sábado, 19 de noviembre de 2016

EL ESFUERZO CORTANTE EN LAS SECCIONES DE HORMIGÓN ARMADO

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Esfuerso cortante en las secciones de Hormigón armado
A diferencia de los esfuerzos normales que aparecen sobre la sección cuando una viga de hormigón armado trabaja a flexión, el fenómeno del esfuerzo cortantes es mucho más complejo, por tratarse de un mecanismo resistente espacial, en el cual intervienen muchos factores, y aun hoy en día estamos lejos de poderlos descifrar todos con claridad.      
Sabemos que, como variación de la ley de momentos flectores entre dos secciones a lo largo de la directriz de la pieza, aparece el esfuerzo cortante que actúa sobre la sección transversal de la pieza. A lo largo de la historia de la ingeniería se han ido presentando diversos modelos que desde finales del siglo XIX, hasta nuestros días, no han resuelto la cuestión de manera definitiva.
En cuanto a los fallos por cortante, en los estados límites, existen cuatro efectos principales, según falle el acero de armar, o lo haga el propio hormigón:
– Rotura por plastificación de la armadura transversal.
– Rotura por deslizamiento o fallo de anclaje de la armadura transversal.
– Fisuración excesiva por cortante.
– Fallo por compresión excesiva del hormigón.

En 1902, Mörsch, propuso el modelo de la distribución de tensiones de corte para una viga de hormigón armado trabajando a flexión. Siguiendo la teoría clásica de Colignon, de la resistencia de materiales, Mörsch cuantificó el valor máximo de la tensión tangencial sobre la sección, en la posición de la línea neutra, y por estar fisurada a partir de este punto hasta la armadura de tracción, ésta tensión tangencial permanecía invariable.






lunes, 14 de noviembre de 2016

El muro muro de pantalla o el Metro de Milán, una pequeña historia



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El muro Milán, hoy conocido como muro pantalla se puede definir como una pared tablestacada de hormigón armado conformada en el subsuelo; es un ingenio constructivo que ha influenciado notablemente la construcción de estructuras de las cimentaciones llamadas especiales y sistemas subterráneos de transporte urbano en muchas ciudades del mundo; su función principal es la de servir como elemento de sostenimiento temporal y luego permanente de zanjas longitudinales abiertas en la masa de suelo, aunque también se ha empleado extensamente para estabilizar excavaciones profundas para la construcción de cimentaciones.

La variedad de sus aplicaciones cada día es mayor y la calidad obtenida también ha mejorado, incrementando su empleo en los muros estructurales definitivos tanto en cajones para Metros, en cimentación de edificios, en simples muros de contención o muros de protección contra inundaciones. Otra aplicación, frecuente, es para la construcción de muelles marginales en regiones sísmicas.

En el diseño de un muro pantalla o muro de Milán, es fundamental conocer la respuesta del suelo ante los cambios provocados por la excavación, ya que ésta origina un alivio de los esfuerzos totales, por la remoción de suelo y agua, cuyo resultado es el movimiento de la masa de suelo, por lo que el diseño se debe concentrar en el control y mitigación de las deformaciones inducidas. El control de estos movimientos es importante ya que su magnitud puede dañar a estructuras adyacentes y a los servicios públicos.

La respuesta del suelo está influenciada principalmente por los siguientes factores:

(1) dimensiones de la excavación;
(2) propiedades de los suelos;
(3) control y abatimiento del nivel freático;
(4) proceso y secuencia constructiva;
(5) tipo de soporte y apuntalamiento;
(6) cercanía de edificios y de servicios públicos;

(7) sobrecargas temporales.

