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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla TRABAJO DE INVESTIGACION

Materia: Procesos constructivos I Profesor: Carlos Bustos Mota Alumno: Joshua Sandoval Urbina Matricula: 201109385

INTRODUCCION En la actualidad se ha venido presentando principalmente la utilización de acero estructural y concreto armado (o estructural) en las construcciones, por lo que dichos materiales han sido objeto de múltiples investigaciones. Siempre con el objetivo de hacer estructuras mejores a menor costo, además, porque son materiales que se pueden adaptar fácilmente a diversos usos. Sin embargo existen algunos proyectos en los que solo se puede usar alguno de los dos materiales, como es el caso por ejemplo de las presas y pavimentos rígidos que se construyen con concreto, o el casco de barcos, rieles y maquinaria que se construyen con acero. Por eso esta investigación se centrara en comparar dichos materiales y determinar qué ventajas y desventajas presentan cada uno. El concreto reforzado es una mezcla de cemento, grava, arena y acero de refuerzo. Lo cual combina las propiedades mecánicas del concreto y el acero, creada para atender las solicitaciones de compresión y tensión respectivamente, debido a que el concreto no puede soportar altas cargas de tensión. El acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto. El acero de refuerzo, también se emplea en zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión. Además el concreto compensa las deficiencias del acero en cuanto a su alto nivel de corrosión, alta conductividad térmica y alto costo. El concreto armado se utiliza en puentes, edificios de todos tamaños y formas, bases para estructuras, presas etc. Para construir un elemento de concreto reforzado que forme parte de la estructura de un edificio, normalmente el concreto se cuela dentro de una cimbra. El refuerzo del elemento debe estar colocado adecuadamente de acuerdo con los planos, durante la operación del colado del concreto.

Las estructuras de concreto reforzado consisten en una serie de miembros individuales que, por interacción con los apoyos, transmiten las cargas de la estructura. Algunos ejemplos de elementos estructurales que puede llevar una edificación de concreto armado son los siguientes: 

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Cadenas de cimentación: se colocan en la parte superior del cimiento, que tiene como objeto repartir el peso de la construcción a lo largo del cimiento evitando cuarteaduras en los muros cuando hay pequeños hundimientos en la cimentación. Contra trabes: su función es unir 2 zapatas aisladas o corridas, con el fin de absorber el efecto producido por los momentos del marco del empuje del terreno también trabajan como tensores. Castillos: se utilizan como elementos estructurales complementarios en los muros con el fin de confinarlos y absorber los esfuerzos de tensión laterales. Columnas: son un apoyo vertical aislado sometido a esfuerzos longitudinales de compresión y al pandeo. Se utiliza para sostener losas, muros y hasta edificios completos. Por sus armados, las columnas se clasifican en columnas estribadas y en columnas circulares o zunchadas.

Por otro lado, el acero estructural es una aleación de hierro (98%), carbono (1%) y pequeñas cantidades de otros elementos como manganeso, para mejorar su resistencia, y fosforo, azufre y vanadio para mejorar su soldabilidad y resistencia a la intemperie. Se produce de forma industrial en una amplia variedad de formas, tamaños y longitudes. Es relativamente barato de fabricar y es considerado uno de los materiales más versátiles y fuertes disponibles para la industria de la construcción.

Posee una alta resistencia a tensión y compresión, por lo que no necesita de otro tipo de material para trabajar, homogeneidad en la calidad de cada pieza, es resistente a la corrosión en condiciones normales, es un material dúctil, fácil de ensamblar, pero tiene la desventaja a altas temperaturas sus propiedades mecánicas se ven afectadas. El acero estructural tiene un esfuerzo a la tracción de 4200 a 5100 kg/cm2 (nunca es menor a 2300kg/cm2), siendo su limite elástico igual o menor a 50% del esfuerzo a la tracción. En las columnas de acero, como en las de cualquier otro material, se tomara en cuenta la estabilidad y la relación de esbeltez para obtener la obtener la longitud efectiva de la columna. El acero estructural se clasifica según su forma de la siguiente manera: 1. Perfiles estructurales: son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T. 2. Barras: son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, cuadrada o hexagonal. 3. Planchas: son productos planos de acero laminado en caliente de anchos muy pequeños.

DESARROLLO Diferencia entre los dos tipos de edificaciones. Las principales diferencias entre una edificación de concreto armado y una de acero estructural son las siguientes: 

