Documento final planteamiento

Universidad del Azuay Facultad de Diseño, Arquitectura y Arte Escuela de Arquitectura

Planteamiento Estructural lll

Análisis Estructural de una Vivienda: Casa Serrano Samantha Suscal / Profesor: Diego Quintuña Daniela Ochoa Fabricio Carrión Nicole Vintimilla Dario Paguay Paul López Juan Ordónez Francisco Murillo Sebastían Mariño Julio Mendieta José Sanmartín

Índice de Contenido 1.- Introducción 1.2 Resumen 1.3 Objetivos 1.4 Metodología 2.- Lesiones en Viviendas 2.1 Efectos Flectores 2.2 Efectos Cortantes 2.3 Efectos Axiales 2.4 Torsión 2.5 Punzonamiento 2.6 Flexión Compuesta 2.7 Impactos 2.8 Sección Insuficiente 3.- Agentes Ambientales 4.- Documentación Casa Serrano 5.- Informe Casa Serrano 6.- Calculos 7.- Conclusiones 8.- Bibliografía

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IntroducciĂłn 1.2 Resumen 1.3 Objetivos 1.4 MetodologĂ­a

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4 GSPublisherVersion 0.0.100.100

1.1Introducción

El presente trabajo es una aplicación aplicada de los conocimientos adquiridos en la Materia de Planteamiento estructural III última en la escala del grupo de Estructuras propuesto en la malla Académica de la Escuela de Arquitectura, la determinación de Patologías, diagnóstico y propuesta de Reforzamiento estructural de la Casa Serrano es la manera en la que ponemos de manifiesto nuestra formación como Futuros Arquitectos.

En la primera parte del análisis se identifica los diferentes tipos de Lesiones estructurales que pueden tener las edificaciones, para poder comparar los casos con los posibles existentes en la casa Serrano si es que existiesen.La vivienda se encuentra localizada en la Avenida Fray Vicente solano y calle Tadeo Torres al constatar que en la casa Serrano había estado en constante uso desde su construcción en el año 1968 hasta el año 2016 y de haber pasado por procesos de mantenimiento durante la ocupación de la familia Serrano se pudo determinar que la casa no tenía fallas estructurales no agrietamientos graves en su estructura.

Dadas las herramientas con las que contamos hoy en día, es posible reparar y adaptar la vivienda a las necesidades actuales sin llegar al punto de tener que destruirla ya que muchas veces estas tienen un gran valor sentimental para la familia, porque si bien la casa tiene su antigüedad, esto no debe ser un impedimento para que sea funcional y/o productiva.

Además, la casa no posee valor patrimonial y según la normativa vigente es posible realizar modificaciones totales a la casa lo que incluye una posible demolición de la misma.La edificación de estudio consta de tres plantas, construidas con materiales mixtos (madera, hormigón). Tiene en total 22 cuartos a razón de habitaciones, 5 baños, 1 terraza, 1 cocina 1 comedor, 4 balcones, 1 subsuelo con espacios utilizados en un principio como cuarto de juegos, pero ahora es utilizada para bodegas y archivo y 6 dormitorios. Tiene un área de terreno de 600 m2 y aproximadamente 662 m2 de construcción.Basados en la observación recolectada y en base a una investigación corta acerca de afecciones en la construcción, se detectaron todas las afecciones estructurales y no estructurales de la vivienda.

La presencia de humedad en poca cantidad en la planta del subsuelo representa un problema, pero no de grandes proporciones. En un sondeo general de la vivienda los materiales mas afectados son la madera que representa la losa de la vivienda y la estructura de cubierta, en cuanto a los muros estructurales no se encuentran en mal estado ni están agrietados, carpinterías por el uso y condiciones externas se encuentran desgastadas, pero sin problemas considerables, y de cubierta en buen estado.En base a cálculos de diferentes tipos de estructuras tales como vigas, losas, columnas y zapatas se determinó las cargas de uso para una edificación de oficinas.

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1.2 Resumen

El presente análisis expone la determinación de patologías, diagnóstico y propuestas de restauración de la vivienda nombrada Casa Serrano, ahora perteneciente a la Universidad del Azuay y de propiedad de la familia Serrano hasta el año 2016 la cual se encuentra ubicada en la ciudad de Cuenca, provincia del Azuay. La vivienda tiene alrededor de 49 años de antigüedad, tiene un área aproximada de 600m2 de terreno y 600 m2 de construcción. Los materiales que componen la edificación son principalmente madera, hormigón y ladrillo.

