2 173.8
Pasadores 194.7 203.3 202.6 202.7 202.8 203.0 207.7 207.9 209.1 210.2 213.8 229.4 232.2
Tornillos 78.1 82.1 82.1 79.8 92.0 95.0 95.4 96.4 101.3 104.2 89.6 91.1 92.3
Tornillos golosos 90.5 90.5 91.1 91.1 91.1 91.3 91.3 91.3 91.3 91.5 92.9 92.7 92.7
Pega Blanca 263.9 265.7 266.0 266.1 248.6 243.9 260.5 245.6 245.7 243.0 251.4 253.4 255.6
Tabla 10. Índice de precios de la madera y techos
88
10.5. PRE DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS
10.5.1. Sistema Estructural de Marcos de concreto con mampostería confinada
Para los valores de las propiedades del material, en este caso, el concreto se utilizó un
valor de la resistencia a la compresión, F’c= 4,000 psi, y otras propiedades como el
módulo de elasticidad E, que son definidos por el programa Etabs 15.2.
Ilustración 27. Modelado Estructural del Hotel ''LAS PERLAS''
Fuente: Propia
89
Fuente: Propia
Tabla 11. Pre dimensionamiento de los Elementos Estructurales
Ilustración 28. Planta Estructural- Nivel 1
Fuente: Propia
90
Para definir finalmente las secciones óptimas para la estructura se fue realizando una
actividad de pre-dimensionar, en el que se verificaba si las dimensiones de los elementos
trabajaban adecuadamente, en un inicio no se había puesto viguetas pero debido a la gran
deformación que presentaba el edificio se necesitó otros elementos que ayudarán a los
elementos principales a rigidizarlo y a distribuir la carga. Cabe destacar que para el
análisis no se tomó en cuenta las escaleras, ya que, la consideramos como una estructura
aparte.
Ilustración 29. Planta Estructural- 2-3 Nivel
Fuente: Propia
91
10.5.1.1. Componentes de la estructura de hormigón armado
Columnas
Las columnas están sometidas principalmente a flexo compresión uniaxial y biaxial; por
lo tanto el diseño está basado en la fuerza interna conjuntamente debido a las condiciones
propias de las columnas.
El efecto geométrico de la columna se denomina esbeltez y es un factor importante, ya
que la forma de falla depende de la esbeltez, para la columna poco esbelta la falla es por
aplastamiento y se denomina columna corta, los elementos más esbeltos se denominan
columnas largas y falla por pandeo. La columna intermedia es donde la falla es por una
combinación de aplastamiento y pandeo
En el sistema propuesto de marcos de concreto armado con muros de mampostería
confinada, se utilizaron elementos reforzados con barras longitudinales y estribos debido
a que este tipo de columnas es el más común en Nicaragua. Las columnas se pre
dimensionaron cumpliendo los requisitos establecidos por el ACI donde:
1) La dimensión de la sección transversal, medida en una línea recta que pasa a través
del centroide no es menor de 30 cm; cumpliendo con la sección mínima para
columnas rectangulares la cual debe de ser de 900 cm2. En el caso de secciones
rectangulares propuesta como es la sección C1 la relación entre la dimensión del lado
menor con respecto del lado mayor no es ser menor a 0,4.
2) El número de varillas propuestas tanto para la sección C1 y C2 cumplen con el número
mínimo de varillas longitudinales propuesto por el ACI donde, las secciones poseen
más de 4 varillas longitudinales.
Ilustración 30.Elementos de columnas propuestas
Fuente: Propia
92
En el Anexo C, se muestra el análisis mediante el programa Etabs, que se hace de las
secciones de las columnas propuestas, donde se puedo obtener como resultado que las
dimensiones propuestas actúan correctamente.
Vigas
Las trabes y las viguetas son capaces de resistir fuerzas aplicadas que se transmiten a
ellas mediantes sistemas de pisos y está a su vez las transmiten a las columnas en las
cuales se apoyan.
La resistencia tanto de las trabes como de las viguetas se realiza conjuntamente con las
armaduras longitudinales y los estribos de acero, por lo que los diseño de estos
elementos se fundamente básicamente a esfuerzos de flexión y corte.
Las trabes cumple el ancho mínimo establecido por el ACI para un pre diseño, el cual es
de 25 cm, también cumple la relación entre el peralte y el ancho al igual que las
viguetas, donde la relación oscila entre 1,5 a 2,0.
Con el objetivo de salvaguardar la integridad de la armadura de acero, ante el efecto
corrosivo del medio ambiente, en hormigones fundidos en sitio, el ACI establece un
recubrimiento mínimo del acero longitudinal y transversal en vigas y columnas debe
ser de 3,75 cm. En los elementos propuestos tanto en columnas, trabes y viguetas se
estableció un recubrimiento de 4 cm.
Muros de Mampostería
La estructura también se compone de muros de mampostería confinada de bloque de
cemento de 20x20x40 centímetros, estando presente en las dos direcciones ortogonales
de análisis. Unidas por medio de mortero tipo (N), reforzada de manera principal con
elementos de concreto reforzado construidos alrededor del muro confinándolos, vaciados
o fundidos posteriormente a la ejecución del muro y que este actué monolíticamente.
93
10.5.2. Sistema Estructural de Marcos de madera
Se usará un sistema estructural a base de marcos de madera, no se tomará en cuenta como
aporte de rigidez los cerramientos ni particiones livianas de la estructura, solo se tomaran
en cuenta los pesos de estas para realizar el cálculo de las cargas.
Fuente: Propia
Ilustración 31. Modelo Estructural del Hotel '' LAS PERLAS’’ Madera
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 12. Pre dimensionamiento de los Elementos Estructurales, Madera
94
10.5.2.1. Componentes de la estructura de Madera
Características Generales de la madera a utilizar
La madera del guayacán real es muy fuerte y muy pesada, pero se encuentra muy lejos de
ser la más dura y la más pesada del mundo. Posee una albura de color amarillo claro, y
un hermoso duramen compuesto de bandas de diferentes grosores y tonalidades de verde
cuando la madera está recién cortada, pero conforme pasa el tiempo y a causa de la acción
combinada del aire y de la luz, se va tornando de un feo café oscuro.
Esta madera se utiliza para elaborar pisos, escaleras de casas de lujo, ya que posee un alto
contenido de un aceite verde y translúcido de excelentes propiedades lubricantes y
medicinales conocido como "guayacol", el cual ha sido utilizado desde hace muchos años
en una gran cantidad de aplicaciones.
Dureza Janka: 17.168 N/cm2, Densidad: 950 Kg/m3, Resistencia de Doblaje: 27,934 psi,
Módulo de elasticidad compresión: 135.300 kg/cm2, Módulo de elasticidad flexión:
160.000 kg/cm2, Contracción Tangencial: 6.4%, Contracción radial total: 5.5%,
Contracción tangencial total: 6.4 %, compresión- módulo de rotura: 860 kg/cm2.
Muros De Madera
La pared de revestimiento de contrachapado forma una cubierta sobre los bastidores de
madera de una pared exterior, incluyendo clavos, placas de travesaño, siendo este un
componente estructural de refuerzo aumentando la rigidez en la estructura, eliminando
así la necesidad de soportes de metal o riostras transversales de madera. Además que
Ilustración 32. Guayacán
95
proporciona un soporto para materiales de aislamiento. El mínimo espesor de
revestimiento depende de del diseño y los requisitos de construcción, estas varían en
función de la separación de los montantes, para este caso se ocupó un revestimiento de
1.9 cm.
10.5.2.2. Normas Mínimas generales para Madera según el RNC-07
Para realizar el análisis comparativo respecto a las condiciones para diseño de estructuras
de madera según el RNC-07 y según los datos que arroje el programa de ETABS, se
verificara si cumplen dichos requisitos.
Cabe destacar que las normas y recomendaciones dadas son mínimas y no eximen del
estudio y calculo necesario a fin de definir las dimensiones y requerimientos a emplearse
en el diseño.
Diseño de Elementos Horizontales
La recomendación de esta sección se aplica en vigas, viguetas y entablados y en general
a elementos horizontales que forman parte de pisos o techos.
Claro de Viga
El claro de viga se tomará como la distancia entre cara y cara de apoyo, más la mitad de
la longitud del apoyo requerido en cada extremo. En caso de vigas continuas, el claro será
la distancia entre centros de apoyo.
Flexión
a) Se podrá asumir que una viga de sección transversal circular tiene la misma
resistencia a flexión que una viga de sección transversal con la misma área. Para
determinar la resistencia a flexión vigas rebajadas en ó cerca de su claro central
se tomara el peralte neto. El rebajamiento deberá evitarse de ser posible.
b) La deflexión máxima permitida en elementos principales sometidos a carga viva
será de L/360 y para la condición de carga viva más carga muerta deberá ser
L/240. L= Longitud del claro
96
Tabla 13 Comparación entre RNC-07 Y Etabs 15.2
Carga viva Carga viva + carga muerta
Deflexión Max.
RNC-07
Deflexión Max.
ETABS
Deflexión Max.
RNC-07
Deflexión Max.
ETABS
1.027 CM 0.1165 CM 1.542 CM 0.1961 CM
Fuente: Propia
Se puede observar que la deflexión causada por las cargas vivas y muertas más el
coeficiente sísmico, obtenidas por el programa Etabs son menores que las deflexiones
máximas estipuladas por el RNC-07 para los elementos de vigas principales de madera y
estas son exactamente son 8 veces mayor.
