APLICACIONES DE CONCRETO PREFABRICADO EN ZONA SÍSMICA: SEGURIDAD, COMPETITIVIDAD Y RAPIDEZ

Transcripción

1 APLICACIONES DE CONCRETO PREFABRICADO EN ZONA SÍSMICA: SEGURIDAD, COMPETITIVIDAD Y RAPIDEZ

2 CONCRETO PREFABRICADO Los productos prefabricados de hormigón están en todas partes. Ellos constituyen la columna vertebral de nuestra infraestructura por encima y por debajo del suelo y juegan un papel fundamental en el mantenimiento de un ambiente limpio, saludable y productiva FUENTE: PAGINA WEB DE NATIONAL PRECAST CONCRETE ASSOCIATION

3 CONCRETO PREFABRICADO o Bloques. o Tubos. o Muros de tierra reforzada. o Casas a base de baldosas y columnas o Etc.

4 CONCRETO PREFABRICADO Espacio Público

5 CONCRETO PREFABRICADO Cerramientos y fachadas

6 CONCRETO PREFABRICADO

7 ESTRUCTURACIÓN EN ZONA SÍSMICA

8 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Detallado de estructuras en concreto convencional en zona sísmica: Distribuciones en planta que se deben evitar Evitar cambios bruscos en altura

9 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Detallado de estructuras en concreto convencional en zona sísmica: Construcción de juntas para normalizar formas. Separar estructuras

10 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Detallado de estructuras en concreto convencional en zona sísmica: Tópicos a considerar en un diseño de estructuras de concreto convencional: 1. Condiciones del sitio de la obra: a. Construcción cerca o en taludes. b. Suelos de baja resistencia y altamente deformables. c. Condiciones de inundación. 2. Estructura principal: a. Evitar distribuciones asimétricas (torsión). b. Concentraciones de carga en pisos superiores. c. Interrupción de elementos que transmiten cargas al suelo (pisos suaves). d. Colocar elementos que hagan que el centro de masa y el centroide de la sección, estén prácticamente en el mismo punto.

11 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Detallado de estructuras en concreto convencional en zona sísmica: Tópicos a considerar en un diseño de estructuras de concreto convencional: 2. Estructura principal: e. Consideraciones de altura del edifico / ancho en planta, que evite vuelco. f. Rigidizar la estructura para limitar deformaciones. g. Tener redundancia en el sistema estructural. h. Aislar de manera adecuada los elementos NO estructurales. i. El detallado debe ser tal que permita cumplir con las premisas estructurales. 3. Elementos No estructurales: a. Los elementos de conexión deben ser adecuados para las cargas a soportar. b. Se deben diseñar para resistir sus cargas. c. Ante cargas sísmicas altas deben ser fusibles

12 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Detallado de estructuras en concreto convencional en zona sísmica: FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Losas: Vigas: Soportar cargas de ocupación estáticas. Actuar como diafragmas rígidos en su plano. Dar soporte a las losas. Formar marcos rígidos con las columnas. Trabajar como elementos de transferencia. Columnas: Dar apoyo a vigas y losas. Formar marcos rígidos con las vigas. Transmitir las cargas verticales a los cimientos Muros: Dar rigidez y estabilidad a la estructura frente a solicitaciones estáticas y sísmicas. Dar soporte a las losas. Transmitir las cargas verticales a los cimientos. Cimientos: Elementos de transferencia de fuerzas desde la estructura al suelo de apoyo.

13 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Todo lo que se debe considerar en una estructura de concreto convencional; se debe considerar en una estructura de concreto prefabricado. El concepto NO es solo EMULAR la construcción convencional con elementos de concreto prefabricado; sino aprovechar la oportunidad de mejorar el comportamiento de las estructuras.

14 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Park, 2002 ACI 550.1R-2009

15 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: Detalle típico concreto colado en obra Detalle típico concreto prefabricado

18 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: -Diseño y localización de rótulas plásticas Edificio tipo Marco Algunas configuraciones posibles de emulación colado en sitio, ACI 550.1R-2009 Edificio tipo Dual

19 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: FUENTE: PRESSS DESIGN HANDBOOK

20 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica:

21 Estructuración de Edificios Prefabricados en Zona Sísmica: El concreto prefabricado además permite: Sección transversal de losa de entrepiso Sección transversal de viga de entrepiso Construir secciones aligeradas; reduciendo el peso total de la estructura. Utiliza presfuerzo, ayudando con la capacidad del concreto y reduciendo las fisuras de los elementos de concreto.

