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ESTUDIO Y ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE EL MÉTODO APORTICADO Y MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL, REALIZADO EN LA CONSTRUCCIÓN DE
CASAS DE UNO Y DOS PISOS, ESTABLECIDO EN LA EMPRESA PANORAMA GRUPO CONSTRUCTOR SAS.
ANDRÉS FELIPE LONDOÑO MÉNDEZ CÓDIGO: 505981
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ALTERNATIVA PRÁCTICA EMPRESARIAL
BOGOTÁ, D. C. 2019
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FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ESTUDIO Y ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE EL MÉTODO APORTICADO Y MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL, REALIZADO EN LA CONSTRUCCIÓN DE
CASAS DE UNO Y DOS PISOS, ESTABLECIDO EN LA EMPRESA PANORAMA GRUPO CONSTRUCTOR SAS.
PRESENTADO POR: ANDRÉS FELIPE LONDOÑO MÉNDEZ CÓDIGO: 505981
DOCENTE ASESOR: EDGAR RICARDO MONROY
2019
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Nota de Aceptación __________________________________
__________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________
_________________________________ Firma del presidente del Jurado
_________________________________ Firma del Jurado
_________________________________ Firma del Jurado
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TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 12
1. GENERALIDADES ...................................................................................................... 14
1.1 ANTECEDENTES ...................................................................................................... 14
1.2 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .......................................... 15
1.2.1 Descripción del problema. ....................................................................................... 15
1.2.2 Formulación del problema. ...................................................................................... 16
1.3 OBJETIVOS............................................................................................................... 16
1.3.1 Objetivo general. ..................................................................................................... 16
1.3.2 Objetivos específicos. ........................................................................................ 16
1.4 JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................ 16
1.5 DELIMITACIÓN ......................................................................................................... 16
1.6 MARCO DE REFERENCIA ........................................................................................ 17
1.6.1 Marco teórico. ......................................................................................................... 17
1.6.1.1 Mampostería ........................................................................................................ 17
La mampostería estructural ............................................................................................. 17
1.6.1.2 Método porticado. ................................................................................................ 19
1.6.2 MARCO CONCEPTUAL. ................................................................................... 21
1.6.2.1 Muro. ................................................................................................................... 21
1.6.2.2 Mortero de relleno o Grout. .................................................................................. 21
1.6.2.3 Amenaza sísmica ................................................................................................. 21
1.6.2.4 Casa. ................................................................................................................... 21
1.6.2.5 Edificación ........................................................................................................... 22
1.6.2.6 Estructura. “ ........................................................................................................ 22
1.6.2.7 Muro estructural. .................................................................................................. 22
1.6.2.8 Empresa. ............................................................................................................. 22
1.6.2.9 Producción. .......................................................................................................... 22
1.6.2.10 Presupuesto. ...................................................................................................... 22
1.6.2.11 APU. .................................................................................................................. 22
1.6.2.12 Cronograma. ...................................................................................................... 22
1.6.2.13 Metodología Delphi. ........................................................................................... 22
1.6.2.15 A.I.U. .................................................................................................................. 23
1.7 METODOLOGÍA ........................................................................................................ 23
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2 ANÁLISIS CONSTRUCTIVO ........................................................................................ 24
2.1 MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL ............................................................................. 24
2.2 TIPOS DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL ............................................................ 24
2.3 ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN EL MÉTODO DE MAMPOSTERIA
ESTRUCTURAL .............................................................................................................. 26
2.3.1 Bloque estructural. .................................................................................................. 26
2.2.2 Dovelas. .................................................................................................................. 26
2.2.3 Grafiles. .................................................................................................................. 26
2.4 MATERIALES NECESARIOS PARA LA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL .............. 26
2.5 PROCESO CONSTRUCTIVO MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL ............................. 26
2.5.1 Estudios preliminares. ............................................................................................. 27
2.5.2 Cimentación ............................................................................................................ 27
2.5.3 Vigas de cimentación. ............................................................................................. 28
2.5.4 Ubicación de redes de servicios. ............................................................................. 28
2.5.5 Relleno en recebo compactado. .............................................................................. 29
2.5.6 Placa de contra piso. .............................................................................................. 29
2.5.7 Muros estructurales primera planta. ........................................................................ 30
2.5.8 Muros no estructurales. .......................................................................................... 31
2.5.9 Placa y elementos de entre piso. ............................................................................ 31
2.5.10 Muros estructurales y no estructurales segunda planta. ........................................ 33
2.5.11 Vigas de coronación o cintas de amarre. .............................................................. 33
2.6 VENTAJAS MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL .......................................................... 33
2.7 DESVENTAJAS MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL ................................................... 34
2.8 PROGRAMACIÓN MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL ............................................... 34
2.9 MÉTODO APORTICADO........................................................................................... 37
2.10 ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL SISTEMA APORTICADO .......................... 37
2.10.1 Vigas. .................................................................................................................... 38
2.10.2 Columnas.............................................................................................................. 38
2.11 MATERIALES NECESARIOS PARA MÉTODO APORTICADO ............................... 38
2.11.1 Concreto. .............................................................................................................. 38
2.11.2 Acero de refuerzo. ................................................................................................ 38
2.12.1 Cimentación. ......................................................................................................... 38
2.12.2 Columnas.............................................................................................................. 40
7
2.12.3 Placa Nervada. ..................................................................................................... 40
2.12.4 Placa de cubierta. ................................................................................................. 41
2.13 VENTAJAS MÉTODO APORTICADO ..................................................................... 41
2.14 DESVENTAJAS ....................................................................................................... 42
2.15 PROGRAMACIÓN MÉTODO APORTICADO .......................................................... 42
2.16 ANÁLISIS ................................................................................................................ 46
3 ANÁLISIS DE LOS DISEÑOS ....................................................................................... 48
3.1 FACTORES PREVIOS AL DISEÑO ........................................................................... 48
3.1.1 Antecedentes. ......................................................................................................... 48
3.1.2 Localización. ........................................................................................................... 48
3.1.3 Estudio de suelos.................................................................................................... 51
3.2 DISEÑOS ARQUITECTÓNICOS ............................................................................... 52
3.3 DISEÑOS .................................................................................................................. 54
3.3.1 Especificaciones Generales. ................................................................................... 55
3.3.2 Diseño Mampostería Estructural. ............................................................................ 56
3.3.2.1 Cimentación. ........................................................................................................ 56
3.3.2.2 Viga de cimentación. ............................................................................................ 57
3.3.2.5 Acero de refuerzo muros de mampostería. .......................................................... 58
3.3.2.6 Concretos y morteros. .......................................................................................... 60
3.3.2.7 Placa de entrepiso. .............................................................................................. 60
3.3.2.8 Vigas de coronación. ........................................................................................... 61
3.3.2.9 Peso de la estructura. .......................................................................................... 61
3.3.3 Diseño de método aporticado. ................................................................................ 62
3.3.3.1 Cimentación. ........................................................................................................ 62
3.3.3.2 Vigas de cimentación. .......................................................................................... 62
3.3.3.3 Estructura. ........................................................................................................... 63
3.3.3.4 Columnas. ............................................................................................................ 63
3.3.3.5 Vigas principales y viguetas. ................................................................................ 64
3.3.3.7 Peso de la estructura ........................................................................................... 65
4 ANÁLISIS PRESUPUESTAL .................................................................................... 69
4.1 CALCULO DE CANTIDADES .................................................................................... 69
4.1.1 Cantidades método Mampostería Estructural. ........................................................ 69
4.1.1.1 Hallazgo cantidades mampostería estructural. ..................................................... 69
8
4.1.2 Cantidades método aporticado. .............................................................................. 70
4.1.2.1 Hallazgo cantidades método aporticado. ............................................................. 70
4.2 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ....................................................................... 71
4.3 PRESUPUESTO ........................................................................................................ 71
4.3.1.1Costos directos estructura. ................................................................................... 71
4.3.1.2 Costos directos para una casa del proyecto. ........................................................ 72
4.3.1.3 Presupuesto del proyecto con casas construidas en método de mampostería
estructural. ....................................................................................................................... 72
4.3.2 Presupuesto Método Aporticado ............................................................................. 73
4.3.2.1 Costo directo estructura. ...................................................................................... 73
4.3.2.2 Costo directo total una casa. ................................................................................ 74
4.3.2.3 Presupuesto del proyecto con casas construidas en método aporticado. ............ 74
4.4.1 Rentabilidad y utilidad ............................................................................................. 76
5 COEFICIENTES DE IMPORTANCIA ............................................................................ 80
6 SELECCIÓN DEL MÉTODO CONSTRUCTIVO ........................................................... 83
7. ÉNFASIS EN LA PRÁCTICA EMPRESARIAL ............................................................. 84
7.1 EJECUCIÓN DE LA PRÁCTICA EMPRESARIAL ...................................................... 84
7.2 APRENDIZAJES OBTENIDOS .................................................................................. 84
7.3 APORTES A LA EMPRESA EN LA PRÁCTICA ......................................................... 84
7.4 APORTES PARA LA TOMA DE DECISIONES .......................................................... 84
7.5 CALIDAD Y RENDIMIENTO REQUERIDO POR LA EMPRESA................................ 84
7.6 COLABORACIÓN Y TRABAJO EN EQUIPO. ............................................................ 84
7.7 EXPERIENCIA EN LA EMPRESA ............................................................................. 85
8. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 86
9. RECOMENDACIONES ................................................................................................ 87
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 88
ANEXO A ........................................................................................................................ 92
ANEXO B ........................................................................................................................ 93
ANEXO C ........................................................................................................................ 94
ANEXO D ........................................................................................................................ 95
ANEXO E ........................................................................................................................ 96
ANEXO F ......................................................................................................................... 97
ANEXO G ........................................................................................................................ 98
9
ANEXO H ........................................................................................................................ 99
ANEXO I ........................................................................................................................ 100
ANEXO J ....................................................................................................................... 101
ANEXO K ...................................................................................................................... 102
LISTA DE FIGURAS Figura. 1 Clasificación de los tipos de mampostería estructural. ........................... 19 Figura 2 Estructura porticada. ................................................................................ 20 Figura 3. Zapata corrida cimentación ..................................................................... 28 Figura 4. Instalación de redes en placa. ................................................................ 29 Figura 5. Fundida placa de contra piso. ................................................................. 30 Figura 6. Fundida de dovelas................................................................................. 31 Figura 7. Instalación de láminas de steel deck. ..................................................... 32 Figura 8. Fundida de placa de entre piso. .............................................................. 32 Figura 9. Relleno compactado placa de cimentación. ............................................ 39 Figura 10. Acero de refuerzo placa de cimentación. .............................................. 39 Figura 11. Formaleta para columnas. .................................................................... 40 Figura 12. Placa nervada. ...................................................................................... 41 Figura 13. Diligenciamiento matriz constructiva. .................................................... 46 Figura14.Ubicación proyecto Azul Amarillo ........................................................... 49 Figura 15. Usos del suelo en el casco urbano de Cota. ......................................... 50 Figura 16. Convenciones usas del suelo. .............................................................. 50 Figura 17. Perfil estratigráfico obtenido. ................................................................ 52 Figura 18. Fórmula para cálculo de capacidad portante. ....................................... 52 Figura 19. Vista frontal casa del proyecto Azul Amarillo. ....................................... 53 Figura 20. Perspectiva cubierta casa del proyecto Azul Amarillo........................... 53 Figura 21. Planta arquitectónica primera planta para casa tipo. ............................ 54 Figura 22. Planta arquitectónica segunda planta casa tipo. ................................... 54 Figura 23. Plano zapatas corridas. ....................................................................... 56 Figura 24. Armado de acero vigas de cimentación. ............................................... 56 Figura 25. Sección transversal viga de cimentación. ............................................. 57 Figura 26. Detalle muros estructurales, ................................................................. 59 Figura 27. Ubicación en planta de muros estructurales. ........................................ 60 Figura 28. Sección transversal viga de cimentación. ............................................ 63 Figura 29. Planta placa flotante de cimentación. ................................................... 63 Figura 30. Sección transversal columna tipo. ........................................................ 64 Figura 31. Sección trasversal viga de cimentación. ............................................... 64 Figura 32. Sección transversal viga de entrepiso. ................................................. 64 Figura 33. Sección transversal viguetas. ............................................................... 65 Figura 34. Diligenciamiento matriz características de diseños. ............................. 66 Figura 35. Formula utilidad. ................................................................................... 76
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Figura 36. Formula margen de utilidad. ................................................................. 76 Figura 37. Diligenciamiento matriz presupuestal. .................................................. 77 Figura 38. Presentación del proyecto en el VII Encuentro de Semilleros. ............. 85 Lista de tablas Tabla 1. Programación propuesta mampostería estructural. ................................. 34 Tabla 2. Programación propuesta método aporticado. .......................................... 42 Tabla 3. Análisis Comparativo a Nivel Constructivo. .............................................. 47 Tabla 4. Cargas usadas para el diseño. ................................................................ 55 Tabla 5. Clasificación de la estructura. .................................................................. 55 Tabla 6. Coeficientes de amenaza sísmica para el proyecto Azul Amarillo. .......... 55 Tabla 7. Características ladrillo portante. ............................................................... 58 Tabla 8. Características bloque estructural. ........................................................... 58 Tabla 9. Capacidad de morteros usados. .............................................................. 60 Tabla 10. Resistencia de los concretos usados. .................................................... 60 Tabla 11. Requisitos mecánicos de vigas IPE. ...................................................... 61 Tabla 12. Características de vigas IPE. ................................................................. 61 Tabla 13 Peso de la estrcutura en mamposteria estructural. ................................. 62 Tabla 14. Características de resistencia para concreto y acero en sistema aporticado. ............................................................................................................. 62 Tabla 15 Peso estructura en método aporticado ................................................... 65 Tabla 16. Análisis comparativo características de diseños y materiales. .............. 67 Tabla 17. Cantidad acero de refuerzo mampostería estructural para 1 casa. ....... 70 Tabla 18. Cantidad de concreto en mampostería estructural para 1 casa. ............ 70 Tabla 19. Cantidad acero de refuerzo método aporticado para 1 casa. ................ 70 Tabla 20. Cantidad de concreto en método aporticado para 1 casa. ..................... 70 Tabla 21. Presupuesto estructura mampostería estructural. ................................. 72 Tabla 22. Costos directos x una casa mampostería estructural. ........................... 72 Tabla 23. Presupuesto total mampostería estructural. ........................................... 73 Tabla 24. Presupuesto estructura método aporticado. .......................................... 74 Tabla 25. Costos directos x una casa método aporticado. .................................... 74 Tabla 26. Presupuesto final método aporticado. .................................................... 75 Tabla 27. Valor de venta al público. ....................................................................... 75 Tabla 28. Margen de utilidad Azul Amarillo con casas en M.E. ............................. 76 Tabla 29. Margen de utilidad Azul Amarillo con casas en Método aporticado. ...... 76 Tabla 30. Análisis comparativo presupuestal. ........................................................ 78 Tabla 31. Coeficientes de importancia para el proyecto Azul Amarillo. ................. 80 Tabla 32. Aplicación de coeficientes de importancia. ............................................ 81 Tabla 33. Representación gráfica de los resultados obtenidos. ............................. 81
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PRÁCTICA EMPRESARIAL
NOMBRE DE LA EMPRESA Panorama Grupo Constructor.
DURACIÓN DE LA PRÁCTICA Y FECHA ESTIMADA DE INICIO 6 meses iniciando el 8/01/2019.
PERSONA RESPONSABLE SEGUIMIENTO EN LA EMPRESA Y DATOS DE CONTACTO
DIEGO ALEJANDRO BUSTOS ULLOA
TEL: 3103015659
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INTRODUCCIÓN
En la actualidad el crecimiento del sector inmobiliario y el aumento de empresas constructoras nuevas1, ha logrado crear un ambiente en el mercado más competitivo, dejando a los compradores opciones con empresas tradicionales que si bien tienen el beneficio de la experiencia, también pueden limitar la oferta a unas características específicas que las constructoras nuevas, aunque con menos musculo económico podrían ofrecer. Por esto para ser más competitivos ante la amplia oferta se requiere analizar, entender y modificar factores que pueden ser decisivos en la productividad de una compañía constructora, desde los procesos más simples en obra hasta la completa planeación de un proyecto, que garantice no solo cumplimiento en tiempos, si no aún más importante, en la calidad de las obras que se están desarrollando. La empresa Panorama Grupo Constructor radicada en el municipio de Cota, Cundinamarca viene desarrollando sus operaciones desde el año 2012 aportando a la creciente urbanización de la sabana.2 En la sabana de Bogotá se construye con variedad de métodos constructivos llegando incluso a tener los más innovadores en las construcciones nuevas. Sin embargo, el desarrollo de vivienda familiar en sectores rulares donde la población se está asentando, no requiere de técnicas complicadas y presentan una facilidad constructiva tanto por sus diseños prácticos y de poca altura como la facilidad de obtención de los materiales necesarios para las mismas. Todo esto pone el mercado local a un mismo nivel, generando que el interés de los compradores se deba ganar con buenos tiempos de entrega, calidad en acabados, asesoría y un buen desarrollo constructivo, con el fin de generar seguridad al interior de las construcciones que se realizan y cumpliendo con la normatividad vigente NSR-10. Así entonces, para lograr tener éxito en el planteamiento de su nuevo proyecto la elección del método constructivo juega un papel importante, porque no solo determinará el diseño de las estructuras, sino los materiales a utilizar, la mano de obra necesaria, tiempos de construcción y principalmente los costos amarrados al desarrollo del proyecto, generando que las empresas constructoras y en especial las que no son de gran tamaño se liguen a un método constructivo específico y
1 CONFECAMARAS RED DE CAMARAS DE COMERCIO Informe de Dinámica Empresarial En Colombia. Bogotá. 2016 2 PEÑA BARRERA, Carlos Roberto. Índice de urbanización municipal: una aplicación a Bogotá y su teórica “Área Metropolitana”. {En línea}. {09 de septiembre 2018}. Disponible en: https://revistas.urosario.edu.co/index.php/territorios/article/viewFile/1401/1277
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poder dar un tratamiento a sus proyectos de una forma similar. Sin embargo, por cuestiones ajenas a la compañía o por necesidad de la misma, en ocasiones es necesario cambiar el método con el que se ha venido trabajando, decisión que debe ir acompañada de un estudio técnico que determine y justifique la necesidad del cambio, para poder generar los mayores beneficios con los menores costos, sin dejar a un lado la calidad y seguridad con que se debe proveer las estructuras.