El levantamiento de la información fue realizado por los estudiantes de 9no ciclo de la Universidad del Azuay pertenecientes a la carrera de Arquitectura, dicha información fue necesaria para la materia de Taller de Proyectos arquitectónicos. La información adicional requerida para este análisis fue realizada por visitas de campo donde fotografías y fichas fueron necesarias para respaldar la información.Como resultado del presente análisis se propone identificar puntos críticos de la vivienda que presenten un riesgo estructural, además de luego recopilada la información constatar si es posible o no mantener la estructura actual de la vivienda para ejecutar el programa de oficinas que tiene previsto la Universidad del Azuay, y proponer una posible solución en caso de que se mantenga la edificación existente para cumplir con los requerimientos estructurales necesarios para el funcionamiento del nuevo uso.

Según el análisis realizado se identificó que la mayoría de los elementos estructurales existentes podrían funcionar para el programa propuesto ya que en base a los cálculos se pudo ratificar lo mencionado. En base a la trama estructural existente y coincidente en las dos plantas edificadas se pudo evidenciar que para el nuevo uso es necesario realizar la apertura de vanos por lo cual se ve necesario el refuerzo en los mismos para evitar posibles afecciones futuras ya que eso compensaría los elementos demolidos.

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1.3 Objetivos

1.Realizar un levantamiento planimétrico y fotográfico del estado actual de la vivienda e identificar Posibles problemas estructurales.

2.Elaborar Cálculos aprendidos durante los ciclos de estudio.

3.Seleccionar sistemas constructivos como alternativas de restauración estructural en la vivienda.

4.Iplementar un plan re estructuración para posibilitar el cambio de uso de suelo de la edificación.

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1.4 Metodología

Partiendo de la necesidad de analizar los presentes efectos en la vivienda Serrano , se realiza una síntesis de los posibles que pueden tener los materiales con el paso del tiempo , por lo al generar una introducción hacia los presentes agentes que pueden debilitar las estructuras ya sea por efecto de los cambios climáticos que experimentan las estructuras hasta el análisis interior que puede terminar efectos de agrietamiento, humedad , manchas eflorecencias etc.

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Lesiones en Viviendas 2.1 Efectos Flectores 2.2 Efectos Cortantes 2.3 Efectos Axiales 2.4 Torsiรณn 2.5 Punzonamiento 2.6 Flexiรณn Compuesta 2.7 Impactos 2.8 Secciรณn Insuficiente

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Lesiones en Viviendas

Los efectos provocados a lo largo de tiempo en las edificaciones dependen mucho del tipo de construcción utilizada, los distintos aspectos en la durabilidad de la construcción están influenciados en su totalidad con los tipos de cargas y los factores a los que están expuestos los distintos componentes estructurales.

Algunos aspectos , normas y distintos lineamientos que se deben tomar durante la construcción deberían plasmarse para garantizar la permanencia y que las estructuras no fracasen con el paso del tiempo. Los errores más frecuentes pueden ser una mala ejecución de la obra , durante la lectura de planos que no se evidencien la ubicación correcta de las estructuras , sus luces , volados entre otros que determinen de alguna manera e influencien el resultado final. la estructura con su correcta resistencia, por lo que al momento de proyectar las estructuras se debe tener en cuenta el total de conocimiento de la obra en sí, su funcionamiento y distribución de espacios que se proyectarán una vez que la estructura portante se encuentre concluida

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2.1 Efectos Flectores

Inicio en la Fibra Interior

Continua en Vertical

Algunos de los efectos flectores que se pueden evidenciar en una construcción son aquellas cargas que actúan de manera externa, por lo que la estructura termina siendo afectada de manera directa, algunos de estos efectos se muestran claramente en la edificación con la presencia de fisuras , las cuales se hacen presente de manera prolongada y de forma vertical, generalmente están presente en los elementos cuya fibra interior avanza hasta llegar a un encorvamiento hasta aproximarse a la fibra neutra de la estructura

Curvatura a la fibra Neutra

Diagramas de fallo por la accion de un momento flector 17

2.2 Efectos Cortantes

Inicio en el alma a 45 grados

Continua hacia la armadura

Estos efectos se encuentran presentes en las estructuras cuando existe una falta de cuantia transversal , una posible armadura transversal muy dĂŠbil, la presencia de sobrecargas no previstas e incluso un desencofrado prematuro , algunos de estos aspectos pueden ser los principales para que el elemento pueda fallar a cortante por lo que la fisura podrĂ­a evidenciarse como una inclinaciĂłn aproximada de 45 grados.

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Corta la viga en dos partes

2.3 Efectos Axiales

Fallo por Tracción Axial

Estos efectos pueden estar presentes de dos tipos , se puede dar por compresión y tracción axial , el cual terina siendo un fallo relativo y frecuente en elementos de hormigón armado y en caso de no verificar su estado de utilización , puede generar ocasionar fisuras a lo largo del contorno del elemento los cuales se localizan generalmente en la misma posición que la armadura transversal que serian los estribos.

