Proyecto De Investigacion Marielys.docx

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA CIENCIA Y TECNOLOGÍA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN COL – SEDE CIUDAD OJEDA

PROPONER EL DISEÑO DE LOSAS PRETENSADAS PARA EDIFICACIONES ESCOLARES TIPO III, PARROQUIA MANUEL MANRIQUE, MUNICIPIO SIMÓN BOLÍVAR. CASO LICEO BOLIVARIANO PUNTA GORDA Trabajo de Investigación para optar al título de Ingeniero Civil

Autora: Marielys Artigas Tutor: Ing. Franklin Araujo

Ciudad Ojeda, Febrero de 2019

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INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN COL – SEDE CIUDAD OJEDA

PROPONER EL DISEÑO DE LOSAS PRETENSADAS PARA EDIFICACIONES ESCOLARES TIPO III, PARROQUIA MANUEL MANRIQUE, MUNICIPIO SIMÓN BOLÍVAR. CASO LICEO BOLIVARIANO PUNTA GORDA

Autora: Marielys Artigas

Ciudad Ojeda, Febrero de 2019 ii

PROPONER EL DISEÑO DE LOSAS PRETENSADAS PARA EDIFICACIONES ESCOLARES TIPO III, PARROQUIA MANUEL MANRIQUE, MUNICIPIO SIMÓN BOLÍVAR. CASO LICEO BOLIVARIANO PUNTA GORDA

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INDICE GENERAL

Pp. DEDICATORIA ......................................................................................... vi AGRADECIMIENTO ................................................................................. vii LISTA DE CUADROS ................................................................................. x LISTA DE FIGURAS ................................................................................... xi LISTA DE ECUACIONES ........................................................................... xii RESUMEN ................................................................................................... xiii INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 1 CAPÍTULO I. EL PROBLEMA Contextualización del Problema................................................................... 4 Objetivos de la Investigación ....................................................................... 7 Objetivo General .......................................................................................... 7 Objetivos Específicos ................................................................................... 7 Justificación de la Investigación ................................................................... 7 II. MARCO REFERENCIAL Antecedentes de la Investigación ................................................................ 11 Bases Teóricas ............................................................................................ 14 Losas Pretensadas ...................................................................................... 15 Topografía ................................................................................................... 15 Materiales .................................................................................................... 17 Espesor de Losas ........................................................................................ 18 Estructuración .............................................................................................. 21 Cargas ......................................................................................................... 23 Esfuerzos ..................................................................................................... 26 Presupuesto ................................................................................................. 27 Análisis de Precios Unitarios ....................................................................... 28 Bases Legales ............................................................................................. 29 Constitución de la República Bolivariana de Venezuela .............................. 29 Norma Covenin ........................................................................................... 30 Sistema de Variable ..................................................................................... 32 Definición Conceptual .................................................................................. 32 Definición Operacional ................................................................................. 32 Operacionalización de la Variable................................................................ 33 Definición de Términos Básicos ................................................................... 35 III. MARCO METODOLÓGICO Modalidad de la Investigación ..................................................................... 38 iv

Diseño de la Investigación ........................................................................... 39 Tipo Investigación ....................................................................................... 40 Población y Muestra ................................................................................... 40 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos .................................... 41 Observación Directa ................................................................................... 42 Revisión Documental .................................................................................. 43 Técnicas de Análisis de Datos .................................................................... 44 Análisis Descriptivo ...................................................................................... 44 Informe de Trabajo....................................................................................... 44 Procedimientos de la Investigación ............................................................. 45 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................... 65

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LISTA DE CUADROS

CUADRO

Pp.

1. Operacionalizacion de la Variable............................................................ 29 2. Población ................................................................................................. 45

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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSION COL – SEDE CIUDAD OJEDA

INGENIERÍA CIVIL PROPONER EL DISEÑO DE LOSAS PRETENSADAS PARA EDIFICACIONES ESCOLARES TIPO III, PARROQUIA MANUEL MANRIQUE, MUNICIPIO SIMÓN BOLÍVAR. CASO LICEO BOLIVARIANO PUNTA GORDA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: CONSTRUCCION Autor: Marielys Artigas Tutor: Ing. Franklin Araujo Mes y Año: Febrero 2019 Resumen La presente investigación tuvo como objetivo principal diseñar en concreto pretensado los nervios de la losa de techo del Liceo Bolivariano Punta Gorda, para garantizar, estabilidad, y seguridad estructural al proyecto de construcción. Esta investigación de modalidad científica, diseño de campo tipo proyecto factible considera como unidad de análisis el área de un aula de techo de la estructura del Liceo Bolivariano, siendo la población y muestra correspondiente de 51.84 m2. Las técnicas de recolección de datos fueron observación directa, revisión documental, hojas de cálculo, guía de observación, como técnicas para el análisis de los datos se aplicara el análisis descriptivo e informe técnico, para alcanzar los objetivos planteados.

Descriptores: Diseño, Estructura, Pretensado.

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INTRODUCCIÓN

Cada día en el mundo de la construcción se exige la fabricación de elementos estructurales que sean capaces de salvar grandes luces, lo que se han visto en la necesidad de innovar y adoptar nuevas tecnologías en sus métodos, sistemas de construcción para llegar a estructuras más eficientes para conseguir así que las obras realizadas sean más económicas, seguras, estéticas, además de reducir los tiempos en el proceso constructivo. Los proyectistas que trabajan en esta area consideran idóneo la consecución de grandes luces, cosa que ofrece una