El trabajo en la construcción de la primera línea del metro de Milán comenzó el 4 de mayo de 1957, en Viale Monte Rosa; el proyecto fue dividido en siete lotes (más una extensión de la primera), cada uno subcontratado a empresas que llevaron a cabo la construcción:
Para el diseño y la construcción de la línea del metro se tuvo que tomar en cuenta todas aquellas estructuras que estaban presentes en el subsuelo de Milán: tuberías, conductos y -en algunos casos- restos arqueológicos encontrados durante las excavaciones.El mayor problema encontrado fue la presencia de las alcantarillas, que a menudo forzaron su demolición, primero y su reconstrucción a ambos lados de los túneles y estaciones, mientras que el resto de servicios (cables eléctricos, agua potable, gas natural, cables telefónicos) sólo supuso la construcción de soportes, situándolos a un nivel más elevado en comparación con las galerías.
Las obras de construcción se desarrollaron a partir de la zona de Piazzale Lotto y Viale Monza al mismo tiempo, y luego se fueron empalmando los siete tramos, para poder unificar todo el recorrido, y así dar vida al nuevo metro, que todavía sigue funcionando en la línea 1; el primer taller de depósito construido era Precotto (que se encuentra en medio de Anaxágoras).
En cuanto a la financiación, se ha calculado que el costo de la línea 1 ascendió a mil millones de liras (por supuesto) el kilómetro: a continuación, el gasto final total se ascendió a 30 mil millones, que quedaron repartidos en un tramo de 6 mil millones cubiertos en 1957 y tres más 8 mil millones cubiertos en 1958, 1960 y 1961.
Por simple lógica se puede advertir, que cuanto más grande sea la excavación mayor es el alivio de los esfuerzos totales y por lo tanto mayores los movimientos del suelo. En el caso extremo, una excavación profunda débilmente soportada puede originar una falla general por esfuerzo cortante de los suelos.
El proceso del diseño involucra tanto al ingeniero estructural como al geólogo, a través del estudio geotécnico. El estudio geotécnico establece los parámetros como los empujes de suelo e hidrostático, la resistencia y módulos de rigidez del suelo, los criterios sísmicos en términos de deformación o esfuerzo; los parámetros se definen a través de fórmulas simples o con análisis no lineales de elementos finitos, en los más modernos se considera explícitamente la interacción suelo-estructura, sin embargo, son limitados en el sentido del modelado estructural. El ingeniero de estructuras aplica a su modelo las presiones, la rigidez del suelo que se define a través de la rigidez de resorte, o módulos de reacción, por lo que las presiones son independientes de las deformaciones.
Los métodos de equilibrio límite son adecuados para predecir las cargas de fallo, sin embargo, no son capaces de determinar las deformaciones asociadas. Dado que el proceso constructivo es evolutivo, el modelo de análisis debe contemplar el desarrollo de las presiones y deformaciones conforme se realice la excavación. Los modelos utilizados con más frecuencia son:

(a) los modelos con resorte, y
(b) los modelos mediante elementos finitos.


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INTRODUCCION Y CALCULO FUNDACION SUPERFICIAL CON CYPECAD

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El software Cypecad facilita el cálculo de zapatas, encepados, vigas y losas de cimentación, desde la introducción en el modelo hasta la obtención de planos.
A continuación les presentamos un vídeo donde se muestra una introducción al proceso de modelado y cálculo con Cypecad de diferentes tipos de zapatas: centradas, excéntricas (lindero/medianería y esquina), combinadas y zapatas con formas irregulares.
En cada caso vemos cómo se introducen en el programa, ajustamos diversas opciones de dimensionado, leemos los listados de comprobaciones, consultamos y editamos los armados, etc.
Empezando por la más simple zapata centrada, vamos calculando los diferentes tipos hasta obtener los planos de la cimentación completa.

Proceso de modelado y cálculo con Cypecad, para diferente tipos de zapatas.


Estudio de suelos en la construcción, para evitar desplomes en los edificios.


La falta de un estudio de suelos podría hacer colapsar a un edificio o vivienda.

En toda obra de arquitectura o ingeniería moderna, ya sea viviendas o edificios, es necesario e imprescindible la realización de un estudio de suelos. El Estudio de Mecánica de Suelos , es un documento suscrito por un especialista reconocido y acreditado en mecánica de suelos, a través del cual determina la resistencia del terreno sobre el que se desplantan las edificaciones, mismo que sirve de base para determinar el tipo de cimentación a usar.  El Estudio de Suelos ó estudio geotécnico es parte de la Mecánica de Suelos.



El estudio de suelos permite  conocer las propiedades físicas y mecánicas del suelo, y su composición estratigráfica, es decir las capas o estratos de diferentes características que lo componen en profundidad, y por cierto ubicación de napas de agua (freáticas), si las hubiere.



Resultado de imagen para Importancia del Estudio de Suelos.



Importancia del Estudio de Suelos.


La importancia del estudio de suelos depende del tipo de proyecto que vas a realizar y de la magnitud de este; con los resultados que te arroje el estudio de suelos puedes tomar decisiones del tipo de cimentación a utilizar y hasta que profundidad debes de cimentar;  dependiendo del tipo de suelo es la capacidad de soporte del suelo (resistencia del suelo) y eso se puede determinar únicamente con el estudio de suelos.
Depende del estudio de suelos, determinaras cuanto vas a gastar o cuanto vas a ahorrar en cimentación; ya que muchos proyectos en los que no se hace estudio de suelos, resulta que cuando están ya construidos se dan cuenta que tienen hundimientos y eso acarrea mas costos, ya que se debe degastar mucho en reparar o tratar de estabilizar el terreno y todo por “ahorrarse unos centavos” y no hacer el estudio de suelo.
estudio de suelos geotecnia en el Blog de Zigurat
Cuando se trata de edificios, con el estudio de suelos determinas la capacidad máxima de carga que acepta el terreno y si es suficiente por la sobrecarga del edificio.
Por otra parte el uso de la tecnología moderna y actualizada  ha fijado como primera exigencia en las normas que rigen la construcción en las distintas municipalidades,  la realización de estudios de suelos.  El argumento de que mi vecino construyó de esta o aquella manera ya no es válido y diría peligroso y antieconómico. La incidencia del estudio de suelos en el costo total de una obra es insignificante por lo que no existen motivos para no realizarlo.




