lunes, 3 de septiembre de 2018

Ingeniería Civil Practica: Planillas Excel

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Millau, el puente más alto del mundo


Discurre a 245 metros del suelo, pesa 400.000 toneladas, resiste vientos de 210 kilómetros por hora y ha costado casi 300 millones de euros. La construcción del viaducto de Millau, en el sudeste de Francia, es una colosal obra de ingeniería que incluso supera en altura a la célebre Torre Eiffel. 

Desafiando las leyes de la física, salvando la dificultad orográfica del valle del río Tarn, el puente prolonga en 2,460 metros la autopista A-75 para descongestionar el tráfico y acortar en más de 100 kilómetros la ruta que conecta París con el Mediterráneo. Hasta siete países europeos, entre ellos España, han participado en su construcción mientras que el diseño ha sido obra del arquitecto británico Sir Norman Foster.
En el sudeste de Francia, entre la Meseta de Caliza Roja y la de Larzac y cruzando por encima del impresionante y sobrecogedor valle del río Tarn, discurre el que, en la actualidad, es el puente más alto del mundo. Construido por un equipo de 500 personas en menos de tres años, pretende acabar con los problemas de tráfico que sufre la localidad de Millau, ciudad que da nombre a esta colosal obra de ingeniería.
Su construcción ha corrido a cargo de diferentes sociedades filiales del grupo empresarial francés Eiffage, encargado de la realización del tablero o plataforma sobre la que discurrirá la carretera, mientras que los 154 puntales de acero son obra de la empresa Eiffel, y la cimentación y la erección de los pilares llevan la firma de Eiffage TP.
Pero al igual que el Concorde o el Eurotúnel que cruza el Canal de la Mancha, el viaducto es fruto de la cooperación franco-británica. El arquitecto inglés Sir Norman Foster ha dejado su impronta en el diseño. “Creo que es heroico. Realmente extraordinario”, señalaba un exultante Foster a la cadena BBC, emocionado con el resultado de Millau.
El prestigioso arquitecto de Manchester tenía razones para maravillarse. El puente se apoya sobre siete grandes pilares, tiene una longitud de 2.460 metros y discurre en su punto más elevado a 245 metros del suelo. La altura alcanza los 336 metros con la suma del pilar superior y la anchura de la plataforma, que es de 4,20 metros. De resultas, la obra supera en 16 metros la estatura de la célebre Torre Eiffel. El coste también ha dado un estirón; 300 millones de euros. Guarismos de récord Guinness que se sustentan en la tecnología más puntera. Para materializar esta faraónica infraestructura, se han empleado más de 350,000 toneladas de hormigón y otras 40,000 toneladas de acero.
Ensamblado con la precisión de un reloj suizo, este gigante ha sido concebido para resistir vientos de hasta 210 kilómetros por hora y para tener una vida útil hasta que el calendario marque el año 2?29. Tras su puesta de largo en la primavera de 2005, acortará en más de 100 kilómetros la distancia que conecta París con el sur de Francia y el Mediterráneo, y descongestionará las retenciones que estrangulan a diario la zona. Por si fuera poco, Millau puede presumir de haber batido una plusmarca mundial: ninguna carretera discurre tan despegada del suelo. Tan elevado galardón es culpa de Michel Virlogeux, ingeniero francés de la empresa Ponts et Chaussées y padre de una criatura que se concibió allá por el año 1989.
Pero la construcción de este puente, englobado en los denominados de cables atirantados, no se acometió hasta diciembre de 2001. Un par de meses antes, el gobierno galo otorgó la dirección del proyecto y la realización –que ha durado 39 meses–, al grupo empresarial francés Eiffage Company. Desde que se procedió a la colocación de la primera piedra, en Diciembre de 2001, y hasta la fecha, los trabajos transcurrieron en los plazos previstos. Sin embargo, la meteorología se encargó de trastocar los planes. Primero fue la furia del viento. Posteriormente, el extremo clima continental del Macizo Central que entorpecía los trabajos al aire libre.
El termómetro no fue obstáculo para que el 20 de Octubre de 2003 se rematara la construcción del pilar más alto del mundo: el P2, que alcanza una altura de 245 metros. En Mayo del año siguiente, dicho sostén se unía al pilar P3, mediante una operación denominada empalme. En la actualidad, ya es posible contemplar esos siete impresionantes pilares, fundidos con el increíble paisaje de la Gran Meseta Caliza como fondo. Este viaducto da continuidad a la autopista A-75, que une las ciudades de Clermont–Ferrand y Béziers, localidades separadas entre sí por una distancia de 342 kilómetros.