22 Sistema híbrido Sistema de uniones postensadas

23 Sistema de juntas híbridas: La técnica del pretensado se refiere al procedimiento mediante el cual la tensión inicial del acero se realiza antes de colocar el concreto. En este caso la fuerza de pretensión es transferida al elemento estructural cuando el concreto haya alcanzado la resistencia adecuada y se liberen los mecanismos de fijación de la fuerza a los anclajes fijos. La técnica del postensado se refiere al procedimiento mediante el cual la tensión inicial del acero se lleva a cabo después de que el concreto haya alcanzado la resistencia requerida. La transmisión de la fuerza se hace en regiones determinadas de los elementos mediante anclajes especiales.

24 Sistema de juntas híbridas: Ventajas del sistema PRESSS -Bajo Costo: reducción de encofrado en sitio, reducción de mano de obra en sitio, mejor control de calidad, mejores acabados. Convencional Híbrida PRESSS: Precast Seismic Structural System

25 Sistema de juntas híbridas: Conexiones híbridas: detalladas para lograr la continuidad mediante refuerzo convencional con pequeñas zonas desadheridas y cables de postensión desadheridos que permitan adecuada disipación de energía y una concentración de deformaciones en la cara de contacto viga-columna.

26 Ventajas de las conexiones híbridas o sistema PRESSS -Bajo daño sísmico Sistema monolítico Sistema híbrido PRESSS: Precast Seismic Structural System

27 Sistema de juntas híbridas: EDIFICIO CLINICA BÍBLICA

28 Sistema de juntas híbridas: Permite prefabricar columnas de varios pisos; haciendo que el colado de los nudos salga de la ruta crítica de la obra, disminuyendo de manera importante el plazo de construcción del edificio. EDIFICIO ZONA FRANCA AMERICA

33 Sistema de juntas híbridas: Edificio Paramount San Francisco Cal.- 39 pisos 128 m altura

34 Por qué concreto prefabricado? Mejor control de calidad. Supervisión mas sencilla que colado en obra. Materiales mas resistentes a los ácidos. Rapidez constructiva (impacto en costo financiero de los proyectos) Diseños estructurales acorde a los solicitaciones sísmicas. Fácilmente adaptable a los diseños arquitectónicos. Ahorro de encofrado en sitio.

35 Por qué concreto prefabricado? Mejores acabados. Uso de concretos de alta resistencia y aceros de preesfuerzo permiten el control de deformaciones y el control del agrietamiento, mayor rigidez y secciones más pequeñas Tecnología de punta (dosificación, concretos especiales autocompactantes, etc) Mayor resistencia al fuego, comparado con otros materiales de construcción.

36 Por qué concreto prefabricado? Medio ambiente: Menor desperdicio de materiales. Mayor re-uso de encofrados. Mayor posibilidad de reciclar materiales. En planta se lograr un tratamiento adecuado a las las aguas residuales. Menor plazo de construcción; reduce el impacto sostenido sobre el ambiente (ruido, polvo, humo, etc).

37 Consideraciones sísmicas de Costa Rica

38 CONSIDERACIONES SISMICAS DE COSTA RICA: Costa Rica se encuentra en el choque las placas de Cocos y Caribe; además de colindar al SO con el CDNP FUENTE: UNIVERSIDAD DE COSTA RICA

39 CONSIDERACIONES SISMICAS DE COSTA RICA: Fecha Magnitud Mw Nombre del sismo 5/9/ Sámara 8/1/ Cinchona 20/11/ Damas, Parrita 4/2/ Laurel, Corredores 25/12/ Ciudad Neilly 16/9/ Puriscal 30/7/ Puerto Armuelles 27/1/ Bijagua 20/8/ Quepos 28/12/ Parrita 10/7/ Pejibaye, Turrialba 6/3/ Naranjo 8/8/ Frailes 24/4/ Turrialba 22/4/ Telire-Limón 16/3/ Nosara 16/2/ Santa Bárbara 22/12/ Piedras Negras 30/6/ Puriscal 25/3/ Cóbano 26/2/ Los Santos, San Marcos 3/7/ Buenavista, Pérez Zeledón 2/4/ Golfito 1/7/ Burica 22/8/ Sámara 14/4/ Tilarán La historia reciente que ha existido sismos fuertes en rango de magnitud de FUENTE: RED SISMOLOGICA NACIONAL