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1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES A raíz de la ocurrencia del sismo de Popayán el Congreso de la República expidió la Ley 11 de 1983, por medio de la cual se determinaban las pautas bajo las cuales debía llevarse a cabo la reconstrucción de la ciudad y las otras zonas afectadas. Dentro de uno de los artículos de esta Ley se autorizaba al Gobierno Nacional para emitir una reglamentación de construcción “antisísmica” y además lo facultaba para hacerla extensiva al resto del país.3 Este es el Decreto 1400 de junio 7 de 1984, "Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes", cuyo contenido estuvo enfocado principalmente al diseño de edificaciones en concreto y mampostería en arcilla4. Con el tiempo y daños causados por nuevos desastres naturales esta normatividad se fue modificando y actualizando con el fin de garantizar la seguridad en los distintos métodos constructivos presentes en el país. Todo esto, con el fin de garantizar el cumplimiento principal de la norma “la protección de la vida”5, mitigando la mayor cantidad de siniestros que puedan terminar en la pérdida de vidas durante la ocurrencia de un sismo lo cual se encuentra consignado en la Ley 400/97. A nivel nacional se han realizado estudios mayormente de estudiantes donde se han mostrado análisis de costos y tiempos constructivos entre varios métodos, enfocados a la realización de proyectos tope VIS donde los métodos industrializados son el más óptimo6.Las características de un proyecto partiendo desde el tipo de suelo donde se desarrollara muestra la variabilidad de esos factores, incluso en proyectos constructivamente similares. Por esto, si bien hay información disponible que puede facilitar el planteamiento del proyecto como las características específicas del sitio (clima, accesibilidad, tipo de suelo, etc.) que son el verdadero factor influyente en el costo final de la construcción. De acuerdo con los datos obtenidos por el DANE y CAMACOL, a nivel nacional el método constructivo más empleado para VIS y No VIS es la mampostería
3 CAMACOL. Evolución de las normas técnicas y la inclusión de nuevos métodos constructivos. Bogotá. 2012. 4 COLOMBIA. MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Decreto 1400 (16, noviembre, 1985). Por el cual se adopta el Código Colombiano de Construcciones Sismo-Resistentes. Bogotá D.C. 5 COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPUBLICA. Ley 1400 (19, Agosto, 1997). Por la cual se adoptan normas sobre Construcciones Sismo Resistentes. Bogotá. 6 CARRILLO J., ECHEVERRY F., APERADOR W. Evaluación de los costos de construcción de métodos estructurales para viviendas de baja altura y de interés social. Ingeniería Investigación y
Tecnología, volumen XVI (número 4), octubre-diciembre 2015: 479-490.
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confinada, especialmente en las ciudades de Bogotá, Medellín y Bucaramanga, donde representa un 71,52 %7, seguido por los métodos industrializados y la mampostería estructural. Aunque ha disminuido notablemente el uso de esta última, sigue teniendo una parte notable del mercado, ya que es conveniente en el desarrollo de estructura de pocos pisos, por que de utilizar el método industrializado para proyectos pequeños significaría costos muy grandes, que lo harían inviable por toda la herramienta específica que se debe aplicar para este tipo de método. Colombia cuenta con métodos alternos a los tradicionales que están reglamentados por la NSR10. El uso de estos métodos generaría que el precio final al usuario fuera elevado, poniéndolo en desventaja frente al resto de competidores en el mercado local. 1.2 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.2.1 Descripción del problema. En la empresa Panorama Grupo Constructor, el método constructivo utilizado para sus proyectos más recientes ha sido el método aporticado, el cual ha dado resultados positivos sin presentar complicaciones hasta la fecha. Con el fin de diversificar la oferta inmobiliaria en el municipio de Cota, se ha planteado un nuevo proyecto de carácter residencial, donde la empresa desea aprovechar el desarrollo del mismo para implementar un nuevo método constructivo. Teniendo en cuenta lo planteado en el artículo 100, capítulo 2 del plan de ordenamiento territorial de Cota donde se establecen las normas volumétricas generales de construcción, se ha establecido una altura máxima de 3 plantas (11.50m) para todas las estructuras que se desarrollan en el municipio8, además de un área mínima de construcción para carácter residencial con estas características: Para viviendas de una alcoba (25 m2), para viviendas de dos alcobas (45 m2), para viviendas de tres alcobas (65 m2)9. Estas características establecen los primeros parámetros con los que se planteará el proyecto y que serán los determinantes a la hora del diseño arquitectónico y estructural que se verán reflejados en la etapa de construcción del mismo.
7 CONSTRUDATA “Como se construye en Colombia”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en:http://www.construdata.com/Bc/Otros/Archivos/como_se_construye_en_colombia.asp. 8 COLOMBIA.CONCEJO MUNICIPAL DE COTA. Acuerdo No 12 (20, octubre, 2000). POR EL CUAL SE ADOPTA EL PLAN BASICO DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL MUNICIPAL, SE DEFINEN LOS USOS DEL SUELO PARA LAS DIFERENTES ZONAS DEL MUNICIPIO DE COTA- CUNDINAMARCA, SE ESTABLECEN LAS NORMAS DE DESARROLLO URBANISTICO Y SE DEFINE EL PROGRAMA DE EJECUCION PARA EL DESARROLLO TERRITORIAL DEL MUNICIPIO. Cota. Cundinamarca. 9 Ibid. p. 32.
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Para realizar la selección del método constructivo y su posterior implementación la empresa requiere datos específicos como costos de materiales, presupuesto general y planeación de obra para que puedan ser enfrentados, evidenciando así los factores que puedan afectar la viabilidad de la construcción con estos métodos. 1.2.2 Formulación del problema. Para el desarrollo de un nuevo proyecto de la compañía Panorama Grupo Constructor, ¿Cuál método constructivo representa el mayor beneficio para la compañía en términos económicos y constructivos que además represente mayor bienestar a los futuros clientes del proyecto? 1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo general. Realizar estudio integral en términos económicos y constructivos para la elección de método constructivo entre el método aporticado y el método de mampostería estructural, en el proyecto Azul y Amarillo de la empresa Panorama Grupo Constructor. 1.3.2 Objetivos específicos. Los objetivos específicos son: -Realizar el análisis comparativo a nivel constructivo de las ventajas y desventajas de cada método. -Comparar las características de diseño de una casa tipo en los dos métodos constructivos propuestos. -Desarrollar el estudio financiero del proyecto teniendo en cuenta un análisis de precio unitario y un presupuesto total de obra por cada uno de los métodos constructivos a analizar. 1.4 JUSTIFICACIÓN Esta propuesta de práctica empresarial busca brindar las herramientas necesarias para la toma de decisiones en el cambio de método constructivo tradicional aporticado al de mampostería estructural en la empresa Panorama Grupo Constructor, para el desarrollo de un nuevo proyecto en el municipio de Cota, Cundinamarca, tomando como base aspectos de la planeación del proyecto, como lo son los beneficios estructurales de cada método y sus defectos así como los materiales necesarios, el presupuesto total generado por cada una de las opciones y por último la ejecución del proyecto en tiempos, logrando el mayor beneficio para la compañía.
1.5 DELIMITACIÓN
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El presente proyecto de práctica empresarial se plantea para desarrollarse en el ámbito laboral de las prácticas en la empresa Panorama Grupo Constructor en el trascurso del primer semestre del año 2019, en el municipio de Cota, Cundinamarca. El proyecto que se realizará con recursos otorgados como contrapartida por la empresa, brindará un informe detallado de resultados del estudio, junto con esto una recomendación de la decisión final que se debería tomar ante el cambio de método constructivo. Se verá limitado en cuanto a la información que la empresa pueda disponer para el proyecto, como diseños o estudios previos de presupuestos. Junto con esto, el manejo de herramientas nuevas que se podrían usar en el cálculo de los presupuestos pueden representar un retraso mientras se da una capacitación y adaptación a las mismas. 1.6 MARCO DE REFERENCIA
1.6.1 Marco teórico. La mayoría de construcciones sin importar su uso, se construyen con métodos que dan a la estructura soporte y resistencia; muchas veces se usan métodos aporticados o métodos de mampostería, los cuales dotan de unas características específicas dependiendo de la necesidad del proyecto.10
1.6.1.1 Mampostería. Los métodos constructivos de mampostería consisten en la superposición de elementos llamados mampuestos de carácter natural o prefabricados unidos con morteros de pega, los cuales trabajan en conjunto para recibir y transmitir las cargas sin que se produzcan deformaciones ni afectaciones a la estructura11; Se pueden clasificar en dos grupos principales con características
definidas y varían en su proceso constructivo y los materiales necesarios para su realización. Los métodos estructurales de mampostería proporcionan varias ventajas como dar a las estructuras una mayor rigidez, limitando los desplazamientos laterales ocasionados por los sismos. Asi mismo, una mayor economía cuando se está construyendo con baja altura total. La normatividad al respecto se puede encontrar en el titulo E y el titulo D de la NSR 10. La mampostería estructural es un método estructural clasificado por la Norma
Sismo‐Resistente dentro del método de “muros de carga”. Se diferencia del método de pórticos por el tipo de elementos verticales utilizados, los cuales son
10 BONE STRUCTURE “Construction Methods: What are your options?” {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en: https://bonestructure.ca/en/articles/construction-methods-what-are-your-options/ 11 CONSTRUDATA “Como se construye en Colombia”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://www.construdata.com/BancoConocimiento/T/terracota1edificiosaltoscopia/terracota1edificiosaltoscopia.asp
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elementos componentes también del muro y se caracterizan por su poco espesor y grandes dimensiones (alto y ancho).12 Las unidades pueden ser macizas, de perforación vertical y de perforación horizontal. Las unidades de perforación vertical son las más utilizadas, ya que permiten la colocación de barras de refuerzo a través de ellas y son fijadas al muro mediante mortero de relleno o grout. La mampostería se clasifica según sea la manera en que se refuerza (véase Figura 1). Mampostería reforzada totalmente inyectada es en la cual todas las perforaciones de las unidades se les aplica el mortero de relleno y cuenta con acero de refuerzo con un espaciamiento Max de 1,20 m13. Mampostería reforzada parcialmente inyectada tiene como principal diferencia con la clasificación anterior, que el mortero de relleno solo se aplica en las perforaciones en donde se encuentra el acero de refuerzo14. Mampostería parcialmente reforzada que cuenta con un menor acero de refuerzo y por lo tanto un mayor espaciamiento entre los mismos teniendo un máximo de 2,40m entre refuerzos.15
12 CONSTRUDATA “Como se construye en Colombia”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://www.construdata.com/BancoConocimiento/T/terracota1edificiosaltoscopia/terracota1edificiosaltoscopia.asp 13 CONSTRUDATA “Como se construye en Colombia”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://www.construdata.com/BancoConocimiento/T/terracota1edificiosaltoscopia/terracota1edificiosaltoscopia.asp 14 Ibid, p.1 15Ibíd,p.1
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Figura. 1 Clasificación de los tipos de mampostería estructural.
Fuente. CONSTRUDATA “Como se construye en Colombia”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://www.construdata.com/BancoConocimiento/T/terracota1edificiosaltoscopia/terracota1edificiosaltoscopia.asp.
La mampostería estructural efectúa varias funciones que en un método aporticado se deben hacer por separado; los muros dan estructura, distribuyen la carga en la cimentación, subdividen lo espacios, dan aislamiento térmico y sonoro, además de una buena protección contra el fuego y las adversidades climáticas. 16
Dependiendo de la función de edificio la mampostería se puede usar de manera independiente o con un amortajamiento y la mampostería no solo aporta a nivel estructural, si no también estético usándose muchas veces como fachada la mampostería a la vista17. 1.6.1.2 Método porticado. Este es un método que basa su estructura en pórticos que forman un conjunto de vigas y columnas conectadas rígidamente por medio de nudos, los cuales caracterizan este método, y en donde los vanos entre las columnas y las vigas son complementados por mampostería o algún tipo de cerramiento equivalente18(véase Figura 2).
16 SINHA, Braj P. “DEVELOPMENT AND POTENTIAL OF STRUCTURAL MASONRY”. {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en: http://www.hms.civil.uminho.pt/events/alvenaria2002/Artigo%20Pag%201-16.pdf 17INTERNATIONAL MASONRY INSTITUTE, “Structural Masonry Solutions”. {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en: http://imiweb.org/structural-masonry/ 18PAREDES R, Alejandra, “DESCRIPCIÓN DE LOS METODOS CONSTRUCTIVOS MÁS UTILIZADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE VIS EN COLOMBIA”. {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en:http://www.academia.edu/10913284/3._DESCRIPCI%C3%93N_DE_LOS_METODOS_CONSTRUCTIVOS_M%C3%81S_UTILIZADOS_PARA_LA_CONSTRUCCI%C3%93N_DE_VIS_EN_COLOMBIA
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Estos pórticos están realizados principalmente con concreto reforzado que contienen barras de acero tanto en las vigas como en las columnas, de esta manera se logra que el concreto resista trabajando a compresión, mientras que el acero de refuerzo asumirá las cargas de tensión de la estructura.19 La calidad del concreto se verá influenciada por la cantidad de esfuerzo que debe resistir el mismo, estos factores dependerán de la altura del edifico, el uso que va a tener y las fuerzas externas que debe resistir. De igual manera la configuración y cantidad del acero de refuerzo que debe ir embebido en cada uno de los elementos estructurales dependerá de las fuerzas a las que será sometido, que el elemento tenga el comportamiento deseado ante las fuerzas propias de la edificación como las causadas por eventos externos. Figura 2 Estructura porticada.
CONSTRUCTION “Frames”. {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en: http://construction-greatopportunity.blogspot.com/2012/03/frames.html
Para su construcción uno de los elementos necesarios son las formaletas, estas son los moldes en los que se funde el concreto, que proporcionaran de la forma necesaria a los elementos estructurales. Después de completado el pórtico y con el fin de realizar cerramientos de espacios en la edificación se puede usar mampostería, la cual no estará trabajando como un elemento estructural si no arquitectónico.
19 UNDERSTAND BUILDING CONSTRUCTION, “Concrete Frame Structures”. {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en http://www.understandconstruction.com/concrete-frame-structures.html
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Este método como los otros disponibles en la actualidad, ofrece una seria de ventajas y desventajas que lo hacen altamente competitivo en el mercado de la construcción y que dependiendo del tipo de proyecto a realizar mostrará una conveniencia o no de su realización. Como ventajas podemos encontrar: El bajo consumo de energía en su construcción comparado con métodos como el metálico, la resistencia al fuego que ofrece, hace que la estructura continúe siendo seguro incluso en un evento de incendio, por último, su durabilidad y bajo mantenimiento ya que la estructura de concreto logra resistir con menos inconvenientes al clima y el desgaste normal del tiempo.20 Por otro lado, las desventajas que puede presentar este método con respecto a otros son: Se ven seriamente afectado por fuerzas de sismo, son estructuras muy pesadas y los errores constructivos significan un gran costo monetario y de tiempo ya que requieren de rehacer tareas desde ceros. 1.6.2 MARCO CONCEPTUAL. 1.6.2.1 Muro. “Elemento laminar vertical que soporta los diafragmas horizontales y transfiere cargas a las cimentaciones”.21 1.6.2.2 Mortero de relleno o Grout. Componente cementante que consiste de cemento portland limos o arenas, usado para llenar espacios entre los muros de
mampostería22, mezcla fluida de materiales cementantes, agregados y agua, con
la consistencia apropiada para ser colocado sin segregación en las celdas o cavidades de la mampostería.23 1.6.2.3 Amenaza sísmica. “Es el valor esperado de futuras acciones sísmicas.” 24 1.6.2.4 Casa. “Edificación unifamiliar destinada a vivienda. Esta definición se incluye únicamente para efectos de la aplicación del Título E del Reglamento (NSR-10)”25
20 CONSTRUCTION “Frames”. {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en: http://construction-greatopportunity.blogspot.com/2012/03/frames.html 21 ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA, Normas Colombianas de Diseño y
Construcciones Sismo-Resistentes, NSR-10, TITULO A, AIS 2010. 22 Mason Contractors Association of America “Masonry Glossary”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: https://www.masoncontractors.org/glossary
23 ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA, Normas Colombianas de Diseño y
Construcciones Sismo-Resistentes, NSR-10, TITULO D, AIS 2010. 24 ASOCIACION COLOMBIANA DE INGENIERIA SISMICA, Normas Colombianas de Diseño y
Construcciones Sismo-Resistentes, NSR-10, TITULO A, AIS 2010.