Fallo por Compresión Axial

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2.4 Torsión

Fisuración por Cortante

Fisuración por torsión

En los efectos de torsión puede ser muy grave para la estructura ya que la rotura del elemento puede ser rápida , la presencia de flexión y corte generan tensiones tangenciales en el elemento, algunos de los aspectos que generan estos efectos son la falta de anclajes , la colocación del acero de refuerzo e incluso sobrecargas no previstas .

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Vista Elemento en Perspectiva

2.5 Punzonamiento

Este efecto se da generalmente en las estructuras planas , al introducir una carga perpendicular a un plano medio, este tipo de efecto se da cuando se une una viga plana con columnas y las fisuras pueden ser peligrosas e incluso llegar a colapsar las estructuras.

Fallo por Punzonamiento

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Agentes Ambientales 3.1 Humedad 3.2 Humedad del Suelo 3.3 Humedad Atmosférica 3.4 Humedad por Infiltración 3.5 Manchas 3.6 Eflorescencias 3.7 Ataque Químico 3.8 Carbonatación 3.9 Corrosión del Acero 3.10 Variación de temperatura 3.11 Origen Abiótico 3.12 Radiación Solar 3.13 Lluvia 3.14 Fuego 3.14 Origen Biótico

03

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24

3.1 Humedad

La humedad es uno de los agentes mรกs nocivos que atacan directamente a las estructurales debilitando sus propiedades estructurales con el paso del tiempo, se da lugar a un fenรณmeno muy conocido con la presencia de la humedad, se trata de la capilaridad. Algunos factores son los agentes climรกticos, al momento del transporte de material y durante la obra , es muy importante a protecciรณn de mismo para evitar futuros problemas.

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3.2 Humedad del Suelo

Cuando nos referimos a la humedad del suelo hacemos relación al nivel freático de agua existente y a los efectos de capilaridad en los que puede afectar a la cimentación de la estructura incluso a las paredes inferiores de la edificación, esto se hace evidente cuando el material absorbe el agua por los poros del hormigón de la cimentación.

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3.3 Humedad Atmosférica

Son los agentes que se encuentran presentes en los factores climáticos ya sean por días soleados, lluviosos en los que el material absorbe la humedad que proviene de los mismos, sin embargo sucede el efecto de evaporación , al tener un día lluvioso con mayor presencia de agua el material alberga humedad en sus poros que son expulsados cuando el clima varia y existe la presencia de sol.

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3.4 Humedad por Infiltraciรณn

Los efectos de humedad por infiltraciรณn se dan ya sea por fuertes precipitaciones que mediante la presencia de otros agentes como el viento terminan penetrando en los poros de los materiales , lo cual termina desembocando en una posible lesiรณn para la estructura , un ejemplo claro de estos efectos son las goteras.

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3.5 Manchas

Las manchas en las estructuras se producen al ataque de agentes externos y materias orgรกnicas dentro de los mismos materiales de construcciรณn o por sales alcalinas, que gracias a la humedad producen oxidaciรณn de la materia orgรกnica y eso lo que se llega a generar manchas oscuras, verdosas o negruzcas.

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3.6 Eflorescencias

Son una de las principales causas de los materiales para absorber la humedad atmosfĂŠrica donde algunas son blancas que aparecen en algunas partes de la superficie ya sea de muros o elementos estructurales enlucidos. Estas eflorescencias se identifican rĂĄpidamente porque dejan un polvillo blanco sobre la superficie misma ya que debido a las sales solubles que poseen los materiales y la absorciĂłn de la humedad se disuelven estas sales y las lleva al exterior generando manchas desagradables.

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3.7 Ataque Químico

Este ataque químico puede generar en las juntas grietas horizontales o grietas ya existentes. Los cloruros se deben principalmente porque la estructura se encuentra al aire libre o debido a la utilización de ciertos aditivos al momento de la elaboración del hormigón mientras que le daño que genera los cloruros al hormigón es la oxidación localizada del acero de refuerzo 31

3.8 Carbonatación

Por lo general se produce en el hormigón donde la cal apagada del cemento(hidróxido cálcico) reacciona con el dióxido de carbono del aire llegando a formar carbonato cálcico produciendo la corrosión de la armadura y fracaso de la estructura pero cabe recalcar que es un proceso lento.

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3.9 Corrosión del Acero

Es la oxidación de acero de refuerzo en las estructuras lo cual las causas de la corrosión en armaduras se presentan por fisuras en el hormigón paralelo a la disposición del refuerzo y por desprendimiento del recubrimiento, estos daños se manifiestan por medio de manchas de oxidación en la superficie donde pueden afectar a la capacidad portante en las estructuras.

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Calor (cal)

3.10 Variación de Temperatura

Estos cambios térmicos se ocasiona en cualquier otro sólido, ya sea dilatándose cuando se calienta o se contrae al enfriarse afectando así a la estabilidad de la estructura y provocando fisuras una de las soluciones es implementando juntas de dilatación.