Puente peatonal Elizabeth Quay


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Este elegante puente diseñado por ARUP es parte de un plan audaz para revitalizar el centro de Perth (Australia), en la entrada de la ciudad por mar a través del río Swan.

El puente peatonal Elizabeth Quay tiene un diseñado atirantado con 22 metros de altura y 110 metros de largo para peatones y ciclistas teniendo una estructura curvada en forma de 'S'.



Se apostó por un diseño en 'S' con rampas prolongadas para despejar el canal de navegación, logrando nuevos puntos de entrada al puente que eran críticos para el acceso de los buques e integración en la zona. 

A la hora de diseñar y dar solución a la entrada de los buques al muelle, los arquitectos e ingenieros utilizando herramientas de diseño paramétrico, comenzaron a jugar con curvas complejas, desarrollando un esquema estructural e incorporando curvas de diseño para dar un alto valor estético, además de una vía de fácil acceso y una estructura sólida.




sábado, 12 de noviembre de 2016

China abre el puente de cristal más alto y largo del mundo

En China siempre hay cabida por lo superlativo y lo extravagante. En esta ocasión, el país asiático ha completado la construcción del puente de cristal más largo y alto del mundo, una obra de ingeniería no apta para cardíacos que se alza a 300 metros de altura sobre el gran cañón de Zhangjiajie, en la provincia china de Hunan. Los que se atrevan a cruzarlo pueden disfrutar desde este sábado de una vista privilegiada de estas montañas escarpadas, en ocasiones cubiertas de niebla, que inspiraron a James Cameron para crear las cumbres flotantes de la luna de Pandora en Avatar.

El puente, según informa el parque natural, ostenta 10 récords mundiales. Además de ser el más alto del planeta, también es el más largo (430 metros en total, 375 si solamente se cuenta la parte que cuelga) y cuenta con la plataforma más elevada del mundo para practicar puenting y con el columpio más largo de Asia. La pasarela está hecha de grandes paneles de cristal de unos 6 metros de ancho y puede sostener a 800 personas. El famoso mirador sobre el Gran Cañón del Colorado en Estados Unidos, que mide 21 metros de longitud y se alza 219 metros sobre el fondo, se queda muy pequeño en comparación con el de Zhangjiajie.
Inicialmente, el puente debía haberse abierto al público en octubre de 2015 por motivo de las vacaciones del Día Nacional de China, pero su inauguración tuvo que aplazarse porque los ingenieros decidieron someter la estructura a nuevos exámenes de seguridad y porque las fuertes lluvias complicaron la fase final de su construcción.



La estructura une dos acantilados del cañón y se sostiene gracias a cuatro inmensas vigas de acero y hormigón, dos en cada extremo.
La obra, creada por el arquitecto israelí Haim Dotan, fue concebida para ser "lo más invisible posible para no obstruir las vistas", según explicó en su momento el creador. Las imágenes hechas públicas por el parque natural muestran una estructura que une dos acantilados del cañón y que se sostiene gracias a cuatro inmensas vigas de acero y hormigón, dos en cada extremo. La inversión total ha alcanzado los 460 millones de yuanes (unos 62 millones de euros).
Zhangjiajie es uno de los parques naturales más visitados de China y está reconocido por la Unesco como Patrimonio de la Humanidad desde 1992. Cuenta con más de 3.000 pilares de roca —los más altos se alzan hasta 200 metros— que sobresalen de un denso bosque tropical. Son el resultado de millones de años de erosión a causa de las intensas lluvias que azotan el área. Más de 30 millones de turistas visitan el enclave cada año. El parque también cuenta, desde el año 2002, con un ascensor de cristal que se eleva hasta los 330 metros.


