QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA

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1 QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA En el marco del: XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA Organiza: SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA SÍSMICA A. C

2 QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA La Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica (SMIS) en coordinación con el Capítulo Estudiantil SMIS-BUAP, hace un llamado a estudiantes de Ingeniería Civil, Arquitectura y afines de todas las Instituciones de nivel Superior de la República Mexicana para participar en el QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA que se llevará a cabo en el marco del XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA. OBJETIVOS DE LA COMPETENCIA Promover la participación de los estudiantes de nivel superior en la aplicación de conocimientos y métodos relacionados con la ingeniería sísmica. Además se busca reconocer el interés y vocación de los estudiantes por la divulgación de las ciencias. Objetivos específicos Promover el estudio de la ingeniería sísmica en los alumnos, docentes y universidades Proporcionar a estudiantes de carreras afines a la construcción de edificios, la oportunidad de desarrollar sus conocimientos sobre el diseño y dinámica estructural. Reconocer la importancia de llevar a cabo una adecuada estructuración en los edificios. Introducir a los estudiantes en las problemáticas que se encuentran en la práctica del diseño estructural y comportamiento de los edificios. BASES DEL CONCURSO 1. INSCRIPCIONES Una vez publicada la presente convocatoria las inscripciones podrán realizarse en las oficinas de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica A.C. Camino de Santa Teresa # 187, Col. Parques del Pedregal, Tlalpan, C.P , México, D.F., Tel: ; o bien vía correo electrónico a la siguiente cuenta de correo: smis@smis.org.mx Los equipos concursantes deberán cumplir con los siguientes requisitos para poder inscribirse: i) Los equipos tendrán un de máximo tres integrantes. ii) Los equipos deberán estar asesorados por un profesor de la Institución a la que pertenecen. iii) Llenar y entregar el Formato de Inscripción (en forma digital o impresa) a la dirección o cuenta de correo referidas en el párrafo anterior. Anexar, con el Formato de Inscripción, copia (digital o impresa) del talón de pago de la inscripción correspondiente. iv) Cada equipo deberá cubrir la cuota de inscripción al concurso la cual será de $1, (Un mil pesos quinientos pesos 00/MN). El pago se hará mediante depósito a la cuenta bancaria: BANCOMER No. de Cuenta , a nombre de: Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica A.C. Clabe Interbancaria: Se establece como fecha límite de inscripción el día 31 de Julio del Sin excepción no se inscribirán equipos después de esta fecha. El comité Organizador se reserva el derecho de admitir a algún equipo después de haber completado 30 equipos participantes. 2

3 XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA GUADALAJARA DEL 20 AL 23 DE SEPTIEMBRE 2017 Podrán participar estudiantes de las carreras de Ingeniería Civil, Arquitectura y afines de todas las instituciones de nivel superior del país. La cuota de inscripción cubre la entrega de 3kg de palitos de madera y 1 litro de pegamento. Si el equipo requiere más material tendrá que asumir el gasto de compra y envío. Entrega del material a equipos participantes En el caso de los equipos participantes del estado de Puebla el material será entregado del 7 al 11 de agosto de 2017 en el Edificio de Posgrado de la Facultad de Ingeniería de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (FI-BUAP), Edificio ING2, planta alta Cubículo 10, Ciudad Universitaria, Puebla. Para los equipos de fuera del DF y del Estado de México, el material será enviado vía paquetería a más tardar el día 7 de agosto de 2017, con un máximo de dos semanas para su entrega. El material se enviará conforme realicen su inscripción. DF y EdoMex deberán recogerlo de las oficinas de la SMIS. Sin excepción, ningún equipo podrá solicitar su material después de finalizar el periodo de inscripción, aún cuando se haya cubierto la cuota de inscripción. No se prevé en ningún caso la devolución del dinero. 2. RECEPCIÓN DE LOS TRABAJOS Durante el día de entrega del edificio se proporcionará a los miembros del Comité Organizador una memoria de cálculo y diseño del edificio con los siguientes puntos: Presentación del trabajo Descripción de la estructuración Proceso constructivo del edificio Resumen del Análisis Estructural del edificio Memoria de cálculo en formato digital del Análisis La Presentación del trabajo mostrará una breve síntesis del trabajo realizado por el equipo participante y la presentación de cada miembro del equipo, el asesor y la universidad a la que pertenecen. La descripción de la estructuración debe mencionar los elementos estructurales empleados para soportar las solicitaciones. En la misma se deben incluir las dimensiones y propiedades de las secciones de los elementos estructurales. El proceso constructivo debe resumir las etapas de construcción del edificio. Este punto debe incluir fotografías donde aparezcan también los integrantes del equipo, herramientas, lugar de trabajo y otros. El análisis sísmico del edificio se puede hacer en cualquier programa comercial de análisis estructural o en hojas de cálculo, modelándolo en dos o tres dimensiones. En este punto se espera se determine el cortante basal máximo que resiste la estructura, así como el período del primer modo de vibración del modelo. 3