Cortante Horizontal
Cortante horizontal en vigas no rebajadas. El esfuerzo cortante unitario horizontal en una
viga de una pieza sólida o compuesta de láminas encoladas, Para vigas rectangulares
deberá utilizarse el esfuerzo cortante unitario horizontal máximo.
Donde:
Fv= Esfuerzo cortante unitario horizontal máximo (kg/cm2)
V= Fuerza cortante horizontal máxima (Kg)
d= Peralte de la viga (cm)
El esfuerzo cortante unitario no deberá exceder el valor permisible Fv para las especies
dada en la Tabla 18 del RNC-07.
Ilustración 33. Fuerzas máximas permisibles por tipo de madera
Fuente: (Infraestructura, 2007)
97
𝐹𝑣 = 3 ( 224,34)
2(10)(19)= 1.77 Kg/ cm
Por lo general las fallas por cortante en vigas de madera se deben al esfuerzo cortante
horizontal. Debido a que el RNC-07 no define un cortante máximo horizontal de vigas de
madera variedad Guayacán, el cortante obtenido se comparó con los cortantes máximos
establecidos para los distintos tipos de madera.
Se puede apreciar que el cortante horizontal de la viga crítica de la estructura es mucho
menor que los cortantes máximos establecidos para las distintas variedades de madera,
esto indica que las dos fuerzas iguales, paralelas y de sentido contrario tienden a
resbalarse menos una sobre otra.
Viguetas de Piso
La normativa se aplicará a vigas rectangulares sólidas y viguetas de techo. A fin de
proveer apoyo lateral a las mismas. La relación nos da un valor de 1.9, por lo que el
reglamento dice que si la relación peralte a ancho es de 2 a 12 no se requiere soporte
lateral, por lo tanto, requiere de estos elementos.
Ilustración 34 Cortante de viga crítica Obtenido en Etabs
Fuente: Propia
98
Diseño de Columnas
Todas las columnas en la estructuración trabajan a compresión en sus extremos y estas
están apoyadas sobre una placa de base metálica la cual ira apoya en un pedestal de
concreto con las mismas dimensiones de las columnas.
XI. ANÁLISIS DE COSTO Y PROGRAMACIÓN DE OBRAS
11.1. INFORMACIÓN PRIMARIA
Para poder elaborar un presupuesto se parte de cierta información obtenida en forma
general y específica. Para después realizar un proceso de determinación de las cantidades
y costos que se involucran en la construcción de edificios como lo son: análisis de costos
unitarios, costos indirectos, costos directos.
La información primaria se obtiene de: de los planos y las especificaciones técnicas dadas
por el diseñador estructural, los costos de los recursos en el lugar del proyecto (materiales,
mano de obra, costo horario de los equipos, entre otros).
En esta caso los precios por los materiales, mano de obra y maquinaria que se utilizarán
en el proyecto se calculó a nivel de las actividades, que se presentan a continuación:
Tabla 14. Actividades de obra para Edificio de Concreto y Madera
ESTRUCTURA DE CONCRETO
ÍTE
M
DESCRIPCIÓN
UNID
AD
CU
MAT
MO
EQ. Y TRANSP.
1 PRELIMINARES
1.1 Limpieza inicial m2 $0.17 $0.06 $0.01
1.2 Descapote en suelo natural m2 $1.61 $0.56 $0.83
1.3 Obras temporales ( Oficina/
Bodega)
Glb $6,713.00
$2,397.50
$479.50
1.4 Trazo y nivelación m2 $0.21 $0.21 $0.28
99
1.5 Demolición de estructura existentes
( Acera)
m2 $27.00 $59.40 $93.60
2 FUNDACIONES
2.1 Excavación estructural m3 - - $3.80
2.2 Relleno de material selecto (bajo
Losa)
m3 $5.42 - $16.25
2.3 Acero de refuerzo de losa de
cimentación
kg $0.90 $0.26 $0.01
2.4 Formaletas de losa de cimentación m2 $5.27 $3.49 $0.18
2.5 Concreto de losa de cimentación m3 $135.81
$10.39 $12.78
2.6 Acero de refuerzo de pedestales kg $0.90 $0.26 $0.01
2.7 Formaletas de pedestales m2 $5.27 $3.49 $0.18
2.8 Concreto de pedestales. m3 $135.81
$10.39 $12.78
2.9 Acero de refuerzo en viga sísmica kg $0.90 $0.26 $0.01
2.10 Formaletas en viga a sísmica m2 $5.27 $3.49 $0.18
2.11 Concreto en viga a sísmica m3 $135.81
$10.39 $12.78
2.12 Rellenos de material selecto m3 $6.50 - $15.16
3 ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 1
3.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg $0.90 $0.74 $0.01
3.2 Formaletas de columnas C1 m2 $5.27 $3.49 $0.18
3.3 Concreto de columnas C1 m3 $135.81
$10.39 $12.78
3.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg $0.90 $0.74 $0.01
3.5 Formaletas de columnas C2 m2 $5.27 $3.49 $0.18
3.6 Concreto de columnas C2 m3 $135.81
$10.39 $12.78
3.7 Acero de refuerzo en V1 kg $0.90 $0.74 $0.01
3.8 Formaleta en V1 m2 $5.27 $3.49 $0.18
3.9 Concreto en V1 m3 $135.81
$10.39 $12.78
3.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg $0.60 $0.26 $0.01
3.11 Formaleta en Viguetas m2 $5.27 $3.49 $0.18
3.12 Concreto en Viguetas m3 $135.81
$10.39 $12.78
3.13 Acero de refuerzo en losa de
entrepiso
kg $0.94 $0.74 $0.01
3.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 $5.27 $3.49 $0.18
3.15 Concreto en losa de entrepiso m3 $135.81
$10.39 $12.78
4 ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 2
4.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg $0.90 $0.74 $0.01
4.2 Formaletas de columnas C1 m2 $5.27 $3.49 $0.18
4.3 Concreto de columnas c1 m3 $135.81
$10.39 $12.78
100
4.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg $0.90 $0.74 $0.01
4.5 Formaletas de columnas C2 m2 $5.27 $3.49 $0.18
4.6 Concreto de columnas C2 m3 $135.81
$10.39 $12.78
4.7 Acero de refuerzo en V1 kg $0.90 $0.74 $0.01
4.8 Formaleta en V1 m2 $5.27 $3.49 $0.18
4.9 Concreto en V1 m3 $135.81
$10.39 $12.78
4.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg $0.60 $0.26 $0.01
4.11 Formaleta en Viguetas m2 $5.27 $3.49 $0.18
4.12 Concreto en Viguetas m3 $135.81
$10.39 $12.78
4.13 Acero de refuerzo en losa de
entrepiso
kg $0.94 $0.74 $0.01
4.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 $5.27 $3.49 $0.18
4.15 Concreto en losa de entrepiso m3 $135.81
$10.39 $12.78
5 ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 3
5.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg $0.90 $0.74 $0.01
5.2 Formaletas de columnas C1 m2 $5.27 $3.49 $0.18
5.3 Concreto de columnas c1 m3 $135.81
$10.39 $12.78
5.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg $0.90 $0.74 $0.01
5.5 Formaletas de columnas C2 m2 $5.27 $3.49 $0.18
5.6 Concreto de columnas C2 m3 $135.81
$10.39 $12.78
5.7 Acero de refuerzo en V1 kg $0.90 $0.74 $0.01
5.8 Formaleta en V1 m2 $5.27 $3.49 $0.18
5.9 Concreto en V1 m3 $135.81
$10.39 $12.78
5.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg $0.60 $0.26 $0.01
5.11 Formaleta en Viguetas m2 $5.27 $3.49 $0.18
5.12 Concreto en Viguetas m3 $135.81
$10.39 $12.78
5.13 Acero de refuerzo en losa de
entrepiso
kg $0.94 $0.74 $0.01
5.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 $5.27 $3.49 $0.18
5.15 Concreto en losa de entrepiso m3 $135.81
$10.39 $12.78
6 PAREDES
6.1 Mampostería confinada de 20 cm m2 $35.14 $10.04 $0.46
7 ESTRUCTURA DE MADERA
7.1 Suministro y montaje de estructura
de madera
-
Fuente: Elaboración Propia
101
Como se mencionó anteriormente en la tabla 24, se presentan los precios de los materiales
que por ejemplo, para el concreto ya se incluye los elementos que lo componen como son:
el cemento, arena y grava con la dosificación correspondiente de una resistencia de 4000
psi. Para lo que son los refuerzos en acero en los elementos principales de la estructura,
se encuentran como refuerzo principal la varilla # 5 y como barras de confinamiento
varilla #3 para lo que son las columnas y para las vigas tenemos varillas # 4.
En las formaletas para columnas y vigas tenemos que se ocuparán tablas de dimensiones,
1"*16"*4 vara, 1"*12*4 vara. 1"*10"*4 vara. Y de la misma manera para la mampostería
confinada que incluye ya, los precios de bloque, y mortero para su instalación.
En el caso de la madera, el precio de los insumos se obtuvo mediante subcontrato.
11.2. CANTIDADES DE OBRAS
En la tabla 25 se presentan el resumen de las cantidades de obra para dicha estructura.
