• Author / Uploaded
• silverio

Citation preview

UNIVERSIDAD MAYOR REAL Y PONTIFICIA DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE GRADO “DISEÑO Y CÁLCULO ESTRUCTURAL DE PASARELA MIXTA MADERA HORMIGÓN QUE ENLACE EL BARRIO PATACÓN CON LA AVENIDA JUANA AZURDUY DE PADILLA Y LA AVENIDA CIRCUNVALACIÓN" PROPONENTE:

Univ. Nina Coa Silverio

MENCIÓN:

Vías de Comunicación

DOCENTE:

Ing. Alfredo Arancibia Chávez

SEMESTRE:

2/2017

FECHA:

06 de diciembre SUCRE – BOLIVIA 2017

DISEÑO Y CÁLCULO ESTRUCTURAL DE PASARELA MIXTA MADERA HORMIGÓN QUE ENLACE EL BARRIO PATACÓN CON LA AVENIDA JUANA AZURDUY DE PADILLA Y LA AVENIDA CIRCUNVALACIÓN

1. ANTECEDENTES.Un puente peatonal o pasarela peatonal en una obra que permite la separación permanente del flujo vehicular con el peatonal, es decir, que estos flujos pueden cruzarse sin que se presente ninguna interferencia entre ellos, lo que disminuye el riesgo de accidentes entre vehículos y peatones. En Bolivia, en las ciudades más grandes de nuestro país como La Paz, Cochabamba y Santa Cruz debido al desarrollo económico social, se construyeron pasarelas peatonales ubicadas en las principales avenidas, las cuales fueron diseñadas y construidas con diferentes materiales. En la ciudad de Sucre existe la necesidad de implementar pasarelas peatonales en las principales avenidas y diferentes calles, teniendo en cuenta la topografía, el flujo vehicular y la cantidad de personas que circulan por dichas vías. Entendemos que la implementación de pasarelas peatonales en lugares estratégicas, es de gran validez para el desarrollo de nuestra ciudad, que a medida que crece la población y por ende la masa vehicular se genere soluciones tendientes a brindar seguridad y comodidad a los transeúntes, pues de eso depende en gran medida la organización y crecimiento de una ciudad. En la zona del Patacón, al igual que las otras zonas de la ciudad de Sucre, crece paulatinamente sus habitantes, que con el transcurrir de los días se evidencia la necesidad de otros medios de accesos a los centros de estudio, salud, núcleo policial y el barrio en sí debido a que a igual crecimiento poblacional se incrementa la masa vehicular lo que provoca caos en horas determinadas de accesos a dichos centros, como ya es conocido, Sucre tiene una de las peores sistemas viales del país y de manera especial en el radio urbano, aunque la región se caracteriza por ser la capital del estado plurinacional de Bolivia, no ha podido desarrollar el porcentaje socio económico que se merece, debido a la deficiencia de sus vías como una de las causas.

El estudio se realiza con el propósito de mejorar el tránsito peatonal y vehicular en un sector sumamente conflictivo como es la intersección del barrio Patacón y las avenidas Juana Azurduy de Padilla y la Circunvalación. Actualmente existe un semáforo en el lugar de estudio, el cual no proporciona una solución técnica ni viable para el tránsito de vehículos y peatones, al contrario, esta acción perjudica el tráfico fluido vehicular y provoca inseguridad en los transeúntes por el embotellamiento que se presenta por el aumento del ´parque automotor en nuestra ciudad que necesariamente toman esta ruta para conectarse con el centro de la ciudad y fuentes de estudio y trabajo. Ciertamente en una ciudad tan caótica como Sucre, conducir es un riesgo. He visto a quienes cruzan la avenida Juana Azurduy, con su temeridad arriesgan su vida y la de los conductores. Por todo lo anotado, el planteamiento del problema científico del presente proyecto se puede resumir del siguiente modo: ¿De qué manera se podrá garantizar el tránsito de peatones de forma segura y cómoda en el acceso que conecta al barrio Patacón con las avenidas Juana Azurduy y la avenida Circunvalación? 2. OBJETIVOS DEL PROYECTO.2.1. Objetivo general Se propone el diseño y cálculo estructural de una tipología no convencional de pasarela mixta madera hormigón que permita dar una solución técnica y segura al tránsito vehicular y peatonal en la intersección. 2.2. Objetivos específicos 

Determinación de un estudio topográfico y geotécnico del lugar de estudio



Pre diseño de tipología de pasarela mixta madera metal.