4 QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA Adicional al resumen del análisis, se debe presentar la memoria en formato digital, ya sean hojas de cálculo o los archivos de datos y de resultados de algún programa de análisis estructural comercial. El reporte deberá entregarse en una versión impresa y una en digital. La versión impresa tendrá una extensión máxima de 10 cuartillas, esta no incluye el quinto punto listados anteriormente por lo que hojas de cálculo y corridas de análisis no se deberán imprimir, únicamente deberá incluir los primeros 4 puntos. En la versión digital se deberán incluir todos los cinco puntos enlistado en formato PDF. Enfatizamos que el reporte podría ser considerado como criterio de decisión en caso de un empate, por lo que sugerimos poner el mayor empeño en su elaboración. La entrega del edificio y el reporte será del 28 al 30 de agosto de 2017, en el Laboratorio de Ingeniería Sísmica de la Faculta de Ingeniería de la BUAP (Ed. ING1 salón 203 Ciudad Universitaria Puebla, Pue.), mismos que serán recibidos por integrantes del Comité Organizador. Una semana antes de las pruebas se enviará información a los equipos participantes de los puntos de encuentro para llegar a la sede del evento así como del día en que su equipo ha sido programado para ser ensayado. En la entrega-recepción del edificio, éste será pesado y medido, se verificará que las condiciones del mismo sean las indicadas en el presente documento. Todo edificio que viole alguna de las limitantes mencionadas en el apartado de diseño y materiales, descritos en los lineamientos del concurso, será retirado del concurso con el aval de los miembros del Comité Organizador. Sin excepción, ningún edificio será recibido después de las fechas indicadas, aun cuando se haya cubierto la cuota de inscripción. 3. ENSAYE DE LOS EDIFICIOS Los ensayes se efectuarán los días 29 y 30 de agosto de 2017 de las 9:00 a las 14:00hrs y de 16:00 a 20:00 hrs, en el auditorio Ing. Antonio Osorio García de la Facultad de Ingeniería de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, ubicado en el edificio ING4 de Ciudad Universitaria, Puebla, Pue. Los edificios serán ensayados de acuerdo al número de equipo asignado en la entrega-recepción correspondiente y se continuará en orden ascendente. Los edificios serán ensayados de acuerdo al protocolo del ensaye dinámico descrito más adelante. Una vez terminadas las pruebas cada equipo firmará de conformidad el veredicto que se emita al término del concurso cuya aprobación será irrevocable. 4. PREMIACIÓN Finalizadas las pruebas y teniendo un veredicto por parte del jurado, se premiará al equipo ganador durante la Cena de Gala del XXI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica a efectuarse en el Hotel Presidente Intercontinental de la ciudad de Guadalajara a partir de las 21 horas. A los miembros de 4

5 XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA GUADALAJARA DEL 20 AL 23 DE SEPTIEMBRE 2017 los equipos que quedaron en el segundo o tercer lugar también se les hará entrega del premio en dicha ceremonia pero como condición deberán confirmar su asistencia de antemano. El comité organizador no cubre los gastos de inscripción al congreso de ningún miembro de los equipos que resulten en segundo y tercer lugar. Premios: Primer lugar: 3 Ipad 32 Gb o equivalente Segundo lugar: 3 Ipod nano 16 Gb o equivalente Tercer lugar: 3 Ipod shuffle 2 Gb o equivalente Como parte de los premios, la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica otorgará Diploma de participación y la membresía por 2 años a todos los miembros ganadores de los tres primeros lugares; así como la inscripción para el XXI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica para los 3 miembros del equipo ganador del primer lugar. Los participantes podrán inscribirse de antemano al congreso y en caso de resultar ganadores se les reembolsará la inscripción al congreso. Los asesores de los equipos ganadores se harán acreedores a los siguientes premios: Los asesores de los tres primeros lugares se harán acreedores a una dotación de publicaciones de la SMIS y a la membresía por 2 años. La Universidad de la que provengan los equipos ganadores recibirá un Reconocimiento Especial por parte de la SMIS. Se otorgará un reconocimiento adicional al equipo concursante que desarrolle la estructuración más novedosa. El jurado puede declarar desierta esta premiación si así lo considera pertinente. 5. JURADO El Jurado estará conformado por Ingenieros y Arquitectos profesionales del área de estructuras que determinarán cada puntaje de los criterios de evaluación. Dicho jurado se dará a conocer oportunamente. El fallo que el jurado determine será inapelable. Cualquier punto no especificado en estas bases quedará a consideración del Jurado y del Comité Organizador. El jurado hará las revisiones y aprobaciones necesarias para cada edificio al final de las pruebas. El jurado tendrá derecho a inspeccionar minuciosamente cualquier parte de la estructura para corroborar que el edificio cumpla con los lineamientos establecidos en este documento y en el ANEXO 1 de la presente convocatoria. 5