mayor

versatilidad a la construcción, es por ello la utilización de elementos estructurales pretensados la cual es una técnica altamente probada que ofrece soluciones fiables permite avanzar, superando las metas técnicas alcanzadas por el concreto armado tradicional. En este sentido el proyecto realizado tuvo como objetivo el diseño pretensado de los nervios de losas de techo de Liceos Bolivarianos. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda, analizando singularidades, estudiando particularidades propias de la estructura, ubicación espacial donde se ejecutara el Proyecto. La investigación se desarrolla a lo largo de cuatro capítulos, estructurados de la siguiente manera: Capítulo I: Se planteó el problema que originó la investigación, y la contextualización del mismo, donde se explica que los acontecimientos que trajeron como consecuencia la propuesta de pretensar los nervios de la losa de techo del proyecto liceo Bolivariano radica en las grandes luces que tienen que cubrir, con materiales de concreto convencional que no garantizan la seguridad y estabilidad de la estructura de concreto armado. Capítulo II: Se presentó el marco referencial, que contiene los antecedentes de la investigación, su aporte como origen, desarrollando las especificaciones a utilizar al momento de realizar la investigación, los cuales son factores que juegan un papel importante para completar el estudio, las

bases teóricas, la definición de términos básicos, el sistema de variables, lo cual permite obtener la información necesaria sobre el tema estudiado. Capítulo III: Se desarrolló un marco metodológico donde se puso a prueba las hipótesis planteadas a un principio, para su revisión. Se presentó en forma de análisis práctico, que específica la modalidad, tipo de investigación, se desarrollaran las variables, pero también población, muestra, técnicas e instrumentos para recolectar datos y análisis; los cuales validó tema estudiado, permitiendo un gran avance del mismo.

CAPÍTULO I EL PROBLEMA

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Contextualización el problema

El uso de losas como cubiertas de techo data desde la aparición del concreto en la Roma antigua, allí se utilizó losas de concreto en muchas de sus estructuras públicas como el Coliseo, el Partenón, templo romano Maison Carree, entre otros. Igualmente a finales del siglo XIX se introdujo en Venezuela el empleo del concreto como material constructivo, con el comienzo de la industria cementera nacional, en los años noventa, así comienza el uso de losas de concreto armado en el ámbito arquitectónico nacional, aunado al hecho de que las losas de concreto son muy resistentes, rígidas, aislantes, pueden construirse de la forma que sea necesaria porque se adaptan a la forma del encofrado, las dimensiones de las losas, el armado, las especificaciones técnicas, así como los sistemas constructivos a emplear en una obra se establecen en los planos estructurales. En este mismo orden de ideas la losa es la parte más esencial de una edificación, pueden ser láminas, losas monolíticas o estructuras reticuladas, que empleen elementos tipo vigas, tienen que ser diseñadas para resistir las cargas de servicios con buen desempeño de los materiales que la constituyen exigiéndolos al máximo, garantizando que las deformaciones que se producen sean menores que las permisibles. En este orden de ideas, Pállela (2013), las losas de concreto son elementos

estructurales

horizontales

cuya

dimensión

en

planta

es

relativamente grande en comparación con su altura donde las cargas son perpendiculares a su plano, se emplean para proporcionar superficies planas útiles. Las losas separan horizontalmente el espacio vertical conformando diferentes niveles, el piso de uno de ellos es el techo del otro.

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Igualmente, a finales de los años veinte, aparece el concreto pretensado, cuyo objetivo es la disminución de la resistencia a tracción, del concreto, buscando su eliminación, introduciendo un esfuerzo de compresión interno que contrarresta el esfuerzo de tracción que producen las cargas de servicio en el elemento estructural, haciendo que elementos estructurales logren ser más eficientes, esbeltos, controlen la deflexión, entre otros. En ese mismo orden de ideas, conociendo que los nervios de concreto armado de una losa están limitados por la deflexión vertical, se piensa en utilizar concreto pretensado, acero de alta resistencia para controlar las deformaciones por estímulos de cargas, para que la longitud apoyada entre nervios y vigas aumente considerablemente, cumpliendo con los criterios de aceptación, que las deformaciones elásticas son menores a las permisibles. De igual manera en la Costa Oriental del Lago, específicamente en la, parroquia Punta Gorda municipio Simón Bolívar, existe un proyecto educacional denominado Liceo Bolivariano Punta Gorda donde las luces entre los ejes principales donde se arma la losa tienen son de 8.1 metros, que utilizando técnica convencional ocasionaría falla por deflexión, lo que implica utilizar la técnica de pretensado en losas. De acuerdo con los razonamientos realizados, la investigación está basada en el área temática de ingeniería civil, inmersa en la línea matriz construcción, línea potencial estructura de obras civiles. De igual manera, la presente investigación se lleva a cabo en el sector Punta Gorda, parroquia Punta Gorda, municipio Simón Bolívar, en un lapso comprendido desde Noviembre 2018 hasta Febrero 2019, considerando la situación planteada surge la siguiente interrogante: ¿Cómo minimizar los riegos de colapso en la losas de techo de grandes luces de las edificaciones tipo lll, en la parroquia Punta Gorda Municipio Simón Bolívar?

Objetivos de la Investigación

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Objetivo General

Proponer el diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda

Objetivos Específicos

Identificar las condiciones actuales de la estructura del Liceo Bolivariano Punta Gorda, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar Determinar los parámetros de diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda Realizar un análisis costo beneficio del diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda. Elaborar la propuesta del diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda.

Justificación de la Investigación

La construcción de losas pretensadas en estructuras de grandes luces, temática central del presente proyecto, consiste en combinar dos materiales en una unidad estructural, aprovechando las características de cada uno de ellos, resuelve de manera eficaz, segura, confiable la problemática de poder cubrir grandes áreas de losas como en el caso de la estructura aporticada de concreto armado Liceo Bolivariano Punta Gorda, municipio Simón Bolívar.