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1.6.2.5 Edificación. “Es una construcción cuyo uso primordial es la habitación u ocupación por seres humanos.”26 1.6.2.6 Estructura. “Es un ensamblaje de elementos, diseñado para soportar las cargas gravitacionales y resistir las fuerzas horizontales.”27 1.6.2.7 Muro estructural. “Es un muro, de carga o no, que se diseña para resistir fuerzas horizontales, de sismo o de viento, paralelas al plano del muro.” Puede ser un muro de una estructura de varios pisos, un cerramiento o contención. 1.6.2.8 Empresa. “Es un tipo de organización de personas que comparten unos objetivos con el fin de obtener beneficios.”28 1.6.2.9 Producción. “Es una actividad destinada a la fabricación, elaboración u obtención de bienes y servicios.”29 1.6.2.10 Presupuesto. Calculo anticipado del costo de una obra o un servicio.30 1.6.2.11 APU. Análisis de precios unitarios es el costo de una actividad por unidad de medida escogida. Usualmente se compone de una valoración de los materiales, la mano de obra, equipos y herramientas.31 1.6.2.12 Cronograma. Es una representación gráfica y ordenada con tal detalle para que un conjunto de funciones y tareas se lleven a cabo en un tiempo estipulado.32 1.6.2.13 Metodología Delphi. Generalmente se consulta a personas con experiencia, diferente formación y/o jerarquía. Es iterativo y estructurado al
25 Ibid,p.125 26 Ibid,p.128 27 Ibid,p.129 28 DEBITOOR.ES, ¿Que es una Empresa? [En Línea].[Citado 18/Agosto/2018],Disponible en
Internet: https://debitoor.es/glosario/definicion-empresa 29 DEFINICIÒN.MX, Definición de Producción [En Línea].[Citado 18/Agosto/2018],Disponible en Internet: https://definicion.mx/produccion/ 30 GOOGLE, “Definición de Presupuesto”. {En línea}. {16 de septiembre 2018} disponible en:
https://www.google.com.co/search?q=presupuesto+definicion&oq=presupuesto&aqs=chrome.0.69i59l2j69i61j69i60j0l2.7976j1j4&sourceid=chrome&ie=UTF-8 31 MARTINEZ SAMBRANO, José Bladimir, “Análisis de Precios Unitarios”. {En línea}. {16 de
septiembre 2018} disponible en: http://bladimirmartinezz.blogspot.com/2011/02/analisis-de-precios-unitarios.html 32 CONCEPTODEFICNICION.DE “Definición de Cronograma”. {En línea}. {09 de septiembre 2018}
disponible en: https://conceptodefinicion.de/cronograma/
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considerar una serie de etapas que tiene como objetivo alcanzar un consenso entre los asistentes a la reunión.33
1.6.2.15 A.I.U. Son las siglas para Administración Imprevistos y Utilidad, correspondientes al rubro aplicado en los contratos de construcción para contemplar gastos de ejecución, posibles imprevistos que incrementen los cotos, y la utilidad para el constructor. 1.7 METODOLOGÍA
Se realiza un estudio teórico implementando los dos tipos de método constructivo con base en diseños tipo para analizar las variables determinantes para la mejor elección. Primera Fase: Realizar el estudio teórico de la ventajas y desventajas de cada uno de los métodos propuestos para generar un análisis crítico desde el punto de vista estructural para la toma de la decisión. Segunda Fase: Se hará un análisis de materiales necesarios para cada uno de los dos métodos generando un inventario donde podamos totalizar cantidades de obra. Tercera Fase: Se analizarán planos tipo del proyecto, con las características necesarias para cada uno de los métodos con el fin de hacer un cálculo de cantidades estimado. Cuarta Fase: Se dará inicio al análisis de precios unitarios correspondiente a cada método con el fin de generar un presupuesto del proyecto, utilizando herramientas existentes en la compañía, proponiendo nuevas herramientas o mejorando las existentes. Quinta Fase: Teniendo en cuenta cada tipo de método constructivo y sus diferentes procedimientos de ejecución se realizará una programación de la obra, para obtener tiempos estimados de la ejecución de las mismas. Sexta fase: Con la totalidad de la información recopilada se generará un análisis que pueda determinar la mejor elección para la empresa Panorama Grupo Constructor y determinará la conveniencia o no del cambio de método constructivo para su proyecto.
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2 ANÁLISIS CONSTRUCTIVO 2.1 MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
La mampostería estructural como su nombre lo indica, son las construcciones que consisten en que sus elementos estructurales principales son los muros que la conforman, para este fin dichos muros cuentan con un refuerzo tanto en acero como en concreto, además las unidades de mampostería usadas tienen una resistencia mayor a un ladrillo tradicional. 2.2 TIPOS DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL Los tipos de mampostería estructural que la NSR 10 nos permite usar son los siguientes: 2.2.1 Mampostería de cavidad reforzada. Este método se caracteriza por tener dos o más filas de muros paralelos entre si separados por una distancia mínima, la cual posterior al armado de los muros se rellena con morteros o concreto con acero de refuerzo embebido en el mismo, para que de esta manera ambos muros de mampostería y su unión por el concreto trabajen de manera conjunta para la resistencia de cargas sísmicas.34 2.2.2 Mampostería reforzada. La cualidad de este tipo de mampostería es que se usan unidades de mampostería de perforación vertical, con el fin de generar una cavidad vertical a lo largo del muro donde se ubicara el acero de refuerzo vertical, dicha cavidad una vez construido el muro se debe rellenar con mortero o concreto fluido.35 2.2.3 Mampostería parcialmente reforzada. La Mampostería parcialmente reforzada hace referencia al hecho de que contiene una cuantía menor de acero de refuerzo en comparación con la mampostería reforzada, dicha cuantía no puede ser inferior a 0.00027 36 2.2.4 Mampostería no reforzada. Esta mampostería básicamente es aquella que no cumple con los requisitos mínimos de la mampostería reforzada parcialmente y por lo tanto no debe considerarse como estructuras resistentes símicamente. La NSR 10 solo permite su uso en zonas de baja sismicidad y seguir los requerimientos para la construcción casas de uno y dos pisos del mismo
34 “MUROS DE CAVIDAD REFORZADA”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://portfolios.uniandes.edu.co/gallery/18546697/Metodo-de-Construccion-Muros-de-Cavidad-Reforzada 36COMISIÓN ASESORE PERMANENTE PARA EL RÉGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES NSR 10,TITULO D, D.8.
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documento. 2.2.5 Mampostería muros confinados. Cuando hablamos de mampostería de muros confinados se hace referencia a la construcción de muros confinados por elementos estructurales de concreto como las vigas y las columnas. Este método puede confundirse muchas veces con el método aporticado, pero su principal diferencia radica en el proceso constructivo, donde se construyen los muros de mampostería y posteriormente se funden los elementos de concreto reforzado. En este caso el refuerzo de los muros es el presente en los elementos de confinamiento ya que el muro no lleva refuerzo interno.37 2.2.6 Muros diafragma. Se considera Muros diafragma cuando se tienen muros de mampostería que abarcan la altura completa de la estructura de manera continua y que además están rodeados por elementos de concreto reforzado, los cuales rigidizan el muro, haciéndolo trabajar a manera de diafragma. En la actualidad la normatividad colombiana prohíbe la construcción de edificaciones nuevas de este tipo y excluye su uso únicamente a la rehabilitación o remodelación de estructuras construidas antes de la publicación de la normatividad vigente.38 A diferencia de los muros confinados en este tipo de mampostería los muros se construyen posterior a los pórticos que los rodean.39 2.2.7 Mampostería reforzada externamente. Según la NSR 10 este tipo de mampostería lleva su refuerzo en ambas caras del muro, haciendo uso de mallas electro soldadas que se anclan al muro mediante conectores y que finalmente están embebidas en el pañete de los muros. Tal como la mampostería no reforzada este cumple con la capacidad mínima de disipación de energía que plantea la norma y por lo tanto su uso está limitado a zonas de baja sismicidad40.
37 COMISIÓN ASESORE PERMANENTE PARA EL RÉGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES NSR 10, TITULO D.D- 10. 38COMISIÓN ASESORE PERMANENTE PARA EL RÉGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES NSR 10, TITULO D, D 11. 39 file:///C:/Users/Andres/Downloads/u240089.pdf 40 COMISIÓN ASESORE PERMANENTE PARA EL RÉGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES NSR 10,TITULO D, D- 12.
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2.3 ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN EL MÉTODO DE MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL El método de mampostería estructural como la mayoría de métodos presenta elementos estructurales dispuestos de manera horizontal y vertical, para el caso de este método el refuerzo principal es conducido a lo largo de la estructura internamente en los muros. 2.3.1 Bloque estructural. El bloque que se usa en mampostería estructural puede variar según el acabado arquitectónico que se requiera, ya que se puede presentar con ladrillo a la vista, como el caso del proyecto de azul amarillo, donde el ladrillo portante cumple esa labor visual, mientras que en muros internos donde no es necesario este tipo de detalle, es bloque estructural común.
2.2.2 Dovelas. Las dovelas en el método es el elemento estructural principal ya que son las encargadas de dar rigidez a los muros al encontrarse rellenas de concreto y a su vez presentar un refuerzo de acero embebido en el mismo, otorga mayor resistencia y un grado de flexibilidad al muro sin poner en riesgo su estabilidad. Los lugares por donde se encuentran las dovelas son los principales puntos de transmisión de cargas a la cimentación, si bien la totalidad del muro gracias al bloque está soportando cargas ya que las dovelas al presentar el acero de refuerzo y concreto aumentan su resistencia. 2.2.3 Grafiles. El refuerzo horizontal que se encuentra en este tipo de métodos, se conforma típicamente por dos barras de diámetros pequeños, que recorren la totalidad de unas respectivas hiladas y se unen con las dovelas en puntos específicos de esa manera se logra que la totalidad del muro trabaje en conjunto.
2.4 MATERIALES NECESARIOS PARA LA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
Según la normatividad vigente en el capítulo 3 del título D de la NSR-10 se nombran los siguientes materiales para las construcciones de mampostería estructural: cemento, mortero de pega, mortero de relleno, unidad de mampostería. Dentro de este mismo capítulo se muestran los requerimientos por norma para estos materiales y las características que deben cumplir. Las unidades de mampostería varían dependiendo el tipo de mampostería estructural que se va a ejecutar, el material de dichas unidades puede ser de concreto o arcilla. De manera general, la normatividad permite el uso de las siguientes: Perforación vertical, perforación horizontal, macizas, especiales. 2.5 PROCESO CONSTRUCTIVO MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL A continuación, se describirá el proceso constructivo de una casa de dos pisos con
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las características a desarrollar en el proyecto azul amarillo por parte de la empresa Panorama Grupo Constructor: 2.5.1 Estudios preliminares. Como en todo proyecto constructivo el primer pasó a llevar a cabo una vez se tiene definido la ubicación del mismo, son los estudios preliminares (estudio de suelos, análisis socio-económico, disponibilidad de servicios públicos, etc.), estos determinaran las características que podrá tener nuestro proyecto y definirá cualidades estructurales arquitectónicas y de servicios.
Debido a las limitaciones constructivas de este método se debe dejar especificado desde un principio la ubicación en planos tanto del acero vertical de refuerzo (dovelas) como de las diferentes redes (sanitaria, potable, eléctrica y gas) ya que estas deberían adaptarse a la modulación que se les dé posteriormente a las unidades de mampostería; la norma nos limita la realización de regatas para instalación de redes. 2.5.2 Cimentación. Teniendo en cuenta que la cimentación escogida para la propuesta de mampostería estructural es mediante el uso de zapatas corridas, como se observa en el capítulo 2 se realizará la descripción de la misma.
Para empezar, se realiza la excavación manual, teniendo en cuenta que es una excavación superficial y siguiendo las observaciones presentadas por el laboratorio encargado del estudio de suelos, se realiza un mejoramiento del mismo utilizando piedra rajón. Posterior a la ubicación del rajón en las zanjas se procede a realizar el vaciado de concreto pobre dentro de la excavación, el cual es elaborado en obra (véase Figura 3).
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Figura 3. Zapata corrida cimentación
Fuente. El Autor
2.5.3 Vigas de cimentación. Una vez se tienen las distintas zapatas corridas de la edificación, se debe procurar que toda la cimentación trabaje en conjunto, por lo cual se usan vigas de cimentación para dar el amarre necesario de cada una de las zapatas a la estructura principal.
Comienza por el armado de los casetones en la posición especifica en la que se ubicara la viga, posteriormente el armado del acero de refuerzo de la viga, se realiza manualmente, siguiendo las especificaciones que los planos exijan. Se debe tener en cuenta que desde las vigas de cimentación, se debe dejar establecido las uniones al acero vertical que eventualmente dará refuerzo a los muros de mampostería.
Una vez la totalidad del acero de refuerzo este armado, se procede a fundir las vigas con concreto, el cual puede ser preparado in situ y vertido manualmente por los ayudantes o ya bien procedente de una concretera y vertido con ayuda de la mixer y los ayudantes de la obra.
El vaciado del concreto se realiza parcialmente, ya que se debe tener el suficiente espacio para generar la unión entre el acero de refuerzo de las vigas y la malla electro soldada de la placa de contra piso. 2.5.4 Ubicación de redes de servicios. Antes de continuar con el proceso constructivo, es necesario realizar la ubicación o instalación de las redes de la casa, todo esto teniendo en cuenta que la mayoría de estas, por facilidad constructiva, quedarán embebidas en la placa de contra piso (véase Figura 4).
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Se debe tener en cuenta y especial cuidado en que las redes no queden ubicadas dentro o atreves de elementos estructurales, ya que esto puede afectar la integridad tanto del elemento estructural, como de la red que allí se instale.
2.5.5 Relleno en recebo compactado. El espacio generado entre las vigas de cimentación debe ser rellenado para dar la uniformidad que el terreno requiere, para fundir la placa de contra piso, para esto se usa recebo b-200 compactado con la ayuda de un vibro compactador (tipo rana o tipo canguro), mientras se va realizando la compactación del terreno, se deben realizar controles topográficos, así como constantemente humedecer el material para mantener su consistencia.
Figura 4. Instalación de redes en placa.
Fuente. El Autor
2.5.6 Placa de contra piso. Una vez la superficie del terreno esta nivelada, se procede a instalar la formaleta y los testeros que darán la forma definitiva a la placa, estos se deben instalar garantizando que se alcance la altura de placa especificada en el diseño.
Para los controles por retracción de fraguado y o temperatura, se dispone una malla electro soldada con las características requeridas por el diseño en la totalidad del área de la placa, para finalmente fundir la placa de concreto ya sea de forma manual o con ayuda de equipos; se debe tener en cuenta realizar el correcto vibrado del concreto para evitar la formación de vacíos que afecten la integridad del elemento (véase Figura 5).
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Figura 5. Fundida placa de contra piso.
Fuente. El Autor
2.5.7 Muros estructurales primera planta. Teniendo la placa de contra piso en funcionamiento y la disposición de las dovelas ya establecidas, se realiza la instalación de la primera hilada con la que definirán características de la configuración de las unidades de mampostería, sus trabas y ubicación de medios bloques.
Con la primera hilada definida, se continúa con la construcción de los muros, en este proceso se debe tener en cuenta los diseños estructurales para la ubicación del acero de refuerzo horizontal, ubicado en el mortero de pega, ya que debe ir ubicado en hiladas específicas a lo largo del muro.
Al ser mampostería estructural, el acero que previamente se ubico de manera vertical (dovelas) en las unidades de mampostería, debe embeberse en concreto o mortero de relleno para garantizar la estabilidad del muro. Para fundir estos elementos existen dos procedimientos aceptados por la norma NSR 1041:
El primero consiste en terminar la totalidad del muro, para que posteriormente desde la parte alta del muro y entre las cavidades del bloque se vierta la mezcla de relleno, garantizando que en la parte baja del muro donde se está fundiendo se ubiquen ventanas de inyección y limpieza42 (ratoneras) para garantizar el correcto vaciado debido a la altura del muro.