6 QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA 6. SOBRE LOS CRITERIOS DE EVALUACIÓN La puntuación total de cada equipo concursante se determinará de la suma algebraica de cada uno de los puntajes obtenidos en los siguientes conceptos: Apariencia arquitectónica, Optimización e Integridad final. Para integrar la calificación total, se utilizará el promedio de todas las calificaciones asignadas por el jurado y las obtenidas por la instrumentación sísmica colocada en el edificio. El puntaje obtenido se recortará a centésimas de unidad. Los equipos con mayor puntaje serán los ganadores. Apariencia arquitectónica + Optimizacion + Comportamiento dinámico = Puntuación Total Apariencia arquitectónica Cada uno de los jueces designará una calificación de acuerdo con la apariencia arquitectónica de la estructura. La calificación será entre cero y diez puntos. La puntuación en este concepto será el promedio de todas las calificaciones asignadas por cada Juez. Los integrantes del equipo deberán hacer una presentación de máximo 10 minutos sobre todo su trabajo realizado ante el público para que cada Juez pueda asignar su calificación. La presentación deberá hacerse en PPT y se deberán incluir todos los puntos descritos en el apartado de Recepción de Trabajos. Optimización Para los fines de este concurso, se supondrá la cantidad de material empleado en la construcción del modelo equivale a un costo inicial del edificio, por lo que se asigna un puntaje de optimización del material en función del peso del edificio. De esta forma el puntaje por Optimización (Op) será a: Op = 30 W min W i Donde: Op es el puntaje por optimización del material W min es el peso mínimo registrado de todos los modelos que compiten es el peso del modelo i-ésimo que se califica W i La máxima calificación en este concepto será de 30 puntos. 6

7 XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA GUADALAJARA DEL 20 AL 23 DE SEPTIEMBRE 2017 Comportamiento Dinámico El puntaje del comportamiento dinámico del edificio se obtendrá de la siguiente ecuación: PCED = I e [30 x min x + 30 y min ] y Donde: PCED es el puntaje por comportamiento estructural dinámico x min es la aceleración mínima registrada en todos los modelos que compiten en la misma dirección de la excitación x Es la aceleración máxima registrada en el último nivel del participante i-ésimo en la misma dirección de la excitación y min Es la aceleración mínima registrada en todos los modelos que compiten en la dirección ortogonal a la excitación y es la aceleración registrada en el último nivel del participante i-esimo que se califica en la dirección ortogonal a la excitación I e es el porcentaje de integridad estructural que se determinará, una vez concluido el ensaye, de acuerdo como se especifica en la sección 7 de este documento La máxima calificación en este concepto será de 60 puntos. El porcentaje por integridad estructural del edificio medirá qué tanto de la estructura original del edificio permanece en pie una vez que haya concluido el ensaye dinámico, por lo que a cada uno de los niveles del edificio se le asignará un porcentaje del total de la estructura, conforme a la Tabla 1. Tabla 1 Porcentaje de Integridad estructural Primer nivel 50% Segundo al sexto nivel 30% Séptimo nivel 20% 100% 7