Cada uno de los movimientos que se producen en la obra está controlado por medio de una computadora. Y ésta hace que, en primer lugar, el tablero se deslice y, posteriormente, se desplace a una velocidad de hasta ocho metros por hora, mientras supervisa la perfecta sincronización de los seis grandes gatos hidráulicos. Si bien las técnicas empleadas para la construcción del viaducto han sido las clásicas, su gigantismo, tanto en altura como en longitud, ha obligado a hacer innumerables adaptaciones.
Para dar cuerpo a este coloso se han tenido que asociar dos materiales muy diferentes: por una parte, el hormigón para los pilares, y, por otra, el acero utilizado para los tableros, las cimbras –torres metálicas de soporte–, y las riostras o puntales. Como si de un puzzle gigantesco se tratara, la estructura del tablero –previamente construida en unas grandes naves–, se montó posteriormente en las rampas de acceso levantadas tanto en Larzac (vertiente Sur) como en la Meseta de Caliza Roja (parte Norte).
Todo en Millau es de talla XXL. Por ejemplo, las juntas de dilatación del tablero miden 1,20 metros en el lado sur y un metro en el lado norte. Esta diferencia se debe a que el puente tiene una ligera inclinación que roza el 3%. La enorme importancia que tienen estas juntas está vinculada a las temperaturas a las que habrá de verse sometido el conjunto, espectro que puede oscilar entre los 45 grados y los 35 bajo cero.
Vía satélite. Si el viento arrecia, el puente resiste impertérrito velocidades de hasta 210 kilómetros por hora. Para reducir la incidencia que el dios Eolo pueda tener sobre la conducción, a cada lado de esta carretera de 32 metros de ancho se colocarán unas pantallas de protección, ligeramente curvas y con una altura cercana a los tres metros. Firmemente asentado en tierra firme, sus parámetros fueron vigilados desde el espacio. Sin el empleo del método de localización vía satélite GPS (Global Positioning System), el puente jamás se hubiera tendido. La precisión que se necesitaba para posicionar correctamente el tablero no podía rebasar nunca variaciones superiores a los tres milímetros. La altura de los pilares, la longitud del viaducto y su desarrollo ligeramente curvado a causa de la pendiente, inutilizaban los métodos clásicos de cálculo.
Ingenio francés, diseño británico pero indispensable aportación de otros países europeos. Italia asumió la responsabilidad de fabricar el armazón; Alemania, el acero, los mecanismos de apoyo y las técnicas informáticas; Bélgica llevó a cabo los estudios topográficos, Austria aportó la robótica y Portugal, el material de soldadura.
En España se ideó el mencionado sistema telescópico de gatos hidráulicos y se exportaron los cables de acero de los tendones que atirantan la plataforma y confieren al puente esa grácil silueta de velero. “Hemos suministrado 1.500 toneladas de acero galvanizado. Han salido de nuestra fábrica en Santander y viajan en el interior de las vainas de polietileno de los tendones. Así que podemos decir que una de las partes más reconocibles de Millau es 100% española”, explica Enrique de las Heras, ingeniero director de Proyectos Especiales de TYCSA. El buenhacer de esta factoría, que dota de cableado de acero a puentes atirantados, puede contemplarse en el del Alamillo de Sevilla o en el interminable Vasco de Gama lisboeta que abrocha el río Tajo.

Al igual que su colega portugués, este titán tiende una infraestructura vial indispensable. En breve, los automovilistas procedentes bien de Clermont–Ferrand o bien de Béziers, rodarán por un coloso cuya leve curvatura les permitirá, además, admirar una panorámica de altos vuelos. La autopista A-75 quedará soldada por un nuevo tramo de carretera y los embotellamientos de la zona durante los periodos vacacionales y los fines de semana pasarán a ser una imagen de archivo.