41COMISIÓN ASESORE PERMANENTE PARA EL RÉGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES NSR10, TITULO D, D-6. 42 Ibid., d-6
31
Como segunda opción se permite realizar la fundida de la dovela por tramos, mientras que simultáneamente se construye el muro. Se debe tener en cuenta que estas fundidas parciales se deben realizar máximo cada 1.4 m de altura43. Las barras de acero de refuerzo sobresaldrán de la altura final del muro para la unión con los elementos estructurales de entre piso y la continuación de los muros en la segunda planta (véase Figura 6). Figura 6. Fundida de dovelas.
Fuente. El Autor. 2.5.8 Muros no estructurales. Para la construcción de los muros no estructurales o divisorios, se sigue el mismo procedimiento que se usó para la mampostería estructural, evitando el uso de acero de refuerzo tanto vertical como horizontal y el mortero de relleno. Estos muros es posible que contengan redes. así que se debe tener en cuenta esto para la distribución de las unidades de mampostería.
2.5.9 Placa y elementos de entre piso. Teniendo en cuenta lo mencionado en el capítulo 2, como método de entre piso para la mampostería estructural en el proyecto Azul Amarillo, se propuso una placa de Steel deck que descansa sobre vigas IPE. Las vigas metálicas IPE se ubicaran primero a lo largo de los muros exteriores donde se dispondrán de manera tal que, mediante perforaciones en los patines de las vigas, el acero de refuerzo vertical continúe a la siguiente plata y se genera
43 Ibid., D6.
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una conexión entre los dos elementos, la cual se asegurara fundiendo concreto en la cara exterior del muro, con el fin de que la viga IPE ,el acero de refuerzo y la malla electro soldada de la placa queden embebidos en el mismo y trabajen de manera conjunta. La unión interna entre vigas se realizará con soldaduras, las cuales se llevarán a cabo por mano de obra calificada y realizando los controles respectivos que exigen la norma. Una vez se tenga la configuración del método de vigas, se dispondrá las placas de Steel deck (véase Figura 7), en el sentido que se especifique, se instalara las formaletas y testeros necesarios para contener la placa y se fundirá la misma garantizando la altura de diseño y la conexión con las vigas perimetrales para que se fundan monolíticamente (véase Figura 8). Figura 7. Instalación de láminas de steel deck.
Fuente. El Autor.
Figura 8. Fundida de placa de entre piso.
Fuente. El Autor.
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2.5.10 Muros estructurales y no estructurales segunda planta. La construcción de estos elementos sigue las mismas características ya mencionadas en los muros de la primera planta.
Se debe tener especial cuidado con las rede que suben a la segunda planta, pueden subir preferiblemente mediante ductos, ubicarse descolgada o embebida en de la placa de entrepiso. El seguimiento en campo debe ser constante para no pasar en alto detalles como antepechos o dinteles de ventanas o puertas.
2.5.11 Vigas de coronación o cintas de amarre. Estos elementos de sección más pequeña que una viga tradicional, cumplen la tarea de hacer el cierre de la estructura en la parte alta de la misma y de esta manera tener embebida la totalidad de las dovelas en un solo elemento.
Para su construcción es necesario la utilización de formaleta con las características específicas de este elemento, debe tener un acero de refuerzo longitudinal que amarre el acero vertical que proviene de las dovelas, una vez fundido este elemento, la estructura de la cubierta puede descansar sobre estas vigas. 2.6 VENTAJAS MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL La construcción de viviendas en mampostería estructural presenta una serie de ventajas sobre otros métodos constructivos44 entre las que se encuentran: La alta rigidez ante fuerzas sísmicas, ayuda a garantizar la integridad de los elementos no estructurales de la vivienda, al presentar menores desplazamientos, disminución significativa en la fisuración en los muros, al estar reforzados tanto vertical como horizontalmente los muros soportan sin problema las fisuras por cortante que presentan los muros comúnmente. Cuando se tienen proyectos de baja altura como el que actualmente está en estudio, en teoría su construcción es más economía que otros métodos constructivos45. En el país ha sido usada durante mucho tiempo y aun hoy en día es una solución confiable cuando se realizan proyectos con costos limitados, se presenta una disminución en los desperdicios de material ya que la unidad de mampostería tiene una modulación especifica en el diseño, lo que en teoría se puede hacer un pedido exacto con las unidades necesarias. Los muros muchas veces cumplen una función arquitectónica y estructural, ya que estos harán parte de la fachada o se pueden
44“Mampostería estructural”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://blogguernuevo.blogspot.com/2016/06/mamposteria-estructural.html 45 Métodos constructivos”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible
en:https://www.academia.edu/10913284/3._DESCRIPCI%C3%93N_DE_LOS_METODOS_CONSTRUCTIVOS_M%C3%81S_UTILIZADOS_PARA_LA_CONSTRUCCI%C3%93N_DE_VIS_EN_COLOMBIA
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dejar como un elemento a la vista. 2.7 DESVENTAJAS MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL El transporte de materiales, ya que son unidades pesadas y normalmente para una edificación se necesita una cantidad significativa de los mismos, de igual manera el almacenamiento en obra de los mismos, si se tiene un espacio limitado, obliga a que se adecue un espacio específico para el material o realizar varios viajes que aumentaría los costos. El control debe ser aún más riguroso en obra, ya que de esto dependerá la integridad futura de la estructura, la mano de obra debe ser calificada, para hacer una buena ejecución en obra, una correcta instalación de los mampuestos y de las redes internas de la edificación. A futuro no se pueden realizar modificaciones estructurales ya que afectarían directamente la integridad de la edificación. 2.8 PROGRAMACIÓN MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL Tabla 1. Programación propuesta mampostería estructural.
Nombre de tarea Duración
Comienzo Fin Predecesoras
Localización y replanteo
MOVIMIENTO DE TIERRAS
Descapote 1 día lun 11/03/19 lun 11/03/19
CIMENTACIÓN 27 días mar 12/03/19 mié 17/04/19
Excavación 13 días mar 12/03/19 jue 28/03/19 4
Zapatas corridas 4 días vie 29/03/19 mié 3/04/19
Relleno piedra rajona 3 días vie 29/03/19 mar 2/04/19 7
Fundida Concreto Pobre 1 día mié 3/04/19 mié 3/04/19 9
Vigas de cimentación 10 días jue 4/04/19 mié 17/04/19
Armado acero de refuerzo 7 días jue 4/04/19 vie 12/04/19 10
Formaleta para vigas de cimentación
1 día lun 15/04/19 lun 15/04/19 12
Fundir vigas de cimentación
1 día mar 16/04/19 mar 16/04/19 13
Desencofrado Vigas de Cimentación
1 día mié 17/04/19 mié 17/04/19 14
ESTRUCTURA 59,5 d lun 1/04/19 vie 21/06/19
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Tabla 1. (Continuación)
Relleno compactado 2 días jue 18/04/19 vie 19/04/19 15
Placa de entrepiso 5 días lun 22/04/19 vie 26/04/19
Ubicación redes entre placa 2 días lun 22/04/19 mar 23/04/19 17
Extender malla electro soldada
0,5 días
mié 24/04/19 mié 24/04/19 19
Formaleta placa de contra piso
0,5 días
mié 24/04/19 mié 24/04/19 20
Fundida placa de contrapiso 1 día jue 25/04/19 jue 25/04/19 21
Desencofrado Placa de Contrapiso
1 día vie 26/04/19 vie 26/04/19 22
Columna 3,5 días
lun 29/04/19 jue 2/05/19
Cimbrar columna 0,5 días
lun 29/04/19 lun 29/04/19 23
Armado acero de refuerzo columna
1 día lun 29/04/19 mar 30/04/19 25
Formaleta columna 0,5 días
mar 30/04/19 mar 30/04/19 26
Fundida columna 0,5 días
mié 1/05/19 mié 1/05/19 27
Desencofrado Columna 1 día mié 1/05/19 jue 2/05/19 28
Placa de entrepiso 8,5 días
lun 1/04/19 jue 11/04/19
Corte e Izaje Vigas Metálicas de Entrepiso
2 días lun 1/04/19 mar 2/04/19 54
Soldar Vigas de Entrepiso 1 día mié 3/04/19 mié 3/04/19 31
Instalación Steel deck 0,5 días
jue 4/04/19 jue 4/04/19 32
Ubicación redes entre placa 1 día jue 4/04/19 vie 5/04/19 33
Ubicación Malla Electro Soldada
1 día vie 5/04/19 lun 8/04/19 34
Formaleta placa de entrepiso
1 día lun 8/04/19 mar 9/04/19 35
Fundida Placa de Entrepiso 1 día mar 9/04/19 mié 10/04/19 36
Desencofrado Placa de Entrepiso
1 día mié 10/04/19 jue 11/04/19 37
Vigas de amarre 7 días mié 12/06/19 vie 21/06/19
36
Tabla 1. (Continuación)
Ubicación Formaleta Vigas de Amarre
2 días mié 12/06/19 vie 14/06/19 67
Armado acero de refuerzo 3 días vie 14/06/19 mié 19/06/19 40
Fundida Vigas de Amarre 1 día mié 19/06/19 jue 20/06/19 41
Desencofrado Vigas de Amarre
1 día jue 20/06/19 vie 21/06/19 42
MAMPOSTERÍA 67,5 días
lun 11/03/19 mié 12/06/19
Mampostería Estructural Primer Piso
54 días lun 11/03/19 jue 23/05/19
Cimbrado de muros 0,5 días
lun 29/04/19 lun 29/04/19 23
Ubicación primera hilada 0,5 días
lun 29/04/19 lun 29/04/19 46
Anclaje de Dovelas 3 días mar 30/04/19 jue 2/05/19 47
Construcción de muros 15 días vie 3/05/19 jue 23/05/19 48
Fundir dovelas 7 días lun 11/03/19 mar 19/03/19
Mampostería No Estructural Casa
50,5 días
mié 20/03/19 mié 29/05/19
Cimbrado de muros 0,5 días
mié 20/03/19 mié 20/03/19 50
Ubicación Primera Hilada 0,5 días
mié 20/03/19 mié 20/03/19 52
Construcción de muros 7 días jue 21/03/19 vie 29/03/19 53
Mampostería Estructural Segundo Piso
26 días jue 11/04/19 vie 17/05/19
Cimbrado de muros 0,5 días
jue 11/04/19 jue 11/04/19 38
Ubicación primera hilada 0,5 días
vie 12/04/19 vie 12/04/19 56
Anclaje de Dovelas 3 días vie 12/04/19 mié 17/04/19 57
Construcción de muros 15 días mié 17/04/19 mié 8/05/19 58
Fundir dovelas 7 días mié 8/05/19 vie 17/05/19 59
Mampostería No Estructural Casa Segundo Piso
8 días vie 17/05/19 mié 29/05/19
Cimbrado de muros 0,5 días
vie 17/05/19 vie 17/05/19 60
37
Tabla 1. (Continuación)
Ubicación Primera Hilada 0,5 días
lun 20/05/19 lun 20/05/19 62
Construcción de muros 7 días lun 20/05/19 mié 29/05/19 63
CUBIERTA 10 días mié 29/05/19 mié 12/06/19
Izaje Perfiles Estructura Cubierta
7 días mié 29/05/19 vie 7/06/19 64
Montaje Cubierta 3 días vie 7/06/19 mié 12/06/19 66
Fuente. El Autor La programación estimada fue elaborada junto con el personal de la empresa de manera que los tiempos coincidan con la realidad de la empresa en obra, según su experiencia con otros proyectos. Para el caso específico de la mampostería estructural el tiempo de ejecución para la estructura de una casa fue de 4 meses (véase Tabla 1). Adicionalmente se obtuvo el diagrama de Gantt de la misma (véase Anexo A). 2.9 MÉTODO APORTICADO Es un método de vigas y columnas, interconectados por medio de nudos los cuales son los encargados de recibir y disipar las fuerzas que actúan sobre la edificación, en este tipo de estructuras los muros de fachada y divisorios son elementos no estructurales, por lo cual no aportan resistencia al proyecto a menos que se trate de una construcción con un método combinado. Los métodos de pórticos pueden estar construidos en estructura metálica o más comúnmente en concreto reforzado, estos conforman el esqueleto de la estructura, siendo capaces de soportar distintas cargas de compresión, flexión y cortante mediante a unión de todos los elementos estructurales. 2.10 ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL SISTEMA APORTICADO Para el método aporticado se cuentan con elementos estructurales, que con anterioridad se mencionaron en la mampostería estructural, como las vigas, sumado a esto se incluye el uso de columnas como elementos verticales que resisten las cargas a compresión. La diferencia más notable en cuanto a los elementos como las vigas que hacen parte de los dos métodos, es que las dimensiones de dichos elementos en el método aporticado son de mayor sección, al ser los encargados de transmitir la carga hasta la ubicación de las columnas.
38
2.10.1 Vigas. Son elementos estructurales de disposición horizontal, que trabajan principalmente a flexión, encargados de transmitir cargas ya sean de cubierta o entrepiso, hasta las columnas de la estructura. Las vigas en concreto reforzado se componen internamente de un armazón de acero corrugado el cual le da mayor facilidad de trabajar a flexión. 2.10.2 Columnas. Las columnas son elementos verticales, encargados de recibir las cargas que las vigas transmiten a ellas y posteriormente transmitirla a la cimentación de la estructura. Las columnas varias su sección de acuerdo a las cargas que van a recibir, por eso dependerá de un ingeniero estructural determinar la sección necesaria para este tipo de columnas. 2.11 MATERIALES NECESARIOS PARA MÉTODO APORTICADO 2.11.1 Concreto. El concreto que se usa en este tipo de estructuras es de alta resistencia, se deben seguir y hacer rigurosos ensayos para garantizar la calidad del producto que se está usando. El concreto es el material que aporta la rigidez a la estructura. 2.11.2 Acero de refuerzo. El acero de refuerzo proporciona flexibilidad a la estructura y le aporta resistencia a la tensión gracias a sus características físicas y mecánicas. 2.12 PROCESO CONSTRUCTIVO MÉTODO APORTICADO El proceso constructivo de para estos pórticos presenta una mayor facilidad constructiva con respecto a la mampostería estructural, ya que las vigas y las columnas son las que trabajan estructuralmente y de esta manera no tenderemos limitaciones con los muros divisorios o de fachada, ni con la instalación de las diferentes redes que hacen parte de la casa. A continuación, se describirá el proceso constructivo general para la casa del proyecto Azul Amarillo, teniendo en cuenta las especificaciones establecidas por la compañía y que están consignadas en este documento en el capítulo 3. 2.12.1 Cimentación. Con los diseños otorgados por la compañía, se determina que el tipo de cimentación con la que trabajara la casa será de placa de cimentación flotante, esto teniendo en cuenta que el peso de la estructura en concreto reforzado aumentara considerablemente las cargas que se transmiten al suelo portante. Para la realización de la placa se comienza por excavar a una profundidad determinada en el diseño en la que se hará un mejoramiento del suelo, utilizando relleno compactado con recebo para mejorar la capacidad portante.
39
Una vez se tenga la superficie compactada al nivel necesario, se excava nuevamente esta vez solo el espacio que comprenden las vigas la placa (véase Figura 9). Figura 9. Relleno compactado placa de cimentación.
Fuente. El Autor. Una vez conformado el espacio para las vigas, se procede a hacer el armado del armazón de acero tanto de las vigas como de la placa superior de concreto, para esto se usa el acero longitudinal, los flejes y las mallas electro soldadas (véase Figura 10) donde se observan dichos elementos.
Figura 10. Acero de refuerzo placa de cimentación.
Fuente. El Autor. Finalmente se realiza el vaciado del concreto para la placa y las vigas que la conforman. Para este proceso la vertida del concreto se puede realizar de forma
40
manual o con ayuda de una bomba, dependiendo de la accesibilidad al punto de trabajo. 2.12.2 Columnas. En el momento de hacer el armado del acero de refuerzo de la cimentación, se dejan los aceros con los que se hará conexión a la cimentación, de esta manera una vez el avance de obra lo permita, se realiza el armado del acero de refuerzo y posterior mente el armado de la formaleta. Dependiendo de la cantidad de formaleta disponible se pude realizar una fundida general o parcial, de todas las columnas, dependiendo de la cantidad del personal y la facilidad en obra, la fundida puede realizarse manual con concreto echo in situ, o con ayuda de una bomba y concreto a pedido (véase Figura 11).
Figura 11. Formaleta para columnas.
Fuente. El Autor.
2.12.3 Placa Nervada. En este caso especial y siguiendo los diseños dados por la empresa Panorama Grupo Constructor, se considera el uso de una placa aligerada con nervaduras fundida in situ. El fin de esta placa es que sea fundida monolítica mente con todas sus vigas y viguetas que la componen, esto supone una limitación ya que para el armado del acero de refuerzo se deben disponer de puntales y camillas, que ocupan la totalidad del área de la planta inferior y restringe su uso para adelantar trabajos. Una vez se tiene sobre la estructura temporal, las formaletas, testeros y la totalidad del acero de refuerzo armado, se puede fundir la placa preferiblemente
41
con la ayuda de algún tipo de bomba para garantizar la correcta distribución del concreto por la placa, tal cual los diseños nos lo solicitan (véase Figura 12). Figura 12. Placa nervada.