Tabla 15. Resumen de Cantidades de Obras
ESTRUCTURA DE CONCRETO
ÍTEM
DESCRIPCIÓN
UNIDAD
CANTIDAD
1 PRELIMINARES
1.1 Limpieza inicial m2 383.56
1.2 Descapote en suelo natural m2 124.66
1.3 Obras temporales ( Oficina/ Bodega) Glb 1
1.4 Trazo y nivelación m2 383.56
1.5 Demolición de estructura existentes ( Acera) m2 70
2 FUNDACIONES
2.1 Excavación estructural m3 306.85
2.2 Relleno de material selecto (bajo Losa) m3 56.65
2.3 Acero de refuerzo de losa de cimentación kg 664.55
2.4 Formaletas de losa de cimentación m2 15.6
2.5 Concreto de losa de cimentación m3 76.712
2.6 Acero de refuerzo de pedestales kg 646.39
2.7 Formaletas de pedestales m2 45.36
2.8 Concreto de pedestales. m3 5.1
2.9 Acero de refuerzo en viga a sísmica kg 914.35
2.10 Formaletas en viga a sísmica m2 102.45
102
2.11 Concreto en viga a sísmica m3 201.69
2.12 Rellenos de material selecto m3 217.63
3 ESTRUCTURA DE ACERO Y CONCRETO NIVEL 1
3.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg 3209.58
3.2 Formaletas de columnas C1 m2 31.22
3.3 Concreto de columnas C1 m3 24.75
3.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg 854.27
3.5 Formaletas de columnas C2 m2 20.54
3.6 Concreto de columnas C2 m3 3.93
3.7 Acero de refuerzo en V1 kg 914.33
3.8 Formaleta en V1 m2 102.45
3.9 Concreto en V1 m3 201.69
3.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg 899.42
3.11 Formaleta en Viguetas m2 63.54
3.12 Concreto en Viguetas m3 50.04
3.13 Acero de refuerzo en losa de entrepiso kg 664.56
3.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 11.7
3.15 Concreto en losa de entrepiso m3 57.53
4 ESTRUCTURA DE ACERO Y CONCRETO NIVEL 2
4.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg 3209.58
4.2 Formaletas de columnas C1 m2 28.75
4.3 Concreto de columnas c1 m3 16.64
4.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg 854.27
4.5 Formaletas de columnas C2 m2 21.69
4.6 Concreto de columnas C2 m3 4.19
4.7 Acero de refuerzo en V1 kg 201.69
4.8 Formaleta en V1 m2 102.45
4.9 Concreto en V1 m3 2819.28
4.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg 899.42
4.11 Formaleta en Viguetas m2 63.54
4.12 Concreto en Viguetas m3 80.06
4.13 Acero de refuerzo en losa de entrepiso kg 664.56
4.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 11.7
4.15 Concreto en losa de entrepiso m3 57.53
5 ESTRUCTURA DE ACERO Y CONCRETO NIVEL 3
5.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg 3209.58
5.2 Formaletas de columnas C1 m2 28.75
5.3 Concreto de columnas c1 m3 16.64
5.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg 854.27
5.5 Formaletas de columnas C2 m2 21.69
5.6 Concreto de columnas C2 m3 4.19
5.7 Acero de refuerzo en V1 kg 914.33
5.8 Formaleta en V1 m2 102.45
103
5.9 Concreto en V1 m3 201.69
5.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg 899.42
5.11 Formaleta en Viguetas m2 63.54
5.12 Concreto en Viguetas m3 80.06
5.13 Acero de refuerzo en losa de entrepiso kg 664.56
5.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 11.7
5.15 Concreto en losa de entrepiso m3 57.53
6 PAREDES
6.1 Mampostería confinada de 20 cm ( 3 NIVELES) m2 1459.62
7 ESTRUCTURA DE MADERA
7.1 Suministro y montaje de estructura de madera
incluye ( losa de entrepiso, columnas, vigas,
viguetas y muros de madera contrachapada a
doble cara, Acero ASTM A-36 en platinas y
pernos)
m2
1150.6875
Fuente: Elaboración Propia
Nota: Esta tabla 25, se agregó las cantidades de actividades a realizar tanto para
concreto reforzado con mampostería como el de madera, con la diferencia que en el
de madera las actividades que se incluyen son las preliminares, fundaciones y por
último Estructura de madera.
104
11.3. ELABORACIÓN DE PRESUPUESTO PARA ESTRUCTURA DE MADERA Y PÓRTICOS DE CONCRETO REFORZADO
CON MUROS DE MAMPOSTERÍA.
Los costos totales por rubros para el sistema de concreto reforzado con muros de mampostería se muestran en la siguiente tabla, y a la par del total
de los Costos Unitarios directo se presenta una columna en el que se saca el porcentaje por actividades respecto al costo de cada una con el costo
total, para ver gráficamente que actividades son las que contienen un mayor costo.
Tabla 16. Costos Totales Estructura Concreto Reforzado con muros de mampostería
ESTRUCTURA DE CONCRETO
ÍTE
M
DESCRIPCIÓN
UNIDA
D
CANTIDA
D
CU
MAT
MO
EQ. Y
TRANSP.
C.U TOTAL DIRECTO
%
1 PRELIMINARES $22,924.52 6.46%
1.1 Limpieza inicial m2 383.56 $65.21 $23.01 $3.84 $92.06 0.03%
1.2 Descapote en suelo natural m2 124.66 $200.70 $69.81 $103.47 $373.97 0.11%
1.3 Obras temporales ( Oficina/ Bodega) Glb 1 $6,713.00 $2,397.50
$479.50 $9,590.00 2.70%
1.4 Trazo y nivelación m2 383.56 $80.55 $80.55 $107.40 $268.49 0.08%
1.5 Demolición de estructura existentes (
Acera)
m2 70 $1,890.00 $4,158.00
$6,552.00 $12,600.00 3.55%
2 FUNDACIONES $62,917.83 17.73%
2.1 Excavación estructural m3 306.85 - - $1,166.03 $1,166.03 0.33%
105
2.2 Relleno de material selecto (bajo Losa) m3 56.65 $307.04 - $920.56 $1,227.61 0.35%
2.3 Acero de refuerzo de losa de cimentación kg 6369.46 $5,732.51 $1,656.06
$63.69 $7,452.26 2.10%
2.4 Formaletas de losa de cimentación m2 15.6 $82.21 $54.44 $2.81 $139.46 0.04%
2.5 Concreto de losa de cimentación m3 76.71 $10,418.26
$797.04 $980.38 $12,195.67 3.44%
2.6 Acero de refuerzo de pedestales kg 646.39 $581.75 $168.06 $6.46 $756.27 0.21%
2.7 Formaletas de pedestales m2 45.36 $239.05 $158.31 $8.16 $405.52 0.11%
2.8 Concreto de pedestales. m3 5.1 $692.63 $52.99 $65.18 $810.80 0.23%
2.9 Acero de refuerzo en viga a sísmica kg 914.35 $822.91 $237.73 $9.14 $1,069.79 0.30%
2.10 Formaletas en viga a sísmica m2 102.45 $539.89 $357.54 $18.44 $915.87 0.26%
2.11 Concreto en viga a sísmica m3 201.69 $27,391.52
$2,095.56
$2,577.60 $32,064.68 9.04%
2.12 Rellenos de material selecto m3 217.63 $1,414.60 - $3,299.27 $4,713.87 1.33%
3 ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 1 $65,897.68 18.57%
3.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg 3209.58 $2,888.62 $2,375.09
$32.10 $5,295.81 1.49%
3.2 Formaletas de columnas C1 m2 31.22 $164.50 $108.94 $5.62 $279.06 0.08%
3.3 Concreto de columnas C1 m3 24.75 $3,361.57 $257.17 $316.33 $3,935.07 1.11%
3.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg 854.27 $768.84 $632.16 $8.54 $1,409.54 0.40%
3.5 Formaletas de columnas C2 m2 20.54 $108.25 $71.68 $3.70 $183.63 0.05%
3.6 Concreto de columnas C2 m3 3.93 $533.90 $40.85 $50.24 $624.98 0.18%
3.7 Acero de refuerzo en V1 kg 914.33 $822.90 $676.61 $9.14 $1,508.65 0.43%
3.8 Formaleta en V1 m2 102.45 $539.91 $357.55 $18.44 $915.90 0.26%
3.9 Concreto en V1 m3 201.69 $27,391.52
$2,095.56
$2,577.60 $32,064.68 9.04%
3.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg 899.42 $539.65 $233.85 $8.99 $782.50 0.22%
106
3.11 Formaleta en Viguetas m2 63.54 $334.86 $221.75 $11.44 $568.05 0.16%
3.12 Concreto en Viguetas m3 50.04 $6,795.93 $519.92 $639.51 $7,955.36 2.24%
3.13 Acero de refuerzo en losa de entrepiso kg 664.56 $624.68 $491.77 $6.65 $1,123.10 0.32%
3.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 11.7 $61.66 $40.83 $2.11 $104.60 0.03%
3.15 Concreto en losa de entrepiso m3 57.53 $7,813.69 $597.78 $735.28 $9,146.76 2.58%
4 ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 2 $68,235.48 19.23%
4.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg 2433.88 $2,190.49 $1,801.07
$24.34 $4,015.90 1.13%
4.2 Formaletas de columnas C1 m2 28.75 $151.49 $100.32 $5.17 $256.98 0.07%
4.3 Concreto de columnas c1 m3 16.64 $2,259.44 $172.86 $212.62 $2,644.92 0.75%
4.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg 918.16 $826.34 $679.43 $9.18 $1,514.96 0.43%