Elección del sistema de conexión entre madera y metal.



Determinación de estados de análisis para el modelo estructural.



Determinación del modelo de elementos finitos.



Determinación de cargas de diseño.



Obtención de esfuerzos solicitantes a partir del modelo de elementos finitos.



Obtención de esfuerzos admisibles de diseño para los elementos de la estructura según norma y complementarios.



Ajuste de dimensiones y verificación estructural.



Determinación de la cubicación y presupuesto del proyecto.



Comparación económica con sistemas estructurales convencionales de pasarelas para las cargas y servicio proporcionado.



Realizar un diseño estructural en base a las normas AISI (Estructuras metálicas) y LRFD 2014 (Puentes).



Visualización del diseño.

3. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO La alta influencia de personas y el alto flujo vehicular en las avenidas Juana Azurduy y la Circunvalación que lo vuelven congestionada e insegura, se pretende liberal el flujo peatonal mediante una pasarela peatonal mixta madera hormigón que de acceso al zona del Patacón. Esta infraestructura vial permitirá el cruce seguro de los peatones a través de vías mencionadas donde las velocidades vehiculares no permiten un cruce seguro a nivel. Con esta obra los peatones, teóricamente, no pondrían en riesgo su seguridad y tampoco interferirían con rápido desplazamiento del transporte público y privado, pero lamentablemente esto no siempre es así. Actualmente en la ciudad de Sucre se ha notado un incremento importante en la tasa de crecimiento del parque automotor, las vías y obras viales con las que se cuenta en la ciudad no abastecen ni satisfacen las necesidades del transporte, por lo que es necesario implementar obras viales de impacto que ayuden a sobrellevar estos incrementos vehiculares. Técnicamente hablando, se justifica el diseño de la pasarela peatonal elevado porque su construcción es posible, por la topografía, además porque existen materiales necesarios y suficientes en el medio para la ejecución. El diseño que se plantea en el proyecto requerirá de recursos, los cuales serán aportados por cuenta propia al 100%.

Debido a la situación actual que se presenta en el lugar de estudio, queda plenamente justificada el diseño de la pasarela peatonal mixta madera hormigón, mejorando de esta forma la transitabilidad de los transeúntes. 4. APORTES A LA DISCIPLINA.El presente proyecto será elaborado con la finalidad de proporcionar una nueva opción de diseño de pasarelas peatonales mixtas bajo las normativas actuales. Con el presente estudio, se brindará una guía técnica de normas que sirva para la orientación de diseño de estructuras de hormigón armado y de madera que será moldeada en una memoria de cálculo. El aporte que se realizara mediante el desarrollo de este proyecto, es generar y ampliar un diseño confiable y seguro de una pasarela mixta que permita tanto a estudiantes y profesionales de la carrera de Ingeniería Civil, beneficiarse del presente proyecto como guía para futuras propuestas y presentaciones. 5. SUPUESTOS Y EXPECTATIVAS.5.1. Supuestos: - La información proporcionada por la unidad de tránsito y el Gobierno Autónomo Municipal de Sucre mediante su apartado de tráfico y vialidad, son válidas y confiables. - La disponibilidad de datos del Instituto Nacional de Estadística (INE). 5.2. Expectativas: - Realizar un método de proyecto que satisfaga las demandas de, funcionalidad, confort, seguridad y estética, de tal manera que el peatón prefiera la estructura para cruzar la vía de estudio. - Con el trabajo de investigación, se brindaran los conocimientos básicos y la información necesaria para el diseño de pasarelas mixtas madera hormigón, con lo que se pretende reunir los criterios y la metodología más apropiada para su ejercicio en nuestro medio. - Poder realizar un estudio claro y detallado de las normas actuales de hormigón armado y madera.