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En la parroquia Punta Gorda, municipio Simón Bolívar, caso Liceo Bolivariano Punta Gorda, el uso de losas pretensadas en techo o entrepisos es algo innovador, debido a que aplican conocimientos, prácticas constructivas adquiridas en la carrera de ingeniería civil, sobre estructuras, topografía, hidrología, hidráulica, geotecnia, entre otros, que resuelven un problema ingenieril bajo el cumplimiento de normas nacionales. En este orden de ideas la construcción del proyecto permitirá a las personas involucradas, estudiantes, ingenieros, arquitectos, afines, entre otros, una oportunidad de utilizar métodos, técnicas constructivas, especificaciones de materiales, en losas pretensadas que para muchos de ellos son innovadores, generándoles destrezas, experiencias que los benefician como profesionales en ejercicio. De igual manera este proyecto de diseño de losas pretensadas, servirá de marco de referencia para todas aquellas investigaciones con perfiles similares, haciendo énfasis en la forma sistemática, metódica, sencilla de recolectar la data de campo, usando la observación directa, una guía de observación, revisión documenta, para luego procesarla utilizando los métodos de análisis descriptivos convencionales. En base a la información antes expuesta la presente investigación se justifica, es viable desde su amplio contexto, porque se trabaja en función de aportar una alternativa de solución a estudiantes y profesores del Liceo Bolivariano Punta Gorda para que desarrollen sus potencialidades en una infraestructura adecuada, como la presentada en el diseño de losas pretensadas en estructuras de grandes luces, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda

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Capítulo II MARCO REFERENCIAL

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CAPÍTULO II

MARCO REFERENCIAL

El marco referencial debe reflejar las implicaciones del estudio, su relación con otras áreas de conocimiento, toda información debe estar sustentada científicamente, es decir, tener especificado al autor que la emitió; en caso contrario, se está cometiendo un plagio, debe describir, explicar, predecir el objeto del estudio; así como también la organización del conocimiento y la orientación de la investigación.

Antecedentes de la Investigación

Los antecedentes de investigación conocidos también como revisión de literatura; esto constituye el marco teórico, son estudios que otros investigadores han ejecutado, trabajos de investigación que preceden al que se está realizando, es por esta razón que se relacionan tesis de grado, conferencias, seminarios, publicaciones, en este mismo orden de ideas, se consultaron diversos estudios entre los que se destacan los siguientes: Campos (2016), realizó una investigación de grado, titulada “Diseño de Facilidades Civiles de la empresa Telematic, C.A en el Municipio Lagunillas. Estado Zulia”. En el Instituto Politécnico Santiago Mariño sede Ciudad Ojeda, el objetivo fue diseñar una estructura de concreto amado con la determinación de sus cargas de servicio, para encontrar efectos de momentos, cortes, fuerza axial con las cuales se calcularon las dimensiones optimas de la estructura para que trabaje con buen desempeño estructural. Esta investigación de modalidad científica, diseño de campo tipo proyecto factible, donde se consideró como unidad de análisis las facilidades civiles en la empresa, la población y muestra corresponde al área de la estructura

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diseñada de 150 m2. Las técnicas de recolección de datos fueron la observación directa, revisión documental, hojas de cálculo, SIC, Project y AutoCAD. Así mismo, se empleó el análisis descriptivo y el informe de resultados como técnicas de análisis de datos, logrando alcanzar los objetivos propuestos en la investigación. En este mismo orden de ideas, los resultados obtenidos arrojaron conocimientos sobre análisis numéricos en el diseño y dimensionamiento de la estructura aporticada de concreto armado, en relación a las deformaciones elásticas actuantes menores que las permisibles, que hacen que los esfuerzos generados por las cargas permanezcan en la zona elástica haciendo cumplir la ley de Hooke. Igualmente, esta investigación resulto relevante como aporte teórico, ya que reafirmo los conocimientos sobre el diseño de estructuras aporticadas de concreto armado, generó información sobre la metodología que se siguió, de modo que puede ser tomada como referencia para investigación similares, por tener un buen sustento documental estructurado de definiciones, autores sobre la base del diseño de la estructura Telematic, C.A. Seguidamente Ollarves (2014), realizó una investigación titulada “Diseño de Cajón de Concreto del canal C intersección carretera N, sector El Danto. Municipio Lagunillas. Estado Zulia”. En el Instituto Politécnico Santiago Mariño sede Ciudad Ojeda. El propósito de la investigación fue diseñar una solución de drenaje tipo cajón de concreto para complementar la salida de aguas de escorrentías superficiales que conduce el canal C. Esta investigación de modalidad científica, diseño de campo tipo proyecto factible, donde se consideró como unidad de análisis área de la infraestructura del cajón, siendo la población y muestra correspondiente de 45 m 2. Las técnicas de recolección de datos fueron observación directa, revisión documental, hojas de cálculo, Sap 2000, ensayos de materiales. Así mismo, se empleó el análisis descriptivo y el informe de resultados como técnicas de análisis de datos, logrando alcanzar los objetivos propuestos en la investigación.

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En este mismo orden de ideas, los resultados obtenidos emitieron conocimientos sobre el análisis usual de flujo no permanente en superficie libre, las cuales corresponden en su sentido más amplio al cambio temporal de la superficie del líquido, lógicamente convirtiéndose estos cambios de profundidades en un cambio de velocidades, caudales y presiones, además del modo de diseñar las captaciones Del mismo modo, esta investigación resulto relevante como aporte teórico, ya que recomienda el uso de torrenteras de desagüe rápido, porque el objetivo principal es bajar el volumen de escorrentía superficial que ocurren en los taludes de las vías, en el diseño del cajón de concreto armado. Es un referente obligante para investigaciones similares, por tener un buen sustento documental estructurado de definiciones y autores. Finalmente Sopracase (2014), realizó una investigación titulada “Diseño Estructural Sismo resistente de Concreto Armado utilizando SAP 2000, para la Villa Bolivariana en el Municipio Simón Bolívar”. En el Instituto Politécnico Santiago Mariño sede Ciudad Ojeda. La investigación tuvo como objetivo diseñar la estructura de concreto armado de la Villa Bolivariana en el Municipio Simón Bolívar apoyado en una herramienta e simulación digital SAP2000, logrando diseñar una estructura rígida, aporticada y estable. Esta investigación de modalidad científica, diseño de campo tipo proyecto factible, donde se consideró como unidad de análisis área de la estructura de la Villa Bolivariana, siendo la población y muestra correspondiente de 450 m2. Las técnicas de recolección de datos fueron observación directa, revisión documental, hojas de cálculo, Sap 2000, ensayos de materiales. Así mismo, se empleó el análisis descriptivo y el informe de resultados como técnicas de análisis de datos, logrando alcanzar los objetivos propuestos en la investigación. En este mismo orden de ideas, los resultados obtenidos arrojaron conocimientos sobre el diseño de la estructura Villa Bolivariana a través del software SAP-2000, el cual utiliza el método de elementos finitos tipo pórticos