4.5 Formaletas de columnas C2 m2 21.69 $114.31 $75.70 $3.90 $193.91 0.05%
4.6 Concreto de columnas C2 m3 4.19 $569.49 $43.57 $53.59 $666.65 0.19%
4.7 Acero de refuerzo en V1 kg 914.33 $822.90 $676.61 $9.14 $1,508.65 0.43%
4.8 Formaleta en V1 m2 102.45 $539.91 $357.55 $18.44 $915.90 0.26%
4.9 Concreto en V1 m3 201.69 $27,391.52
$2,095.56
$2,577.60 $32,064.68 9.04%
4.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg 899.42 $539.65 $233.85 $8.99 $782.50 0.22%
4.11 Formaleta en Viguetas m2 63.54 $334.86 $221.75 $11.44 $568.05 0.16%
4.12 Concreto en Viguetas m3 80.06 $10,872.95
$831.82 $1,023.17 $12,727.94 3.59%
4.13 Acero de refuerzo en losa de entrepiso kg 664.56 $624.68 $491.77 $6.65 $1,123.10 0.32%
4.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 11.7 $61.66 $40.83 $2.11 $104.60 0.03%
4.15 Concreto en losa de entrepiso m3 57.53 $7,813.69 $597.78 $735.28 $9,146.76 2.58%
5 ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 3 $68,235.51 19.23%
5.1 Acero de refuerzo de columnas C1 Kg 2433.87 $2,190.49 $1,801.07
$24.34 $4,015.90 1.13%
107
5.2 Formaletas de columnas C1 m2 28.75 $151.51 $100.34 $5.18 $257.03 0.07%
5.3 Concreto de columnas c1 m3 16.64 $2,259.88 $172.89 $212.66 $2,645.43 0.75%
5.4 Acero de refuerzo de columnas C2 kg 918.15 $826.34 $679.43 $9.18 $1,514.95 0.43%
5.5 Formaletas de columnas C2 m2 21.69 $114.31 $75.70 $3.90 $193.91 0.05%
5.6 Concreto de columnas C2 m3 4.19 $569.04 $43.53 $53.55 $666.13 0.19%
5.7 Acero de refuerzo en V1 kg 914.33 $822.90 $676.61 $9.14 $1,508.65 0.43%
5.8 Formaleta en V1 m2 102.45 $539.91 $357.55 $18.44 $915.90 0.26%
5.9 Concreto en V1 m3 201.69 $27,391.52
$2,095.56
$2,577.60 $32,064.68 9.04%
5.10 Acero de refuerzo en Viguetas kg 899.42 $539.65 $233.85 $8.99 $782.50 0.22%
5.11 Formaleta en Viguetas m2 63.54 $334.86 $221.75 $11.44 $568.05 0.16%
5.12 Concreto en Viguetas m3 80.06 $10,872.95
$831.82 $1,023.17 $12,727.94 3.59%
5.13 Acero de refuerzo en losa de entrepiso kg 664.56 $624.68 $491.77 $6.65 $1,123.10 0.32%
5.14 Formaleta en losa de entrepiso m2 11.7 $61.66 $40.83 $2.11 $104.60 0.03%
5.15 Concreto en losa de entrepiso m3 57.53 $7,813.69 $597.78 $735.28 $9,146.76 2.58%
6 PAREDES $66,617.06 18.77%
6.1 Mampostería confinada de 20 cm ( 1
Nivel )
m2 486.54 $17,097.02
$4,884.86
$223.81 $22,205.69 6.26%
6.2 Mampostería confinada de 20 cm ( 2
Nivel )
m2 486.54 $17,097.02
$4,884.86
$223.81 $22,205.69 6.26%
6.3 Mampostería confinada de 20 cm ( 3
Nivel )
m2 486.54 $17,097.02
$4,884.86
$223.81 $22,205.69 6.26%
TOTAL
$354,828.08
100.00%
Fuente: Propia
108
Tabla 17. Costos Totales de Estructura de Madera con muros de madera contrachapada
ESTRUCTURA DE MADURA.
ÍTE
M
DESCRIPCIÓN
UNID
AD
CANTIDAD
CU CU
SUB CONTRAT
OS
C.U TOTAL DIRECTO
MAT
MO
EQ. Y
TRANSP.
SUB CONTRAT
OS
C.U TOTAL DIRECTO
%
1 PRELIMINARES $22,929.52 4.06%
1.1 Limpieza inicial m2 383.56 0 $0.24 $65.21 $23.01
$3.84 1 $93.06 0.02%
1.2 Descapote en suelo natural m2 124.66 0 $3.00 $200.70
$69.81
$103.47 1 $374.97 0.07%
1.3 Obras temporales Glb 1 0 $9,590.00 $6,713.00
$2,397.50
$479.50 1 $9,591.00 1.70%
1.4 Trazo y nivelación m2 383.56 0 $0.70 $80.55 $80.55
$107.40 1 $269.49 0.05%
1.5 Demolición de estructura
existentes
m2 70 0 $180.00 $1,890.00
$4,158.00
$6,552.00
1 $12,601.00 2.23%
2 FUNDACIONES $62,929.83 11.16%
2.1 Excavación estructural m3 306.85 0 $3.80 - - $1,166.03
1 $1,167.03 0.21%
2.2 Relleno de material selecto
(bajo zapata)
m3 56.65 0 $21.67 $307.04
- $920.56 1 $1,228.61 0.22%
2.3 Acero de refuerzo de losa
de cimentación
kg 6369.46
0 $1.17 $5,732.51
$1,656.06
$63.69 1 $7,453.26 1.32%
2.4 Formaletas de losa de
cimentación
m2 15.6 0 $8.94 $82.21 $54.44
$2.81 1 $140.46 0.02%
109
2.5 Concreto de losa de
cimentación
m3 76.71 0 $158.98 $10,418.26
$797.04
$980.38 1 $12,196.67 2.16%
2.6 Acero de refuerzo de
pedestales
kg 646.39 0 $1.17 $581.75
$168.06
$6.46 1 $757.27 0.13%
2.7 Formaletas de pedestales m2 45.36 0 $8.94 $239.05
$158.31
$8.16 1 $406.52 0.07%
2.8 Concreto de pedestales. m3 5.1 0 $158.98 $692.63
$52.99
$65.18 1 $811.80 0.14%
2.9 Acero de refuerzo en viga a
sísmica
kg 914.35 0 $1.17 $822.91
$237.73
$9.14 1 $1,070.79 0.19%
Formaleta en Viga a
sísmica
m2 102.45 0 $8.94 $539.89
$357.54
$18.44 1 $916.87 0.16%
2.10 Concreto en viga a sísmica m3 201.69 0 $158.98 $27,391.52
$2,095.56
$2,577.60
1 $32,065.68 5.68%
2.11 Rellenos de material selecto m3 217.63 0 $21.66 $1,414.60
- $3,299.27
1 $4,714.87 0.84%
3 Estructura de madera $459,411.98 84.78%
3.1 suministro y montaje de
estructura madera (incluye
losas de entrepiso,
columnas, vigas, viguetas y
muros de madera
contrachapada doble cara,
ACERO ASTM A-36 EN
PLATINAS Y PERNOS)
m2
1150.6875
$415.59
$415.59
$0.00
$0.00
$0.00
$478,214.22
$478,214.22
84.78%
TOTAL $564,073.57 100.00%
Fuente: Propia
110
11.4. ANÁLISIS COMPARATIVO COSTOS CONCRETO VS MADERA
Para efectuar el análisis de costo incurrido de la edificación con los dos sistemas
estructurales como son el de madera con muros de madera contrachapada y el de concreto
con muros de mampostería, se realizará un análisis tipo lineal en el que las actividades
generales y las especificas representan un porcentaje de costo con respecto al costo final
de la obra.
Es necesario precisar que la calidad de los materiales de cada una de las partidas entre
un modelo y otro son distinto, al igual que la mano de obra, ya que en uno requiere una
mano de obra especializada y rigurosa como es el de la madera, sin embargo, esto no
quiere decir que en concreto no se necesite, pero si se conoce que en Nicaragua, se tiene
más experiencia con este sistema. En consecuencia esto significa que el costo directo por
metro cuadrado construido es considerablemente mayor si se toma como referencia a la
otra solución.
Fuente: Propia
Como se puede observar en el gráfico 1, se presenta los costos por actividades de la
edificación, en el que se puede decir que se tiene un comportamiento irregular, en que se
busca una tendencia de aumentar y disminuir de acuerdo al porcentaje de costos que
representa cada una, en las preliminares se tiene un costo de 22,924.52 dólares,
$0,00
$10.000,00
$20.000,00
$30.000,00
$40.000,00
$50.000,00
$60.000,00
$70.000,00
$80.000,00
PR
ELIM
INA
RES
Ob
ras
tem
po
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FUN
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Form
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nas
…
Form
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nas
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Form
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n V
1
Form
ale
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igu
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Form
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Vig
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losa
de…
C.U
TO
TAL
DIR
ECTO
ACTIVIDADES
Estructura de concreto
Gráfica 1. Costos por actividades de la estructura de concreto con mampostería confinada
111
representando así el 6. 46 % de los costos totales, la etapa de las fundaciones se tiene un
costo de 62,917.83 dólares, con un 17.73 % del costo total, la etapa de estructura de
concreto reforzado para el nivel 1, con un costo de 65,897.68 dólares, con un 18.57 % y
para el segundo y tercer nivel un costo de 68,235.51 cada una, con un 19.23 % del costo
total de la construcción. Y los muros de mampostería confinada representan el 18.77 %,
esta actividad es una de las más caras comparadas con las anteriores, esto debido a la
cantidad de material que se ocupa para su dicha instalación en todo el edificio.
