Por:

Juan C. Aparicio M.

Jos L. Murillo B.

Maira A. Mora P.

Programa Ingeniera Civil

Facultad de Ingeniera

Corporacin Universitaria Minuto de Dios

IDENTIFICAR LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE

ESTRUCTURAS METALICAS Y DE CONCRETO EN VIGAS EN BOGOTA

Metodologa

esta investigacin busca determinar cules son las ventajas y desventajas de la construccin de vi-

gas de concreto y de acero en Colombia. Para lo cual debemos conocer plenamente los lugares en

los que vamos a desarrollar nuestra investigacin, adems de tener conocimiento de los materiales

con los cuales vamos a trabajar y cules son sus caractersticas y propiedades. Al ya tener definido

que necesitamos para poder desarrollar nuestra investigacin y cul va a ser su finalidad empezamos

con la toma de datos provenientes de clculos, ensayos (virtuales), observaciones, etc. de los elemen-

tos que queremos estudiar como lo es en este caso particular las vigas en acero y concreto.

Para desarrollar esta investigacin debemos hacer varios clculos, ensayos (virtuales) y observacio-

nes de vigas en acero y concreto en diferentes viviendas para describir el comportamiento de este ti-

po de estructuras en diferentes lugares y tener una cantidad considerable de datos con los que poda-

mos apoyar nuestra investigacin

Para la clasificacin, organizacin, anlisis, obtencin de resultados e interpretacin de los mismos,

debemos estar apoyados por las normatividades que rigen este tipo de estructuras como lo es el caso

particular para Colombia la norma sismo resistente 2010 (NSR-10).para cumplir con los requeri-

miento que exigen, para el caso particular del concreto en vigas es el ttulo c (concreto estructural)

y para el caso de vigas en acero es el ttulo f (estructuras metlicas).

Para lograr realizar el calculo de las vigas nos hemos apoyados en una aplicacin para Smartphone

llamada EPICFEM, y por medio de ensayo y error hemos obtenido las vigas mas optimas que cum-

plen con la especificacin de carga, cumpliendo con la deflexin permitida en la NSR-10 (ver pag C-

129 y F-460)

Resumen:

El presente proyecto de investigacin se enfoca en el estudio del uso de estructuras metlicas y de concreto para vigas estructurales en viviendas unifamiliares y edificios para la ciudad de Bogot, lo anterior debido a que las vigas

son clasificadas como un elemento estructural de gran importancia en el proceso constructivo de cualquier edificacin; puesto que soportan diversas cargas a flexin; es por ello que el proyecto investigativo busca determinar las venta-

jas y desventajas del uso constructivo de estructuras metlicas y de concreto en vigas estructurales, para as considerar cual es el mejor sistema en resistencia, durabilidad, costos entre otros aspectos; para ello se realizaron los res-

pectivos clculos, procedimientos, ensayos e investigaciones determinando el mejor proceso del uso de dichas estructuras dando cumplimiento a los parmetros establecidos por la Norma Sismo Resistente 2010.

Ensayo del mtodo LFRD: el LFRD (load and resistance factor design) es un mtodo que se utiliza para el diseo de estructuras en acero.

Palabras Claves:

Diseo estructural: es uno de los campos donde se desarrolla la Ingeniera Civil. El diseo estructural busca la relacin costo beneficio entre lo necesario para una estructura confiable por teora y aplicarlo a la vida real, construirlo.

Viga: En ingeniera y arquitectura se denomina viga a un elemento estructural lineal que trabaja principalmente a flexin.

Carga distribuida: Carga que se aplica a toda la longitud de un elemento estructural o a una parte de ste. Tambin llamada carga repartida.

Introduccin:

La presente investigacin hace referencia al uso de estructuras metlicas y de concreto para vigas en Bo-

got; debido a que es uno de los elementos estructurales mas importantes y que cumplen una de las fun-

ciones mas relevantes en cualquier proyecto constructivo en especial de ingeniera civil.

El objetivo principal de esta investigacin es identificar las ventajas y desventajas del uso de estructuras

metlicas y de concreto aplicado en vigas en Bogot.

La investigacin se realizo teniendo en cuenta la normatividad vigente en Colombia (NSR 2010) y consi-

derando que las vigas son el elemento estructural de mayor importancia debido a su comportamiento a

flexin.

Con esta investigacin pretendemos obtener una mejor calidad en el uso de dichos procesos constructi-

vos, logrando una mayor resistencia y durabilidad en las estructuras, teniendo en cuenta los costos y pre-

supuestos aplicados en dichos proyectos.

Para tal fin calcularemos una viga de acero y otra de concreto que cumplan con los siguientes requisitos

expuestos en el siguiente diagrama:

Conclusiones:

Finalmente hemos obtenido las secciones expuestas en la figura de la parte superior, donde podemos ver claramente algu-

nas caractersticas de los materiales y el dimensionamiento de cada una, basndonos en estos resultados obtenidos espe-

ramos que los futuros ingenieros civiles y publico en general, aprendan a diferenciar las ventajas y desventajas de las es-

tructuras metlicas y de concreto en vigas para la ciudad de Bogot.

De acuerdo con el calculo obtenido se puede deducir que para cumplir con los requerimientos de carga expuestos en

nuestro esquema inicial es necesario usar una viga de concreto con mayor rea transversal y adems el concreto por si

mismo no trabaja ni a flexin ni a corte, siempre es necesario usar el acero de refuerzo para lograr cumplir y satisfacer las

fuerzas a flexin y a cortante generadas por la carga distribuida.

Las estructuras en concreto por necesitar un rea mayor en su seccin transversal darn como resultado vigas mas pesa-

das y por ende una cimentacin mas robusta lo que se traduce en mayores costos, segn la tabla expuesta en la parte su-

perior podemos observar que el peso de una viga en concreto es casi 5 veces mas pesada, y si esto lo transferimos a nues-

tra cimentacin y por ende a la capacidad portante del suelo, necesitaremos 5 veces mas rea en las zapatas o 5 veces

mas capacidad portante de los pilotes y del suelo, por tanto lo que nos ahorramos en el precio y mano de obra del concreto,

lo estamos utilizando en la cimentacin, en otras palabras estamos enterrando el presupuesto de la obra.

Por otro lado una de las mayores ventajas del concreto en vigas, es su alta resistencia al fuego, lo cual en caso de un in-

cendio resulta bastante til.

Otro de los aspectos a evaluar en cuanto a vigas, es su tiempo de fabricacin, montaje de elementos, facilidad en la conse-

cucin de materiales, costos en mano de obra, transporte, entre otros. Con base en estos resultados obtenidos, esperamos

que los futuros ingenieros civiles evalen y usen el sistema mas optimo para realizar vigas.

Bibliografa

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Reglamento colombiano de construccin sismo resistente NSR-10. titulo F-estructuras

metlicas. Bogot D.C.: El instituto, 2010. F-1 a F-601 p.

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Reglamento colombiano de construccin sismo resistente NSR-10. titulo C-concreto es-

tructural. Bogot D.C.: El instituto, 2010. C-1 a C-565 p.

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Reglamento colombiano de construccin sismo resistente NSR-10. titulo B cargas. Bo-

got D.C.: El instituto, 2010. B-1 a B-82 p.

Villate C. (2008). Edificios en altura la carrera tcnica por ganar en el skyline. El caso colombiano: Domnico Parma. Revista de arquitectura de la universidad de

los andes, ISNN 2011-3188, N. 3,2008 (ejemplar dedicado a: Colombia moderna patrimonio?), pgs. 60-65

Armado viga de concreto

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Vigas de acero

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