El CANAL DE PANAMA

Esta maravilla de la ingeniería se inauguró el 15 de Agosto de 1914. Desde entonces lo han transitado cerca de un millón de buques. Mide 80 kilómetros de largo, la distancia que separa el Atlántico del Pacífico en uno de los lugares más estrechos del montañoso istmo que une el norte y el sur de América.  En él trabajan 9,000 personas que lo hacen funcionar 24 horas al día, 365 días al año y ofrecen servicio de tránsito a naves de todas las naciones.
Se trata de un canal de esclusas, es decir, de compartimentos con puertas de entrada y salida que funcionan como ascensores, sólo que lo que empuja para subir y bajar es el agua. Los tres juegos de esclusas repartidos por el recorrido -al inicio, en la mitad y al final- tienen doble vía. Cada una de ellas mide 33 metros de ancho, 305 metros de largo y tienen un promedio de 26 metros de profundidad. Estas medidas determinan que los buques se definan como Panamax o post Panamax, es decir, transitables o no por el Canal, para lo que no pueden tener una eslora superior a 295 metros, un calado mayor a 12 metros y una manga de 32 metros. Los barcos más grandes que lo cruzan no son mayores de 60 mil toneladas.
El recorrido del canal requiere de 8 a 10 horas de promedio, y el peaje está determinado de acuerdo al volumen de carga y a las medidas y el tipo de buque. La cantidad media ronda los 50.000 dólares para un buque de carga, pero una nave de turistas puede llegar a pagar 150.000 dólares por el mismo trayecto. A su disposición se pone un equipo de remolcadores que asisten a los buques durante su travesía.

El embalse de las tres gargantas ha dado lugar al tercer lago artificial más grande del mundo
Las esclusas funcionan como ascensores. Se trata de colocar el buque que viene del Atlántico a 26 metros sobre el nivel del mar, es decir, a la altura del Lago Gatún, situado en la mitad del recorrido del istmo y que representa su punto más alto. Desde allí, descenderá de nuevo al nivel del mar, esta vez del Pacífico. El agua para subir y bajar las naves en cada juego de esclusas se obtiene por la gravedad del lago, que alimenta un sistema de alcantarillas que se extiende por debajo de las cámaras de las esclusas desde los muros laterales y el muro central. Por cada buque que transita el Canal se usan unos 197 millones de litros de agua dulce, que, cumplido su cometido, son vertidos al océano.

DIFERENCIA ENTRE ARQUITECTURA E INGENIERÍA CIVIL


La Arquitectura y la Ingeniería Civil son carreras profesionales que se complementan en lo que a edificaciones se refiere, aunque son muy diferentes. La arquitectura se encarga principalmente del diseño de la obra, la correcta distribución de los espacios y su ejecución, mientras que los ingenieros civiles realizan cálculos y procedimientos afines para garantizar la estabilidad y viabilidad estructural de la misma.
Lo común es que la labor del arquitecto se vea más valorada por la gente que la del ingeniero civil. Esto se debe a que la labor del arquitecto es la que se ve tanto en el exterior como en la distribución del espacio.
El arquitecto parte de la nada y diseña espacios que el cliente necesita, en los límites de un predio, para hacerlos habitables y funcionales. Es el profesional que ingenia la manera en que estarán dichos espacios interconectados e interrelacionados, el área que necesitarán, su ventilación, confort, asoleamiento, texturas de sus interiores y exteriores. En pocas palabras: diseñan el más mínimo detalle para que tal espacio funcione para lo que fue planeado.

Para lograr lo anterior necesitará de un conocimiento profundo de las necesidades del propietario, investigación de los materiales que se emplearán, el costo de los mismos, el clima de la localidad, el entorno urbano y arquitectura de los espacios que le rodean; así como también los códigos y reglamentos de la ciudad y comunidad o fraccionamiento que apliquen.