Comprobando así que las actividades que tienen un valor costo son las de estructuras de
concreto para nivel 2 y 3.
Fuente: Propia
En la gráfica 2, se muestra la relación de cada actividad respecto al costo con la madera,
que con respecto al concreto el comportamiento de la gráfica, se mantiene linealmente
pero en luego sube , de acuerdo al precio de estas actividades que son las fundaciones , y
crece abismalmente con la actividad de todo lo que corresponde a la estructura de madera
, porque a diferencia del concreto la instalación de esta se realiza por subcontrato , y lo
más caro en la madera es el transporte, llevar la madera al sitio de la construcción,
aspectos legales y otros factores que inciden en que el costo aumente. Esta actividad
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
500000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
C.U
TO
TAL
DIR
ECTO
ACTIVIDADES
ESTRUCTURA MADERA
Gráfica 2. Costos por actividades de la Estructura de Madera con muros de madera
contrachapada
112
representa el 84.78 % del 100 % de los costos, es decir casi todo el costo de la obra en sí,
con 478,214.22 dólares.
Si se compara el precio por metro cuadrado de obra entre estas dos estructuras tenemos
que en concreto con mampostería confinada el metro cuadrado equivale a 308.36 dólares,
y en madera a 490.21 dólares, con una diferencia de 181.85 dólares por metro cuadrado.
Lo que quiere decir que construir en madera en más costoso que con concreto debido a
los factores que se mencionaron anteriormente,
11.4.1. Análisis de Precios Unitarios
Dentro de los costos de construcción tenemos los costos variables o directos y los costos
fijos o indirectos.
El costo directo es aquel que se identifica con la actividad o trabajo que se realiza y
depende de los recursos que se utilizan para elaborarlo, es decir recursos materiales,
equipo, maquinaria y mano de obra.
El costo indirecto es aquel que no se relaciona directamente con el trabajo que se realiza
pero es indispensable para su ejecución. El costo indirecto resultante es un costo que se
aplica a cada rubro.
Costos Indirectos
Dentro de los costos indirectos se tienen los siguientes componentes:
1. Costo indirecto de Administración Central: es el valor que requiere la
empresa para mantenerse, independientemente que tenga o no trabajo.
2. Costo Indirecto de Administración de Obras: Es un valor que se obtiene en
base al presupuesto de operación del proyecto.
3. Imprevistos: Sirve para situaciones no previstas en el proyecto, entre mayor
sea el desconocimiento de los aspectos del proyecto, mayor será el porcentaje
de imprevistos.
4. Costos Financieros, de Garantías e Impuestos: Los costos financieros se
refiere a los intereses que se debe pagar por créditos necesarios de obtener
para mantener la continuidad de la obra. Las garantías corresponden a un
porcentaje del valor del monto del proyecto.
113
5. Utilidad: Es el porcentaje que se prevé ganar, el valor se puede calcular y
asignar bajo ciertos criterios, se analiza el tipo de recursos propios que posee.
Fuente: Propia
Para los cálculos de edificios de hormigón armado, acero y madera, se considerará un 33
% de costos indirectos.
Costos Directos
Los costos directos están constituidos por:
1. Mano de Obra: Representa el costo del trabajo manual necesario para la
construcción, se le obtiene mediante el salario nominal que es un valor teórico del
cual se parte para determinar el salario real, multiplicando al valor nominal por
un factor de tiempo, influenciado por los días del año que no se trabaja, y por un
factor de costo, determinado por pagos adicionales al trabajador. Las tarifas se
obtienen clasificadas en categorías.
2. Materiales: Son todos aquellos que interviene como materia prima necesarios para
el desarrollo de la construcción, los costos de los materiales varían dependiendo
del lugar donde se vaya a realizar la obra y de los proveedores.
3. Equipo y Maquinaria: Para la determinación del costo horario cuando el equipo
es propio, se consideran 3 componentes.
Costo de propiendas, determinado por el valor de adquisición y el interés, se
relaciona con la vida útil.
Costos de operación con las necesidades del equipo para que pueda trabajar,
incluyendo combustible, lubricantes, mantenimiento menor, y especial, llantas y
repuestos.
Tabla 18. Análisis de costos indirectos
114
Costos de mano de obra, incluye choferes, operadores y ayudantes.
Si el, equipo no es propio, es decir que se arrienda, se asume costos de operación y costo
de mano de obra.
Fuente: Propia
En la tabla 19, se presenta los cotos directos totales de la obra de ambos sistemas
estructurales, multiplicado por los costos indirectos que son el 33 % como se indica
anteriormente, dando así el costo en obra de madera $186, 144.28 dólares, y el de concreto
con $117,093.27, dando así una diferencia de $ 69,051.01 dólares, siendo menor el del concreto
con el 69.2 % del costo de la madera.
11.5. PLANEACIÓN
11.5.1. Rendimiento de Cuadrilla y maquinaria de construcción por actividad
Para poder establecer el tiempo de ejecución por actividad, se realizó una recopilación de
información a diferentes trabajadores del ámbito de la construcción, según su experiencia
laboral. Los rendimientos por actividad fueron calculados por cuadrilla, la cual consta de
1 oficial y dos ayudantes respectivamente, estos rendimientos se establecieron por horas
y por días. Por otro lado el rendimiento de maquinaria o equipo de construcción se obtuvo
atreves de fichas técnicas de cada maquinaria.
Tabla 19. Costos Totales de Indirectos, Estructura Concreto y Madera
115
Tabla 20 Sistema a base de pórticos de madera con muros de mampostería contrachapada
ACTIVIDAD
RENDIMIENTO DE CUADRILLA
DESCRIPCIÓN DE EQUIPO
RENDIMIENTO DE EQUIPO
PRELIMINARES
Limpieza inicial 100 (m2/día) - - -
Descapote en suelo natural
- - RETROEXCAVADORA
37.5 (m2/hora)
Obras temporales ( Oficina/ Bodega)
- - - - -
Trazo y nivelación 20 (m2/día) - - -
Demolición de estructura existentes ( Acera)
150 (m2/día) - - -
FUNDACIONES
Excavación estructural - - EXCAVADORA
60 (m3/hrs)
Relleno de material selecto (bajo Losa)
8.5 (m3/día) APISONADOR
39 (m3/hrs)
Acero de refuerzo de losa de cimentación
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de losa de cimentación
81.125 (m2/día) - - -
Concreto de losa de cimentación
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20 (m3/hrs)
Acero de refuerzo de pedestales
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de pedestales
81.125 (m2/día) - - -
Concreto de pedestales.
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20 (m3/hrs)
Acero de refuerzo en viga a sísmica
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas en viga a sísmica
81.125 (m2/día) - - -
Concreto en viga a sísmica
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20 (m3/hrs)
Rellenos de material selecto
8.5 (m3/día) APISONADOR
39 (m3/hrs)
Estructura de madera
Suministro y montaje de estructura madera (incluye losas de entrepiso, columnas, vigas, viguetas y muros de madera contrachapada doble
1.1
(m2/día)
-
-
-
116
cara, ACERO ASTM A-36 EN PLATINAS Y PERNOS)
Fuente: Propia
Las sub-etapas que componen las etapas de preliminares y fundaciones, están compuestas
por las mismas actividades de estas etapas en el sistema de pórticos de madera con muros
de madera contrachapada, por lo tanto poseen el mismo rendimiento horario. A
continuación se presentará la tabla de rendimiento a partir de la etapa “estructura de
concreto reforzado nivel 1”.
Tabla 21 Sistema a base de pórticos de concreto con muros de mampostería confinada
ACTIVIDAD
RENDIMIENTO DE CUADRILLA
DESCRIPCIÓN DE EQUIPO
RENDIMIENTO DE EQUIPO
ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 1
Acero de refuerzo de columnas C1
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de columnas C1
81.125
(m2/día) - - -
Concreto de columnas C1
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo de columnas C2
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de columnas C2
81.125
(m2/día) - - -
Concreto de columnas C2
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en V1 3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en V1 81.125
(m2/día) - - -
Concreto en V1 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en Viguetas
3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en Viguetas 81.125
(m2/día) - - -
Concreto en Viguetas 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en losa de entrepiso
3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en losa de entrepiso
81.125
(m2/día) - - -
117
Concreto en losa de entrepiso
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 2
Acero de refuerzo de columnas C1
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de columnas C1
81.125
(m2/día) - - -
Concreto de columnas c1 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo de columnas C2
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de columnas C2
81.125
(m2/día) - - -
Concreto de columnas C2
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en V1 3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en V1 81.125
(m2/día) - - -
Concreto en V1 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en Viguetas
3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en Viguetas 81.125
(m2/día) - - -
Concreto en Viguetas 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en losa de entrepiso
3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en losa de entrepiso
81.125
(m2/día) - - -
Concreto en losa de entrepiso
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO NIVEL 3
Acero de refuerzo de columnas C1
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de columnas C1
81.125
(m2/día) - - -
Concreto de columnas c1 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo de columnas C2
3500 (lbs/día) - - -
Formaletas de columnas C2
81.125
(m2/día) - - -
Concreto de columnas C2
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
118
Acero de refuerzo en V1 3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en V1 81.125
(m2/día) - - -
Concreto en V1 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en Viguetas
3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en Viguetas 81.125
(m2/día) - - -
Concreto en Viguetas 8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Acero de refuerzo en losa de entrepiso
3500 (lbs/día) - - -
Formaleta en losa de entrepiso
81.125
(m2/día) - - -
Concreto en losa de entrepiso
8.3 (m3/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
PAREDES
Mampostería confinada de 20 cm (1 NIVEL)
9.92 (m2/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Mampostería confinada de 20 cm (2 NIVEL)
9.92 (m2/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Mampostería confinada de 20 cm (3 NIVEL)
9.92 (m2/día) MEZCLADORA
20
(m3/hrs)
Fuente: Propia
11.5.2. Duración de actividades sistemas constructivos
Se realizó el cálculo de tiempo de duración por actividad, este cálculo facilita la
elaboración del tiempo de ejecución de un proyecto, pero significa que sea el tiempo real,
ya que, se tiene actividades que se realizan simultáneamente, disminuyendo el tiempo del
proyecto.