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mediante nudos y barras, con el fin de calcular los distintos esfuerzos de rotura (cortante, axil y flector). De esta manera y tras definir e introducir en el programa informático la geometría, cargas, este modeliza los resultados. Igualmente, esta investigación resulto relevante como aporte teórico, debido a que recomienda el uso de software SAP 2000 como herramienta utilizada por los ingenieros para reducir los tiempos de análisis, pero facilita la visualización de resultados en elementos dimensionados sometidos al máximo esfuerzo de los materiales, para generar resultados compatibles, garantizando estabilidad, seguridad, confiabilidad de la estructura.

Bases Teóricas

De acuerdo a Arias (2016), las bases teóricas constituyen: “Un conjunto de conceptos y proposiciones que constituyen un punto de vista o enfoque determinado, dirigido a explicar el fenómeno o problema planteado”. En la investigación las bases teóricas constituyeron la esencia que permitió darle un significado preciso que formó la plataforma sobre la cual se construyó el análisis de los resultados; evitando desviarse del planteamiento central.

Losas Pretensadas

Ayarza (2012), menciona que losa de concreto pretensada es un elemento estructural que cubren grandes luces con espesores mínimos, generalmente huecas, de gran resistencia estructural y poca deformación que no requiere apuntalamiento en el montaje, es de baja porosidad y una larga vida útil. En ese mismo orden de ideas. Jurgen (2010), manifiesta que losa de concreto pretensada es una losa hueca auto resistente, de placa plana armada en dos direcciones, permite redistribuir los momentos

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negativos en los elementos pretensados continuos solicitados a flexión. Esta es una diferencia significativa con respecto a los criterios de diseño, le da gran resistencia estructural. De lo discutido por los autores, las losas de concreto pretensado son losas

huecas

auto

resistentes

de

similares

características

a

las

convencionales, pero aptas para construir con mayores luces, cargas, habitualmente se usan en entrepisos de escuelas, proyectos industrias, permite mayores luces y entrepisos de menor espesor, comparada con los sistemas tradicionales de concreto armado macizos o de nervadas.

Topografía

Bateman (2012), establece que es la topografía es una disciplina que se especializa en la descripción detallada de la superficie de un terreno. En tanto, para ello se ocupa de estudiar pormenorizadamente el conjunto de principios, procedimientos que facilitan la representación gráfica de las formas y detalles que presenta una superficie en cuestión, es decir, el relieve sobre el geoide terráqueo, los mismos pueden ser naturales o artificiales. De la misma manera Carrasco (2015), expone que la topografía es la ciencia que estudia los objetivos de la superficie de la tierra, con sus formas, detalles, tanto naturales como artificiales, esta representación tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeños aumento de terreno, usando la denominación de geodesia que estudia, determina la figura, magnitud

de

todo

el

globo

terrestre

que

construye

los

mapas

correspondiente. Las definiciones de ambos autores, representan un aporte teórico en relación al concepto de ubicación el cual está basado en la localización geo espacial de un área donde se va a desarrollar un proyecto de construcción de obra civil, en donde es importante la localización de datos como

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existencia de servicios públicos, vías de comunicación, forma de terreno, textura, pendiente, relieve del terreno, entre otros.

Materiales

Collins (2010), explica que los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su nivel de vida. Como los productos están fabricados a base de materiales, estos se encuentran en cualquier parte alrededor nuestro. Los más comúnmente encontrados son madera, concreto, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel. Existen muchos más tipos de materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de ello. Debido al progreso de los programas de investigación y desarrollo, se están creando continuamente nuevos materiales. Asimismo Nawy (2012), describe los materiales como productos de los cuales se ha servido el hombre a lo largo de la historia para mejorar su calidad de vida o simplemente para subsistir. Se podría decir que están alrededor de nosotros estemos donde estemos. De estos materiales depende una gran parte de nuestra existencia. Desde el comienzo de la civilización en las primeras edades en las que se clasifica nuestra historia llevan el nombre del material utilizado y desarrollado. De este modo, se analiza lo indagado por los investigadores desde el punto de vista constructivo que los materiales provienen de materia inorgánica, la misma se utiliza para construir estructuras de ingeniería, lo que permite mejorar su estilo de vida; dichos materiales se encuentran en nuestro alrededor como el caucho, el plástico, vidrio, entre otros productos que fueron encontrados a principios de la evolución.

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Espesor de Losa

Nilson (2012), la define como aquella parte está relacionado con el peralte de una placa moldeada con una serie de nervios asentados en un conjunto de vigas paralelas, denominada losa nervada, que no sufriría deflexión significante cuando la altura sea un décimo de la luz mayor de la losa. Asimismo Ayarza (2012), argumenta que el espesor de la losa se refiere a la placa que se asienta sobre dos o más apoyos como una unidad cuya sección transversal tiene forma de T, y el peralte es una función directa de su longitud de apoyo. Por lo tanto, de lo anteriormente expuesto por los autores sobre el espesor de una losa, es que esta se extiende hacia la dirección más corta para que las cargas que transmita a las vigas de apoyo sea susceptible a sufrir deformaciones que sean menor que las deflexiones permisibles, siempre y cuando la esbeltez de la misma tenga un valor aproximado a un décimo de la longitud mayor de apoyo.