Realizar el diseño y cálculo estructural de todos y cada uno de los elementos estructurales que componen la pasarela mixta. 6. ALCANCES DE ESTUDIO.Los alcances que tendrá el proyecto son: - Se efectuara una descripción del lugar de emplazamiento del proyecto en base a los datos topográficos, geológicos, etc. - Desarrollo de los conceptos generales y conceptos básicos sobre el diseño de una pasarela mixta madera hormigón según las normas actuales. - El proyecto contemplara un análisis estructural en forma manual con métodos aproximados de acuerdo a las normativas actuales. Así mismo, el diseño estructural se moldeara en el programa SAP2000, obteniendo los esfuerzos y deformaciones correspondientes para el diseño. Para e diseño de los diferentes elementos estructurales, se empleara la norma ACI según el método de resistencia y factores de carga. - Presentar y analizar los resultados obtenidos y realizar las conclusiones correspondientes del proyecto. 7. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN.Para la consolidación del presente trabajo se utilizara el método científico deductivo, teniendo como principal técnica, la investigación y la observación bibliográfica, la consulta con estudiantes y profesionales entendidos en el tema. Además, de la información que se puede obtener de los medios conocidos como el Internet, revistas, textos, libros y publicaciones relacionados con el tema que serán fuentes principales para los diferentes estudios. Se llevara a cabo la investigación considerando: 7.1. Marco teórico.-

Despliegue de todos los conceptos teóricos fundamentales para el diseño y cálculo estructural de la pasarela mixta madera hormigón.

-

Selección de toda la información bibliográfica disponible sobre el comportamiento de los diferentes elementos estructurales de madera y hormigón.

-

Revisión y aplicación de las normas actuales referidos a elementos de madera y hormigón respectivamente.

-

Recopilación de toda la información necesaria sobre las características del lugar de emplazamiento del proyecto.

-

Toda la información y documentación obtenida hasta esta parte, facilitara de gran manera el desarrollo de los diferentes capítulos del fundamento teórico del proyecto en cuestión.

7.2. Marco práctico.-

Se realizar un análisis de las condiciones del lugar de emplazamiento del proyecto en base a los estudios topográficos y geológicos.

-

Se planteara la geometría y estructuración de la superestructura de la pasarela mixta.

-

Para el análisis y cálculo de los esfuerzos actuantes en la estructura de la pasarela, se empleará el paquete estructural SAP2000, que permitirá obtener los datos necesarios de esfuerzos y deformaciones para el diseño posterior.

8. ÍNDICE ESQUEMÁTICO.-

CAPITILO I INTRODUCCIÓN 1.1. Antecedentes 1.2. Planteamiento del problema 1.3. Objetivos del proyecto 1.4. Justificación del problema 1.5. Aportes a la disciplina 1.6. Supuestos y expectativas 1.7. Alcances del proyecto 1.8. Diseño de la investigación

CAPITULO II EXIGENCIAS DEL COMPORTAMIENTO DE UNA PASARELA PEATONAL 2.1. Generalidades 2.2. Desarrollo histórico de pasarelas peatonales mixtas madera hormigón 2.3. Características y comportamiento de un sistema mixto madera hormigón 2.4. Sistema de conexión para sistema mixto madera hormigón 2.5. Tipos de pasarelas peatonales 2.6. Consideraciones para pasarelas peatonales mixtas madera hormigón

CAPITULO III DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO DEL PROYECTO 3.1. Introducción 3.2. Características de la zona 3.3. Estudio topográfico y geológico 3.4. Localización del proyecto 3.5.1. Macro localización 3.5.2. Micro localización 3.5. Localización física del proyecto

CAPITULO IV CONCEPTOS TEÓRICOS BÁSICOS SOBRE EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MADERA Y HORMIGÓN SEGÚN LAS NORMAS ACTUALES 4.1. Introducción 4.2. Propiedades de los materiales 4.3.1. Madera 4.3.2. Hormigón

CAPÍTULO V DISEÑO Y ANÁLISIS ESTRUCTURAL 5.1. Introducción 5.2. Descripción y propiedades de la estructura 5.2.1. Infraestructura 5.2.2. Elementos estructurales secundarios 5.3. Cargas 5.4. Combinaciones de cargas 5.5. Verificación superestructura madera hormigón

