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UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

GRUPO LOS MONUMENTALES BITÁCORA “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN EN BALSO DEL OBELISCO, UBICADO EN LA CIUDAD DE BUENOS AIRES – PAÍS ARGENTINA”

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CONSTRUCCIÓN EN BALSO OBELISCO BUENOS AIRES - ARGENTINA

MIGUEL SAUL BONILLA MORENO ID. 394928 KAROLL LISSETH BUITRAGO HERNÁNDEZ ID. 394639 MAIRA ALEJANDRA FIERRO TOVAR ID. 394566 MAYRA NATALIA OVIEDO VARGAS ID. 394938 LEIDY YURANI TOVAR BARRERA ID. 399383

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL V SEMESTRE NEIVA 2016 BITÁCORA CONSTRUCCIÓN EN BALSO OBELISCO

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BUENOS AIRES - ARGENTINA

MIGUEL SAUL BONILLA MORENO ID. 394928 KAROLL LISSETH BUITRAGO HERNÁNDEZ ID. 394639 MAIRA ALEJANDRA FIERRO TOVAR ID. 394566 MAYRA NATALIA OVIEDO VARGAS ID. 394938 LEIDY YURANI TOVAR BARRERA ID. 399389

Informe presentado al Ingeniero Civil ULPIANO ARGOTE IBARRA En la asignatura RESISTENCIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL V SEMESTRE NEIVA 2016 TABLA DE CONTENIDO PAGINA

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INTRODUCCIÓN 1. OBJETIVOS 2. ALCANCE 3. METODOLOGÍA 4. TRABAJOS REALIZADOS 5. RESULTADOS 6. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

4 5 6 7 9 20 21 22

INTRODUCCIÓN

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Se desarrolló el día 13 de abril del presente año el concurso de maquetas estructurales en la Universidad Cooperativa de Colombia Sede Neiva, bajo la tutoría del Ingeniero Civil Ulpiano Argote Ibarra; cuya estructura estudiada y desarrollada fue el OBELISCO que se encuentra localizado en la ciudad de Buenos Aires del país Argentina. Esta actividad consistió en que los estudiantes que están desarrollando las competencias para diseñar y construir estructuras; realizaron una estructura en balso a escala que permitió ser fallada en la máquina digital para ensayos a compresión simple, determinando la resistencia de cada una de las estructuras, ganando la estructura con mayor resistencia a la compresión con respecto a su peso.

1. OBJETIVOS 1.1.

OBJETIVO GENERAL

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Realizar una maqueta en balso del Obelisco que se encuentra ubicado en la ciudad de Buenos Aires, país Argentina; permitiendo fomentar en cada uno de los estudiantes de Ingeniería Civil que están desarrollando las competencias para el Diseño, Construcción y Análisis de Estructuras; el estudio analítico – práctico de los efectos de esfuerzo y deformación que originan las acciones de cargas sobre los elementos constituidos de estructuras, determinando su resistencia, diseño y construcción. 1.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Implementar las cinco etapas para el desarrollo de un proyecto de ingeniería civil las cuales son planeamiento general, diseño preliminar, evaluación de alternativas, diseño final y construcción.



Desarrollar la creatividad en cada uno de los concursantes permitiendo diseñar y construir una estructura bajo criterios definidos por estudiantes de Ingeniería Civil y docente encargado.



Definir perfil estructural con que se va a construir la maqueta que permita mayor resistencia a la compresión.



Analizar cómo se comportaron cada una de las maquetas estructurales a la acción de las cargas o fuerzas aplicadas.

2. ALCANCE El presente informe describe las actividades para determinar la resistencia a la compresión que tiene una estructura en balso respecto a su peso.

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Las actividades van desde el momento que se definió una estructura representativa de Argentina, país elegido para el Global Festival – I semestre 2016; los criterios de construcción como tamaño de la estructura, material de construcción con su respectivo diámetro; fecha de entrega, lugar y metodología de exposición; lugar y máquina donde se falló y análisis del comportamiento de la estructura al momento de aplicar cargas.

3. MARCO TEÓRICO 3.1.

TEMA DE CONSTRUCCIÓN

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Para el desarrollo de esta actividad se eligió el Obelisco, la cual es un monumento histórico considerado un ícono de la ciudad de Buenos Aires del país Argentina, construido en 1936 con motivo del cuarto centenario de la fundación de la ciudad.

Obelisco

3.1.1. Localización Está emplazado en la Plaza de la República, en la intersección de las avenidas Corrientes y 9 de Julio, en el barrio de San Nicolás en la Ciudad de Buenos Aires.