Estructuración

Nawy (2012), argumenta que la estructuración es aquella parte del conjunto que sostiene o soporta, que distribuye o reparte cargas, es decir, que hace al equilibrio estático de la construcción (fin inmediato), pero debe cumplir con la función de organizar, dar sentido a la totalidad En ese mismo orden de ideas Nilson (2012), manifiesta que la estructuración es un conjunto de elementos resistentes convenientemente vinculados entre sí que accionan y reaccionan bajo cargas de servicio. Por lo tanto, de lo anteriormente expuesto por los autores la forma de cualquier objeto es susceptible a sufrir deformaciones debido a la acción de elementos externos sobre el objeto. La estructura es la que evita estas

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deformaciones, por medio del desvío de fuerzas, que cumpla con lo previsto en la etapa de proyecto. La estructura debe facilitar el buen funcionamiento, no ser una limitante, organizar la distribución de las partes de un todo.

Cargas

Nilson (2012), expresa el cálculo de las cargas de una estructura, como una tarea de importancia que el proyectista debe determinar siempre de la manera más precisa que pueda, esto se debe a que será el valor de las cargas que soportara la estructura durante su vida útil. Así como también su posición con respecto a los planos de cargas, se elige las combinaciones de cargas que sean más desfavorables que puedan presentarse. De la misma forma Jurgen (2010), manifiesta que las cargas y sus apropiadas combinaciones, las que han sido desarrolladas para ser usadas en conjunto, se establecen tanto para el diseño por resistencia como por tensiones admisibles, se deben utilizar la combinación que produzcan el efecto más desfavorable en la estructura estudiada, en el sistema de fundación, el elemento estructural analizado estructuralmente para diseñar. Por lo tanto, de lo anteriormente expuesto por los autores se entiende que las estructuras, los elementos componentes, las fundaciones deben ser diseñados de manera que su resistencia de diseño sea mayor o igual que el efecto de las cargas mayoradas en las combinaciones a las cuales pueda ser sometidas, estas generalmente combinan cargas gravitacionales con cargas variables de viento, temperatura, sísmica, entre otros.

Esfuerzos

Carrasco (2015), expone que el esfuerzo son las fuerzas internas, debido a las cargas, sometidas a un elemento resistente, se entienden como la

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relación de las cargas actuantes por unidad de área. Asimismo Collins (2010), afirma que el esfuerzo es la resistencia interna que ofrece un área (sección) del material del que está hecho, al haberle aplicado una fuerza externa. Si la estructura soporta sin tener deformación excesiva o sin romperse, decimos que es una estructura resistente al esfuerzo. Por lo tanto, de lo anteriormente expuesto por los autores, se entiende por esfuerzo interno o resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la sección transversal de un prisma mecánico, acción de las cargas que tienen que soportar las estructuras producen en sus elementos fuerzas que tratan de deformarlos denominadas esfuerzos. Hay cinco tipos de esfuerzos, compresión, tracción, flexión, torsión y cortante.

Presupuesto

Beltrán (2012), expone que se entiende por presupuesto de una obra la determinación previa de la cantidad en dinero necesaria para realizarla, a cuyo fin se toma como base la experiencia adquirida en otras construcciones de índole semejante. La forma de hacer esa determinación es diferente según sea el caso, detallando las unidades de medidas, precios. Asimismo Burbano (2012), argumenta que se llama presupuesto al cálculo y negociación anticipada de los ingresos, egresos de una actividad económica personal, familiar, empresarial, gubernamental también hará gastos de una cuenta durante un período, por lo general en forma anual, es un plan de acción dirigido a cumplir un final previsto, expresado en valores, términos financieros que debe cuantificar para el logro de un objetivo específico. En base a lo discutido por los autores, se define presupuesto como un documento que detalla el coste que tendrá un servicio en caso de realizarse, la principal función de los presupuestos se relacionar con el control financiero de la organización, el control presupuestario se compara con los resultados

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presupuestarios en correspondencia, esto para poder verificar los logros o remediar las diferencias unitarios partiendo de sus componentes.

Análisis de Precios Unitarios

González (2012), menciona que el análisis de precios unitarios es un modelo matemático que adelanta el resultado, expresado en moneda, de una situación relacionada con una actividad sometida a estudio. También es una unidad dentro del concepto "Costo de Obra", ya que una obra puede contener varios presupuestos. De la misma manera Ortega (2014), expresa que cada "Partida" tiene asociado un precio unitario, para conocer el precio unitario se debe aplicar la metodología aquí expuesta y esta resultará en un análisis de precios unitarios. En otras palabras, análisis de precios unitarios está sometido al tiempo (se debe indicar la fecha del análisis ya que por inflación pueden variar los precios de los insumos de una fecha a otra), al espacio (se debe indicar el lugar geográfico donde se realiza la actividad a analizar, ya que los precios de los insumos pueden variar de un lugar a otro; y conceptualizar las dimensiones de lo que se va a construir porque la logística a aplicar es distinta al fabricar 1 casa que al fabricar 200) y a las condiciones

del

entorno

(proveedores

y

características,

usuario

y

características, normativa vigente) donde se realiza la obra. La mano de obra suele estar anclada a un tabulador de salarios, elemento que se deriva de una convención colectiva. De esta también se desprende el factor de costos asociados al salario, concepto que se explorará un poco más adelante. El Analista también influye sobre algunos detalles que pueden ser de mucha importancia en los resultados finales, ya que su criterio al analizar la actividad estará presente constantemente. De lo anteriormente expuesto por los autores este modelo matemático se basa en la agrupación de los componentes discriminados en 3 renglones:

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materiales, equipos y mano de obra. A pesar de ser un modelo matemático, que sugiere ser objetivo, desligado de sentimientos y otras influencias, incluye conceptos como el de rendimiento que se entiende como: "la cantidad de obra realizada en un día, con el personal indicado. (

Bases Legales

Las bases legales están constituidas por documentos de naturaleza legal que sirven de sustentación referencial y de soporte al proyecto, entre esos documentos se tiene, las referencias legales que soportan el problema de investigación, la constitución nacional; las leyes orgánicas; gacetas gubernamentales, así como las leyes aprobadas por el ente legislativo en donde citan los artículos vinculados a la investigación.