Fuente. El Autor. 2.12.4 Placa de cubierta. Para la cubierta se puede tener en cuenta dos opciones, la primera consiste en formaletear una red de vigas entre las columnas existentes, donde igual que anteriormente se ha mencionado se hace el armado del acero de refuerzo para las vigas y finalmente se funde, esto con el fin que una vez en funcionamiento, sobre esta viga descanse la estructura de la cubierta que comúnmente es en perfilaría metálica.
La otra opción que se puede considerar es nuevamente hacer una placa nervada de cubierta, cuyos elementos serán de menor sección ya que no recibirán la misma carga que la placa de entre piso, el proceso constructivo es el mismo en estas dos placas, pero nueva mente se tiene la limitante de deshabilitar una planta entera por casi dos semanas, mientras se realiza el armado de la estructura temporal y la fundida de la placa. 2.13 VENTAJAS MÉTODO APORTICADO A futuro se pueden realizar con mucha facilidad modificaciones internamente a la estructura ya que los elementos estructurales lo permiten al funcionar como un esqueleto, muros y otros electos pueden ser demolidos sin afectar la resistencia de la vivienda46 El proceso constructivo es simple y depende principalmente del recurso disponible
46“Método aporticado, ventajas y desventajas”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://metodoaporticado.blogspot.com/2017/11/ventajas-y-desventajas.html
42
para aumentar su velocidad. Mayor facilidad arquitectónica, desde que se cuente con un diseño riguroso este se presta para realizar estructuras fuera de lo convencional. Los desplazamientos en caso de sismos son mucho más pronunciados lo que genera más daños internos en elementos no estructurales. 2.14 DESVENTAJAS La estructura es muy pesada por lo que requiere cimentación especifica más robusta para transmitir esas cargas.47 Los tiempos de ejecución pueden verse afectados mientras se alcanza la resistencia ideal del concreto después de fundido. Cuando se hace instalación de redes entre muros requiere regatear los muros muchas veces ya terminados. Se requieren de equipos y herramientas más específicas, se depende de la disponibilidad de estos recursos para su avance rápido. 2.15 PROGRAMACIÓN MÉTODO APORTICADO
Tabla 2. Programación propuesta método aporticado.
Nombre de tarea Duración Comienzo Fin Predecesoras
Localización y replanteo 1 día
MOVIMIENTO DE TIERRAS 1 día vie 1/03/19 vie 1/03/19
Descapote 1 día vie 1/03/19 vie 1/03/19
CIMENTACIÓN 28 días lun 4/03/19 mié 10/04/19
Excavación 5 días lun 4/03/19 vie 8/03/19 4
Placa Flotante 23 días lun 11/03/19 mié 10/04/19
Relleno Recebo Compactado 10 días lun 11/03/19 vie 22/03/19 6
Vigas de cimentación 13 días lun 25/03/19 mié 10/04/19
Excavación vigas de cimentación
3 días lun 25/03/19 mié 27/03/19 8
47 “Método aporticado”. {En línea}. {09 de septiembre 2018} disponible en: http://www.londonogomez.com/glosario_detalle.aspx?id=25
43
Tabla 2. (Continuación)
Armado acero de refuerzo 7 días jue 28/03/19
vie 5/04/19
10
Formaleta para vigas de cimentación
1 día lun 8/04/19
lun 8/04/19
11
Fundida vigas de cimentación 1 día mar 9/04/19
mar 9/04/19
12
Desencofrado Vigas de Cimentación
1 día mié 10/04/19
mié 10/04/19
13
ESTRUCTURA 90 días
jue 11/04/19
mié 14/08/19
Placa de Contra piso 6 días jue 11/04/19
jue 18/04/19
Relleno Compactado 1 día jue 11/04/19
jue 11/04/19
14
Ubicación redes entre placa 1 día vie 12/04/19
vie 12/04/19
17
Extender malla electro soldada 1 día lun 15/04/19
lun 15/04/19
18
Formaleta placa de contra piso 1 día mar 16/04/19
mar 16/04/19
19
Fundida placa de contra piso 1 día mié 17/04/19
mié 17/04/19
20
Desencofrado Placa de Contra piso
1 día jue 18/04/19
jue 18/04/19
21
Columnas 20 días
vie 19/04/19
jue 16/05/19
Cimbrar columna 1 día vie 19/04/19
vie 19/04/19
22
Armado acero de refuerzo columna
11 días
lun 22/04/19
lun 6/05/19
24
Formaleta columna 6 días mar 7/05/19
mar 14/05/19
25
Fundida columna 1 día mié 15/05/19
mié 15/05/19
26
Desencofrado Columna 1 día jue 16/05/19
jue 16/05/19
27
Placa de Entrepiso 19 días
vie 17/05/19
mié 12/06/19
Instalación de Parales y Camillas 7 días vie 17/05/19
lun 27/05/19
28
Instalación Malla Inferior 1 día mar 28/05/19
mar 28/05/19
30
44
Tabla 2. (Continuación)
Armado de Refuerzo Vigas Entrepiso
7 días mié 29/05/19
jue 6/06/19
31
Instalación Casetones 1 día vie 7/06/19
vie 7/06/19
32
Instalación Malla Superior 1 día lun 10/06/19
lun 10/06/19
33
Fundida Placa de Entrepiso 1 día mar 11/06/19
mar 11/06/19
34
Desencofrado Placa de Entrepiso 1 día mié 12/06/19
mié 12/06/19
35
Columnas 2do piso 20 días
jue 13/06/19
mié 10/07/19
Cimbrar columna 1 día jue 13/06/19
jue 13/06/19
36
Armado acero de refuerzo columna
11 días
vie 14/06/19
vie 28/06/19
38
Formaleta columna 6 días lun 1/07/19
lun 8/07/19
39
Fundida columna 1 día mar 9/07/19
mar 9/07/19
40
Desencofrado Columna 1 día mié 10/07/19
mié 10/07/19
41
Placa de Cubierta 25 días
jue 11/07/19
mié 14/08/19
Instalación de Parales y Camillas 1 día jue 11/07/19
jue 11/07/19
42
Instalación Malla Inferior 7 días vie 12/07/19
lun 22/07/19
44
Armado de Refuerzo Vigas Entrepiso
1 día mar 23/07/19
mar 23/07/19
45
Instalación Casetones 1 día mié 24/07/19
mié 24/07/19
46
Instalación Malla Superior 1 día jue 25/07/19
jue 25/07/19
47
Fundida Placa de Entrepiso 1 día vie 2/08/19
vie 2/08/19
48
Desencofrado Placa de Entrepiso 1 día lun 5/08/19
lun 5/08/19
49
Impermeabilización de Placa 7 días mar 6/08/19
mié 14/08/19
50
Instalación Redes Internas
45
Tabla 2. (Continuación)
MAMPOSTERÍA 69,25 días
jue 30/05/19
mar 3/09/19
14
Mampostería No Estructural Divisoria 1er piso
8 días jue 30/05/19
lun 10/06/19
Cimbrado de muros 0,5 días
jue 30/05/19
jue 30/05/19
Ubicación Primera Hilada 0,5 días
jue 30/05/19
jue 30/05/19
55
Construcción de muros 7 días vie 31/05/19
lun 10/06/19
56
Mampostería Fachada 1er piso 16 días
mar 11/06/19
mar 2/07/19
Cimbrado de muros 0,5 días
mar 11/06/19
mar 11/06/19
57
Ubicación Primera Hilada 0,5 días
mar 11/06/19
mar 11/06/19
59
Construcción de muros 15 días
mié 12/06/19
mar 2/07/19
60
Mampostería No Estructural Divisoria 2do piso
8,25 días
jue 1/08/19
lun 12/08/19
Cimbrado de muros 0,5 días
jue 1/08/19
jue 1/08/19
Ubicación Primera Hilada 0,5 días
jue 1/08/19
jue 1/08/19
63
Construcción de muros 7 días vie 2/08/19
lun 12/08/19
64
Mampostería Fachada 2do piso 16 días
mar 13/08/19
mar 3/09/19
29;65
Cimbrado de muros 0,5 días
mar 13/08/19
mar 13/08/19
29
Ubicación Primera Hilada 0,5 días
mar 13/08/19
mar 13/08/19
67
Construcción de muros 15 días
mié 14/08/19
mar 3/09/19
68
Fuente. El Autor La programación estimada fue elaborada junto con el personal de la empresa de manera que los tiempos coincidan con la realidad de la empresa en obra, según su experiencia con otros proyectos. Para el caso específico del método aporticado el tiempo de ejecución para la estructura de una casa fue de 7 meses (véase Tabla 2). Adicionalmente se obtuvo el diagrama de Gantt de la misma (véase Anexo B).
46
2.16 ANÁLISIS Para hacer un comparativo con la información recopilada y los resultados obtenidos, se plantea una matriz comparativa con los aspectos más relevantes a nivel constructivo, que se pudieron evidenciar en el anterior capitulo. Teniendo en cuenta lo anterior por cada aspecto y haciendo uso de la metodología Delphi, que consiste en evaluar a un grupo de expertos de la empresa (Ing. Diego Bustos, Dir. Obra José Villalobos), con un cuestionamiento sobre un tema de su conocimiento, de esta manera se determina una repuesta más acertada al caso específico de estudio que, es el que compete a la empresa Panorama Grupo Constructor. Con este fin los ingenieros de la empresa evalúan ambos métodos constructivos con la siguiente matriz de esta manera (Véase Figura 13), se da un puntaje de 1 para el método que mejor se desempeñe en el mismo y 0 para el método que muestre más falencias o dificultades. Figura 13. Diligenciamiento matriz constructiva.
Fuente. El Autor De tal manera se asignará un valor cuantitativo al análisis cualitativo, que posteriormente determinará unos indicadores para el análisis final y la posterior toma de decisión. En la matriz comparativa a nivel constructivo donde están los respectivos valores asignados en cada método para cada capítulo (véase Tabla 3).
47
Tabla 3. Análisis Comparativo a Nivel Constructivo.
Fuente. El Autor. De acuerdo con el resultado obtenido en el análisis a nivel constructivo el método aporticado tiene un mejor comportamiento ya que presenta una mayor facilidad constructiva, gracias a que en obra tiene un mayor margen de error al ejecutar las tareas, adicionalmente la mano de obra necesaria no es necesaria mente calificada, ni en gran número, caso contrario a la mampostería.
48
3 ANÁLISIS DE LOS DISEÑOS
3.1 FACTORES PREVIOS AL DISEÑO 3.1.1 Antecedentes. Según la secretaria de planeación con respecto al desarrollo de vivienda en la población, en los últimos años ha ido en aumento, aunque se ha limitado debido a los altos costos de la tierra en el municipio y a la negativa de muchos propietarios de destinar sus predios a este fin. De igual manera cabe recalcar que el alto desarrollo industrial del municipio aumenta de una manera directa la población del mismo ya que se vuelve un atractivo para los trabajadores de dichas industrias por la cercanía.
El desarrollo de vivienda se concentra en el casco urbano del municipio que comprende un área aproximada de 152.8 Has, y aunque existen varios desarrollos de vivienda de tipo campestre la característica común del municipio es tener viviendas de dos pisos en materiales de mampostería, material prefabricado y cemento.48 Teniendo presente que la actividad económica principal del municipio de cota es y ha sido la agricultura y que solo en las últimas décadas se ha posicionado como un lugar residencial en la sabana de Bogotá, el uso de suelo se ha caracterizado por tener grandes extensiones de cultivos de hortalizas, lo cual sumado a su posición geográfica en la ronda del rio Bogotá ha generado que los suelos para construcción sean un reto en cuanto al manejo del agua subterránea ya que si bien naturalmente está presente un nivel freático a poca profundidad el continuo riego de cultivos en lotes que rodean las construcciones nuevas aumentan el flujo del líquido por el suelo de fundación.
3.1.2 Localización. Casco urbano del municipio de cota, El predio en el que se desarrolla el proyecto Azul Amarillo funcionaba anteriormente con terreno para el cultivo de hortalizas, un atractivo adicional es su cercanía con el centro de la población estando a pocos minutos a pie del parque principal como se observa en la figura 13.
Consta de un área de 3150 m2 donde se ubicarán 20 casa de vivienda unifamiliar con parqueaderos y zona verde independientes para cada una de estas.
48 COLOMBIA.CONCEJO MUNICIPAL DE COTA. Acuerdo No 12 (20, octubre, 2000). POR EL
CUAL SE ADOPTA EL PLAN BASICO DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL MUNICIPAL, SE DEFINEN LOS USOS DEL SUELO PARA LAS DIFERENTES ZONAS DEL MUNICIPIO DE COTA- CUNDINAMARCA, SE ESTABLECEN LAS NORMAS DE DESARROLLO URBANISTICO Y SE DEFINE EL PROGRAMA DE EJECUCION PARA EL DESARROLLO TERRITORIAL DEL MUNICIPIO. Cota. Cundinamarca.
49
Dentro de la organización del casco urbano de la población 4 unidades morfológicas las cuales hacen referencia a las características del predio y su posible uso a futuro, para el caso del proyecto del conjunto residencial Azul Amarillo, se ubicó en la unidad morfológica 4 lo que significa que es un predio de gran extensión en proceso de desarrollo urbanístico planeado (véase Figura 14) (véase Figura 15).49 Figura14.Ubicación proyecto Azul Amarillo
Fuente. Google maps.
49 COLOMBIA.CONCEJO MUNICIPAL DE COTA. Acuerdo No 12 (20, octubre, 2000). POR EL
CUAL SE ADOPTA EL PLAN BASICO DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL MUNICIPAL, SE DEFINEN LOS USOS DEL SUELO PARA LAS DIFERENTES ZONAS DEL MUNICIPIO DE COTA- CUNDINAMARCA, SE ESTABLECEN LAS NORMAS DE DESARROLLO URBANISTICO Y SE DEFINE EL PROGRAMA DE EJECUCION PARA EL DESARROLLO TERRITORIAL DEL MUNICIPIO. Cota. Cundinamarca.
50
Figura 15. Usos del suelo en el casco urbano de Cota.
Fuente. COLOMBIA.CONCEJO MUNICIPAL DE COTA. Acuerdo No 12 (20, octubre, 2000). POR EL CUAL SE ADOPTA EL PLAN BASICO DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL MUNICIPAL, SE DEFINEN LOS USOS DEL SUELO PARA LAS DIFERENTES ZONAS DEL MUNICIPIO DE COTA- CUNDINAMARCA, SE ESTABLECEN LAS NORMAS DE DESARROLLO URBANISTICO Y SE DEFINE EL PROGRAMA DE EJECUCION PARA EL DESARROLLO TERRITORIAL DEL MUNICIPIO. Cota. Cundinamarca.
Figura 16. Convenciones usas del suelo.
Fuente. El Autor.
51
3.1.3 Estudio de suelos. Uno de los factores claves en la selección del método estructural es el peso de la misma y como estas cargas van a ser transmitidas al suelo de fundación, por eso el estudio de suelos nos dicta los parámetros que se deben tener en cuenta y las limitaciones que pueden llegar a tener nuestra estructura debido al suelo donde se ubica. Por medio del laboratorio INGEOLAB se realizó una investigación del subsuelo mediante la ejecución de 3 perforaciones a 6.9 m, 3.8 m y 6.6 m de profundidad respectivamente donde se puedo evidenciar los siguientes tipos de suelo: Limo arcilloso orgánico color negro alta compresibilidad. Limo arcilloso orgánico color café alta compresibilidad. Arcilla color habano, gris humedad y plasticidad media alta. Arcilla color, gris humedad y plasticidad media alta.
Se localizó el nivel freático en el suelo de fundación a una profundidad de 3.8 m en promedio siendo menos profundo en algunos puntos específicamente los establecidos (ver Anexo C), se obtuvo el perfil estratigráfico (véase Figura 17), como referencia existen varios proyectos en el área que han realizado excavación para un sótano y la cimentación y al no tener en cuenta el alto nivel freático han tenido problemas de inundación y humedad por el abundante flujo del líquido y por no considerar unos filtros capaces de manejar la totalidad de las aguas subterráneas. Con las muestras recolectadas se elaboraron los siguientes ensayos de laboratorio: Humedad natural, limite líquido, limite plástico, granulometría, clasificación.
52
Figura 17. Perfil estratigráfico obtenido.
Fuente. INGEOLAB.
El cálculo de la capacidad portante del suelo fue realizado con base a las ecuaciones de PECK TERZHAGUI (véase Figura 18) obteniendo como resultado una capacidad portante de 408 TON/m2 y un nivel de fundación de -1.60 m. Como recomendación el laboratorio contratado solicita hacer un mejoramiento del suelo para la cimentación el cual se realizó con piedra rajón. Figura 18. Fórmula para cálculo de capacidad portante.
Fuente. Fundamentos de ingeniería geotécnica, Braja M. Das. Se resalta el poco porcentaje de expacion del suelo lo cual se debe tener en cuenta en el diseño ya que significara un asentamiendto bajo. En la información suministrada por el laboratorio el valor de los asentamientos se verá en 1cm para los asentamientos inmediatos y 3.5cm para los asentamientos por consolidación, el estudio de suelos realizado se puede consultar en (véase Anexo C).