119
Tabla 22 Sistema a base de pórticos de madera con muros de madera contrachapada
ACTIVIDAD
UM
CANTIDAD
DURACIÓN DÍAS REAL
ES ACTIVIDAD CUADRILLA
(Hrs)
ACTIVIDAD EQUIPOS
(Hrs)
ACTIVIDAD
(Días)
ACTIVIDAD
(Semanas)
PRELIMINARES
Limpieza inicial
m2 383.5
6 30.69 - 3.84 0.70 4
Descapote en suelo natural
m2 124.66
- 3.32 0.42 0.08 0.5
Obras temporales ( Oficina/ Bodega)
Gl
b
1 40.00 - 5.00 0.91 5
Trazo y nivelación
m2 383.56
30.69 - 3.84 0.70 4
Demolición de estructura existentes ( Acera)
m2 70 3.73 - 0.47 0.08 0.5
FUNDACIONES
Excavación estructural
m3 306.85
- 5.11 0.64 0.12 0.7
Relleno de material selecto (bajo Losa)
m3 56.65 17.77 1.45 2.40 0.44 .35
Acero de refuerzo de losa de cimentación
Lb
s
14042.23
32.10 - 4.01 0.73 4
Formaletas de losa de cimentación
m2 15.6 1.54 - 0.19 0.03 0.2
Concreto de losa de cimentación
m3 76.71 6.16 1.92 1.01 0.18 1
Acero de refuerzo de pedestales
Lb
s
1425.04
3.26 - 0.41 0.07 0.5
Formaletas de pedestales
m2 45.36 4.47 - 0.56 0.10 0.5
Concreto de pedestales.
m3 5.1 4.92 0.26 0.65 0.12 0.7
Acero de refuerzo en viga a sísmica
Lb
s
2015.79
4.61 - 0.58 0.10 0.6
Formaletas en viga a sísmica
m2 102.45
10.10 - 1.26 0.23 1.5
120
Concreto en viga a sísmica
m3 201.69
32.40 2.02 4.30 0.78 4.3
Rellenos de material selecto
m3 217.63
68.28 5.58 9.23 1.68 9.5
Estructura de madera
Suministro y montaje de estructura
madera (incluye losas de entrepiso,
columnas, vigas, viguetas
y muros de madera
contrachapada doble cara, ACERO ASTM
A-36 EN PLATINAS Y
PERNOS)
m2
1150.6875
697.38
-
87.17
15.85
87.5
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 23 Sistema de pórticos de concreto con muros de mampostería confinada
ACTIVIDAD
UM
CANTIDAD
DURACIÓN DÍAS REALES
ACTIVIDAD CUADRILL
A (Hrs)
ACTIVIDAD
EQUIPOS (Hrs)
ACTIVIDAD (Días)
ACTIVIDAD
(Semanas)
PRELIMINAR
ES
Limpieza inicial m2 383.56 30.69 - 3.84 0.70 4
Descapote en suelo natural
m2 124.66 - 3.32 0.42 0.08 0.5
Obras temporales ( Oficina/ Bodega)
Gl
b 1 40.00 - 5.00 0.91 5
Trazo y nivelación
m2 383.56 30.69 - 3.84 0.70 4
Demolición de estructura existentes ( Acera)
m2 70 3.73 - 0.47 0.08 0.5
121
FUNDACIONE
S
Excavación estructural
m3 306.85 - 5.11 0.64 0.12 0.7
Relleno de material selecto (bajo Losa)
m3 56.65 17.77 1.45 2.40 0.44 3.5
Acero de refuerzo de losa de cimentación
Lb
s 14042.
23
32.10 - 4.01 0.73 4
Formaletas de losa de cimentación
m2 15.6 1.54 - 0.19 0.03 0.2
Concreto de losa de cimentación
m3 76.71 6.16 1.92 1.01 0.18 1
Acero de refuerzo de pedestales
Lb
s 1425.0
4
3.26 - 0.41 0.07 0.5
Formaletas de pedestales
m2 45.36 4.47 - 0.56 0.10 0.5
Concreto de pedestales.
m3 5.1 4.92 0.26 0.65 0.12 0.7
Acero de refuerzo en viga a sísmica
Lb
s 2015.7
9
4.61 - 0.58 0.10 0.6
Formaletas en viga a sísmica
m2 102.45 10.10 - 1.26 0.23 1.5
Concreto en viga a sísmica
m3 201.69 32.40 2.02 4.30 0.78 4.3
Rellenos de material selecto
m3 217.63 68.28 5.58 9.23 1.68 9.5
ESTRUCTUR
A DE
CONCRETO
REFORZADO
NIVEL 1
Acero de refuerzo de columnas C1
Lb
s 7075.9
1
16.17 - 2.02 0.37 2
Formaletas de columnas C1
m2 31.22 3.08 - 0.38 0.07 0.5
Concreto de columnas C1
m3 24.75 23.86 1.24 3.14 0.57 3
Acero de refuerzo de columnas C2
Lb
s 1883.3
3
4.30 - 0.54 0.10 0.5
122
Formaletas de columnas C2
m2 20.54 2.03 - 0.25 0.05 0.5
Concreto de columnas C2
m3 3.93 3.79 0.20 0.50 0.09 0.5
Acero de refuerzo en V1
Lb
s 2015.7
6
4.61 - 0.58 0.10 0.5
Formaleta en V1 m2 102.45 10.10 - 1.26 0.23 1.5
Concreto en V1 m3 201.69 38.88 10.08 6.12 1.11 6.12
Acero de refuerzo en Viguetas
Lb
s 1982.8
8
4.53 - 0.57 0.10 0.6
Formaleta en Viguetas
m2 63.54 6.27 - 0.78 0.14 0.8
Concreto en Viguetas
m3 50.04 24.12 2.50 3.33 0.60 3.5
Acero de refuerzo en losa de entrepiso
Lb
s 1465.1
0
3.35 - 0.42 0.08 0.5
Formaleta en losa de entrepiso
m2 11.7 1.15 - 0.14 0.03 0.2
Concreto en losa de entrepiso
m3 57.53 11.09 2.88 1.75 0.32 2
ESTRUCTUR
A DE
CONCRETO
REFORZADO
NIVEL 2
Acero de refuerzo de columnas C1
Lb
s 5365.7
8
12.26 - 1.53 0.28 1.5
Formaletas de columnas C1
m2 28.75 2.83 - 0.35 0.06 0.5
Concreto de columnas c1
m3 16.64 3.21 0.83 0.50 0.09 0.5
Acero de refuerzo de columnas C2
Lb
s 2024.1
8
4.63 - 0.58 0.11 0.6
Formaletas de columnas C2
m2 21.69 2.14 - 0.27 0.05 0.5
Concreto de columnas C2
m3 4.19 0.81 0.21 0.13 0.02 0.2
Acero de refuerzo en V1
Lb
s 2015.7
6
4.61 - 0.58 0.10 0.6
Formaleta en V1 m2 102.45 10.10 - 1.26 0.23 1.5
Concreto en V1 m3 201.69 38.88 10.08 6.12 1.11 6
123
Acero de refuerzo en Viguetas
Lb
s 1982.8
8
4.53 - 0.57 0.10 0.6
Formaleta en Viguetas
m2 63.54 6.27 - 0.78 0.14 1
Concreto en Viguetas
m3 80.06 15.43 4.00 2.43 0.44 2.5
Acero de refuerzo en losa de entrepiso
Lb
s 1465.1
0
3.35 - 0.42 0.08 0.5
Formaleta en losa de entrepiso
m2 11.7 1.15 - 0.14 0.03 0.2
Concreto en losa de entrepiso
m3 57.53 11.09 2.88 1.75 0.32 2
ESTRUCTUR
A DE
CONCRETO
REFORZADO
NIVEL 3
Acero de refuerzo de columnas C1
Lb
s 5365.7
8
12.26 - 1.53 0.28 1.5
Formaletas de columnas C1
m2 28.75 2.84 - 0.35 0.06 0.5
Concreto de columnas c1
m3 16.64 3.21 0.83 0.50 0.09 0.5
Acero de refuerzo de columnas C2
Lb
s 2024.1
8
4.63 - 0.58 0.11 0.6
Formaletas de columnas C2
m2 21.69 2.14 - 0.27 0.05 0.5
Concreto de columnas C2
m3 4.19 0.81 0.21 0.13 0.02 0.2
Acero de refuerzo en V1
Lb
s 2015.7
6
4.61 - 0.58 0.10 0.5
Formaleta en V1 m2 102.45 10.10 - 1.26 0.23 1.5
Concreto en V1 m3 201.69 38.88 10.08 6.12 1.11 6.2
Acero de refuerzo en Viguetas
Lb
s 1982.8
8
4.53 - 0.57 0.10 0.6
Formaleta en Viguetas
m2 63.54 6.27 - 0.78 0.14 1
Concreto en Viguetas
m3 80.06 15.43 4.00 2.43 0.44 2.43
124
Acero de refuerzo en losa de entrepiso
Lb
s 1465.1
0
3.35 - 0.42 0.08 0.5
Formaleta en losa de entrepiso
m2 11.7 1.15 - 0.14 0.03 0.2
Concreto en losa de entrepiso
m3 57.53 11.09 2.88 1.75 0.32 2
PAREDES
Mampostería
confinada de 20
cm (1 NIVEL)
m2 486.54 78.47 24.33 12.85 2.34 13
Mampostería
confinada de 20
cm (2 NIVEL)
m3 486.54 78.47 24.33 12.85 2.34 13
Mampostería
confinada de 20
cm (3 NIVEL)
m4 486.54 78.47 24.33 12.85 2.34 13
Fuente: Elaboración Propia En la primera etapas de la obra se puede observar que ambos sistemas tienen la misma
cantidad de cuadrilla, dando así la misma duración en horas para cada una. En la etapa de
fundaciones se necesita aumentar la cantidad de cuadrillas debido a que la actividad
necesita de un mayor personal y ejecutarlo lo más rápido posible. Por ejemplo en la
actividad del llenado del concreto en la losa de cimentación, se ocupó 12 cuadrillas, más
2 máquinas mezcladoras, ya que esta, necesita y se debe realizar en un mismo día por
aspectos técnicos del material. En el caso del sistema a base de madera donde se utilizó
la cantidad de 12 cuadrillas fue en lo que concierne a todo el montaje de la estructura de
madera ya sea columnas, vigas, entrepisos y muros.
