Analisis estructural


   


ESTUDIO DE REFORZAMIENTO EDIFICIOS DE TIPO PIRÁMIDE DE UNA FABRICA EN LA CIUDAD DE GRANADA, NICARAGUA. .LA ESENCIA DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL.

Analisis estructuralEl objetivo del diseño estructural es crear una estructura segura y que satisfaga también un conjunto de diversos requisitos impuestos por factores tales como la función de la estructura, condiciones del lugar, aspectos económicos, estética, facilidades para construir y las restricciones legales. El cálculo de las fuerzas internas y los desplazamientos es una parte integral del proceso de revisión de la estructura existente. Por lo regular nos interesan los esfuerzos internos producidos por las cargas, porque la finalidad es revisar el diseño de las estructuras existentes, de manera que los esfuerzos no excedan los valores límites de seguridad.

Otro criterio que se usa con frecuencia es el de establecer un margen de seguridad con respecto a cargas de fallas que aún se pueden prever. En algunos casos, las limitaciones a los desplazamientos regulan la funcionalidad de la estructura, por lo tanto, en el aspecto cuantitativo son tres los criterios principales que se deben considerar en la revisión de las estructuras existentes: 1 – Límites de los esfuerzos. 2 – Seguridad contra cualquier falla. 3 – Desplazamientos. Se van a analizar las estructuras para determinar las fuerzas internas y a menudo también las cargas que pueden producir una falla; si se conocen estas cantidades y las propiedades de los materiales de la estructura, se puede valuar el margen de seguridad.

El buen análisis se basa en prever con certeza el comportamiento de las estructuras en las condiciones de servicio actual, a pesar que todas las estructuras se deforman continuamente a causa de las cargas, de los cambios de humedad, de la temperatura y por otras causas. De hecho, en cierto grado, casi todas las estructuras son estáticamente indeterminadas. La disponibilidad de los rápidos y eficientes programas de análisis que se resuelven por medio de computadoras, ha dejado en libertad los medios útiles para la creación de mejores revisiones de las estructuras, no solo porque pueden automatizar el proyecto, sino porque proporcionan una mayor flexibilidad en el proceso de decisión acerca de la forma básica del reforzamiento de las estructuras.

FORMA O PROCEDIMIENTO PARA LA EVALUACIÓN ESTRUCTURAL

a- Levantamiento arquitectónico de los ejes estructurales de cada uno de los edificios por la parte externa, definidos por los muros contrafuertes de concreto reforzado de las cimentaciones como bases de apoyos a las placas de acero empernadas a éstas bases de concreto.b- Mediciones de ángulos y separación de los elementos que forman las estructura metálica, columnas tipo celosías, cerchas y perlines.

c- Calibración con cinta de los espesores de los perfiles de la cuerdas superior e inferior, riostras diagonales y horizontales haciendo anotaciones de las partes dañadas por corrosión en el acero de placas de fundación, pernería y elementos estructurales, hasta una altura de 4.00 metros del nivel de piso terminado.

d- Recuento de láminas de Forro de paredes y cubierta de techos con láminas de zinc, atacadas por la oxidación, aquí se presenta la oxidación de las estructuras metálica que le sirve de soporte al túnel que trasladaba la materia prima de abajo hacia arriba por medio de un eje helicoidal.

e- Verificación de altura, espesores y cierre de cerchas en ángulos de 46º con articulaciones al centro de sus uniones empernadas, revisión ocular del estado de las estructuras superiores, atacadas por el excremento de aves, que aceleran la corrosión del acero.

f- Identificación de los Edificios f-1 – Nombre: Bodega Nº 16 Pirámide – 1 ; Bodega Nº 18 Pirámide – 2 f-2 – Función : Bodegas de productos varios f-3 – Años de Construcción: Pirámide Nº 1 (53 años); Pirámide Nº 2 (32 años) g – Descripción de los Edificios g-1 – Número de pisos: 1, una pasarela superior para inspección. g-2 – Dimensiones en planta: Ancho = 36.61m x Largo = 51.84 m. (promedio) g-3 – Croquis de los Edificios: Ver planos adjuntos g-4 – Particularidades: – Edificios construidos uno a continuación del otro en suelo cuya primera capa de arcilla es de 1.00 metro de espesor, y una segunda capa de aproximadamente 50.00 metros de toba volcánica. – Pendiente del 2% del suelo natural, lo que hace que el nivel de la cimentación tenga una diferencia de altura en todo su largo de 1.00 metro, esto obligó a construir muros de confinamiento para nivelar el terreno, reforzados con contrafuertes ubicados en los ejes de columnas.