Deberá conocer los estilos arquitectónicos desde el origen del hombre a los actuales, así como los claros o vanos permitidos para evitar el encarecimiento del proyecto, calculará la estructura y cimentación del edificio cuando los códigos y reglamentos se lo permitan. Igual también propondrá los materiales a emplear en cuanto a instalaciones, y propondrá el diseño de interiores. Generalmente y dependiendo del tamaño del proyecto, recurrirá a otros profesionales como ingenieros civiles, topógrafos, diseñadores de interiores, soldadores, carpinteros etc.

El Ingeniero Civil, se dedica al diseño estructural de los edificios que proyecta el arquitecto, y además, diseña puentes, carreteras, presas, etc. Estos profesionales se dedican más al diseño de las estructuras y no a su funcionamiento. Conocen las condiciones del terreno, antisísmicas, huracanes y proponen refuerzos estructurales adicionales para asegurar la estabilidad del edificio.   Generalmente se enfocan más en estructuras grandes y pesadas como rascacielos, puentes colgantes con cargas vivas vehiculares y cualquier caso estructural por más complicado que sea.

Algunas de las áreas del ingeniero civil
   - Puertos y vías navegables.
   - Caminos, puentes y Ferrocarriles.
   - Obras hidráulicas, diques, canales, acueductos.
   - Obras de infraestructura, túneles.
   - Hidrología agrícola y fluvial.
   - Máquinas hidráulicas y aprovechamiento hidroeléctrico.
   - Ingeniería sanitaria, tratamientos de efluentes cloacales e industriales.

El ingeniero civil se dedica a estudiar detalladamente cada aspecto dentro de una estructura, para darle funcionalidad, economía y ahorro de tiempo, por ejemplo, estudia las tuberías de un edificio, el sistema eléctrico, etc. El arquitecto diseña, el ingeniero civil estudia los espacios.


El cálculo de estructuras es solo un dieciseisavo de lo que hace...
El ingeniero civil cuenta con una sólida base de conocimientos, valores, habilidades y actitudes para la planeación, diseño, construcción, supervisión, operación y mantenimiento de obras civiles y de infraestructura con el fin de que puedan desempeñarse efectivamente en cualquier ámbito, público, privado o de investigación, atendiendo con calidad, integridad y sustentabilidad las necesidades de la sociedad.
"Se dice que ingeniero viene del inglés engineer, (engine = máquina) es decir "el hombre de la máquina". Este nombre se daba a aquellos que operaban las primeras máquinas de vapor creadas por James Watt en Inglaterra. Engine proviene del inglés de la Edad Media "enginour" y este del latín "ingenium", algo que se mueve por sí solo".  La ingeniería es la profesión que aplica conocimientos y experiencias para que mediante diseños, modelos y técnicas se resuelvan problemas que afectan a la humanidad.

La ingeniería civil, es la rama de la ingeniería que aplica los conocimientos de física, química y geología a la elaboración de infraestructuras, principalmente edificios, obras hidráulicas y de transporte, en general de gran tamaño y para uso público.

Tiene también un fuerte componente organizativo que logra su aplicación en la administración del ambiente urbano principalmente, y frecuentemente rural; no solo en lo referente a la construcción, sino también, al mantenimiento, control y operación de lo construido, así como en la planificación de la vida humana en el ambiente diseñado desde la ingeniería civil. Esto comprende planes de organización territorial tales como prevención de desastres, control de tráfico y transporte, manejo de recursos hídricos, servicios públicos, tratamiento de basuras y todas aquellas actividades que garantizan el bienestar de la humanidad que desarrolla su vida sobre las obras civiles construidas y operadas por ingenieros.


miércoles, 15 de agosto de 2018

Plantilla Para Diferentes Tipos de Zapatas en Excel




Compartimos una hoja excel para el diseño de zapatas, la plantilla te ayudara en el diseño de diferentes tipos de zapatas.

HOJA DE CALCULO PARA DISEÑO DE ZAPATAS

Vamos a compartir una plantilla en Excel para el diseño de diferentes tipos de zapatas. Esta plantilla tiene para diseñar los siguientes tipos de zapatas:
  • Revisión biaxial de zapata cuadrada aislada
  • Diseño biaxial de zapata medianera con viga aérea
  • Diseño biaxial de zapata medianera con viga aérea
  • Diseño biaxial de zapata medianera con viga centradora
  • Diseño de zapata esquinera  con viga aérea
  • Diseño de zapata esquinera con vigas centradoras
Esperamos que esta plantilla de zapatas pueda ser útil en la elaboración de sus proyectos y no olviden de compartir las publicaciones en redes sociales.
Si te resulto útil, entonces recomiéndanos para que los demás puedan encontrar lo que necesitan en este sitio web.

