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Universidad Dr. José Matíías Delgado
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
INDICE GENERAL
INDICE GENERAL ....................................................................................................... I
INDICE DE FIGURAS.................................................................................................IV
INDICE DE TABLAS ...................................................................................................VI
INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1
CAPÍTULO I: CRITERIOS BÁSICOS DE PLANTEAMIENTO ESTRUCTURAL......... 2
1. Sistema Estructural ...................................................................... 5
2. Requisitos Estructurales ............................................................... 7
2.1 Equilibrio ........................................................................................... 7
2.2 Resistencia ....................................................................................... 7
2.3 Economía .......................................................................................... 8
2.4 Geometría ......................................................................................... 9
2.5 Rigidez ............................................................................................ 10
2.6 Continuidad estructural ................................................................... 10
2.7 Peso ................................................................................................ 12
2.8 Materiales competentes .................................................................. 12
3. Tipos De Cargas Que Afectan Las Estructuras .......................... 13
4. Materiales Estructurales ............................................................. 17
4.1 clasificación de los materiales estructurales ................................... 18
4.2 características de los materiales estructurales ............................... 19
4.2.1 el concreto ....................................................................................................... 21
4.2.1.1 Comportamiento Del Concreto A Esfuerzo De Compresión Axial ............ 22
4.2.1.2 Plasticidad En El Concreto ....................................................................... 24
4.2.2 acero de refuerzo ............................................................................................ 26
4.2.2.1 Armaduría ................................................................................................. 28
4.2.3
acero ............................................................................................................. 31
4.2.3.1 propiedades del Acero .............................................................................. 34
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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CAPÍTULO II: ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN ..................................................... 36
5. Cimentaciones ........................................................................... 37
5.1. EL terreno de cimentación. ............................................................ 39
5.1.1 Comportamiento estructural del suelo. ............................................................. 39
5.1.2. Clasificación de tipos de suelo ........................................................................ 40
5.1.3. Soluciones para el mejoramiento de condiciones en suelos. .......................... 42
5.1.4. Estudios de suelo y su función ........................................................................ 43
Cimentaciones Profundas .............................................................. 45
5.2. Cimentaciones por pilotes .............................................................. 46
5.2.2. Pilotes de concreto prefabricado ..................................................................... 48
5.2.3. Pilotes de concreto armado ............................................................................. 49
5.2.4. Encepados ...................................................................................................... 51
5.2.6 Pilas de fundación o pozos .............................................................................. 52
5.2.7 Micro pilotes ..................................................................................................... 53
Cimentaciones Superficiales .......................................................... 56
5.3 cimentaciones por zapatas ............................................................. 57
5.3.1 Zapatas aisladas .............................................................................................. 58
5.3.2 Zapatas combinadas ........................................................................................ 59
5.3.3 Zapatas corridas o continuas ........................................................................... 60
5.4 Cimentaciones por soleras corridas ................................................ 61
5.5 Losa de cimentación ....................................................................... 64
5.6 Tensores ......................................................................................... 65
5.7 Cimiento ciclópeo ............................................................................ 66
CAPÍTULO III: ELEMENTOS VERTICALES ............................................................. 67
6.0 Paredes .................................................................................... 68
6.1 Elementos de una pared ................................................................. 71
6.1.1 Nervios ............................................................................................................. 72
6.1.2 Alacranes ......................................................................................................... 73
Página II
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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6.1.3 Soleras intermedias.......................................................................................... 74
6.2 Sistemas constructivos y materiales de paredes ............................ 75
6.2.1 Mampostería confinada .................................................................................... 75
6.2.2 Mampostería Reforzada Interiormente ........................................ 77
6.2.3 Paredes de concreto reforzado .................................................... 79
6.2.4 Paredes de paneles reforzados. .................................................. 80
6.0 Columnas. ....................................................................................... 81
6.1 Dimensionamiento de las columnas para resistir cargas de gravedad................ 83
6.2 Diseño estructural de columnas. ......................................................................... 85
6.2.1 Diseño de Columnas de concreto Reforzado .............................................. 86
6.2.2 Diseño de Columnas de acero .................................................................... 89
CAPÍTULO IV: ELEMENTOS HORIZONTALES ....................................................... 90
7. Vigas .......................................................................................... 91
7.1 Vigas de concreto reforzado ........................................................... 94
7.1.1 Fallas en vigas ................................................................................................. 95
7.1.2 refuerzo en vigas de concreto .......................................................................... 96
7.2 Vigas Metálicas ............................................................................... 99
7.3 Dimensionamiento de vigas .......................................................... 100
7.3.1 Dimensionamiento de vigas primarias ............................................................ 100
7.3.2 Dimensionamiento En Vigas Secundarias ..................................................... 101
7.3.3 Dimensionamiento en Vigas en Voladizo ....................................................... 102
8. Losas........................................................................................ 103
8.1 Losas unidireccionales .................................................................. 105
8.2 Losas bidireccionales .................................................................... 107
8.3 Dimensionamiento de losas .......................................................... 109
8.3.1 Dimensionamiento de losas DENSAS armadas en una dirección.................. 109
8.3.2 Dimensionamiento de losas densas armadas en dos direcciones
............................................................................................................................ 110
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III