Los visitantes del famoso parque accedieron este sábado por primera vez a la estructura. AP
China parece haber puesto el foco en miradores que producen vértigo para atraer a los turistas locales. Además del puente en Zhangjiajie, recientemente se inauguró una plataforma colgante en forma de disco -también de cristal- en el parque de Shilinxia, situado a las afueras de Pekín. La atracción sobresale 30 metros desde un imponente barranco y los visitantes pueden apreciar vistas de 360 grados desde más de 400 metros de altitud.
Además de ser el más alto del planeta, también es el más largo (430 metros en total), cuenta con la plataforma más elevada del mundo para practicar puenting y con el columpio más largo de Asia
En la provincia de Henan también se terminó, el pasado septiembre, una pasarela de cristal que rodea una montaña escarpada en el parque natural de Yuntaishan. La estructura, sin embargo, tuvo que cerrarse a los pocos días de su apertura después de que uno de los paneles se hiciera añicos por el impacto de un objeto. Las autoridades del enclave aseguraron que, a pesar del susto que se llevaron las decenas de personas que paseaban por la pasarela en ese momento, la seguridad "no estuvo comprometida en ningún momento" porque solamente se dañó una de las tres capas de vidrio que forman la estructura.

Ante las dudas sobre su seguridad, antes de la inauguración los responsables del parque natural han organizado varias actividades para probar la resistencia del cristal. En uno de estos exámenes, decenas de voluntarios golpearon con la ayuda de mazos uno de los vidrios del suelo de la estructura en repetidas ocasiones. La primera capa se hizo añicos, pero las dos restantes no sufrieron daños. Para terminar de desvanecer las dudas, un todoterreno circuló varias veces sobre este panel agrietado, sin que se produjeran más daños, ante el asombro y el sufrimiento de los espectadores.

Vía:El País



viernes, 11 de noviembre de 2016

Sismo-resistencia

¿Qué es un Sismo?

Es una sacudida del terreno que se produce debido al choque de las placas tectónicas y a la liberación de energía en el curso de una reorganización brusca de materiales de la corteza terrestre al superar el estado de equilibrio mecánico.


Una explicación por la que parecería que los terremotos están en aumento es porque en los últimos 20 años se han logrado detectar más estos fenómenos debido al incremento de estaciones de sismógrafos en el mundo. Además, los últimos registros muestran que se trata de una constancia o proceso natural del globo terrestre.
“Las estadísticas geológicas nos dicen que los grandes terremotos, como el de Chile o el de Sumatra del 2004, son fenómenos que ocurren con una frecuencia de uno cada año”.
USGS detecta actualmente entre 12 mil y 14 mil sismos cada año, unos 50 por día y muchos de estos de grandes magnitudes, estas son especulaciones, a ciencia cierta no se puede predecir ni evaluar la razón de estos.

Tipos de Sismos
  • Subducción, por la presión que hacen las placas tectónicas Cocos y Norteamérica. 
  • Transcurrencia o movimiento horizontal.
  • Sistema de fallas locales.

Tipos de Construcción en el medio LatinoamericanoSector profesional de ingenieros y arquitectos.
  • El empírico, con los maestros de obra
  • La autoconstrucción.


Diseño Sismo-Resistente
El diseño sismo-resistente de una casa o edificio se debe basar en una correcta concepción y diseño desde el principio. Porque no es correcto tratar de corregir los errores con cálculos complicados y métodos de reforzamiento. Ahora, para diseñar estructuras sismo-resistentes ya se cuenta con el correcto análisis estructural y dinámico, y la dimensionalización. Una estructura basada en una concepción errónea no puede ser corregida del todo mediante ningún calculo posterior. Cuando se toma correctamente las decisiones cruciales sobre los materiales, los sistemas de carga, las uniones y las formas se garantiza el correcto comportamiento de la estructura. El diseñador debe desarrollar (mediante educación y praxis) una percepción basada en los principios centrales del diseñador sismo-resistente.

Debilidad de una estructura vieja
Cuando un terremoto daña severamente o destruye una estructura vieja, un juicio apresurado acerca de materiales poco apropiados o sistemas de construcción erróneos, no siempre son correcto. Al examinar una construcción antigua para mantenerla, repararla o fortificarla, siempre se debe determinar su condición inicial de fuerza y habilidad para resistir la actividad sísmica. La calidad del comportamiento de las estructuras sismo-resistentes se debilita con los años.

Consideraciones de prevención.
  • Desconecte el gas, agua y electricidad.
  • Infórmese sobre técnicas de primeros auxilios.
  • Reúna a la familia de manera previa y planificada.
  •  Para minimizar el riesgo ante el rompimiento de ventantas, mantenga, en lo posible cerradas las cortinas de velo. A las ventanas más grandes es conveniente ponerles película adhesiva transparente, de preferencia una película de seguridad.
  • Al comprar o alquilar una vivienda, por su seguridad, verifique si es sismo-resistente. 
  • El mayor peligro de escombros esta fuera de los umbrales de las puertas y cerca de las paredes exteriores. 
  • Investigue cual es el sitio más seguro y la mejor ruta por donde evacuar.