Plantilla Excel para el Diseño de ZAPATAS Céntricas y Aisladas



El diseño de zapatas céntricas y aisladas se da cuando el terreno es de buena calidad y la excentricidad de las cargas son pequeñas o moderadas, para realizar dichoscálculos compartimos una hoja en Excel para el diseño de zapatas.

EXCEL PARA DISEÑO DE ZAPATAS

Para el diseño de zapatas céntricas o aisladas se requiere de un estudio de suelos para comprobar la capacidad portante del suelo, de acuerdo a ello es que se puede diseñar  o no este tipo de zapatas.
La independización de los cimentos y estructuras de la edificación es importante para el diseño y construcción de una zapata céntrica o aislada, para que las cimentaciones se encuentren estables en las diferentes partes de la edificación. Es recomendable que las instalaciones de la edificación se encuentren sobre el plano de los cimientos sin interceptar zapatas.
Hay que tener en cuenta que la profundidad de las zapatas se basa de acuerdo al informe del estudio de suelos que a elaborado el especialista Geotecnico y no se debe alterar las dimensiones por tratarse de un tema netamente ya calculado, caso contrario también se alteraría el comportamiento de los elementos estructurales de la edificación que puede ser peligroso incluso llegando a fallar, también no se recomienda alterar la dimensión de las zapatas debido a poder encontrarse con el nivel freático o heladas que puede alterar el comportamiento del suelo.
Vamos a compartir una plantilla diseñada en Excel para el diseño de zapatas céntricas y aisladas, esperamos que este material pueda ser de utilidad como guía en la elaboración de sus proyectos.
Si te resulto útil entonces puedes seguirnos en redes sociales como INGENIERÍA CIVIL ESPECIALIZADA  donde compartimos informacion y herramientas de la carrera de ingeniería civil.

Hoja de calculo para diseño de PAVIMENTOS flexibles según AASHTO 93




Saludos, compartimos una hoja excel para el diseño de PAVIMENTOS flexibles según AASHTO 93, excelente material que pueden descargar gratuitamente a continuación.

EXCEL PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

Los pavimentos flexibles son aquellos en los que toda la estructura del recubrimiento se deflecta o flexiona, un pavimento flexible se adapta a las cargas. Este tipo de pavimentos se usa a menudo en áreas de tráfico.
La estructura del pavimento flexible consiste en varias capas de material. Cada capa toma las cargas sobre la capa, las extiende sobre ella y las transmite a la siguiente capa inferior. Esto reduce la carga en la capa inferior de la estructura del pavimento.
Para aprovechar al máximo esta propiedad, las capas se disponen generalmente en orden descendente de capacidad portante, de modo que la capa superior es la que tiene la capacidad portante más alta (y más cara) y la que tiene la capacidad portante más baja (y más barata).

CAPAS FLEXIBLES DE PAVIMENTO :

La estructura típica de una carretera flexible consiste en las siguientes capas :
Capa superficial: Es la capa superior y la capa que entra en contacto con el tráfico. Puede consistir en una o más capas de asfalto.
Base: Es la capa directamente debajo de la capa superficial y suele estar compuesta de agregados (estabilizados o no estabilizados).
Capa sub base: Esta es la capa (o capas) ubicada debajo de la capa de base. La placa de conexión no siempre es necesaria.

DURACIÓN DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

Para los pavimentos flexibles, la estrategia de diseño elegida debe tener primero una duración mínima de ocho años antes de que la superposición de otra capa sea obligatoria. En general, la duración óptima debe interpretarse para un período de 20 años.
Cuanto más grande es el módulo, más aumenta la capacidad de carga de las capas de pavimento. La carga se distribuye sobre un área mayor del sustrato o piso de soporte.