8 QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA 7. DESCRIPCIÓN DEL ENSAYE DINÁMICO Las estructuras serán evaluadas cuantificando la amplificación dinámica que el edificio produce en el último nivel de su estructuración y así como los posibles efectos de torsión que puedan aparecer. El ensaye dinámico de los edificios se realizará sobre una mesa vibradora que recreará un sismo mediante una señal acelerográfica aplicada unidireccionalmente. La señal de excitación para el presente concurso será el sismo de Northridge de 1994 el cual se aplicará en tres ocasiones consecutivas. El sismo será proporcionado en forma digital a los participantes una vez que realicen su inscripción, y se aplicará de acuerdo a la dirección mostrada en la figura 1. El ensaye se dará por concluido una vez que ocurra una falla en el edificio o bien, que la señal acelerográfica finalice sin que ocurra la falla. Se considera como falla en el edificio cuando uno o varios de sus elementos resistentes, en cualquiera de los entrepisos, presente(n) daño(s) que evidencien una reducción sustancial de la capacidad de carga lateral y/o pongan al edificio en una condición de inestabilidad local o global. Antes de realizar el ensaye dinámico el edifico será cargado con 500gr en cada piso de forma uniformemente distribuida, peso que debe ser empleado para el análisis previo. El edificio se fijará a una placa base de madera (ver Anexo), que a su vez estará conectada de manera firme a la plataforma móvil de la mesa vibradora a través de la cual se inducirá el sismo. La unión entre la placa de madera maciza se realizará mediante tornillos. Las propiedades de la madera a emplear para los análisis serán los descritos en la tabla 1 1 Tabla 1 Valores especificados de resistencias y módulos de elasticidad de maderas de especies coníferas Clase B kg/cm² Flexión 100 Tensión paralela a la fibra 70 Compresión paralela a la fibra 95 Compresión perpendicular a la fibra 40 Cortante paralelo a la fibra 12 Módulo de elasticidad promedio Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Madera (2004), Gaceta Oficial del Distrito Federal, 6 de octubre, DF, México 8

9 XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA GUADALAJARA DEL 20 AL 23 DE SEPTIEMBRE 2017 Figura 1. Dirección de aplicación del sismo (edificio en planta) 8. PENALIZACIONES Se descalificará del concurso al equipo concursante si el edificio no se construye con la madera y pegamentos proporcionados por el Comité Organizador. El uso de cualquier material ajeno a lo mencionado anteriormente será motivo de descalificación inmediata. Posteriormente de haber sometido los edificios a la prueba dinámica se realizará una meticulosa revisión del espécimen para determinar que el equipo participante no incurrió en ninguna violación al concurso, dicha exploración incluirá pruebas destructivas al espécimen. Además, será motivo de descalificación aquellos equipos que no cumplan con cualquiera de los requerimientos especificados en el ANEXO 1 y lo expuesto en la presente convocatoria. El comité organizador, junto con el jurado calificador, se reservan el derecho a hacer modificaciones eventuales a lo programado según los requerimientos de la competencia. El comité organizador podrá emitir cambios a los lineamientos y especificaciones técnicas con el aviso correspondiente a los equipos inscritos la fecha del cambio. 9. INFORMES Las dudas, consultas o aclaraciones con respecto al Concurso y/o al presente documento deberán formularse por escrito (ser claras, precisas y específicas) dirigidas al Comité Organizador del Concurso al correo electrónico: smis@smis.org.mx La SMIS espera que los estudiantes y profesores participantes muestren una respuesta entusiasta, responsable y honesta en este concurso. 9

10 QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA ANEXO 1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y LINEAMIENTOS DEL EDIFICIO Sección en planta La sección en planta del edificio será la que se muestra en la figura A1. Las dimensiones son en cm. La tolerancia será de ± 0.5 cm. Figura A1. Planta de la estructura La altura de cada entrepiso será la descrita en la figura A1. En esta figura se muestra que todos los entrepisos tienen la misma altura. Las distancias mostradas son alturas libres de entrepiso. Se entenderá como altura de entrepiso la distancia de piso terminado entre un nivel y el subsecuente. La tolerancia será de ± 0.5 cm. En la sección en planta no deberán existir vacíos sin rellenar que aligeren el peso total del edificio excepto los formados por la forma del material proporcionado como se muestra en la figura A2. La losa deberá apoyarse sobre trabes que estructuren al edificio. El espesor de la losa no deberá exceder de 0.4cm (dos palitos juntos). Es obligatorio colocar un sistema de piso en cada nivel. La tolerancia será de ± 0.05 cm. 10