Mientras que en el material de madera las causas se dan por dos motivos ya sea abiótico o bióticos lo cual esto compromete a la resistencia y estabilidad de la estructura misma.

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Aumento de Temperatura

Grafica de Calor en función de la Teperatura

3.11 Origen AbiĂłtico

La madera sufre el ataque de los hongos por la humedad ocurrida ya sea por el clima o por el lugar donde se encuentre donde estos organismos necesitan un contenido de humedad del 20% y una temperatura alrededor de 25 ¨C para afectar a la madera. Pueden incluso atravesar paredes de ladirllo y atacar a otros elementos sanos. Estos atacas varia según la temperatura y la intensidad que se genera para poder determinar la gravedad del daùo en las piezas de madera y revisar la capacidad de resistencia que puede tener.

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3.12 Radiación Solar

Unos de los problemas es la aparición de grietas superficiales debido al la humedad en la zona superficial y la zona interna tomando así tonos marrón o color grisáceo 36

3.13 Lluvia

Las causas mas comunes por causa de la lluvia en la capa superficial ayudan al fenรณmeno de la apracicion de grietas donde gracias a esos poros abiertos pueden aparecer hongos que generan un sin numero de problemas que a diferencia de la humedad interna provoca un estado de tensiรณn en las piezas llegando a la arqueadura o combadura.

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3.14 Fuego

El fuego en contacto con la sección de madera produce una lenta combustión con una velocidad de carbonización del orden de 0,6 a 0,7 mm/min dependiendo claro esta de la especie de la madera. Después de lo ocurrido se puede determinar la calidad estructural y por tanto su resistencia por lo tanto si la sección ni es muy elevada puede ser recuperable o reutilizable. Los puntos mas críticos en una estructura de madera en caso de incendio son las uniones y principalmente aquellas partes donde la unión es con perfil o placa metálica.

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Algunos de los efectos anรกlizados nos permiten entender los posibles agentes degradantes que pueden tener la Casa Serrano , por lo que al momento de analizar la obra se tendrรก en cuenta los aspectos mencionados 39

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Documentación Casa Serrano 4.1 Medio Físico 4.2 Ubicación 4.3 Planta Sótano 4.4 Planta Baja General 4.5 Planta Alta 4.6 Secciones 4.7 Sistema Constructivo

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4.2 1.1 Medio Físico Medio físico Riesgos geológicos

El área de estudio se encuentra en una terraza aluvial del Cuaternario. Qt1-5 El esfuerzo admisible del suelo es de 3 kg/cm2, clasificado como gravas limpias mal graduadas, con menos del 5% de finos(Material pasante del tamíz 200) Las terrazas (t1-t4) están formadas por bloques y boleos subangulares a redondeados y subesféricos (ocurrencia 40 y 70%) en matriz de grava areno arcillosa (ocurrencia 60 y 30%), la terraza t5 esta formada por estratos erráticos de arena, limo y depósito aluvial de potencia variada Condiciones geodinámicas.- Erosión hídrica. Terrazas en general estables; a excepción de sus taludes terminales sujetos a erosión y desprendimientos.

Condiciones hidrogeológicas.- Niveles freáticos poco a medianamente profundos. Terrenos generalmente afectados por flujos de agua. Alta permeabilidad de los depósitos. de profundidad.

Trabajabilidad y posible uso del material.- Mediana dificultad de excavación, pueden ser trabajados con maquinaria liviana. Con dificultad puede trabajarse a mano. Bases de carreteras, lastrado de vías y áridos de hormigón pobre.

Comportamiento en resumen.- Depósitos competentes, permeables, predominantemente friccionantes, apto para construcción y buen terreno de cimentación. Atención si están expuestos en taludes, tendencia a desprendimientos Terrazas aluviales: Buen comportamiento, sin embargo en cortes hace falta bermas, tratamiento de taludes, sistemas de drenaje y revegetación; en discordancia con lutitas, limolitas (incompetentes) y areniscas (competentes) Susceptibilidad a terrenos inestables.- Baja en las terrazas aluviales muy compactas a cementadas, los taludes naturales son estables en pendientes bajas.

Las pendientes naturales son estables hasta los 29º, pueden soportar taludes en corte casi verticales de hasta 25 m de altura. Un talud recomendable es en general 1/3 (H/V) y el uso de bermas. Se debe desarrollar tratamiento de taludes, uso de cortes adecuados, bermas, control de drenaje superficial con cunetas, plantación de vegetación nativa y arbustos, delimitación de fajas de seguridad, etc. En casos especiales se requerirá de muros de sostenimiento.