40 CONSIDERACIONES SISMICAS DE COSTA RICA: Producto de lo anterior; se ha definido una zonificación sísmica se ajusta a las condiciones del choque de las principales placas tectónicas; así como a las condiciones esperadas para un sismo en Costa Rica FUENTE: CODIGO SISMICO DE COSTA RICA

41 ANÁLISIS DETALLADO DE CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS MULTIPISO DE USO GENERAL

42 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: Uso: Estacionamiento y oficinas Área de construcción: 43,966 m 2 No. de pisos: 9

43 Caracterización sísmica

44 Caracterización sísmica: INDICE VALOR DESCRIPCIÓN Zonificación sísmica Sitio de cimentación Aceleración pico efectiva Tipo III S g Corresponde a un perfil de suelo con condiciones predominantes de medianamente denso a denso o de medianamente rígido a rígido. Esto significa unas propiedades promedio de los 30 m superficiales tal como sigue: 1. Número de golpes, N entre Velocidad de onda de corte, Vs entre m/s. 3. Resistencia al corte no drenado, Cu entre kg/cm² Factor de importancia 1 Ductilidad global asignada 2 Edificación de ocupación normal: Todas las obras de habitación, oficina, comercio o industria y cualquier otra edificación no especificada en los grupos A, B, C o E. Objetivo de desempeño: Ante sismos fuertes se protege la vida de ocupantes y transeúntes, evitando el colapso parcial o total de la estructura y de aquellos componentes no estructurales capaces de causar daño. La edificación debe mantener su integridad estructural durante y después del sismo, y permitir una segura evacuación de sus ocupantes, aunque podría sufrir daños en su estructura o en sus componentes no estructurales. Sistema estructural tipo dual: Se incluyen dentro de este tipo aquellas edificaciones que resisten las fuerzas sísmicas por medio de sistemas sismo resistentes constituidos por: a) marcos de concreto reforzado, acero o madera y b) muros de concreto o demampostería reforzada, marcos arriostrados de concreto reforzado, acero o madera. También se incluyen dentro de este tipo los sistemas sismorresistentes constituidos por marcos parcialmente arriostrados, solos o en combinación con algunos de los sistemas a) y b) anteriores. Estos sistemas están vinculados o no por medio de un sistema horizontal o entrepiso de concreto reforzado, acero u otro, en cada nivel. Irregularidad moderada : Todo edificio que no cumpla con los requisitos de regularidad en altura o en planta de los incisos correspondientes. Sobre resistencia 2

45 Programa de trabajo

46 Programa de trabajo:

47 Programa de trabajo: La estructura prefabricada (Inc. fundaciones) se construye del 26/oct al 30/may. Los últimos puntales se quitan el 21/jun.

48 Programa de trabajo: La obra total incluyendo acabados - se construye en 12 meses

49 Programa de trabajo:

50 Programa de trabajo: Se instalan 6,200 elementos prefabricados en concreto a un promedio de 240/sem.

51 Proceso constructivo

52 Proceso constructivo : Planta de entrepiso en niveles de estacionamiento m x m

53 Proceso constructivo : Planta de entrepiso en niveles de oficinas m x 55.5 m

54 Proceso constructivo : Elevación.

55 Proceso constructivo : Sección transversal.

56 Proceso constructivo - fundaciones: Placa de fundación rigidizada; colada en obra

59 Proceso constructivo columnas: Conexiones fundación - columna

60 Proceso constructivo muros: Conexiones fundación - muro

61 Proceso constructivo columnas:

62 Proceso constructivo Detalles de juntas: Conexiones Viga- Columna

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78 Edificios en concreto prefabricado

79 SISTEMA PARA EDIFICIOS

80 EDIFICIO LOS SUEÑOS

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85 SISTEMA VIGAS U

86 SISTEMA DE TECHOS Y GRADAS PREFA

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89 EDIFICIO ZONA FRANCA AMERICA

90 EDIFICIO TORRES DEL CAMPO EDIFICIOS OFICIENTRO FORUM I

91 EDIFICIO ZONA FRANCA AMERICA

92 EDIFICIO HOTEL STUDIO

93 EDIFICIO HOTEL STUDIO

94 EDIFICIO CONDOMINIO HABITACIONAL VIVA RESIDENCE

95 EDIFICIO CENTRO CORPORATIVO LINDORA

96 EDIFICIO CENTRO CORPORATIVO LINDORA

97 EDIFICIO OFICENTRO CAFETAL

98 SISTEMA DE EDIFICIOS DE OFICINAS Condominio Empresarial Forum (Procter & Gamble)

99 EDIFICIO OFICENTRO FLEXIPARK

100 Centro de Operaciones Bomberos C.R.

101 SISTEMAS DE USO GENERAL Hotel Tamarindo

102 EDIFICIO HABITACIONAL MISTICO

103 EDIFICIOS LOS SUEÑOS

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105 SISTEMA EDIFICIOS DE PARQUEOS