Ubicación del Obelisco

3.1.2. Características técnicas

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Diseñado por el arquitecto Alberto Prebisch y construido por el consorcio alemán G.E.O.P.E. - Siemens Bauunion - Grün & Bilfinger el cual finalizó la obra en el tiempo récord de 31 días, para la que empleó a 157 obreros. Se utilizó cemento Incor de endurecimiento rápido, construyendo el monumento por secciones de 2 metros para facilitar el volcado del hormigón. Para su construcción, que costó 200.000 pesos moneda nacional Argentina, se utilizaron 680 m³ de cemento y 1360 m² de piedra blanca Olaen de Córdoba. Su altura es de 67,5 m, y de estos 63,5 m son hasta la iniciación del ápice, que es de 3,5 m por 3,5 m. La base tiene 6,80 m de lado. Tiene una sola puerta de entrada (en el lado oeste) y en su cúspide hay cuatro ventanas, con persianas metálicas, a las que sólo se puede llegar por una escalera marinera de 206 escalones con 7 descansos cada 8 m y uno a 6 m. La punta es roma; mide 40 cm y culmina en un pararrayos que no logra verse por la altura, cuyos cables corren por el interior del monumento. 3.2.

MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DE MAQUETA

MADERA DE BALSO:

BALSO UTILIZADO EN MAQUETA OBELISCO

Es un árbol que crece en la selva sub-tropical del Ecuador, así como en Centroamérica y en otros países suramericanos; es la madera más ligera que se conoce, con una densidad de 0.10 a 0.15 g/m (100 kg/m³ a 150 kg/m³), lo

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que la hace liviana. Posee una resistencia mecánica relativamente elevada en relación con su peso liviano. La madera balsa puede ser cortada y cepillada con facilidad mediante herramientas cortantes delgadas y agudas, volviéndose afelpada o desmoronadiza si los filos de las herramientas son muy gruesos. Su principal propiedad es la relación entre su peso extremadamente liviano y su alta resistencia y estabilidad. 3.2.1. Propiedades físicas de madera de balso

Tabla No. 1. Propiedades físicas de madera de balso

3.2.2. Propiedades mecánicas de madera de balso

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FLEXIÓN ESTÁTICA

COMPRESIÓN PARALELA

COMPRESIÓN PERPENDICULAR

DUREZA

Esfuerzo en el límite proporcional (ELP) Módulo de rotura (MOR) Módulo de elasticidad (MOE) Esfuerzo en el límite proporcional (ELP) Módulo de rotura (MOR) Módulo de elasticidad (MOE) Esfuerzo en el límite proporcional (ELP) Módulo de elasticidad (MOE) Lados

Extremos

120.7

Kg/cm²

213.5

Kg/cm²

43.7

Ton/cm²

101.5

Kg/cm²

133.7

Kg/cm²

53.7

Ton/cm²

8.5

Kg/cm²

1.75

Ton/cm²

267 417

Kg Kg

Tabla No. 2. Propiedades mecánicas de madera de balso

3.3.

PERFIL ESTRUCTURAL UTILIZADO

Para determinar el perfil estructural con que se construyó la maqueta en balso del Obelisco, se realizó un análisis el capítulo 6 – Análisis de Estructuras del libro de Mecánica Vectorial para Ingenieros. Donde se definió que la estructura es una Armadura, la cual están diseñada para soportar cargas, ya que la construimos con elementos rectos que están conectados en nodos localizados en los extremos de cada elemento. Por lo tanto los elementos de la estructura son elementos sujetos a dos fuerzas iguales y opuestas que están dirigidas a lo largo del elemento. El perfil que se utilizó fue de canal C.

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PERFIL ESTRUCTURAL

3.4.

MÁQUINA DE ENSAYO

La estructura en balso construida fue fallada en: MAQUINA DIGITAL DE ENSAYOS A COMPRESION SIMPLE MASTER LOADER HM 3000 – HUMBOLD:

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La prensa HM-3000 está diseñada específicamente para laboratorios de ensayo de suelos conduciendo múltiples operaciones de prueba que incluyen: Marshall, Triaxial, CBR y Compresión Inconfinada. Con una capacidad de carga de 50 kN. Puede adquirir datos de la carga, presión de poros, esfuerzo y de los transductores de volumen. La adquisición de datos puede ser automatizada estableciendo las condiciones de inicio y termino para adquirir datos. Los ensayos pueden ser iniciados y finalizados automáticamente con lo cual se incrementa la productividad. Posee un software de ensayo de materiales Humboldt (HMTS) el cual entrega una solución completa para la adquisición, registro y presentación de los datos como también para el control de las operaciones del ensayo cuando se usa en conjunto con un equipo compatible con equipos de ensayo Humboldt. Trabaja en conjunto con Microsoft Excel para presentar los datos del ensayo en una hoja de cálculo formato Excel fácil de leer. Registrando automáticamente los datos mientras también se despliegan.