Fuente: Proyecto PRECUPA, CSS (Cooperación Ecuador-Suiza)

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4.1Ubicación

Ubicación: Calle Tadeo Torres y C. Aguilar Año: 1971 Arquitecto: Enrique Malo Área del terreno: 600 m2 Área de la casa: 662 m2 Dueño anterior: Dr. Carlos Serrano Aguilar Dueño actual: Universidad del Azuay 44

A

as

A

B

C

D

18,21

35

4,30 1,10 40 2,85

4,20

1,30 1,30

3 2 1

3,65 2,90

4.2 Planta Sotano

12,61 4,10

4,35

1 3 4

40

2 5 6 7 8 9

B

35

4,80

10,10 35

13,75

4,55

B

45

A 3,75

C

45

3,90

18,20 17,15 35

40

35

B

3,60

1,10 30 80 30

30

B 8,70 9,30

2,65 20

13,75

35

Planta Baja 46

A

30

30

3,50

6,85 18

B

4,00

4,15 4,45

9 8 7 6 5 4 3 2 1

3,40

6,90 18

2,95

4.3 Planta Baja General

D

30

A

ESC 1:200

A 19,50 35

25

B

20

C

4,00

35

6,30 6,30

D

35

2,95 2,95 2,95

A

3,90

13,20 4,10

18

3,35 3,00

4.4 Planta Alta

B

20 30

6,65 6,35

13,75

3,80 3,40

B

47

cciones

100.100

4.5 Secciones

+7,70

+5,40

+2,75

±0,000

-2,50

Corte A - A 48

ESC 1:135

4.5 Secciones

D

C

B

A +7,795

+5,400

+2,750

±0,000

-2,370

Corte B - B

ESC 1:200 49

4.6 Sistema Constructivo

Entrepiso de Madera Esquema Ilustrativo 50

Fuente: Tesis “Patología, diagnostico y propuestas de rehabilitación de la vivienda de la familia Bermeo Alarcón”. U. Cuenca

4.6 Sistema Constructivo

Entrepiso de Madera Esquema Ilustrativo Fuente: Tesis “Patología, diagnostico y propuestas de rehabilitación de la vivienda de la familia Bermeo Alarcón”. U. Cuenca

51

Sistemas constructivos

Uniรณn: viga de madera - columna 4.6 Sistema Constructivo metรกlica Esquema ilustrativo:

Entrepiso de Madera Esquema Ilustrativo GSPublisherVersion 0.3.100.100

52

Fuente: https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/797621/15-herrajes-metalicos-para-conectar-estructuras-de-madera-laminada-arauco

51

4.6 Sistema Constructivo

1.

3.

4.

2.

Unión de Vigas de Madera Muro Portante Fuente: Tesis “Patología, diagnostico y propuestas de rehabilitación de la vivienda de la familia Bermeo Alarcón”. U. Cuenca

53

4.6 Sistema Constructivo

1.

2.

3.

Columnas de Ladrillo 54

Fuente: Tesis “Patología, diagnostico y propuestas de rehabilitación de la vivienda de la familia Bermeo Alarcón”. U. Cuenca

4.6 Sistema Constructivo

1.

3.

2.

4.

Escaleras Esquema Ilustrativo 55

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Informe Casa Serrano 5.1 Levantamiento de Informaciรณn 5.2 Ficha Modelo 5.3 Anรกlisis de Fichas

05

57

58

5.1 Levantamiento de Información

Para la recolección de información se utilizo el método observacional, para ello se necesitó realizar varias visitas a la edificación en estudio.

Mediante este método, se ha logrado identificar algunas lesiones y deficiencias existentes en la misma, de las cuales se clasificara según el tipo de lesión y distintos procesos patológicos encontrados.

Mediante fichas se separara las diferentes habitaciones y estancias para analizar las patologías que les afectan según los componentes que tenga este espacio, tomando como base los siguientes componentes: Muros , Estructura vertical, estructura horizontal Para los componentes que tengan patologías grande y que necesiten ser tratadas de manera individual se tratara una ficha particular, acompañado de material fotográfico que permite consultar, verificar alguna información relevante.

59

5.2 Ficha Modelo

Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Muros

Material

Principales Deterioros suciedad humedad grietas y fisuras desprendimiento del revestimiento

Estructuras Verticales

humedad derrumbes pudrición grietas y fisuras

Para determinar los posibles agentes que hayan actuado en las estructuras nos basamos en una ficha base en la que analizamos las patologías que podrían estar presente en la vivienda, al realizar el desglose de los elementos más importantes, generamos un índice de estudio amplio donde el porcentaje con mayor jerarquía será el de la estructura principal

60

Estructuras Horizontales

humedad derrumbes desprendimiento de material grietas y fisuras

Tabla

1 . Ficha para recopilación de información

FICHA TÉCNICA Obra: Dirección: Uso actual:

Uso original: Lesion:

Ubicasión:

5.2 Ficha Modelo Imagen de la Lesion:

Ubicación en planta:

Descripción: Posibles causas:

Pronósticos: Tratamientos:

En la segunda ficha lo que se pretende es mantener un informe aún más detallado sobre las causas y los agentes que debitan las estructuras , al incorporar las posibles soluciones y tratamientos que se puedan dar en determinado lugar de la planta por lo que se colocan imágenes que evidencian los estados de la vivienda actuales con la ubicación en planta

Observaciones:

61

5.2 Anรกlisis(Planos) de Fichas 1.1Fichas

SERVICIO

9 8 7 6

ESTUDIO

ESTUDIO

5 4 3 2 1

LAVANDERIA

ESPACIO CIRC.VERT

ESTAR

COCINA

SALA COMEDOR

Ficha -Planos

62

Sala Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

10

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

3

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Estudio Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

0

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

63

Estar Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

15

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Comedor Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

64

5

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

Espacio.Circ.Vertical Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

5

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Cocina Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

10

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

1

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

65

Lavanderia Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

3

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Servicio Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

66

10

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

5.2 Anรกlisis(Planos) de Fichas 1.1Fichas

CUARTO 2 ESPACIO CIRC.VERTICAL

CUARTO 1

ESTAR ESTUDIO

TERRAZA CUARTO 3

CUARTO 4

67

Cuarto 1 Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

10

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Cuarto 2 Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

68

10

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

Cuarto 3 Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

10

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Cuarto 4 Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

10

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

69

Estudio Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

15

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Terraza Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Principales Deterioros suciedad humedad grietas y fisuras desprendimiento del revestimiento

Ladrillo Estructuras Verticales

Estructuras Horizontales

humedad derrumbes

40 10 5 40 10

pudrición

0 0

grietas y fisuras

5

humedad derrumbes desprendimiento de material grietas y fisuras

70

%

Estar Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

10

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Espacio Circ. Vertical Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

10

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

2

humedad derrumbes

0

pudrición

0 2 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

71

Estar Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros

10

suciedad humedad grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

0

humedad derrumbes

0

pudrición

0 0

0

grietas y fisuras

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Madera Estructuras Horizontales

%

humedad derrumbes

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

0

Espacio Circ. Vertical Estancia:………………………………………………………………………………..

Elemento

Material Ladrillo

Muros

Ladrillo Estructuras Verticales

Principales Deterioros suciedad humedad

Estructuras Horizontales

72

10

grietas y fisuras

0 0

desprendimiento del revestimiento

2

humedad derrumbes

0

pudrición

0 2 0

grietas y fisuras Madera

%

humedad derrumbes

0

0

desprendimiento de material

0

grietas y fisuras

0

5.2 Anรกlisis(Planos) de Fichas 1.1Fichas

3 2 1

CUARTO 5 CUARTO 4 CUARTO 2

CUARTO 1

CUARTO 3

73

FICHA TÉCNICA Obra: Analisis Estructural Casa Perez Dirección: Avenida Solano y Tadeo Torres Uso actual: Habilitada

Uso original: Unifamiliar

Lesion:

Ubicación: 3 2 1

CUARTO 5 CUARTO 4 CUARTO 2

Imagen de la Lesion:

Ubicación en planta:

CUARTO 1

CUARTO 3

5.2 Análisis de Fichas 1.1Fichas

Descripción: Posibles causas:

Pronósticos: Tratamientos:

Humedad, manchas y desprendimiento de pintura Falta de Mantenimiento Humedad por capilaridad Aumento de humedad en todas las paredes Desprendimiento de material de revestimietno y destrucción de Muros a) Se usa alta tecnología en la aplicación de una de barrera química para evitar la humedad ascendente.

Aplicando esta barrera química evitamos que la capilaridad ascienda por sus paredes eliminando los vasos capilares de la base de su pared y deteniendo el avance de la humedad. b) A continuación realizamos un tratamiento de descontaminación del revestimiento, saneándolo y eliminando la humedad existente. c) Tras esta descontaminación, aplicamos un nuevo revestimiento que minimiza los daños producidos por la capilaridad en su estructura.

Observaciones:

74

La mejor solución para evitar las humedades por capilaridad es aplicar los aislantes y revestimientos específicos durante la construcción de su edificio. Desgraciadamente muchas veces estos aislantes no se aplican o se hace de forma incorrecta, por lo que el agua no encuentra una barrera que le impida su ascensión.