3.2 DISEÑOS ARQUITECTÓNICOS
Como primera medida se tuvo en cuenta el planteamiento arquitectónico, otorgado por el área de diseño de la compañía, con el que se desarrolló el proyecto, de esta
53
manera se obtuvieron las áreas estimadas para la edificación y la manera en que estas estarían distribuidas en las mismas. En conjunto se tuvo en cuenta los detalles arquitectónicos que podrían ser significativos en el área estructural como voladizos, grandes luces, alturas de entre piso etc. (véase Figura 19) (véase Figura 20) Se puede observar detalles generales del exterior la casa para el proyecto Azul Amarillo. Figura 19. Vista frontal casa del proyecto Azul Amarillo.
Fuente. El Autor Figura 20. Perspectiva cubierta casa del proyecto Azul Amarillo.
Fuente. El Autor A continuación, se presentan los planos arquitectónicos en planta de los dos pisos que conforman el proyecto (véase Figura 21) (véase Figura 22), donde se puede ver la distribución de las áreas, estos esquemas generales son los usados por parte de la empresa para determinar la distribución de los elementos estructurales en ambos casos de análisis.
54
Figura 21. Planta arquitectónica primera planta para casa tipo.
Fuente. El Autor. Un factor que puede también jugar un papel importante, aunque no determinante, es determinar cuál de los dos métodos respeta más los diseños arquitectónicos y son menos invasivos con los mismos.
Figura 22. Planta arquitectónica segunda planta casa tipo.
Fuente. El Autor.
3.3 DISEÑOS
Para el desarrollo del estudio de costos y presupuestos, se es necesario tener una base general sobre la cual hacer el cálculo de cantidades y posterior presupuesto, por esto la información contenida en este capítulo corresponderá a la propuesta
55
de diseño estructural para mampostería estructural que la compañía Panorama Grupo Constructor está evaluando actualmente, de igual manera el diseño básico del método aporticado, también suministrado por la empresa Panorama Grupo Constructor se planteó siguiendo el mismo diseño arquitectónico, cambiando los muros estructurales por elementos propios del método aporticado, las secciones de estos elementos así como el acero de refuerzo que se tendrán en cuenta provienen de los datos otorgados por la compañía. De esta manera se tendrán en cuenta los factores principales que la compañía quiere analizar para dar una conclusión a la medida de su necesidad actual. 3.3.1 Especificaciones Generales. Las cargas con las que se realizó el análisis para los muros de mampostería estructural fueron las presentes (véase Tabla 4).
Tabla 4. Cargas usadas para el diseño.
CARGA VIVA
Carga viva cubierta 50 kg/m2
Carga viva entrepiso 180 kg/m2
CARGA MUERTA
Carga muerta cubierta (teja, iluminación, acabado)
20 kg/m2 + P. P
Carga muerta 300 kg/m2 + P. P
Fuente. Panorama Grupo Constructor. La clasificación de la estructura usada para el diseño del proyecto (véase Tabla 5). Tabla 5. Clasificación de la estructura.
GRUPO DE USO
Estructura de ocupación normal
MÉTODO DE RESISTENCIA Y PARÁMETROS SÍSMICOS
NSR-10
Muros de mampostería reforzada
Fuente. Panorama Grupo Constructor. Los coeficientes de amenaza sísmica usados en el diseño (véase Tabla 6). Tabla 6. Coeficientes de amenaza sísmica para el proyecto Azul Amarillo.
ZONA DE AMENAZA SÍSMICA
Coef Aa 0.15
Coef Av 0.2
Ceof Fa 201
Coef Fv 3.35
56
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
3.3.2 Diseño Mampostería Estructural. Los diseños están sujetos a cambios durante el desarrollo del proyecto previa autorización de la empresa ya que no son diseños definitivos (véase Anexo D).
3.3.2.1 Cimentación. Para la cimentación de la mampostería estructural se siguió el consejo del laboratorio de suelos INGEOLAB, y se optó por realizar una zapata corrida con ciclópeo y el rajón de mejoramiento (véase Figura 23), de esta manera se logra que la totalidad de los muros estructurales transmitan la carga de manera directa a la cimentación, (véase Figura 22) mediante una viga de amarre se juntaran todas las zapatas corridas, el espacio entre las vigas y sobre ellas será destinado para la ubicación de la placa de contra piso, en la cual se hará un relleno con recebo compactado para garantizar la integridad de la placa.
Figura 23. Plano zapatas corridas.
Fuente. Panorama Grupo Constructor. Figura 24. Armado de acero vigas de cimentación.
57
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
3.3.2.2 Viga de cimentación. Sección transversal. Para las vigas de cimentación se tiene una sección de 0,15 m de ancho por 0,30m de alto (véase Figura 25). Acero de refuerzo. Para el acero longitudinal se utiliza una combinación de diámetros de ½” 5/8” en longitudes que varían entre los 2 m y los 6m. En cuanto a flejes se utiliza barra de 3/8” con una separación típica de 9 cm en la zona confinada y 12 en la zona no confinada (ver Anexo D), donde está el cálculo de cantidades.
ACERO DE REFUERZO
4200 kg/cm2
Figura 25. Sección transversal viga de cimentación.
58
Fuente. Panorama Grupo Constructor. 3.3.2.3 Estructura. La estructura de mampostería estructural se realizará con ladrillos portantes arquitectónicos que harán la vez de fachadas de la casa, para muros divisorios y muro estructurales que no sean de fachada se implementara bloque estriado #4. 3.3.2.4 Mampostería estructural. Para el desarrollo de la casa en mampostería estructural se propone el uso de ladrillos portantes de la ladrillera Santafé (véase Tabla 7). Tabla 7. Características ladrillo portante.
LADRILLO PORTANTE 30 X 6 CM PRENSADO CAPUCHINO H
Prom 5 und Individual
Resistencia a la compresión 28 MPa 24.7 Mpa
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
En adición se usarán bloques estructurales #4 para los muros estructurales que no son a la vista y los muros divisorios (véase Tabla 8). Tabla 8. Características bloque estructural.
BLOQUE # 4
Prom 5 und Individual
Resistencia a la compresión 14 MPa 10 Mpa
Fuente. Panorama Grupo Constructor. 3.3.2.5 Acero de refuerzo muros de mampostería. Se observa un detalle típico de los muros estructurales. Para la disposición del acero de refuerzo se utilizarán dos diámetros: ½” Para el refuerzo vertical (dovelas) embebido en concreto. 6 mm Para el refuerzo horizontal (grafiles) embebido en el mortero de pega (véase Figura 26) (véase Figura 27).
59
Figura 26. Detalle muros estructurales,
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
Las cantidades completas para muros estructurales (véase Anexo G) cantidades de mampostería estructural.
60
Figura 27. Ubicación en planta de muros estructurales.
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
3.3.2.6 Concretos y morteros. Para el concreto utilizado (véase Tabla 9), las cantidades de concreto usadas en la mampostería estructural se aprecian en el (Ver (ver Anexo G). El mortero de pega utilizado para la unión de los mampuestos es de relación 1:4. (véase Tabla 9).
Tabla 9. Capacidad de morteros usados.
Mortero de pega 17.5 Mpa
Mortero de relleno 12.5 Mpa
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
Tabla 10. Resistencia de los concretos usados.
CONCRETOS
Cimentación 21 Mpa
Elementos no estructurales 15 Mpa
Losa de entre piso 21 Mpa
Fuente. Panorama Grupo Constructor. 3.3.2.7 Placa de entrepiso. Para el método de vigas de entrepiso se usarán perfiles IPE 160 e IPE 240 los cuales se encargarán de transmitir las cargas de la
61
placa de entrepiso a los muros de mampostería del primer piso. Se puede observar las características de ambos tipos de vigas tenidas en cuenta en el diseño de la casa por parte de la compañía (véase Tabla 11) (véase Tabla 12). Tabla 11. Requisitos mecánicos de vigas IPE.
REQUISITOS MECÁNICOS
GADO 50
Resistencia mínima a la tracción 450 Mpa
Límite mínimo de fluencia 345 Mpa
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
Tabla 12. Características de vigas IPE.
REF PESO kg/m DIMENSIONES
h mm b mm tw mm ty mm r mm
IPE 160 15.8 160 82 5 7.4 7
IPE 240 30.7 240 120 6.2 9.8 15
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
Por otra parte, del método establecido para la placa de entrepiso será de Steel deck calibre 22, con una altura efectiva de placa de 15 cm y una malla electro soldada de 6mm, para evitar la retracción por fraguado, el cual descansará sobres las IPE previamente instaladas. 3.3.2.8 Vigas de coronación. Para el remate de la estructura se utilizará una cinta de amarre para la coronación de los muros, así como vigas áreas sobre las cuales descansará la estructura de la cubierta. 3.3.2.9 Peso de la estructura. Para calcular el peso estimado de la estructura de una casa, con el método de mampostería estructural, se tuvo en cuenta la cantidad de mampostería usada, el volumen de concreto requerido y el peso de acero de refuerzo (véase tabla 13).
62
Tabla 13 Peso de la estructura en mampostería estructural.
ACERO (kg)
1550
CONCRETO (m3) DENSIDAD (kg/m3) PESO CONCRETO (kg)
19 2400 45600
LADRILLO PORTANTE (und) PESO UNIDAD (kg) PESO LADRILLO (kg)
9177.77879 3.1 28451.11425
BLOQUE (und) PESO UNIDAD (kg) PESO LADRILLO (kg)
685.63 7.8
5,347.93
SUMATORIA PESOS (kg) 80,949.05
Fuente. El autor.
3.3.3 Diseño de método aporticado. Los diseños están sujetos a cambios durante el desarrollo del proyecto previa autorización de la empresa, ya que no son diseños definitivos y fueron suministrados directamente por la compañia (véase Anexo E) (véase Anexo F). Las características de los materiales para los elementos estructurales (véase Tabla 14).
Tabla 14. Características de resistencia para concreto y acero en sistema aporticado.
CONCRETO
PLACA Y VIGAS DE FUNDACIÓN 21 Mpa
COLUMNAS 21 Mpa
VIGAS Y PLACAS AÉREAS 21 Mpa
ACERO
ACERO LONG 420 Mpa
MALLAS 490 Mpa
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
3.3.3.1 Cimentación. Teniendo como referencias los ejes del diseño original, pero al considerar que la transmisión de cargas, debido al uso de columnas, es más puntual y el incremento de carga por la cantidad de concreto que se usara, la cimentación se proyecta como una placa flotante (véase Figura 29), de igual manera sobre el mejoramiento que necesite el suelo en su nivel de fundación para que de esta manera sea más uniforme las transmisiones de cargas de la estructura al suelo.
3.3.3.2 Vigas de cimentación. Estas vigas que a su vez hacen parte del método de la placa flotante de cimentación tienen una sección típica de 0.50 m x 0.50 m (véase Figura 28), con el fin de garantizar una profundidad óptima para este
63
método de fundación, además de tener una alta resistencia estructural ara la transmisión de cargas.
Figura 28. Sección transversal viga de cimentación.
Fuente. Panorama Grupo Constructor. Figura 29. Planta placa flotante de cimentación.
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
3.3.3.3 Estructura. La estructura consiste principalmente de pórticos en sus dos niveles, con ladrillo arquitectónico liviano y bloque para los muros divisorios internos, para de esta manera conserva el diseño arquitectónico del proyecto. 3.3.3.4 Columnas. Las columnas contempladas para la casa son de sección de única de 0.40m x 0,30 m, con el fin de generar a resistencia necesaria para las cargas y las luces a las que están dispuestas (véase Figura 30).
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Figura 30. Sección transversal columna tipo.
Fuente. Panorama Grupo Constructor. Figura 31. Sección trasversal viga de cimentación.
Fuente. Panorama Grupo Constructor. 3.3.3.5 Vigas principales y viguetas. En la segunda planta se implementan vigas en conjunto con viguetas, que hace parte del método de entre piso (véase Figura 33) (véase Figura 32) respectivamente tienen una sección transversal de 0.25 m x .40 m y 0.10 m x 0.30. Figura 32. Sección transversal viga de entrepiso.
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
65
Figura 33. Sección transversal viguetas.
Fuente. Panorama Grupo Constructor.
3.3.3.6 Concretos y morteros. Para el concreto del refuerzo principal se utiliza concreto de 3000 psi, este puede ser fabricado en obra u obtenido mediando un proveedor con el concreto ya mezclado para optimizar los tiempos de fundición de los elementos estructurales. 3.3.3.7 Peso de la estructura. Para el cálculo del peso de la estructura de una casa (1) con el método aporticado, se tiene en cuenta el concreto requerido, la cantidad de mampostería y el peso de acero de refuerzo necesario (véase tabla 15). Tabla 15 Peso estructura en método aporticado
ACERO (kg)
3368
CONCRETO (m3) DENSIDAD (kg/m3) PESO CONCRETO (kg)
26.4 2400 63360
LADRILLO (und) PESO UNIDAD (kg) PESO LADRILLO (kg)
9177.77879 3.1 28451.11425
BLOQUE (und) PESO UNIDAD (kg) PESO LADRILLO (kg)
685.63 7.8
5,347.91
SUMATORIA PESOS (kg) 100,527.03
Fuente. El autor. 3.4 ANÁLISIS COMPARATIVO Para hacer un comparativo con la información recopilada y los resultados obtenidos, se plantea una matriz comparativa con los aspectos más relevantes a
66
nivel de las características de diseño y los materiales usados, que se pudieron evidenciar en el anterior capitulo. Como ya se había planteado anteriormente se les cuestiona a ingenieros de la empresa (Ing. Diego Bustos, Dir. Obra José Villalobos), para generar un criterio específico para el caso de estudio siguiendo la metodología Delphi, teniendo en cuenta lo anterior por cada aspecto evaluado se dará un puntaje de 1 para el método que mejor se desempeñe en el mismo y 0 para el método que muestre más falencias o dificultades (véase Figura 34). Figura 34. Diligenciamiento matriz características de diseños.
Fuente. El Autor De tal manera se asignará un valor cuantitativo al análisis cualitativo, que posteriormente determinará unos indicadores para el análisis final y la posterior toma de decisión. La matriz comparativa a nivel de las características de diseño y materiales, como también los respectivos valores asignados en cada método para este capítulo (véase Tabla 16).
67
Tabla 16. Análisis comparativo características de diseños y materiales.
Fuente. El Autor
ÍTEM ME S.A
CIMENTACIÓN 0 1
MAMPOSTERÍA 1 0
ACERO DE REFUERZO 1 0
CONCRETO 0 1
CUBIERTA 1 0
PESO DE LA ESTRUCTURA 1 0
TOTAL 4 2
La cubierta para esta sistema se
plantea en una estructura metálica
liviana y teja metálica lo cual hace
quela construcción sea rápida y
sencilla.
La cubierta planteada es una cubierta
fundida in situ, lo que significa que
toma mas tiempo para finalizarla sin
tener en cuenta el tiempo que
requiere para su posterior
impermeabilización.
Requiere de una cimentación mas
profunda, de zapatas corridas el cual
es ideal ya que en este escenario las
cargas se transmiten de manera
distribuida a lo largo de la longitud de
los muros.
Transmite de manera más puntual y
directa las cargas al suelo, por esto la
placa flotante de cimentación ayuda a
que dicha transmisión de cargas sea
más homogénea en el área de
construcción.
PUNTAJE ASIGNADO
La mayor cantidad de concreto que se
usa para la edificación se limita a la
cimentación y las placas de
contrapaso y entre piso, el mortero
de relleno y el mortero de pega
suman una entidad considerable pero
no relevante.
El concreto en este sistema es la pieza
fundamental se requieren grandes
cantidades del mismo.
El peso que maneja una estructura de
dos niveles en este sistema es bajo, si
ademas se tene en cuenta las
soluciones planteadas para la placa de
entrepiso y la cubierta el peso se
reduce aun mas.
La construccion por este sistema es
masiva y macisa porlo que el peso
aumenta considerablemente los
elementos estructurales son mas
robusos y la catidad de concreto
usada en toda la estructura es
proporcional al peso que genera.
COMPARATIVO DE DISEÑOS Y MATERIALES
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL SISTEMA APORTICADO
Es necesaria una mampostería
especial con una mayor grado
resistencia para funcionar como
elemento estructural.
La mampostería utilizada en este
sistema es netamente no estructural,
solo para muros divisorios o de
fachada.
El acero de refuerzo necesario es
poco, se usa principalmente como
ref+P9uerzo vertical en los muros
estructurales son de sencilla
ubicación.
La cantidad de acero de refuerzo
necesaria para este sistemas es por
mucho mayor , así como los diámetros
necesarios en su construcción se de
tener en cuenta que se usa refuerzo
longitudinal y flejes en cas todos los
elementos estructurales que al final
solo se transmite en mayor peso de la
estructura.