 

- Cada edificio tiene la particularidad que sus cuatro esquinas la forman marcos estructurales tipo celosía, colocados en ángulos de 45º con respecto a la escuadra de sus esquinas, éstos marcos (los más largos) se levantan 3.80 metros de forma vertical, girando un ángulo de 46º con respecto a la horizontal.

 

 

- El ángulo de inclinación de las edificaciones, corresponde al ángulo de reposo de la semilla de Algodón, esto evitaba el empuje lateral del material contra las paredes de la edificación cuando éstos se encontraban repletos de materia prima.

h- Sistema Estructural h-1 – Cimentaciones: – Zapatas y pedestales aislados de concreto reforzado. – Contrafuertes de concreto reforzado. – Viga corrida de concreto reforzado a nivel de asiento de placas bases. – Piso con losa corrida de concreto reforzado de 6” de espesor.

h-2 – Sistema de soporte de cargas verticales: – Columnas de acero tipo celosía. h-3 – Sistema resistente a cargas laterales: – Marcos de acero de tres articulaciones tipo celosía, con arriostres intermedios tipo contraventeos con varillas de Ø ¾”. i- Clasificación y descripción de los daños Pirámide Nº 1: – Cubierta de techo de láminas de zinc corrugado calibre Nº 26 en proceso de oxidación en un 60%( 1,617.00 m2) y perforaciones producidas por la corrosión en un 90%(2,425.00 m2). El área de la cubierta de techos corresponde a 2,695.00 m2 – Forro de paredes con láminas de zinc corrugado calibre Nº 26 en proceso de oxidación, se estima un 40% (319.20 m2) del área forrada. El área de forro de paredes corresponde a 798.00 m2.

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Placas bases de columnas de 12”x 12” x 3/8” (36 unidades en total) se encuentran corroídas en un 100% hasta un espesor de 1/8” (33% de su grosor) y 8 placas bases en elevado daño de corrosión. – Platinas dobles de forma trapecial de 6” de base menor, 12” de base mayor y 12” de altura de un espesor de 3/8” que sirven de placas atiezadoras del pie de las columnas (36 unidades dobles) en proceso de oxidación, con avanzado grado de corrosión, producido por el atascamiento entre ambas de pulpa de semilla de algodón y tierra combinado con los fenómenos climáticos. El espesor de esta costra es de 3/8”.

- Cajas de 2”x6”x 1/8”perlines de arriostres horizontales entre marcos que también se utilizan para fijar el forro de paredes, los dos primeros de abajo hacia arriba, se encuentran seriamente corroídos en la unión con las columnas, más elevado el grado de corrosión de la pieza colocada a nivel de piso. Así mismo pudo observarse en el pie de las riostras diagonales entre los marcos que conforman el edificio. – Corrosión y desgaste en el espesor de los perfiles que forman las columnas tipo celosía, las cuales están construidas con perfiles guapeados de 3”x3”x1/4”, así mismo pudo observarse el grado de corrosión que presentan las riostras diagonales y horizontales de columnas de 2 ½”x 2 ½”x 3/16”. Riostras diagonales y horizontales de columnas.

- Grado ligero de corrosión en muchos elementos estructurales de la parte superior del edificio, producido por el estiércol de palomas que anidan en el piso superior de este edificio. – La mayor parte de todos los miembros estructurales de los marcos principales, emperlinado, cerchas transversales y elementos que cargan el colocho helicoidal y la pasarela del piso superior, muestran falta de limpieza y mantenimiento de pintura anticorrosivos, lo que está provocando un aceleramiento del proceso de corrosión.

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