FotografĂ­a Exterior Actual Vivienda 75

76

Propuesta Estructural 6.1 Identificaciรณn Muros de Carga 6.2 Propuesta acorde al Programa Requerido 6.3 Detalles Constructivos

06

77

78

6.1 Identificaciรณn Muros de Carga

79

6.1 Identificaciรณn Muros de Carga

80

6.2 Propuesta Acorde al Programa Requerido

81

AXONOMETRIA PLANTA BAJA PROPUESTA

6.2 Propuesta Acorde al Programa Requerido

82

6.2 Propuesta Acorde al Programa Requerido AXONOMETRIA PLANTA BAJA ACTUAL

AXO

83

6.2 Propuesta Acorde al Programa Requerido

ESQUEMA CONTRAFUERTE PLANTA DE SOTANO ESCALA 1:250

84

Paso 1 (Apuntalamiento)

6.3 Detalles Constructivos

Paso 2 (perfiles metalicos)

Uniones Paso 3 (resane del muro)

DETALLE REFUERZO VIGAS ESCALA 1:10

85

DETALLE VIGAS DE MADERA PORTICO DE ACERO ESCALA 1:250

6.3 Detalles Constructivos

Uniones

DETALLE UNION MURO CICLOPEO COLUMNA DE ACERO ESCALA 1:250

86 GSPublisherVersion 0.3.100.100

FotografĂ­a Interior Actual Vivienda 87

88

Calculos

07

89

90

6.1 Estado actual de la Casa Serrano A

B

C

D 5,20

E

1

1

Carga viva Carga muerta Entrepiso de losa de duelas Mampostería no portante Cielo raso e instalaciones

1,8 KN/m2 1,2 KN/m2 0,916 KN/m2 0,15 KN/m2 Q= 4,066KN/m2

9 8 7 6

Q= (4,066)(0,6) = 2,44KN/m

5 4 3 2 1

2

2

RA= 6,344KN RB=6,334 KN

MA= 5,49 KN.m MB=5,49 KN.m

δ= esfuerzo del eucalipto 3

3

δ Adm= 27,5 M Pa →27.500 KN/ m2 δ max = Seco Verde

104.735 KN/m2 68.842 KN/m2

Cálculo de Viga DE δ Adm= M.C I

b3= 3M 2M

I= 1 4 b 6 4

4

A

B

C

D

δ max= M.C 1 4 b 6

E

Viga 4 entre eje (D-E) viga mas desfavorable.

5,20

D

E MB

MA

RA

b= b=

5,20

RB

3

3Max 2 δ Adm

3

3 . 5,49 2 (104.735)

b= 6 cm GSPublisherVersion 0.1.100.100

2b c

b

h= 12 cm 91

1

Carga viva Carga muerta Entrepiso de madera Mampostería no portante Cielo raso e instalaciones Mobiliario de oficina Sala de reunions Archivero Total carga muerta

2

MB

MA

RA

RB 5,20

0,30m

δ= esfuerzo del eucalipto

MOR Verde = 702 kg/cm2 MOR Seco =1068 Kg/cm2

δ max= 6Mb 2b4

Seco Verde

δ max=6(M. C) , δ max= 6M b4 δ max=

b3.2 δ max 3

δ max=

(0,16)(2)(10680000) 3

δ max= 1139,200

AREA TRIBUTARIA= 0,6

27.500 KN/ m2

δ Adm= 27,5 MPa

δ max= M.C 1 4 b 6 δ max= 6M. 6C b4 b M2 2 δ max= 1 4 b 6 b M 2 δ max= 4 b 6 δ max= 6(M.6b) 2b4

Cálculo de Viga 1- 2C

, RA=15,83 RB=15,83 MA= 13,72 MB= 13,75

1,2 KN/m2 0,916 KN/m2 0,35 KN/m2 0,20 KN/m2 0,50 KN/m2 0,50 KN/m2 3,67 KN/m2

G=(3,67) + (2) (0,25) G=1,83 KN/m2 QT= (1.6(2)+ 1,4(3,67)+1,83 QT= 10,16 KN/m2 QT= (10,16)(0,6) QT= 6,09 KN/m2

0,30m

0,60m

Ʃ MA = Ø (23,28)(5,20)(2,6)+ R2(5,20)

2,00 KN/m2

104.735 KN/m2 68.842 KN/m2

δ max= 6M3 2b δ max= 3M b3 δ max= 3M b3 b=

3M 2 δmax

b=

3(13,72) 2(104735)

41,16 209470 b= 0,058 m b=

Según los cálculos se realizados, la sección de la viga requerida es de 6 x 12 cm, actualmente tinen una sección de 7 x 14 por lo que no es necesario reforzarlas

92

GSPublisherVersion 0.1.100.100

6.2 Pórtico de refuerzo Debido al nuevo uso de oficinas , será necesario demoler paredes, y crear un pórtico de refuerzo en la estructura Viga de refuerzo pórtico B 3-4 FA= 31,70 KN MA= 25,36 KN.m

FB=31,70 KN MB=25,36KN.m

W= 25,36 X 103 =79,25 X 10-5 m3 320.000

3

R1= 34,87 R2 =34,87 MA =31,38 MB =31,38

0,60

W= 25,36 KN.m =79,25 X 10 m Q. ACERO W= 79,25 cm3 -5

3

Opción B A PERFIL G 150 → W= 46,37 cm3

0,60

0,60

0,60

0,60

0,60

0,60

MB

RB RA 5,40

Opción B A PERFIL G 150 → W= 46,37 cm3

W= Opción A IPE 160 → W=109 cm3

0,60

2

Opción A IPE 160 → W=109 cm3

RB= 31,70 KN MA= 25,36 KN.m

0,60

MA

Q ACERO= 320000 KN/m

RA= 31,70 KN MA= 25,36 KN.m

4

M Q. ACERO

W= 31,38 320.000 W= 9,81 X 10-5m3 W= 9,81cm3

Columna de refuerzo pórtico B3-4 Reacción mas desfavorable R = 34,87 KN Portico 1