MÁQUINA DIGITAL PARA ENSAYO A LA COMPRESIÓN SIMPLE

3.5.

SOFWARE

TIPO DE FALLA

FALLA A COMPRESIÓN DIRECTA: Ocurre cuando una fuerza de empuje axial directa hace que el material se comprima.

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MAQUETA FALLADA A COMPRESIÓN

4. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 4.1.

MATERIALES

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BALSO

4.2.

PEGANTE PARA MADERA

HERRAMENTAS

LIJA

CEGUETA

SUJETADORES

ALICATE

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METRO

4.3.

EQUIPO

CALADORA

TALADRO

MÁQUINA DIGITAL PARA ENSAYO A COMPRESIÓN MASTER LOADER HM 3000

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5. METODOLOGÍA 5.1.

PLANEAMIENTO GENERAL

Durante el inicio del I semestre de 2016, el ingeniero civil Ulpiano Argote Ibarra informó que el país del Global Festival era Argentina. Dando total libertad de escoger la estructura representativa de este país para la realización de maqueta que participara el día 13 de abril del presente año en el concurso estructural; se realizaron el análisis de diferentes estructuras de este país, definiendo el Obelisco estructura a participar. Acordando los siguientes parámetros constructivos:   

La estructura debe ser construida solo en balso, en un tamaño máximo de 1x1 cm. La estructura debe tener las medidas a escala de 1:85 de las medidas reales. La estructura no debe ser pintada ni adicionarle ningún tipo de químicos.

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  

 

El desarrollo de la base de la maqueta es libre. Se desarrollará en grupos de máximo 7 estudiantes. La fecha de entrega de la maqueta es el 13 de abril del presente año en las instalaciones de la Universidad Cooperativa de Colombia sede Neiva a las ocho horas; la cual será expuesta al público y fallada el mismo día a las 16 horas en el laboratorio de pavimentos. Durante el proceso constructivo se realizará seguimiento por parte del tutor ingeniero civil Ulpiano Argote Ibarra. Ganará la maqueta que cumpla con los requisitos anteriormente mencionados y la que soporte mayor carga con respecto a su peso.

5.2.

DISEÑO PRELIMINAR

Luego se definieron las medidas a escala 1:85 de tal manera que la maqueta pudiera ser fallada en la máquina digital para ensayo a la compresión. Las cuales fueron las siguientes:

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DETALLE DEL OBELISCO DE BUENOS AIRES - ARGENTINA. ESCALA 1:85

5.3.

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS.

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El día 7 de abril de 2016, se reunió el grupo los monumentales en la biblioteca de la Universidad Cooperativa de Colombia sede Neiva, para hacer un análisis del capítulo 6 – Análisis de Estructuras del libro de Mecánica Vectorial para Ingenieros; definiendo el perfil estructural canal (C) para la realizar la maqueta con un presupuesto estimativo de: MATERIALES BALSO PEGANTE PARA MADERA LIJAS SUJETADORES PLOTIADA DE CARTEL TOTAL

VALOR $70.000 $20.000 $4.000 $5.000 $10.000 $100.000

Tabla No. 3. Presupuesto estimado.

En esta reunión se estableció que la maqueta del Obelisco debía ser construida entre el 8 y 10 de abril de 2016. 5.4.

DISEÑO FINAL

Se realizó verificaron de las medidas y se dividió la maqueta en secciones transversales o vigas para darle la inclinación de manera que cumpliera con el diseño arquitectónico del Obelisco; de esta manera se definió el diseño final de la maqueta en balso del grupo los monumentales.

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DETALLE DEL OBELISCO ESCALA 1:85 - VERIFICACIÓN

7. CONCLUSIONES 5.5.

CONSTRUC

SECCIONES TRANSVERSALES

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BIBLIOGRAFÍA  ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS. Uribe Escamilla Jairo. Editorial Escuela

Colombiana de Ingeniería, Colombia. Segunda edición.

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 RESISTENCIA DE MATERIALES. Mott L. Robert. Pearson Educación, México, 2009. Quinta edición. 