ÍTEM ME S.A
CIMENTACIÓN 0 1
MAMPOSTERÍA 1 0
ACERO DE REFUERZO 1 0
CONCRETO 0 1
CUBIERTA 1 0
PESO DE LA ESTRUCTURA 1 0
TOTAL 4 2
La cubierta para esta sistema se
plantea en una estructura metálica
liviana y teja metálica lo cual hace
quela construcción sea rápida y
sencilla.
La cubierta planteada es una cubierta
fundida in situ, lo que significa que
toma mas tiempo para finalizarla sin
tener en cuenta el tiempo que
requiere para su posterior
impermeabilización.
Requiere de una cimentación mas
profunda, de zapatas corridas el cual
es ideal ya que en este escenario las
cargas se transmiten de manera
distribuida a lo largo de la longitud de
los muros.
Transmite de manera más puntual y
directa las cargas al suelo, por esto la
placa flotante de cimentación ayuda a
que dicha transmisión de cargas sea
más homogénea en el área de
construcción.
PUNTAJE ASIGNADO
La mayor cantidad de concreto que se
usa para la edificación se limita a la
cimentación y las placas de
contrapaso y entre piso, el mortero
de relleno y el mortero de pega
suman una entidad considerable pero
no relevante.
El concreto en este sistema es la pieza
fundamental se requieren grandes
cantidades del mismo.
El peso que maneja una estructura de
dos niveles en este sistema es bajo, si
ademas se tene en cuenta las
soluciones planteadas para la placa de
entrepiso y la cubierta el peso se
reduce aun mas.
La construccion por este sistema es
masiva y macisa porlo que el peso
aumenta considerablemente los
elementos estructurales son mas
robusos y la catidad de concreto
usada en toda la estructura es
proporcional al peso que genera.
COMPARATIVO DE DISEÑOS Y MATERIALES
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL SISTEMA APORTICADO
Es necesaria una mampostería
especial con una mayor grado
resistencia para funcionar como
elemento estructural.
La mampostería utilizada en este
sistema es netamente no estructural,
solo para muros divisorios o de
fachada.
El acero de refuerzo necesario es
poco, se usa principalmente como
ref+P9uerzo vertical en los muros
estructurales son de sencilla
ubicación.
La cantidad de acero de refuerzo
necesaria para este sistemas es por
mucho mayor , así como los diámetros
necesarios en su construcción se de
tener en cuenta que se usa refuerzo
longitudinal y flejes en cas todos los
elementos estructurales que al final
solo se transmite en mayor peso de la
estructura.
68
De esta manera se determina que con un puntaje de 4/6, la mampostería presenta un mayor beneficio al necesitar menores volúmenes de concreto y menores pesos de hierro en sus elementos estructurales, adicionalmente esta diferencia genera un menor peso propio de la estructura.
69
4 ANÁLISIS PRESUPUESTAL Para completar las áreas de comparación, para la toma de decisión en el proyecto Azul Amarillo, se generó un análisis financiero para determinar las características económicas que pueden influir en la compañía, donde se pudiera a observa que método ofrecía una mayor rentabilidad, una menor inversión o cual es más adecuada con el flujo de caja de la empresa Panorama Grupo Constructor. Para llegar a este tipo de resultados se planteó la elaboración por cada uno de los métodos de su respectivo cálculo de cantidades, análisis de precios unitarios y presupuesto para con esto verificar que método tiene un menor costo de construcción. Posteriormente se realizó un acercamiento al panorama financiero de la empresa con el proyecto azul amarillo, donde mediante el uso de conceptos y parámetros financieros se determina cuál de los proyectos es el más económicamente viable. 4.1 CALCULO DE CANTIDADES
4.1.1 Cantidades método Mampostería Estructural. Teniendo en cuenta los diseños estructurales y arquitectónicos proporcionados por la empresa Panorama Grupo Constructor, se planteó un cálculo de cantidades para todas las actividades programadas para esta obra, este cálculo teórico serían las cantidades para una casa del proyecto Azul Amarillo, con el fin de respaldar los resultados obtenidos en el (véase Anexo G), se encuentren consignados las memorias de cálculo de dichas cantidades. 4.1.1.1 Hallazgo cantidades mampostería estructural. En el caso de la mampostería estructural sin duda uno de los ítems más repetitivos, en cuanto a cantidad es el de la materia prima que si bien en casi todas las construcciones actuales manejan, el uso de un ladrillo portante de unas dimensiones pequeñas y la altura de la construcción, hace necesario que se requiera de una cantidad considerable para cubrir las áreas solicitadas. Un ítem que si bien, si significa una parte importante de la estructura, puede ser menor a lo que típicamente se necesita para una construcción tradicional, es el concreto o materiales derivados del cemento como el mortero de pega o el mortero de relleno para los muros de mampostería estructural, al no existir elementos de gran tamaño que sean completamente de concreto y por el contrario tener elementos en otros materiales que por remplacen, el volumen de este disminuye considerablemente (véase Tabla 17) ,(véase Tabla 18).
70
Tabla 17. Cantidad acero de refuerzo mampostería estructural para 1 casa.
ACERO DE REFUERZO
M.E 1.550 KG
Fuente. El Autor Tabla 18. Cantidad de concreto en mampostería estructural para 1 casa.
CONCRETO
M.E 19 M3
Fuente El Autor
4.1.2 Cantidades método aporticado. Siguiendo la línea arquitectónica establecida y con ayuda de los diseños estructurales suministrados por la empresa, se realiza el cálculo de las cantidades para una casa del proyecto Azul Amarillo, para este caso se tienen en cuenta desde el cambio de cimentación, hasta el incremento en la rigidez de la estructura por sus elementos estructurales, con el fin de soportar los resultados obtenidos en el encuentran las memorias de los cálculos realizados (véase Anexo H). 4.1.2.1 Hallazgo cantidades método aporticado. Para este caso de estudio, sin duda las cantidades críticas son el concreto y el acero de refuerzo, los cuales ya ocupan un volumen significativo en la casa y que desde la cimentación son elementos más robustos y pesados (véase Tabla 19), (véase Tabla 20). Tabla 19. Cantidad acero de refuerzo método aporticado para 1 casa.
ACERO DE REFUERZO
S.A 3.368 KG
Fuente. El Autor Tabla 20. Cantidad de concreto en método aporticado para 1 casa.
CONCRETO
M.E 26,46 M3
Fuente. El autor La mampostería continúa siendo un elemento de grandes cantidades, ya que la fachada de la vivienda por requerimientos arquitectónicos, es en su totalidad de este material, cabe resaltar que para este caso no es necesario un ladrillo portante ya que este no estará soportando cargas ni trabajando como elemento estructural. Una cantidad que no se ve reflejada directamente con los diseños es la de formaleta necesaria para fundir los elementos de concreto, si bien no es un material que vaya a ser parte de la estructura final, si es determinante ya que en la mayoría de los casos es necesaria ya sea. mandarla a hacer por encargo o alquilarla, que significan costos directos importantes para la empresa.
71
4.2 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
Después de haber determinado las cantidades necesarias para la construcción de una vivienda del proyecto Azul Amarillo y con ayuda del área financiera de la empresa se procede a la elaboración del análisis de precios unitarios, para todas las actividades necesarias en cada uno de los métodos estructurales y de esta manera poder obtener los valores necesarias para el presupuesto final. Los valores de materiales, así como las cantidades usadas en los análisis de precios unitarios, proviene principalmente de proveedores de la compañía, cotizaciones externas o concepto propio de los ingenieros de la empresa, que gracias a su experiencia en obra pueden dar un dato más apegado a la realidad, adicionalmente se apoyó en herramientas como la Construdata donde se obtienen análisis de precios aproximados que se usan como referencia para el cálculo del proyecto. Se debe tener en cuenta que debido al enfoque del proyecto estos apu están enfocados en especial a aspectos estructurales y acabados generales, los valores obtenidos para mobiliario y otros elementos que dependen de terceros en la futura ejecución del proyecto fueron proporcionados por la compañía como valores generales aproximados y sin análisis de precios unitarios. Estos apu además de contener costos de materiales, contemplan un costo de mano de obra para cada ítem. 4.3 PRESUPUESTO
Finalmente, en un trabajo conjunto con las cantidades y los precios unitarios se logra conformar un presupuesto por cada uno de los métodos propuestos, aunque en el presupuesto se encuentra todo lo necesario para finalizar una casa por cada uno de los métodos, estos presupuestos finales cuentan con sus respectivos análisis de precios (véase Anexo I) (véase Anexo J). Se debe aclarar que, al ser los diseños arquitectónicos iguales, los capítulos de acabados varían muy poco o no varían puesto que se mantienen las áreas y las alturas libres de la vivienda. 4.3.1 Presupuesto Mampostería Estructural 4.3.1.1Costos directos estructura. Para el caso específico de la mampostería estructural, el valor de los costos directos de la estructura, se obtuvo de la sumatoria de los capítulos que intervienen directamente con la estructura de la casa siendo esta habitable, es decir sin acabados, de esa manera los capítulos que se tuvieron en cuenta y los costos de los mismos (véase Tabla 21).
72
Tabla 21. Presupuesto estructura mampostería estructural.
Fuente. El Autor
De esta manera se llega a un costo directo global para la estructura de $58.662.410.
4.3.1.2 Costos directos para una casa del proyecto. Posteriormente tenido en cuenta la totalidad de los capítulos, es decir teniendo en cuenta acabados, instalación de equipos, conexión a los servicios públicos, incluye mano de obra (véase Tabla 22). Tabla 22. Costos directos x una casa mampostería estructural.
VALOR COSTOS DIRECTOS $158.125.990
Fuente. El Autor 4.3.1.3 Presupuesto del proyecto con casas construidas en método de mampostería estructural. El conjunto residencial Azul Amarillo, está proyectado a tener 20 casas con las mismas especificaciones, por tal motivo se usa la información obtenida en los costos de una casa tipo para generar los costos directo por las 20 casas que conforman el proyecto. Para el presupuesto total del proyecto con casa en mampostería estructural se incluye el costo directo de las obras de las zonas comunes y el urbanismo requerido para el proyecto,
3 CIMENTACION $ 14.326.571,36
3,1 Cimentación casa CS 1
3.1.1 Zapatas Corridas m3 21,888 195.174,75$ $ 4.271.984,84
3.1.2 Viga de cimentacion m 71,28 78.484,01$ $ 5.594.340,44
3.1.3 Recebo compactado m3 15,62 57.945,29$ $ 905.105,37
3.1.4 Placa de contrapiso m2 54,78 64.897,21$ $ 3.555.140,71
4 ESTRUCTURA $ 14.957.731,97
4,1 Estructura casa CS
4.1.1 Placa de entrepiso m2 69,40 97.925,80$ $ 6.796.050,80
4.1.2 Viga entrepiso IPE160 m 82,04 78.480,39$ $ 6.438.531,43
4.1.3 Viga entrepiso IPE 240 m 8,94 123.068,71$ $ 1.100.234,23
4.1.4 Columna m 6,33 98.406,87$ $ 622.915,51
5 MAPOSTERIA $ 24.884.041,68
5,1 Mampostería Estructural Casa
5.1.1 Muro en bloque estructural Nº 4 m2 60,68 54.213,65$ $ 3.289.575,59
5.1.2 Muro en bloque estructural Nº 4 m 19,80 41.412,52$ $ 819.967,94
5.1.3 Muro en ladrillo portante fachada m2 170,46 102.448,09$ $ 17.463.301,12
5.1.4 Muro en ladrillo portante fachada m 13,00 109.180,00$ $ 1.419.339,96
5,3 Mamposteria No Estructural Casa
5.3.1 Muro divisorio en bloque Nº 4 m2 44,35 31.983,32$ $ 1.418.524,01
5.3.2 Muro divisorio en bloque Nº 4 m 2,60 25.598,00$ $ 66.554,81
5.3.3 Muro en bloque Nº3 m2 11,62 35.006,73$ $ 406.778,24
6 PAÑETES $ 5.908.564,85
5,4 Pañete muros
5.4.1 Pañete 0,02 m m2 295,21 14.559,71$ $ 4.298.170,57
5.4.2 Pañete 0,02 m m 196,05 8.214,20$ $ 1.610.394,28
7 CUBIERTA $ 4.494.064,69
7,1 Teja trapezoidal y alveoral en PVC rigido m2 69,14 37.366,37$ $ 2.583.511,02
7,2 Perfileria m 42,000 45.489,37$ $ 1.910.553,66
73
igualmente se incluyen los costos por la adquisición del lote y la licencia de construcción para el proyecto. Así entonces el valor total del presupuesto para el proyecto Azul Amarillo utilizando el método de mampostería estructural es de $5.980.927.506 como se observa en la tabla 16, este valor tiene incluido el AIU, que con asesoría de la empresa se fijó en 15% (8% Administración, 2% imprevistos y 5% Utilidad) (véase Tabla 23). Tabla 23. Presupuesto total mampostería estructural.
TOTAL, COSTOS DIRECTOS X 20 CASAS
$ 3.162.519.800,63
VALOR COSTOS DIRECTOS URBANISMO Y ZONAS COMUNES
$ 1.995.675.547,07
VALOR COSTOS DIRECTOS PROYECTO
$ 5.158.195.347,70
ADMINISTRACIÓN 8% $412.655.628
IMPREVISTOS 2% $103.163.907
UTILIDAD 5% $257.909.767
IVA SOBRE LA UTILIDAD 19% $49.002.856
VALOR TOTAL $5.980.927.506
Fuente. El Autor 4.3.2 Presupuesto Método Aporticado
El presupuesto para el método aporticado conto con los resultados generados para el costo de una casa, sumado a los costos por conceptos de urbanismo y zonas comunes otorgados por la empresa Panorama Grupo Constructor.
4.3.2.1 Costo directo estructura. En el caso del método aporticado para el costo directo de la estructura, se tienen en cuenta los mismos capítulos que en la mampostería estructural y aunque en este caso la mampostería no juega un papel estructural si es necesario para que la estructura sea útil (véase Tabla 24).
74
Tabla 24. Presupuesto estructura método aporticado.
Fuente. El Autor
Así entonces el costo directo para una casa del proyecto en método aporticado teniendo en cuenta su estructura es de $72.534.285. 4.3.2.2 Costo directo total una casa. Una vez se tiene este valor y adicionando el costo ya establecido por los acabados, mobiliario y conexión a los servicios públicos, incluyen mano de obra (véase Tabla 25). Tabla 25. Costos directos x una casa método aporticado.
VALOR COSTOS DIRECTOS $172.122.865,27
Fuente. El Autor 4.3.2.3 Presupuesto del proyecto con casas construidas en método aporticado. Finalmente, para obtener el costo directo total del proyecto se tuvo en cuenta el número de viviendas (20), los costos por construcción de zonas comunes y urbanismo, el costo del lote y la licencia de construcción para la obra tal (véase Tabla 24).
3 CIMENTACION $ 22.144.006,28
3,1 Cimentación casa CS 1
3.1.1 Recebo compactado m3 65,940 94.808,37$ $ 6.251.664,11
3.1.2 Viga de cimentacion m 61,16 190.131,96$ $ 11.628.470,97
3.1.3 Placa de contrapiso m2 54,78 77.834,71$ $ 4.263.871,19
4 ESTRUCTURA $ 20.640.687,00
4,1 Estructura casa CS
4.1.1 Placa de entrepiso m2 69,40 99.066,00$ $ 6.875.180,68
4.1.2 Vigas de entrepiso m 55,31 87.557,65$ $ 4.842.813,64
4.1.3 Columnas m 69,63 128.144,37$ $ 8.922.692,69
5 MAPOSTERIA $ 20.782.895,93
5,1 Mampostería
5.1.3 Muro en ladrillo fachada m2 170,46 89.071,09$ $ 15.183.057,70
5.1.4 Muro en ladrillo fachada m 13,00 63.467,68$ $ 825.079,80
5,3 Mamposteria
5.3.1 Muro divisorio en bloque Nº 4 m2 105,03 35.658,32$ $ 3.745.192,89
5.3.2 Muro divisorio en bloque Nº 4 m 22,40 27.803,00$ $ 622.787,30
5.3.3 Muro en bloque Nº3 m2 11,62 35.006,73$ $ 406.778,24
6 PAÑETES $ 5.908.564,85
5,4 Pañete muros
5.4.1 Pañete m2 295,21 14.559,71$ $ 4.298.170,57
5.4.2 Pañete m 196,05 8.214,20$ $ 1.610.394,28
7 CUBIERTA $ 6.436.812,39
7,1 Placa De Cubierta m2 73,12 88.030,80$ $ 6.436.812,39
75
El costo total del proyecto aproximado utilizando el método aporticado para la construcción de las casas será entonces de $ 6.305.515.042 estos valores pueden estar sujeto a cambios durante la ejecución del proyecto por decisión propia de la empresa. Estos valores se les agrega el AIU, que con asesoría de la empresa se fijó en 15% (8% Administración, 2% imprevistos y 5% Utilidad) y el IVA sobre la utilidad. Tabla 26. Presupuesto final método aporticado.