Constitución de la República Bolivariana de Venezuela

Artículo 127: el estado reconocerá el interés público de la ciencia, la tecnología, el conocimiento, la innovación y sus aplicaciones y los servicios de información necesarios por ser instrumentos fundamentales para el desarrollo económico, social y político del país, así como para la seguridad y soberanía nacional. Para el fomento y desarrollo de esas actividades, el Estado destinará recursos suficientes creará el sistema nacional de ciencia y tecnología de acuerdo con la ley. El sector privado deberá aportar recursos para las mismas, el Estado garantizara el cumplimiento de los principios éticos y legales que deben regir las actividades de investigación científica, humanista, tecnológica, la ley determinara los modos, medios para cumplir estas garantías, pero es necesario una comunidad de intereses espirituales que reúnan todas estas cualidades, para afianzar los valores trascendentales del hombre.

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Normas COVENIN

Norma Covenin 2002-88, esta norma establece los criterios y requisitos de acciones mínimas en edificaciones que se promuevan o se ejecuten en el territorio nacional a fin de lograr un vocabulario unificado que simplifique la gran cantidad de información, esta se usa en los proyectos, diseños, construcción e inspección de edificaciones, así como en los ensayos, informes pertinentes, para darle la relevancia legal al estudio.

Sistema de Variable

Tamayo y Tamayo (2012), denomina variable un aspecto o dimensión de un fenómeno que tiene como característica la capacidad de asumir distintos valores, ya sea cuantitativa o cualitativa; es la relación causa efecto que se da uno o más fenómenos estudiado. Asimismo Fernández (2013), explican que un sistema de variables es todo aquello que puede cambiar o adoptar distintos valores, calidad, cantidad o dimensión, es cualquier característica que puede cambiar cualitativamente o cuantitativamente. Para efectos de esta investigación la variable de estudio son losas pretensadas.

Definición Conceptual

Ayarza (2012), menciona que losa de concreto pretensada es un elemento estructural que cubren grandes luces con espesores mínimos, generalmente huecas, de gran resistencia estructural y poca deformación que no requiere apuntalamiento en el montaje, es de baja porosidad y una larga vida útil, servir como soporte para las cargas de servicio como son cargas permanentes y cargas variables.

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Definición Operacional

La losa de concreto pretensada es una losa hueca auto resistente, elemento estructural que soporta las cargas de servicio, es una placa plana armada en dos direcciones, permite redistribuir los momentos negativos en los elementos pretensados continuos solicitados a flexión, flexo compresion, esta es una diferencia significativa con respecto a los criterios de diseño, le da gran resistencia estructural.

Operacionalización de la Variable

La operacionalización proviene de una revisión teórica referenciada anteriormente. Al respecto Beltrán (2012), define que es un proceso de un fenómeno que tiene la capacidad de asumir valores cuantitativamente o cualitativamente. (Ver cuadro 1) de esas variables. a continuación se presenta el cuadro 1.

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Cuadro 1. Operacionalización de la Variable Objetivo General: Proponer el diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio

Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda.

Variable

V Objetivos Específicos

Identificar las condiciones actuales de la estructura del Liceo Bolivariano Punta Gorda, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar.

D Dimensiones

Indicadores

C Condiciones

Topografía

actuales

Materiales

A

T

I Técnicas de Instrumento

Técnicas de

de Recolección de datos

análisis de datos

T

T Observación directa M Revisión Documental E

O Análisis descriptivo R

A

E Revisión Documental C

R Informe de Resultados

I

S Informe de Resultados R

I

Losas Pretensadas

Espesor de Losa

Determinar los parámetros de diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda

P Parámetros de diseño

Estructuración Cargas actuantes

E Esfuerzo de flexión

Realizar un análisis costo beneficio del diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda.

Elaborar la propuesta del diseño de losas pretensadas para edificaciones escolares Tipo III, Parroquia Manuel Manrique, Municipio Simón Bolívar. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda

A Análisis osto - Beneficio

Presupuesto Análisis de unitarios

P S.I.C

precios C Revisión documental

P Propuesta

Se desarrollara luego de haber hecho los indicadores anteriores

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Definición de Términos Básicos

Acciones Variables: acciones que actúan sobre la edificación con una magnitud variable en el tiempo y que se deben a su ocupación y uso habitual, como las cargas de personas, objetos, vehículos, ascensores, maquinarias, grúas móviles, sus efectos de impacto, así como las acciones variables de temperatura, empujes de líquidos y tierras que tengan un carácter variable. Jurgen (2010). Análisis: determinación, según modelos matemáticos, de las respuestas correspondientes a las acciones previstas. Collins (2010). Ancho Efectivo: ancho reducido de una sección ficticia que bajo ciertas hipótesis de cálculo simplificadoras produce la misma respuesta que la sección real sometida a un estado complejo de tensiones. Nawy (2012). Capacidad Resistente: la de una sección ante una determinada solicitación o esfuerzo, de acuerdo con la resistencia del material o materiales que la componen y las distribuciones posibles de tensión. / La capacidad resistente elástica se obtiene con una distribución de tensiones lineal, sin que en ningún punto se sobrepase la resistencia del material. / La sección puede tener una reserva adicional de capacidad, denominada plástica, cuando existe ductilidad. En ese caso, antes de agotarse, muchos de sus puntos esperan a otros en el valor de resistencia, obteniéndose la capacidad a partir de diagramas rectangulares de la tensión. / La comprobación resistente clásica es verificar que, con seguridad, en ninguna sección existe una solicitación superior a la capacidad resistente. Jurgen (2010). Carga Permanente: carga debida al peso propio de la estructura y de todos los materiales o elementos constructivos soportados por ella en forma permanente, tales como pavimentos, rellenos, paredes, frisos, instalaciones fijas. Nawy (2012). Carga Variable: carga debida a la ocupación o uso habitual de la estructura, incluyendo los tabiques removibles y las grúas móviles. Collins (2010). 35

Deformación Elástica: deformación temporal de un material al estar sometido a determinadas tensiones. Un recipiente de acero refractario utilizado para fundir acero. Un arco eléctrico genera el calor. Jurgen (2010). Elemento Estructural: unidad básica constitutiva de una estructura, capaz de resistir y transmitir las cargas a sus apoyos u otros elementos a los que está conectado. También conocido como miembro estructural. Nawy (2012). Endurecimiento: el proceso por el que se aumenta la dureza del acero mediante calentamientos y enfriamientos controlados. Collins (2010). Enfriamiento: solidificación del acero fundido cuando se enfría y pasa de estado líquido a sólido. Jurgen (2010). Factores de Minoración: factores empleados para reducir la resistencia nominal y obtener la resistencia de diseño. Collins (2010). Fatiga: fallo de un metal por verse sometido a repetidas tensiones cíclicas. Jurgen (2010). Viga:

elemento

de

estructuras

horizontal

o

inclinado,

que

resiste

generalmente a flexión, y suele ser de hormigón armado, acero, madera. Collins (2010).