106 Parqueo Clínica Bíblica

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108 Parqueo INS Salud Hosp. Del Trauma

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111 Parqueo INS Salud Hosp. Del Trauma

112 Parqueo FORUM II

113 Parqueo Condominios Paradisus

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118 Naves industriales Diseños Especiales

119 Primera aplicación en Naves Industriales a nivel mundial Características nave industrial para Arthrocare: Aproximadamente 16,000m 2 de nave+ 2,800m 2 mez. Nave industrial para uso de producción industria médica. Columnas y Vigas CAD 700. Sobrecargas especiales para estructura de techo: 100kg/m 2 adicionales Límites de derivas de servicio especiales: inferiores al 0.6%. Sistema de marcos de frenado para control de derivas. Plazo de construcción: La estructura 8,5 meses. Proyecto completo 11 meses

120 Primer aplicación en Naves Industriales a nivel mundial

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124 Ubicación de juntas híbridas

125 Ubicación de junta

126 Ubicación de juntas

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132 Centro de Exposiciones Viva

133 Centro VIVA Área de construcción: 9,000 m 2 Plazo de ejecución: 6 meses.

134 Centro VIVA Vista de planta

135 Centro VIVA Vista de planta de techos

136 Centro VIVA

137 Proyecto en construcción 1.82m 5.8m

138 Proceso de construcción 30m 10m 10m 20m 10m 5.8m

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148 Naves industriales

149 SISTEMA DE NAVES INDUSTRIALES Proceso Constructivo

150 SISTEMA DE NAVES INDUSTRIALES

152 SISTEMA DE NAVES INDUSTRIALES Nave Abopac - Orotina

153 SISTEMA DE NAVES INDUSTRIALES Nave Sykes. Global Park

154 SISTEMA DE NAVES INDUSTRIALES Nave Algefisa

163 SISTEMA DE NAVES INDUSTRIALES Nave Tabacelera Costarricense (Phillip Morris)

166 Estructuras para puente

167 SISTEMA DE PUENTES Características: Amplias luces entre apoyos. Sistema completamente prefabricado. Tecnología de pretensado y postensado.. Reducción de plazo de construcción. Puente Intel

168 SISTEMA DE PUENTES PUENTE INTEL

169 SISTEMA DE PUENTES

170 SISTEMA DE PUENTES PUENTE FRANCISCO J ORLICH

171 SISTEMA DE PUENTES PUENTE LA HISPANIDAD

172 SISTEMA DE PUENTES SISTEMA DE PUENTES Puente sobre Río Tiribí

173 SISTEMA DE PUENTES Puente ruta 39

174 SISTEMA DE PUENTES Puente ruta 39

175 SISTEMA DE PUENTES Puente Parrita

176 SISTEMA DE PUENTES Puente Estero Mata de Limón Puente Portalón

178 SISTEMA DE PUENTES Puente sobre Río Tiribí

179 SISTEMA DE PUENTES Puente sobre Río Virilla Ruta 1

180 Puente Real Cariari

181 SISTEMA DE MUROS DE RETENCION KEYSTONE

183 PUENTES PEATONALES Puentes peatonales

184 PUENTES PEATONALES Puentes peatonales

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188 Estructuras para muelle

189 SISTEMAS DE MUELLES Muelle Muelle Moín

190 SISTEMAS DE MUELLES Muelle Puntarenas por Siempre

191 SISTEMAS DE MUELLES Muelle Puntarenas por Siempre

192 Infraestructura deportiva

193 Graderías para complejos deportivos

194 Estructuras para complejos deportivos bajo techo.

195 Dovelas

196 SISTEMAS DE USO GENERAL Proyecto Hidroeléctrico La Joya

197 Casa Prefa

198 SISTEMA PREFA PC El Sistema Prefa PC es un sistema Modular Columnas de concreto pretensado y paredes prefabricadas de concreto reforzado Fácil montaje.

199 Casas Prefa PC de dos pisos

200 Casas elevadas PREFA PC

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207 Muchas gracias