    Tips gráficos de diseño Sismo-resistente:





miércoles, 9 de noviembre de 2016

Karl terzagui y la mecánica de suelos.

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En 1911, el ingeniero Karl von Terghzai (Praga 1883, Massachusetts 1963) obtuvo su doctorado en ingeniería de la Universidad de Graz, Austria, gracias a la publicación de sus estudios sobre la construcción de estructuras especializadas para centrales hidroeléctricas, los mismos que luego fueron base de los estudios que lo llevaron a publicar el Erdbaumechanik, en 1925, libro considerado fundamento de la mecánica de suelos, y en consecuencia de la ingeniería civil y la geología. Antes de morir, y en colaboración con Ralph Brazelton Peck, dejó otra obra que se considera infaltable en la biblioteca de todo ingeniero: “Mecánica de suelos en la práctica de la ingeniería”.

Guiado por su padre, un militar austríaco, buscó primero su camino en la milicia y participó en la Primera Guerra Mundial. En las filas del Ejército se encontró con la ingeniería y la construcción, conocimientos por los que abandonó las armas y comenzó sus estudios, hasta obtener el doctorado y ganar fama por sus grandes aportes a la solución de problemas constructivos en grandes obras, especialmente centrales hidroeléctricas, que fueron parte de sus intereses más caros y fundamento para el desarrollo de sus estudios del suelo “como un material de ingeniería cuyas propiedades pueden ser medidas con instrumentos estandarizados”. Los constructores contemporáneos reconocen su carácter de pionero y su valor como referente que demanda que todo proyecto comience con un buen estudio de suelos.

En virtud del reconocimiento que ganó con su primera publicación científica, fue invitado como profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts, donde permaneció entre 1925 y 1929, antes de regresar a su natal Europa. En el Viejo Continente desarrollo actividades de consultoría y docencia durante nueve años, que para muchos de sus biógrafos fueron los más activos y fructíferos en sus aproximaciones a las bellas artes y la política. Entonces, ganó prestigio de gran conversador y como formador de intelectuales y profesionales de la ingeniería.

De aquellos años datan sus principales conceptos no técnicos y la razón por la cual convirtió a Estados Unidos en su segunda patria, al punto de que obtuvo la nacionalidad en 1943. Como profesor y consultor, fue invitado de nuevo a Rusia, hecho que le permitió palpar en persona las realidades del comunismo que por los años treinta gozaba de cabal salud y mucho prestigio entre ciertos círculos académicos autoconsiderados “progresistas”. El contacto con lo que allí pasaba lo “horrorizó” al punto de que se proclamó opositor al régimen comunista, al que denunciaba porque sus verdaderas expresiones eran “la brutalidad y el caos”. Aquel fue el principio de una serie de duras confrontaciones con el totalitarismo al que le coqueteaban los europeos.

Dado su prestigio profesional, fue invitado por el propio Adolf Hitler a participar del grupo responsable del diseño del centro nazi de Nuremberg, sede de los más famosos mítines del dictador. Por cuenta de esa participación se ganó señalamientos que en 1936 lo llevaron a publicar su más célebre frase de carácter político: “La Patria me muestra como un nazi, los nazis como un bolchevique y los bolcheviques como un idealista conservador. Por cierto, solo uno de los tres podría tener la verdad y ese es el bolchevique”. Su sentencia constituye para Occidente un legado tan importante como el que tuvo la Ingeniería con sus estudios de suelos. Y es que ella resume, como pocas otras, que la libertad y la razón son fundamento de la democracia y la civilización contemporáneas, las mismas que estuvieron en peligro en la Segunda Guerra Mundial y que no dejan de enfrentar las amenazas de organizaciones extremistas.

En 1938, vísperas de la gran tragedia, abandonó su continente natal y se afincó en la Universidad de Harvard, donde permaneció como profesor e investigador hasta sus 70 años, cuando cumplió la edad de retiro forzoso. Fruto de sus investigaciones, legó a la ciencia cinco libros y distintos ensayos académicos. Gracias a ellas es recordado por  la central hidroeléctrica de Columbia, Canadá; el premio Karl Von Terghzai, entregado desde 1960 por la Sociedad Estadounidense de Ingeniería Civil, y la Biblioteca Terghzai y Peck, del Instituto Geotécnico de Oslo. Para la humanidad es un orgullo un ciudadano global, con su sapiencia académica y lucidez política.

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