VALOR COSTOS DIRECTOS UNA CASA
$ 172.122.865,27
TOTAL, COSTO DIRECTO X 20 CASAS
$ 3.442.457.305,38
VALOR COSTOS DIRECTOS URBANISMO Y ZONAS COMUNES
$ 1.995.675.547,07
VALOR TOTAL COSTOS DIRECTOS PROYECTO
$ 5.438.132.852,45
ADMINISTRACIÓN 8% $435.050.628
IMPREVISTOS 2% $108.762.657
UTILIDAD 5% $271.906.643
IVA SOBRE LA UTILIDAD 19% $51.662.262
VALOR TOTAL $6.305.515.042
Fuente. El Autor. 4.4 VALOR ESTIMADO DE VENTAS La Empresa Panorama Grupo Constructor proyecta las ventas de las casas del conjunto azul amarillo a un estimado global por casa de $475.000.000 de esta manera y teniendo en cuenta el número de casas a construir el valor por ventas que se espera obtener es $9.500.000.000 (véase Tabla 27). Tabla 27. Valor de venta al público.
VALOR DE VENTA AL PUBLICO CANTIDAD VALOR TOTAL
$ 475.000.000 20 $ 9.500.000.000
Fuente. El Autor De esta forma se puede verificar a rentabilidad del proyecto en ambos escenarios suponiendo que no se requiere de un crédito, de la siguiente manera: Se obtiene el valor esperado a recibir en ventas del proyecto, con los costos directos obtenidos por casa uno de los escenarios calculamos el margen de utilidad con la siguiente operación (véase Figura 35) (véase Figura 36).
76
Fuente. El autor Fuente. El Autor 4.4.1 Rentabilidad y utilidad
Así entonces obtenemos los márgenes de utilidad para ambos casos (véase Tabla 28) (véase Tabla 29).
Tabla 28. Margen de utilidad Azul Amarillo con casas en M.E.
VALOR DE VENTA $ 9.500.000.000
VALOR DE COSTO $ 5.980.927.506
VALOR UTILIDAD $ 3.519.072.494
MARGEN DE UTILIDAD 37%
Fuente. El Autor Tabla 29. Margen de utilidad Azul Amarillo con casas en Método aporticado.
VALOR DE VENTA $ 9.500.000.000
VALOR DE COSTO $ 6.305.515.042
VALOR UTILIDAD $ 3.194.484.958
MARGEN DE UTILIDAD 34%
Fuente. El Autor La diferencia en el margen de utilidad para ambos métodos es de un 3%, que es significativo cuando se habla de costos de miles de millones para una empresa pequeña, más exactamente se trata de una diferencia que no solo va significar una menor inversión, si no también una utilidad mayor que generara un flujo de caja importante para la empresa y de esta manera continuar compitiendo en el mercado con nuevos y mejores proyectos.
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑈𝑡𝑖𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑎
− 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜
𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛 𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑
=𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑎 𝑥 100
Figura 35. Formula utilidad.
Figura 36. Formula margen de utilidad.
77
4.5 ANÁLISIS COMPARATIVO Como en los casos anteriores se establece una matriz comparativa con el fin de determinar la opción más óptima en el tema presupuestal para la empresa, de esta manera se establecen factores de análisis en los cuales para cada uno de ellos se asignará un valor de 1 para el sistema más adecuado en ese aspecto y 0 al menos adecuado. Como en los casos anteriores se somete a discusión los criterios a evaluar y las evaluaciones obtenidas con los expertos de la empresa (Ing. Diego Bustos, Dir. Obra José Villalobos), para poder aplicar la metodología Delphi al caso de estudio y de esta manera generar el resultado más cercano a las necesidades de la empresa (véase Figura 37) para este proyecto, en la matriz de análisis presupuestal entre los dos métodos (véase Tabla 30). Figura 37. Diligenciamiento matriz presupuestal.
Fuente. El Autor
78
Tabla 30. Análisis comparativo presupuestal.
Fuente. El Autor Teniendo en cuenta que el análisis presupuestal tenía como finalidad llegar al método más económico y observando los presupuestos generados se determina que la mampostería estructural obteniendo un puntaje de 3/3, por lo tanto, es más económica para el escenario del proyecto Azul Amarillo.
M.E S.A
3 0TOTAL
RENTABILIDAD
Gracias a los costos directos
reducidos, es el escenario con
mayor rentabilidad, además su
corto tiempo de ejecución se
puede traducir a un tiempo retorno
de la inversión mas corto.
Tipos de ejecución prolongados
suponen mayor tiempo de
retorno de la inversión y el mayor
costo directo por casa se vuelve
considerable al tomarlo como un
conjunto en e proyecto. 1 0
COSTOS DIRECTOS
El menor uso de materiales en
especial de los que suponen un
costo alto en obra, constituye un
costos fijos bajos.
Mayor costo por cantidad de
materiales herramientas y
equipos necesarios para la
ejecuciones la obra.
1 0
CANTIDADES DE
MATERIAL
Al estar compuesto principalmente
de bloques de mampostería uno
tener elementos robustos las no
necesita de grande volúmenes de
concreto.
Al ser un sistema mas
voluminoso en elementos que
principalmente se componen de
acero y concreto las cantidades
de estos son significativamente
altos. 1 0
COMPARATIVO PRESUPUESTAL PUNTAJE
ITEM MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL SISTEMA APORTICADO
79
80
5 COEFICIENTES DE IMPORTANCIA
Con el fin de que la elección del método constructivo satisfaga las necesidades de la empresa Panorama Grupo Constructor, se establecen coeficientes de importancia para cada uno de los tres factores analizados en este proyecto, de tal manera que sin importar los resultados obtenidos en las comparativas individuales, se genere un resultado global, dando mayor relevancia a aspectos específicos que requiere la empresa (véase Tabla 31). Este planteamiento se realiza con base a lo planteado por Brian Sanabria en su tesis de grado, donde establece indicadores y coeficientes para comparar factores constructivos y obtener un resultado cuantitativo50. Tabla 31. Coeficientes de importancia para el proyecto Azul Amarillo.
PROYECTO AZUL AMARILLO
COMPARATIVA CONSTRUCTIVA (FACILIDAD, VENTAJAS Y DESVENTAJAS)
30%
COMPARATIVA DE DISEÑOS (ASPECTOS ARQUITECTÓNICOS, PESO DE ESTRUCTURA,)
20%
COMPARATIVA PRESUPUESTAL (COSTOS DIRECTO, CANTIDADES, RENTABILIDAD)
50%
TOTAL 100%
Fuente. Panorama Grupo Constructor. Para la aplicación de los coeficientes de importancia en los resultados obtenidos, se usa una regla de 3, para calcular el porcentaje que le corresponde a cada sistema en los ítems a evaluar, con los puntos obtenidos en los capítulos anteriores. Figura 37 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜
𝑃𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 =
% 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑐𝑖𝑎
% 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
Fuente el autor A continuación, se encuentran los resultados obtenidos por cada uno de los capítulos y su equivalencia con los coeficientes establecidos por la empresa para determinar en porcentaje su comportamiento contra lo que se tenía esperado (véase Tabla 32).
50 Sanabria Riaño, B., & Monroy Vargas, P. E. (2018). Diferencias cuantitativas entre sistemas
constructivos in situ y prefabricados para losas de entrepiso como soporte para la toma de decisiones. INVENTUM, 13(25), 61-72. https://doi.org/10.26620/uniminuto.inventum.13.25.2018.61-72
81
Tabla 32. Aplicación de coeficientes de importancia.
MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL MÉTODO APORTICADO
Comparativo constructivo
Puntos obtenidos: 2 Puntos obtenidos: 3
% sobre puntos posibles: 40% % sobre puntos posibles: 60%
% de coeficiente de importancia: 12%
% de coeficiente de importancia: 18%
Comparativo de diseños
Puntos obtenidos: 4 Puntos obtenidos: 2
% sobre puntos posibles: 67% % sobre puntos posibles: 33%
% de coeficiente de importancia: 13%
% de coeficiente de importancia: 7%
Comparativo presupuestal
Puntos obtenidos: 3 Puntos obtenidos: 0
% sobre puntos posibles: 100% % sobre puntos posibles: 0%
% de coeficiente de importancia: 50%
% de coeficiente de importancia: 0%
Fuente. El Autor Se observa que solo en un caso, para la mampostería estructural se obtiene la totalidad de los puntos y por ende el porcentaje completo del coeficiente de importancia. Finalmente se observa gráficamente el desempeño de cada uno de los métodos comparados frente a los indicadores de importancia establecidos con el fin de con esta manera establecer el método constructivo más óptimo para el proyecto azul amarillo (véase Tabla 33). Tabla 33. Representación gráfica de los resultados obtenidos.
Proyecto AA M.E S. A
Comparativo constructivo 30%
18% 12%
Comparativo de diseños 20%
13% 7%
Comparativo presupuestal 50% 50% 0%
100% 75% 25%
Fuente. El Autor
82
Como se puede apreciar en los dos primeros ítems de comparación se tiene el mismo porcentaje para ambos casos un 25% de efectividad, esto claro teniendo en cuenta que se obtiene el mismo resultado en los mismos puntos de análisis, si no que por el contrario entre las ventajas y las falencias de los métodos independientemente llegan a un mismo nivel. Es aquí donde los coeficientes de importancia juegan un papel importante ya que ayudan a determinar para la empresa cual opción es la más conveniente en casos donde la diferencia de manera global parece mínima. El ultimo ítem (comparativo presupuestal) por ser el de mayor importancia para la empresa seria clave para la decisión final, y con los resultados del análisis presupuestal que si bien, como se apreció en los presupuestos el costo directo para una casa por cada uno de los sistemas, no parecía relevante, al analizar el proyecto completo, genero para la mampostería estructural una ventaja corta pero suficiente para hacerla la mejor opción en cualquier escenario presupuestal, para el proyecto azul amarillo al ser la de menor costo y mayor rentabilidad para la empresa.
83
6 SELECCIÓN DEL MÉTODO CONSTRUCTIVO
Teniendo en cuenta el resultado individual y el resultado global, 75% de los coeficientes de importancia para la mampostería estructural y 25% para el método aporticado, la opción que mayores ventajas trae para el proyecto Azul Amarillo en específico es el método de mampostería estructural. Para el caso de estudio la mampostería estructural representa una disminución en tiempos de ejecución considerable frente al método aporticado con una ventaja de aproximadamente 2 meses, como se estableció en el estudio, la mampostería estructural si se reducirá en que no se tenga la facilidad constructiva del método aporticado, además de la necesidad de la mano de obra especializada, ya que para este método el cuidado y el control que se realice sobre esta tarea serán los que garanticen la estabilidad estructural de la vivienda para sus futuros habitantes. Con el análisis de los diseños se evidencia otra dificultad para el método de mampostería estructura y es la necesidad de poder entrelazar todos los sistemas que componen la vivienda y los elementos arquitectónicos que se ven afectados por los mismos, estás dificultades se ven compensadas con otras ventajas del diseño como la capacidad de ser una estructura más liviana y menos reforzada que continúa cumpliendo los requerimientos de norma. Finalmente, esta serie de ventajas anteriormente mencionadas se traducen directamente en reducción de costos para la empresa, como se evidencio en el análisis presupuestal, que como en muchos aspectos de la economía es el factor decisivo para la inversión o no en un proyecto.
84
7. ÉNFASIS EN LA PRÁCTICA EMPRESARIAL
Con el fin de generar un balance sobre la experiencia en la práctica empresarial con la compañía Panorama Grupo Constructor sus, se discuten a continuación puntos clave de la misma para el estudiante y la empresa. 7.1 EJECUCIÓN DE LA PRÁCTICA EMPRESARIAL
Teniendo en cuenta el cronograma de tareas propuesto para la práctica empresarial, se logró conseguir los resultados esperados en el tiempo establecido para la práctica, logrando generar la elección del método constructivo más conveniente para la empresa Panorama Grupo Constructor en el proyecto Azul Amarillo. 7.2 APRENDIZAJES OBTENIDOS
En el desarrollo de la práctica empresarial se fortaleció el conocimiento, especialmente en temas de costos y presupuestos, de igual manera la empresa Panorama Grupo Constructor brindo más oportunidades de aprendizaje generando responsabilidades con tareas extra en obra para aportar a la experiencia profesional. 7.3 APORTES A LA EMPRESA EN LA PRÁCTICA
El desarrollo del trabajo de grado tiene el fin de implementar un método de toma de decisiones mediante el análisis, con matrices, conocimientos provenientes de la experiencia y criterios técnicos y así generar el mayor beneficio para la empresa y sus necesidades. 7.4 APORTES PARA LA TOMA DE DECISIONES
El concepto aplicado en el proyecto puede ser utilizado en comparativas de diferentes ámbitos y no exclusivamente de los temas propuestos en este trabajo, de esta manera la empresa a futuro podría implementar análisis como el realizado para tomar decisiones con mayor criterio. 7.5 CALIDAD Y RENDIMIENTO REQUERIDO POR LA EMPRESA Se cumplió con los objetivos establecidos y en adición con las responsabilidades asignadas por la empresa de manera correcta y a tiempo. 7.6 COLABORACIÓN Y TRABAJO EN EQUIPO. La empresa Panorama Grupo Constructor al ser una empresa pequeña, tenía el beneficio de que la socialización de la información obtenida y la información requerida por la misma era de diaria discusión y retro alimentación de esta manera en el camino se corregían aspectos por parte y parte.
85
7.7 EXPERIENCIA EN LA EMPRESA
La oportunidad brindada por la empresa Panorama Grupo Constructor no solo abre el camino al mundo laboral del estudiante, si no que adicionalmente genero sentido de responsabilidad y la necesidad de profundizar en temas necesarios para la práctica, que en el ámbito estudiantil fueron abordados superficialmente.
Adicionalmente con le experiencia adquirida en la empresa, el proyecto fue presentando en el VIII Encuentro de Semilleros de la Fundación Universitaria Konrad Lorenz, mostrando a los evaluadores los resultados obtenidos (véase Figura38) (véase Anexo K).
Figura 38. Presentación del proyecto en el VII Encuentro de Semilleros.
Fuente. El Autor
86
8. CONCLUSIONES
-Conforme a los resultados obtenidos en el anterior informe, la mejor opción para desarrollar el proyecto Azul Amarillo, para la empresa Panorama Grupo Constructor, teniendo en cuenta los requerimientos de la misma, es el método de mampostería estructural, al ser la que representa un menor costo y menores tiempos de ejecución.
-Teniendo en cuenta el peso de las estructuras, estas son determinantes a la hora de la elección del método de cimentación por esto, la mampostería estructural al ser 19.5 Ton más liviana necesito de una cimentación más económica y menos reforzada. -El método aporticado, aunque representa una mayor facilidad constructiva, principalmente por ser el método más usados en la actualidad, tiene en su contra los tiempos de ejecución más prolongados. -El uso de diferentes tipos de métodos de entre piso y de cubierta, se usó para analizar el impacto en los costos de la vivienda, sin embargo, al no ser áreas representativas el costo por m2 de los métodos usados variaron de manera mínima y no fueron determinantes para los costos. -Los factores que determinan el aumento o no en el costo de las viviendas, es la cantidad de concreto y acero de refuerzo que es necesaria para cada método, por esto el método aporticado al ser más robusto en la misma área aumenta considerablemente su costo. -Los costos menores del método de mampostería estructural representan una mayor rentabilidad, teniendo en cuenta que el precio fijado para la venta no varía dependiendo del método utilizado. -De ser otro el escenario tipo de proyecto como una vivienda unifamiliar y no un proyecto de varias casas, la diferencia en costos no es significativa y esta elección debería darse principalmente por la facilidad constructiva que se requiera, los tiempos y el flujo de caja del constructor. -Con el uso de los indicadores de importancia de observa que ningún método es 100% optimo puesto que cada cual tienes sus desventajas a la hora de ejecutar un proyecto, por esto el método escogido es el que para la empresa es el más completo.
87
9. RECOMENDACIONES
-Teniendo en cuenta que los diseños estructurales se realizan por un contratista y no son diseños propios de la empresa, se debe someter a un análisis los diseños con el fin de garantizar que son diseños optimizados y no se esté sobre dimensionando elementos estructurales, con el fin de mantener unos costos de construcción bajos. -Al momento de realizar la venta de la vivienda se debe aclarar al cliente final la limitante de modificaciones futuras que el uso de la mampostería estructural representa, de esta manera será el cliente quien determine si es un factor determinante a la hora de la adquisición de vivienda nueva. -Este estudio y los resultados contenidos en el son aplicables al proyecto azul amarillo de la empresa Panorama Grupo Constructor y no representan un concepto general aplicable en cualquier tipo de proyecto. -Al ser la primera vez que la empresa implementa ese método constructivo se debe tener especial control y asesoría con personal capacitado para poder llevar a buen término el proyecto y poder ser una opción para futuros desarrollos en la empresa Panorama Grupo constructor.
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ANEXO A
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ANEXO B
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ANEXO C
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ANEXO D
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ANEXO E
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ANEXO F
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ANEXO G
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ANEXO I
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ANEXO J
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ANEXO K