W=F Q acero W = 34,87 Q acero

Columna 1 HEB 160 GSPublisherVersion 0.1.100.100

Portico 2

= 1,0896 x 10-4 m3

W = 31,70 Q acero

= 1,084375 x 10-4 m3

Columna 2 HEB 160 93

6.3 Muro de contención Cubierta inclinada 20%, de madera

0,35 KN/m2

Q= 1,6L + 1,4D = 1,6(0) + 1,4(0,35)=0,49 KN/m NK3 = 0,49 Sumatoria de cargas axiales RB

+

0,49 6,34 6,34

RC

RA

13,17 KN Carga lineal sobre el muro = 13,17 KN esquinera = 26,34 KN

e= 1 H 15

e = 1 7,7 15

e = 0,513 m RA

Área por metro lineal= 0,513 m2 El espesor actual del muro cumple con el propuesto que varía de 40 a 60 cm.

Valor con carga actual δ Adm Hormigón ciclópeo= 180 A=

Fxα = δ Adm

Kg/cm2

26,34 x 6 = δ Adm

0,87 m2

Para compensar el valor de diferencia es necesario hacer un contrafuerte para reforzar el muro de cimentación 94

GSPublisherVersion 0.1.100.100

7,80

RB

1.1Conclusiones

Al finalizar el análisis de la Casa Serrano, partiendo de los chequeos en cuanto a deficiencias estructurales actuales de la casa y del cálculo estructural y pre dimensionamiento de elementos estructurales existentes tales como vigas, losas, y muros portantes se llegó a la conclusión de estos elementos si logran resistir las cargas vivas que se necesitaría para el uso de oficinas, y que para realizar cualquier tipo de intervención en dicha edificación y de acuerdo a las necesidades funcionales y arquitectónicas que necesita la Universidad del Azuay se ve necesario modificar el espacio lo que implica la apertura de vanos en los muros los cuales nos permitan tener una mejor conexión entre ambientes.

Así fue como se calculo elementos desde la cimentación, muros, vigas, losas, columnas y estructura de cubierta. Llegando a determinarse que a pesar de haber sido construido con métodos tradicionales de los años 70 la casa cumple con los requerimientos para ser utilizada.Los muros portantes son la estructura principal de la vivienda, que ahora se encuentran asentados sobre muros ciclópeos estructurales de 2.00m de altura aproximadamente que cumplen como cimientos a donde se transmiten directamente las fuerzas que van al suelo, los muros de planta baja y planta alta de ladrillo se asientan uno sobre otro para de acuerdo con la modulación de los mismos logren cumplir con el funcionamiento en las dos plantas.

Al analizar las fichas y los elementos existentes se llegó a definir que estos elementos deben tener constante mantenimiento, específicamente la madera, que están expuestos a la intemperie y a elementos bióticos que dañan la composición básica de la misma y podrían afectar estructuralmente a la edificación.Posterior a la evaluación física se llevo a cabo el proceso de cálculo donde se utilizó el coeficiente de máxima resistencia para así poder establecer dimensiones mínimas que soporten el peso propio y las cargas vivas a utilizarse.

Se llegó a determinar que la colocación de los nuevos pórticos tienen que suplir la ausencia de la sección de muros estructurales a demoler, y que, deben estar anclados a los antiguos con varillas metálicas empotradas que actúen como chicotes para que las fuerzas que actúan sobre ellos se distribuyan de una manera correcta y no sean dos elementos que actúen de manera independiente, es por eso, que se debe tener cuidado en las uniones con la losa y las paredes por lo que se recomienda utilizar morteros expansivos para que las uniones y los elementos actúen de manera homogénea.

95

Bibliografía Proyecto PRECUPA, CSS (Cooperación Ecuador-Suiza Plataforma Arquitectura (23 enero 2017). 15 herrajes metálicos para conectar estructuras de madera laminada Arauco. Obtenido de: https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/797621/15-herrajes-metalicospara-conectar-estructuras-de-madera-laminada-arauco Parra S., Vasquez P. (2014). “Patología, diagnóstico y propuestas de rehabilitación de la vivienda de la familia Bermeo Alarcon”. https://www.youtube.com/watch?v=jPYtoI7PoVs(2017, Anonimo).

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98

Universidad del Azuay Facultad de DiseĂąo, Arquitectura y Arte Escuela de Arquitectura