11 XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA GUADALAJARA DEL 20 AL 23 DE SEPTIEMBRE 2017 Todos los elementos estructurales deberán contenerse dentro de las dimensiones de la planta, no se permite exceder las dimensiones fijadas. La separación mínima entre ejes de columnas deberá ser mayor o igual a 9cm. La tolerancia será de ± 0.5 cm. Figura A2.Colocación de la losa de piso en cada nivel en planta. Dimensiones en cm. Elementos estructurales que proporcionan resistencia lateral Se consideran elementos estructurales que proporcionan resistencia lateral a las columnas, trabes primarias y secundarias, muros, contraventeos y dispositivos sismo resistentes (excepto las losas). Ninguna de las dimensiones de elementos estructurales que proporcionan resistencia lateral de sección transversal maciza deberá exceder de 10 mm Véase figura A3. La tolerancia será de ± 0.2 cm. Si se emplearan secciones huecas o aligeradas en la estructuración del edificio, solo se restringe la dimensión máxima que puede tener ésta, cualquiera que sea su forma. La dimensión máxima del elemento estructural deberá ser menor o igual a 4 por 4cm y el espesor (t) máximo permisible es de 0.2cm (o el espesor del material proporcionado). El interior de las secciones no deberá rellenarse con ningún material. La tolerancia será de ± 0.2 cm para la dimensión y de ± 0.05 cm para el espesor. Cuando se trate de muros el espesor (t) de estos no deberá exceder de 0.2cm. La longitud de los muros no deberá exceder de 5cm en forma continua, los muros no deberán abarcar dos crujías continuas en el mismo eje (Véase figura A4). La tolerancia será de ± 0.2 cm. Figura A3. Dimensiones de las secciones transversales de elementos estructurales, en cm 11

12 QUINTO CONCURSO NACIONAL DE EDIFICIOS DE PALITOS DE MADERA EN MESA VIBRADORA Los contraventeos no deberán abarcar dos crujías continuas sobre un mismo eje. Tampoco se permite que se contraventeen dos ejes paralelos continuos sino que los contraventeos se deberá alternar entre los ejes. Placa base de madera El edificio deberá fijarse sobre una placa base de madera de 46cm por 46cm y espesor de 1.9cm (3/4 ), la cual NO será proporcionada por el Comité Organizador. Deberá tener perforaciones en su perímetro de 6.4mm (3/16 ) de diámetro tal como se muestra en la figura A4, esto con la finalidad de hacer más eficiente el proceso de los ensayos. Se proporcionará el archivo digital con las dimensiones una vez realizada la inscripción. Figura A4. Dimensiones de la paca base en cm Para la unión de la Placa Base y el edificio no se deberán aumentar las secciones de las columnas de forma abrupta; es decir, no se puede construir un elemento tipo zapata en la unión entre columna y Placa Base. Se recomienda que para unir las columnas con la Placa base se le hagan perforaciones a esta para darle continuidad a la columna a través de dicha placa. Únicamente se permite rellenar con el material proporcionado la sección hueca en columnas que se encuentran ancladas a la placa base por debajo del nivel cero del edificio. Es motivo de descalificación que la Placa Base haya sido aligerada deliberadamente con perforaciones diferentes a las solicitadas. Material de construcción Se deberán emplear los siguientes materiales para la construcción de los edificios: Palitos de madera de paleta marca PINGÜINO tamaño kikoleta. (proporcionado por la SMIS) Pegamento blanco marca RESISTOL 850. (proporcionado por la SMIS) 12

13 XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA SÍSMICA GUADALAJARA DEL 20 AL 23 DE SEPTIEMBRE 2017 Madera de pino de 1.905cm de espesor para la placa base de madera de pino de tercera, triplay o Triplay de construcción. Otras consideraciones importantes: El peso total del edificio sin incluir la Placa Base será como máximo de 2000gr. (2.0 kg). El peso máximo de la Placa Base será de 1600gr. (1.6 kg) para hacer un total máximo de 3600gr (3.6kg). Queda estrictamente prohibido el uso de cualquier tipo de recubrimiento final. Incluso el mismo pegamento. Los palitos podrán ser totalmente modificados, es decir, ser cortados, lijados y sufrir toda clase de deformaciones para construir el edificio. Si dos o más edificios resultaran con el mismo puntaje, el desempate se determinará a través de criterios que serán dados a conocer por el comité organizador durante los ensayes. Si tienen dudas sobre los datos presentados deberán dirigirlas al siguiente correo electrónico: smis@smis.org.mx 13