Se puede resumir que las cuadrillas que se utilizaron son: 1, 5 y como máximo 12
cuadrillas en ambos sistemas.
11.5.3. Tiempo de ejecución del proyecto
Las múltiples actividades que integran a los proyectos tienen características distintas; sin
embargo, deben estar sujetas, al menos, a dos condiciones: tiempos y costos.
El tiempo de ejecución de cada uno de los sistemas constructivos, se descompone para
propósitos analíticos en el tiempo requerido, para completar los componentes del
125
proyecto que es, a su vez, descompuesto en el tiempo requerido para completar cada tarea
que contribuye a la finalización de cada componente.
Al enlistar el total de actividades que integran el proyecto y ordenarlas en función del
momento en que habrán de ser desarrolladas. Podemos estimar el tiempo necesario para
el desarrollo de cada una de las actividades así como los recursos vayan a ser requeridos
para tal efecto
Una vez realizado todo esto, se estableció como fecha inicial de obra el día 30 de enero
del año 2017. Se definieron las horas laborales que equivales a un total de 48 horas
semanales; estas horas son establecidas por el MITRAB. Además se especificaron los
distintos días feriados que se dan en el transcurso del año, esto con el objetivo de plasmar
un tiempo de ejecución lo más parecido a la realidad laboral.
A continuación se presenta los diferentes tiempos de ejecución del proyecto con sus
diagramas de Gantt, para los distintos sistemas constructivos. El restante se puede
observar en el Anexo D.
Ilustración 35. Sistema de pórticos de madera con muros de madera contrachapada en Project
Fuente: Elaboración Propia
126
Ilustración 37 Diagrama de Gantt Madera
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 36 Sistema de concreto reforzado con muros de mampostería confinada
Fuente: Elaboración Propia
127
Como se puede observar el diagrama de GANTT incorpora, fundamentalmente, dos
variables: actividades y tiempos, representando gráficamente las actividades del
proyecto, planeación de las actividades y determinación de la ruta crítica. Al determinar
la ruta crítica podemos identificar las actividades críticas, las cuales rigen la duración de
total del proyecto.
Esto nos permite programar anticipadamente los recursos una vez que se esté ejecutando
el proyecto, para disminuir el tiempo de ejecución de obra si hay algún tipo de retraso en
alguna actividad.
Ilustración 38 Diagrama de Gantt de Concreto
Fuente: Elaboración Propia
128
Ilustración 39 Escala de tiempo de ambos sistemas constructivos
Fuente: Elaboración Propia
Al comparar las dos escalas de tiempo se puede observar que el sistema de mampostería reforzada termina siete días antes que el sistema a base de
madera, esto se da debido a que la instalación del sistema a base de madera debe de ser más rigurosa que la de mampostería confinada a pesar de
que este sistemas se utilice algún tipo de maquinaria. Al no realizar una instalación rigurosa del sistema constructivo de madera esta puede obtener
daños severos a la hora de un sismo debido a la falta de calidad de ejecución de obra.
129
XII. CONCLUSIONES
1. Uno de los principales problemas ambientales del país es la sobre explotación del
recurso natural de la madera y esto afecta la disponibilidad del material. La
sobreexplotación del recurso depende de la combinación de factores económicos,
sociales e institucionales. Este problema tiene su origen en la sobre explotación
de variedades con alto valor comercial, sin tomar en consideración los períodos
de reproducción, tamaño y población de este. En el ámbito institucional existe el
problema de implementación de mecanismos efectivos para hacer cumplir las
leyes, a pesar de la abundante legislación sobre recursos naturales, forestales y
ambientales existentes. Por otro lado hay poco control sobre las compañías
madereras, estas se muestran ávidas de extraer madera al menor costo posible,
muchas veces sin respetar la conservación de suelo, la reforestación o dejar la
cantidad y calidad adecuada de árboles progenitores.
2. Ambos sistemas poseen ventajas que benefician a la construcción del hotel pero
también desventajas que perjudican a esta en costos y tiempo, ya que ambas
requieren de mantenimiento, por ejemplo en concreto debido a los defectos de
fabricación o mala puesta en obra se crean fisuras que tiene que ser reparas con el
tiempo, y en madera el ataque de hongos por efecto de la humedad, pero estas
no solo se deben al material en sí , sino a múltiples factores como: mala
construcción, desastres naturales, falta de supervisión durante la obra , entre otras.
3. En el análisis de pre inversión la planeación de tiempos y costos son
fundamentales para el éxito del proyecto. Cada uno de estos aspectos requiere de
la aplicación de metodologías de gestión y administración del proyecto,
permitiendo optimizar los recursos y maximizar los beneficios.
130
4. El sistema estructural de concreto reforzado con muros de mampostería resultó
con un menor consto con respecto al sistema de madera con muros de madera
contrachapada con un porcentaje del 63 % aproximadamente. Esto se debe al
precio de la madera y lo que conlleva, su traslado, mano de obra y otros factores.
Con respecto a la duración de la obra, se estableció un tiempo estándar para la
ejecución de cada uno de los sistemas estructurales. Este tiempo considera el
séptimo día (domingo) y los días festivos. El tiempo estimado de ejecución puede
afectarse por muchos factores, tales como: climatológicos, disponibilidad de
material, cambios sociales y políticos, disponibilidad de financiamiento para el
proyecto. Esto podría alterar el costo total del proyecto. Finalmente, el sistema
de concreto es más viable debido a la disponibilidad del material en el mercado
y la accesibilidad de mano de obra.
5. En el proyecto hotelero ubicado en la zona costera de Gran Pacifica, los sistemas
propuestos presentan un comportamiento sismo resistente aceptable de acuerdo a
parámetros estructurales definidos por reglamentos antes mencionados. El sistema
a base de madera presenta excelente comportamiento ante las dimensiones
propuestas y al tipo de madera seleccionado, al igual que el sistema de pórticos de
concreto con mampostería confinada, garantizando la resistencia estructural y
seguridad de la obra.
131
XIII. BIBLIOGRAFÍA
A, G. (22 de Agosto de 2012). La Madera. Recuperado el 13 de Noviembre de 2016, de
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Agregados de Nicaragua. (s.f.). AGRENIC. Recuperado el 13 de Octubre de 2016, de
AGRENIC: http://agrenic.com/about-us/
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LAS INDUSTRIAS DE LA MADERA) Recuperado el 10 de Octubre de 2016,
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137
XIV. ANEXOS
14.1. ANEXO A: CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAL
1) Tipo de Suelo
El Hotel las Perlas como se ha venido mencionando se encontrará ubicado en el municipio
de Villa El Carmen, Mangua, y según los estudios de suelo realizado, es un terreno limoso
y arcilloso siendo este un tipo de suelo fino y cohesivo, y de acuerdo a la clasificación del
RNC, se clasifica como un suelo Tipo II: Suelo moderadamente blando, con 180 ≤ Vs ≤
360 m/s. Por lo tanto, la estructura se encuentra en la Zona C, en el mapa de Zonificación
sísmica de Nicaragua como se muestra en la siguiente figura:
138
2) Grupo al que pertenece
De acuerdo con el artículo 20 del capítulo II
del RCN-07 referente a la clasificación de las
estructuras; por ser un hotel cuyo grado de
seguridad es intermedio y su falla parcial o
total causaría pérdidas de magnitud
intermedia, la estructura se considera del
Grupo B.
3) Factor de Comportamiento Sísmico
para Concreto
El valor del factor de comportamiento
sísmico (Q) se adoptó de acuerdo a las
secciones establecidas en el Artículo 21
del RCN-07 como Q=2, considerando que la resistencia a fuerzas laterales es
suministrada por marcos de concreto reforzado, los cuales no llevarán requisitos
especiales detallados para ser considerados marcos dúctiles.