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Capítulo III MARCO METODOLÓGICO

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CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

Cegarra (2014), explica que el marco metodológico como el conjunto de pasos, técnicas y procedimientos que se emplean para formular y resolver problemas (p.16). Este método se basa en la formulación de hipótesis las cuales pueden ser confirmadas o descartadas por medios de investigaciones relacionadas al problema. En la medida que se desarrolla un estudio científico, se necesita fundamentarlo a través de técnicas precisas.

Modalidad de la Investigación

Para el manual de trabajo especial de grado del Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” (2015), la modalidad investigación científica se refiere a “cuando una investigación tiende a la aplicación de conocimientos para satisfacer necesidades mediante la producción de bienes y servicios se está en presencia de la investigación científica, cuya orientación está sujeta a los objetivos que se desean lograr y a la metodología a utilizar para alcanzarlos” (p.26). Asimismo Fernández (2013), la investigación científica consiste en “la búsqueda intencionada de conocimientos o soluciones a problemas de carácter científico; el método científico indica el camino que se ha de transitar en la correspondiente indagación y las técnicas precisan la manera de recorrerlo” según esta mismo autor (ibid) su importancia viene dada: Porque ayuda y contribuye a mejorar el estudio; permite establecer contacto con la realidad a fin de que la conozcamos mejor; constituye un estímulo para la actividad intelectual creadora; ayuda a desarrollar la curiosidad creciente sobre la solución de problemas; además contribuye al progreso de la lectura crítica. (p.5).

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Por lo tanto, este proyecto se enmarca en un tipo de investigación científica; ya que esta es un procedimiento de reflexión, de control, de crítica que funciona a partir de un sistema, que se propone aportar nuevos hechos, datos, relaciones o leyes en cualquier ámbito del conocimiento científico, que proporcione mejoras ajustados a la situación planteada, asimismo proponer soluciones prácticas de acuerdo con los objetivos de estudios planteados.

Diseño de la Investigación

Según el manual de trabajo especial de grado del Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” (2015), “el diseño de investigación de campo posibilita el análisis sistemático de un determinado problema con el objeto de describirlo, explicar sus causas y efectos, comprender su naturaleza y elementos que lo conforman, o predecir su ocurrencia. Una de las características básicas de este diseño es que los datos o información se recaban directamente de la realidad, por tanto reúnen la condición de ser originales, es decir provenientes de fuentes primarias” (p.24). Mediante este diseño se observará de manera directa los métodos para diseñar losas pretensadas en estructuras de grandes luces. Caso Liceo Bolivariano Punta Gorda.

Tipo de Investigación

Según el manual de trabajo especial de grado del Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” (2015), el proyecto factible “consiste en la propuesta de un modelo funcional viable o de una solución posible a un problema de tipo práctico, con el objeto de satisfacer necesidades de entes específicos (institución, comunidad, grupo social, persona en particular, entre otros” (p.27), investigaciones que conllevan al diseño de un producto

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Así mismo Castro (2013), establece que la modalidad de proyecto factible, “Consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos necesidades de organizaciones o grupos sociales que pueden referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos, o procesos. El proyecto debe tener el apoyo de una investigación de tipo documental, de campo, o un diseño que incluya ambas modalidades “(p. 16).

Población

Arias (2016), define la población como “¨como un conjunto finito o infinito de elementos con características comunes para los cuales serán extensivas las conclusiones de la investigación Esta queda delimitad por el problema y por los objetivos del estudio (P.81). Para esta investigación se utilizara como población el área de la losa pretensada de un aula en estudio de 51.84 m² en la cual se basa la losas de techo del Liceo Bolivariano Punta Gorda. Castro (2013), también indica que la población como el número de unidades de análisis que la integran, resultando accesible en su totalidad, no será necesario extraer una muestra, porque la población es el conjunto e individuos que tienen una o más propiedades en común, se encuentra en un espacio, territorio, varían en el transcurso del tiempo. En consecuencia, se podrá obtener datos de toda la población. (Ver Cuadro 2). Cuadro 2. Población Población Área

de

Cantidad techo

aulas 51.84 m²

liceo Bolivariano Punta Gorda

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Técnica e Instrumento de Recolección de Datos

Bisquerra (2012), expone que en el enfoque cualitativo, la recolección de datos ocurre completamente en los ambientes naturales y cotidianos de los sujetos, sirve medir el comportamiento de las variables e implica dos fases o etapas, inmersión inicial en el campo y recolección de los datos para el análisis.(p.83). Para las fases existen distintos tipos de instrumentos, cada uno de ellos con sus características, ventajas y desventajas En este sentido, Cegarra (2014), argumenta que los instrumentos de investigación son los medios que utiliza el investigador para medir el comportamiento o atributos de las variables. Para apoyar la investigación objeto de estudio, se recurrirá a las técnicas de recolección de datos: Observación Directa,

revisión documental,

así como a las herramientas

tecnológicas, utilizadas con el mismo fin S.I.C, Microsoft Project.