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Los elementos estructurales de concreto armado se producen en la obra, mientras que las piezas de una edificación de acero estructural se fabrican de forma industrial. Las piezas de acero estructural, por ejemplo, los perfiles, garantizan homogeneidad en la calidad de cada pieza. Mientras que un elemento estructural de una edificación de concreto armado puede tener cambios en su resistencia debido a la relación agua-cemento. El acero posee la cualidad de ser flexible y el concreto armado no lo es en la misma magnitud. Son más baratos los elementos estructurales de concreto armado que los de acero. Los elementos de concreto armado requieren de menor mantenimiento que el acero estructural. Esto debido a la densidad, pues el aire contenido en el concreto ha sido expuesto a la atmosfera y esto permite un drenaje adecuado en la estructura. Los materiales con los que está hecho el acero de refuerzo (arena, grava, cemento, acero de refuerzo) son de fácil acceso y pueden ser transportados con mayor facilidad que el acero estructural. Lo cual permite usar el concreto en grandes áreas, por más alejadas de las ciudades que estén. Los elementos de acero estructural se ensamblan fácilmente. Mientras que los de acero reforzado implican más pasos y por lo tanto más tiempo para su conformación. El concreto armado no tiene limitaciones en cuanto a formas y tamaños que se pueden obtener. Mientras que las formas y tamaños del acero armado están limitados por las facilidades de transporte entre fabrica y obra Una edificación de concreto reforzado requiere de mayor volumen en su estructura que la edificación de acero estructural. Debido a que el acero tiene una relación de resistencia menor por unidad de peso o volumen. Por esta razón, las estructuras de grandes claros se construyen de acero. Una edificación de acero estructural es más afectada por los cambios de temperatura que hacen que sus propiedades mecánicas varíen.

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Una edificación de acero estructural requiere de menos tiempo para su realización, debido a que sus piezas son prefabricadas y se ensamblan de forma fácil. Mientras que una edificación de acero estructural necesita de más tiempo, debido a que se deben elaborar en la obra los elementos estructurales. Una ventaja del acero es que proporciona limpieza en obra, cosa que el concreto armado no. Existe la posibilidad de reciclar el acero estructural una vez que termine su ciclo de vida útil. Mientras que no es posible reciclar el concreto.

Es importante resaltar que por lo general una obra de acero se cotiza por medio de la masa del material utilizado en esta, manejándose un precio actual aproximado de 5800 $/kg según los expertos. Mientras que la obra de hormigón se cotiza tomando en cuenta el costo del material, el diseño y la mano de obra. Por ejemplo un marco de acero con una masa aproximada de 13.000 kg tiene un costo aproximado de $75’400.000, mientras que la misma estructura fabricada en hormigón, puede tener un costo de $60’000.000, pero se puede llevar más del doble de tiempo en su construcción que la estructura de acero.

Tabla comparativa de aspectos financieros:

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¿Quién regula la obra de este tipo en el municipio de puebla? En el municipio de Puebla la Secretaria de Desarrollo Urbano y Obras Publicas es la encargada de planear y programar todo tipo de obras públicas. Entre sus funciones destacan las siguientes:   

Autorizar Licencias de Construcción Mayores. Vigilar que se lleve un registro de Directores Responsables de Obra y corresponsables. Supervisar que se otorguen licencias de construcción, remodelación, instalación, ampliación o demolición en predios, previo cumplimiento de los requisitos que exige el COREMUN (Código Reglamentario para el Municipio de Puebla).

¿Quién regula la obra de este tipo en el estado de puebla? En lo referente al estado de Puebla la Secretaria de Infraestructura es la encargada de formular, ejecutar y controlar los planes, programas y proyectos que en materia de construcción, mejoramiento y mantenimiento de la infraestructura. Por tanto es la encargada de controlar cualquier tipo de edificación en el estado. ¿Qué porcentaje pertenece a edificación? En los últimos años, los proyectos de edificación de viviendas, escuelas, edificios para la industria, comercio y servicios y hospitales, se han desarrollado de manera importante. Actualmente el 53% de las obras construidas a nivel público y privado son proyectos de edificación y este porcentaje ha mostrado una tendencia creciente en los últimos años. A su interior, la construcción de viviendas ha crecido gracias a factores como la mayor accesibilidad de créditos a la vivienda, la solidez del sistema financiero y los apoyos federales han influido de manera positiva en el desarrollo de viviendas.

¿Qué otro tipo de edificación existe? Además de los anteriores tipos de edificaciones mencionados también existen: 

Construcciones con muros de albañilería de ladrillo confinado entre pilares y cadenas de hormigón.

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Construcciones de adobe, tierra, cemento y otros materiales livianos. Construcciones a base de madera, estas son más comunes en Estados Unidos. Edificaciones con placas o paneles de polietileno.

CONCLUSION Los dos materiales, el hormigón armado (o estructural) y el acero estructural, poseen buenas características y por esto se han mantenido a tantos años de uso en construcción proporcionando ventajas de tipo constructivo, funcional, estético, financiero y lo más importante, con seguridad. Desde mi punto de vista el acero estructural siendo un material con costos de inversión altos, genera obras de menor costo a largo plazo, debido a sus características de facilidad en el armado, lo que genera menor tiempo de construcción. Por ser más liviana, la estructura metálica requiere cimentaciones de menor proporción, lo que genera una disminución en los costos en excavaciones.

BIBLIOGRAFIA •

Graf López Alejandro. 1984. Manual Tolteca de autoconstrucción y mejoramiento de la vivienda. K y B Editores México DF

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Porrúa Fernando. 2004. Manual de Construcción. Editorial Fernando Porrúa. México

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Rodríguez R, Carlos. 2011. Manual de auto-construcción. Editorial Pax México. México DF

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Pérez Álama Vicente. 2000. Materiales y procedimientos de construcción, apoyos aislados y corridos. Trillas. México.