CAPÍTULO VI EVALUACIÓN DE RESULTADOS Y COSTOS 6.1. Análisis de resultados obtenidos 6.2. Cubicación y presupuesto pasarela mixta madera hormigón

CAPITULO VII 7.1. Conclusiones y recomendaciones 7.1.1. Conclusiones 7.1.2. Recomendaciones 9. BIBLIOGRAFÍA.AASHTO - LRFD; “Diseño de Puentes” 7th Edition, 2014. ASTORI, BARRIOS D’AMBRA, SOLARI, KOSTESKI; “Puente carretero de estructura mixta hormigón - madera” Argentina, 2000. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE; “ACI-318-2014; código de diseño de hormigón armado”. USA. BRAJA M. DAS; “Principios de ingeniería de cimentaciones”. 4ta edición, 1999.

ABC; “Manual de diseño de carreteras” Bolivia. RAMIREZ; “Innovación regional – losa de madera en pasarela”. Revista noviembre, 2006. NILSON A. H. Diseño de estructuras de concreto (12ma ed.). Bogotá, Colombia; 1999. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318S-15) JACK C. MCCORMAC. Diseño de Estructuras de Acero método LRFD (2º Edición); 1975 10. ANEXOS 11. CRONOGRAMA.-

N° ACTIVIDAD 1 2 3

4

5

6

7 8 9

OCT. NOV. DIC. ENERO FEBRERO DIAS 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Elaboración de Introduccion Cap. I Material Bibliográfico Estudio y Redacción Cap. II Estudio y Redacción Cap. III Estudio y Redacción Cap. IV Estudio y Redacción Cap. V Estudio y Redacción Cap. VI Conclusiones Anexos

7 14 14

21

14

21

14

TOTAL DIAS

14 7 126

12. PRESUPUESTO.-

ACTIVIDADES COSTO Bs.- COSTO $us.Adquisición de Libros, Textos y Revistas, etc. 1200 172.41 Pago por consumo de café Internet 150 21.55 Copias de libros, textos, etc. 120 17.24 Fotocopias de material bibliográfico 50 7.18 Material de escritorio 170 24.43 SUBTOTAL 1690 242.81 TRABAJO EN CAMPO Estudios topograficos y geológicos (alquiler de 500 71.84 equipos) SUBTOTAL 500 71.84 DOCUMENTACIÓN Impresión y ploteado de planos 250 35.92 Impresión de borradores 280 40.23 SUBTOTAL 530 76.15 OTROS 28.74 200 Tipo de cambio 1 $us.= 6.96 Total costo en Bolivianos= 2920 Total costo en $us. = 419.54

Sucre, 06 de diciembre de 2017 Señores: Comisión de graduación carrera ingeniería civil Presente.Ref. SOLICITUD DE APROBACIÓN DE PERFIL DE PROYECTO DE GRADO Mediante la presente, tengo el placer de saludarlo muy cordialmente a su persona, felicitando su gran labor y desempeño. El motivo por el que me dirijo a usted es la solicitud de su colaboración en la aprobación del perfil de Proyecto de Grado que mi persona solicita para su aprobación que lleva por título: TÍTULO DE PROYECTO DE GRADO “DISEÑO Y CÁLCULO ESTRUCTURAL DE PASARELA MIXTA MADERA HORMIGÓN QUE ENLACE EL BARRIO PATACÓN CON LA AVENIDA JUANA AZURDUY DE PADILLA Y LA AVENIDA CIRCUNVALACIÓN" Que será desarrollado con el seguimiento del Docente Tutor Ing. Edwin Beltrán Mamani, conforme al contenido que se detalla en el perfil de proyecto adjunto. En tal virtud solicito que dentro del marco de cooperación, tenga a bien, considerar se me otorgue la colaboración necesaria para la aprobación del Perfil. Esperando contar con su respuesta favorable, reitero a usted las consideraciones de mi más alta estima.

Atentamente.

Univ. Nina Coa Silverio C.U. 32-3986 C.I. 10422845 Ch.