El factor de comportamiento sísmico para estructura de madera (Q) se
adoptó de acuerdo a las secciones establecidas en el Artículo 21 del RCN-
07 como Q=4, considerando que la estructura de madera será con
estructuras a porticada con muros de madera contrachapada a ambas caras
, en el que resisten las cargas horizontales en ambos sentidos de la obra,
mediante pórticos con vigas y columnas integrados por uniones rígidas y
esta puede ser lograda mediante la fijación con tornillos y/o pernos a fin
de garantizar la transferencia de esfuerzos.
4) Elección del método de análisis
Se realizará un análisis espectral modal, en el que se aplicará ambos métodos de análisis
tanto el método estático equivalente y el método dinámico del Arto. 33 del RNC , puede
Ilustración 40. Zonificación Sísmica de Nicaragua
Fuente: RNC
139
utilizarse para el análisis de toda estructura, cualesquiera que sean las características de
la estructura, ya sea regular o no, y en este proyecto se utilizará dicho método , ya que,
conociendo las propiedades de los materiales constructivos de nuestra estructura y de los
elementos de los sistemas estructurales, aparte de la resistencia es de vital importancia
conocer los desplazamientos , de las fuerzas laterales aplicadas en los centros de masa de
la estructura se determinan a partir de la respuesta dinámica de dicha estructura dándonos
un análisis exhaustivo y detallado de la estructura.
5) Factor de reducción por sobreresistencia
El factor de sobre resistencia siempre será Ω=2 según el artículo 22 del RCN-07
6) Condiciones de regularidad ( Art. 23)
140
Fuente: Propia
Tabla 24 Condiciones de Regularidad del Edificio
141
Fuente: Propia
7) Coeficiente de diseño Sísmico –Resistente
De acuerdo al artículo 24 se calculó el coeficiente sismo resistente por el método estático
equivalente con la siguiente fórmula:
c =S(2.7 ∗ ao)
Q′ ∗ Ω pero nunca menor que (S)(ao)
Para encontrar el coeficiente sísmico se tomó en cuenta los siguientes parámetros:
Localización: Managua
Tipo de suelo: II
Factor de reducción por sobre resistencia (Ω): 2 según el artículo 22
S = 1.5, según la Tabla 2 de factores de amplificación por tipo de suelo, (S)
Ilustración 41 Factores de Amplificación por tipo
de suelo, S
Tabla 25 Condiciones de Regularidad
142
ao = 0.30, de acuerdo con la ilustración 27 de zonificación sísmica de Nicaragua para la
zona C donde se ubica el municipio de Villa El Carmen , departamento de Managua.
Corrección por irregularidad
El factor de reducción Q’ será multiplicado por 0.9, es decir Q´=0.9*Q ya que
incumple con algunos de los requisitos del Arto. 23.
Q´= (0.9)*(2)= 1.8
Q´= (0.9)*(4)= 3.6 (Madera)
Cálculo Coeficiente sísmico para concreto y madera.
En este caso, según el análisis que se realizó de acuerdo al sistema estructural, se definió
con valor de factor del comportamiento sísmico, Q = 2
𝑐𝐶𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜 =1.5 (2.7 × 0.30)
1.8 × 2= 0.38
𝑛𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑎 (𝑆)(𝑎𝑜) = (1.5)(0.30) = 0.45
𝑐𝑀𝑎𝑑𝑒𝑟𝑎 =1.5 (2.7 × 0.30)
3.6 × 2= 0.17
Ilustración 42 Mapa de Isoaceleraciones
143
C es menor que (s)*(ao), se tomará como coeficiente de diseño c igual a 0.45 para el
diseño de los elementos.
14.2. CARGAS CONSIDERADAS
Para el cálculo de las cargas se hizo uso del RNC-07 en el que se establece las cargas
vivas y muertas para cada tipo de edificación así también como los pesos a considerar
para el análisis de cualquier estructura.
Cargas Muertas
Para el cálculo de las cargas muertas se dejaron a criterio de los diseñadores, tomando en
cuenta los principales elementos presenten en la estructura.
Fuente: Propia
Tabla 26. Cargas Muertas de Entrepiso
144
Fuente: Propia
Fuente: Propia
Tabla 27. Cargas Muertas Azotea
Tabla 28. Cálculo del Peso de las columnas en la estructura por Nivel y tipo
145
Fuente: Propia
Fuente: Propia
Cargas Vivas
Tabla 1. Cargas vivas unitarias (Kg/m2) consideradas en el RNC-07
Fuente: Propia
Tabla 31. Cargas Vivas según el destino de la estructura
Tabla 29. Cálculo del peso de Vigas por Nivel
Tabla 30. Carga Muerta Provisional por cada Nivel
146
Combinaciones de Carga
Combinaciones de Carga consideradas en Etabs
Tabla 32. Combinaciones de Carga
Combinación 1 1.2 CM
Combinación 2 1.2 CM +1.6 CV
Combinación 3 1.2CM + CV
Combinación 4 1.2 CM +CV+SX
Combinación 5 1.2 CM +CV-SX
Combinación 6 1.2 CM +CV+SY
Combinación 7 1.2 CM +CV-SY
Combinación 8 1.2 CM + CV+SX+0.30SY
Combinación 9 1.2 CM + CV+0.30SX+SY
Fuente: Elaboración Propia
Como se puede observar en la tabla, la combinación que más aporta y exige a la estructura
es la combinación 8 y la combinación 9, en el que se evalúa el efecto de la torsión
generada por la asimetría estructural y de la rotación de la cimentación considerando la
interacción suelo- estructura y la acción de los sismos que actúa en las dos direcciones de
análisis y por lo tanto este efecto va implícito en las fuerzas internas de la estructura.
Lo que se hizo luego de ingresar todas las combinaciones definidas por el reglamento, se
creó un envolvente de todas las combinaciones para que sea haga más fácil de ver los
esfuerzos máximos y así no estar revisando todas las anteriores, por lo tanto, se combina
y esta deja de ser una combinación de tipo lineal y se vuelve una envolvente como se
mencionó anteriormente.
Espectro de Aceleración, RNC-07
En la ilustración 32, se muestra el espectro de respuesta utilizando las fórmulas del
reglamento. En la siguiente ilustración se expresa como fracción de la aceleración de la
gravedad, que sirve para el espectro de aceleraciones para diseño sísmico. Y por otra parte
se muestra el espectro de diseño para Nicaragua tomando en cuenta los parámetros que
definen a la estructura en cuanto al tipo, función y sitio en el que desarrollarán.
147
Ilustración 45. Espectro de Aceleración RNC-07
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 43. Fracción de la aceleración de
la gravedad
Fuente: RNC
Ilustración 44. Espectro de Diseño para Nicaragua
Fuente: RNC
148
Para el análisis con el programa Etabs se introduce el espectro reducido ya calculado de
acuerdo al RNC-07, que en la ilustración 32, es representada por la curva en color azul.
14.3. ANEXO B: ESTUDIO DE SUELO GRAN PACÍFICA
Fuente: (Huertas H, 2015)
Fuente: (Huertas H, 2015)
Tabla 33. Resultado de perforación de suelo S1
Tabla 34. Resultados de perforación S2
149
14.4. ANEXO C: COMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA DE
CONCRETO CON MUROS DE MAMPOSTERÍA EN ETABS.
150
14.5. .ANEXO D: ENCUESTA APLICADA A TRABAJADORES EN
ESTRUCTURAS DE CONCRETO Y MADERA.
Nombres y Apellidos.
Puesto de trabajo
Actividad
u/m
Rendimiento ( 8
Hrs.)
Fuerza de trabajo
Oficial
Ayudante
Limpieza inicial (m2/día)
Descapote en suelo natural -
Obras temporales ( Oficina/ Bodega) -
Trazo y nivelación (m2/día)
Demolición de estructura existentes ( Acera)
(m2/día)
Excavación estructural -
Relleno de material selecto (bajo Losa) (m3/día)
Acero de refuerzo de losa de cimentación
(lbs/día)
Formaletas de losa de cimentación (m2/día)
Concreto de losa de cimentación (m3/día)
Acero de refuerzo de pedestales (lbs/día)
Formaletas de pedestales (m2/día)
Concreto de pedestales. (m3/día)
Acero de refuerzo en viga a sísmica (lbs/día)
Formaletas en viga a sísmica (m2/día)
Concreto en viga sísmica (m3/día)
Rellenos de material selecto (m3/día)
Acero de refuerzo de columnas C1 (lbs/día)
Formaletas de columnas C1 (m2/día)
Concreto de columnas C1 (m3/día)
151
Acero de refuerzo de columnas C2 (lbs/día)
Formaletas de columnas C2 (m2/día)
Concreto de columnas C2 (m3/día)
Acero de refuerzo en V1 (lbs/día)
Formaleta en V1 (m2/día)
Concreto en V1 (m3/día)
Acero de refuerzo en Viguetas (lbs/día)
Formaleta en Viguetas (m2/día)
Concreto en Viguetas (m3/día)
Acero de refuerzo en losa de entrepiso (lbs/día)
Formaleta en losa de entrepiso (m2/día)
Concreto en losa de entrepiso (m3/día)
Mampostería confinada de 20 cm (m2/día)
Suministro y montaje de estructura madera (incluye losas de entrepiso, columnas, vigas, viguetas y muros de madera contrachapada doble cara, ACERO ASTM A-36 EN PLATINAS Y PERNOS)
m2
14.6. ANEXO E: DURACIÓN DE ACTIVIDADES CON DIAGRAMA DE
GANTT
152
153