Observación Directa

Fernández (2013), manifiesta que en la observación será necesario tener en cuenta dos aspectos que pueden influir en el resultado obtenido tras la misma, es el ocultamiento y la intervención. En el ocultamiento el individuo observado puede percatarse de la presencia del observador y distorsionar la conducta. La intervención denota el grado en que el investigador, estructura el ámbito de observación en respuesta a las necesidades del estudio. Para Castro (2013) la define como “aquella que consiste en el registro sistemático,

valido

y

confiable

de

comportamiento

o

conductas

manifiestos y en la que el observador interactúa con los sujetos observados” (p.428). Se utilizara para comprender mejor la problemática que se está presentando en el área de estudio, para ello se hizo necesario ir al sitio y

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observar los aspectos técnicos relevantes, ya que de este modo se percibe más precisamente la variable objeto de estudio, la cual permite determinar si el método propuesto en esta investigación es viable para la población objeto de estudio, se apoyara con la ayuda de una guía de observación.

Guía de Observación

Castro (2013), la define como un documento que permite encausar la acción de observar ciertos fenómenos. Por lo general, se estructura a través de columnas que favorecen la organización de los datos recogidos produciendo no solo una coevaluación sino también una autoevaluación. El valor que tiene el mencionado instrumento hace que la misma puede actuar como marco teórico ya que al consultarla el observador accederá a información que le ayudará a cómo realizar su tarea y encuadrar su trabajo. Para el registro de la información recabada en sitio, se utilizó una lista de cotejo o chequeo vinculada a los objetivos específicos del presente trabajo de grado, donde en dicha herramienta se indicaron todos los aspectos relevantes asi como datos característicos e información necesaria del terreno de implantación, que contribuyeron con los análisis numéricos para el diseño del sistema fundacional.

Revisión Documental

Bisquerra (2012), manifiesta que las revisiones documentales como un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis, crítica e interpretación de datos secundarios, es decir, los obtenidos como registrados por otros trabajos de investigadores en fuentes documentales, impresas, audiovisuales o electrónicas. El propósito de este diseño fue el aporte de nuevos conocimientos técnicos en el área del diseño de elementos pretensados tipo losas,

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específicamente de losas de techo, se aplicó la técnica de revisión documental, consultando la versión electrónica documentos asociados o relacionados al diseño por flexión, donde se obtuvieron las bases de conocimientos técnicos sólidos, confiables, sustentados bibliográficamente.

S.I.C

Beltrán (2012), define que el Sistema Integrado de Contratos (S.I.C), es una herramienta desarrollada por Felipe Urdaneja, Carolina Urdaneja e Isabel Urdaneja, la cual tiene como propósito permitir a los usuarios realizar presupuestos, análisis de precio unitario, valuaciones, planificación y administración de proyectos. Siendo una de los programas de este tipo más versátiles en la actualidad. Será usado en esta investigación para la realización de presupuestos y análisis de precio unitario de las partidas que requerirá el sistema constructivo que se propondrá.

Técnica de Análisis de Datos

Fernández (2013), expone que el análisis de los datos recolectados se rige por desglosar toda la información adquirida en su parte cuantitativa para profundizar el conocimiento de cada una de ellas. Asimismo Arias (2016), menciona que en este punto se describen las distintas operaciones a las que serán sometidos todos los datos que se obtengan durante la investigación. En lo referente al análisis, se definirán las técnicas lógicas que serán empleadas para descifrar lo que revelan los datos recolectados.

Análisis Descriptivo

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Bisquerra (2012), menciona que es un tipo de metodología a aplicar para deducir un bien o circunstancia que se esté presentando; se aplica describiendo todas sus dimensiones, en este caso se describe el órgano u objeto a estudiar. Los análisis descriptivos se concentran en recolectar datos que describan la situación tal y como es. Por tal motivo, el presente análisis se realizara sobre los resultados de las propiedades de resistencia, deformación unitaria, módulo de elasticidad del material ensayado.

Informe de Resultados

Fernández (2013), argumenta que un informe es la descripción detallada de las características y circunstancias de un asunto específico, que recoge de manera clara y ordenada los resultados y aciertos de un proceso de investigación y observación, para ser comunicados a un público determinado, que bien puede ser una audiencia especializada (técnica, científica, académica), una instancia superior (empresas, organizaciones, entes gubernamentales) o público general (publicaciones de divulgación masiva), en este mismo orden de ideas, se puede demostrar de manera oral o escrita, dicho informe se presentara al final de los objetivos logrados.

Procedimientos de la Investigación

Cegarra (2014), expone que las fases de una investigación son: diagnóstico, factibilidad y diseño de la propuesta, el diagnóstico es una reconstrucción del objeto de estudio, detecta situaciones donde se ponga de manifiesto la necesidad de realizarlo, la factibilidad, indica la posibilidad de desarrollar un proyecto, tomando en consideración la necesidad detectada, lla propuesta debe ser argumentativa, factible, justificativa.

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Fase I. Fase de Diagnostico

En esta fase se buscará identificar los aspectos técnicos para el diseño de losas pretensadas en techos de aulas del Liceo Bolivariano Punta Gorda, estudiando su ubicación, entorno, dimensiones de la sección losa mediante la observación directa y realizando un análisis descriptivo, en el que se determinará si la rehabilitación que se propone en esta investigación es viable, y soluciona la problemática.

Fase II. Alternativas de Solución

Seguidamente, en esta fase se hará la determinación de las diferentes alternativas de solución, haciendo primeramente los estudios de los parámetros de diseño para determinar la resistencia estructural de los nervios de losa de techo, al igual que también se procederá a realizar el análisis costo-beneficio donde se hará el presupuesto, análisis de precios unitario y el cronograma de ejecución de las partidas para cumplir la fase de mantenimiento correctivo utilizando este método de rehabilitación.

Fase III. Propuesta

La fase de la propuesta se hace después de haber realizado todos los estudios anteriores, relacionados con la topografía, hidrología, datos que serán tomados en consideración, así como los análisis costo-beneficio con el cual se determinará si el sistema es viable, que facilite el proceso de diseño, determinación de deflexiones, en el menor tiempo posible, que sea económico viable para la población objeto de estudio.

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LISTA DE REFERENCIAS

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