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
8.3.3 Dimensionamiento de losas aligeradas armadas en una dirección
............................................................................................................................ 110
8.3.4 Dimensionamiento de aligerados armados en dos direcciones . 112
8.3.5 Dimensionamiento de losas nervadas ....................................... 113
9. Estructura de cubierta .............................................................. 114
9.1 Cubiertas ........................................................................................................... 116
10.0 Escaleras ............................................................................. 119
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ......................................................... 122
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................ 123
INDICE DE FIGURAS
FIGURA 1.ESQUEMA BÁSICO DE UNA ESTRUCTURA ............................................................................. 6
FIGURA 2. EQUILIBRIO ...................................................................................................................... 7
FIGURA 3. RESISTENCIA ................................................................................................................... 8
FIGURA 4. ECONOMÍA ....................................................................................................................... 9
FIGURA 5. GEOMETRIA ..................................................................................................................... 9
FIGURA 6. RÍGIDEZ ......................................................................................................................... 10
FIGURA 7. CONTINUIDAD ESTRUCTURAL .......................................................................................... 11
FIGURA 8. PESO ............................................................................................................................. 12
FIGURA 9. CARGAS DISTRIBUIDAS ................................................................................................... 14
FIGURA 10. CARGAS CONCENTRADAS ............................................................................................. 14
FIGURA 11.CARGAS AXIALES Y EXCÉNTRICAS .................................................................................. 15
FIGURA 12. COMPRESIÓN ............................................................................................................... 18
FIGURA 13. TENSIÓN ...................................................................................................................... 18
FIGURA 14. FLEXIÓN ...................................................................................................................... 18
FIGURA 15 . COMPONENTES DEL CONCRETO ................................................................................... 21
FIGURA 16. CILINDROS PARA PRUEBA A COMPRESIÓN ...................................................................... 22
FIGURA 17. CILINDRO FINAL LISTO PARA SER PROBADO .................................................................... 23
FIGURA 18. PRUEBAS DE REVENIMIENTO ......................................................................................... 24
FIGURA 19. VARILLAS DE ACERO .................................................................................................... 26
FIGURA 20. MALLA ELECTRO SOLDADA............................................................................................ 27
FIGURA 21. ALAMBRE DE AMARRE .................................................................................................. 27
FIGURA 22. EJEMPLO DE RECUBRIMIENTO ....................................................................................... 29
FIGURA 23.EJEMPLO DE DOBLECES ................................................................................................ 29
FIGURA 24. RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS PARA ELEMENTOS DE CONCRETO ......................................... 30
FIGURA 25 .PERFILES DE ACERO .................................................................................................... 31
FIGURA 26 .PERFIL W .................................................................................................................... 32
FIGURA 27 . PERFIL I ...................................................................................................................... 32
FIGURA 28 .PERFIL WT ................................................................................................................. 33
FIGURA 29 . ESQUEMA BÁSICO DE CIMENTACIÓN .............................................................................. 37
FIGURA 30 . CIMENTACIONES PROFUNDAS ....................................................................................... 45
FIGURA 31 . ESQUEMA DE UN PILOTE............................................................................................... 47
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IV
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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FIGURA 32 . ARMADURÍA DE UN PILOTE PREFABRICADO .................................................................... 48
FIGURA 33 . HINCADO DE UN PILOTE ................................................................................................ 48
FIGURA 34 . PILOTE DE CONCRETO ARMADO .................................................................................... 49
FIGURA 35 . PROCEDIMIENTO DE COLADO DE PILOTES ..................................................................... 50
FIGURA 36 . ENCEPADO .................................................................................................................. 51
FIGURA 37 . PILA DE FUNDACION ..................................................................................................... 52
FIGURA 38. ESQUEMA DE MICROPILOTE ........................................................................................... 53
FIGURA 39 . CIMENTACIONES SUPERFICIALES .................................................................................. 56
FIGURA 40. FUNCIONAMIENTO DE ZAPATAS...................................................................................... 57
FIGURA 41 . PLANTA DE ZAPATA ...................................................................................................... 58
FIGURA 42 . ZAPATAS COMINADAS .................................................................................................. 59
FIGURA 43 . SECCION DE ZAPATA CORRIDA ..................................................................................... 60
FIGURA 44 . MARCOS ESTRUCTURALES DE SOLERA EN PLANTA ......................................................... 62
FIGURA 45 .ELEVACION SOLERAS DE FUNDACION ............................................................................. 63
FIGURA 46 . LOSA DE FUNDACIÓN ................................................................................................... 64
FIGURA 47 . DETALLE TÍPICO DE TENSOR ......................................................................................... 65
FIGURA 48 . CIMIENTO CICLÓPEO ................................................................................................... 66
FIGURA 49 . JUNTAS SÍSMICAS EN ELEVACIÓN .................................................................................. 69
FIGURA 50 . INSTALACIÓN DE DUCTERÍA EN PARED ........................................................................... 70
FIGURA 51 . DETALLES CONSTRUCTIVOS DE NERVIO ........................................................................ 72
FIGURA 52 . ALACRÁN .................................................................................................................... 73
FIGURA 53 . UBICACION DE LA SOLERA INTERMEDIA ......................................................................... 74
FIGURA 54 . ESQUEMA TIPO DE REFUERZO EN MAMPOSTERÍA ........................................................... 76
FIGURA 55 . DOBLEZ DE ANCLAJE .................................................................................................... 76
FIGURA 56 . PARED CON REFUERZO INTERIOR ................................................................................. 77
FIGURA 57 . GANCHOS Y REFUERZOS EN CELDAS............................................................................. 78
FIGURA 58 . UBICACIÓN DE SOLERAS EN CARGADEROS Y REPISAS .................................................... 78
FIGURA 59 . ELEVACIÓN PARED DE CONCRETO ................................................................................ 79
FIGURA 60 .DISTRIBUCIÓN DE REFUERZO EN PARED DE PANEL REFORZADO ....................................... 80
FIGURA 61 . DISTINTOS TIPOS DE PANDEO EN COLUMNAS ................................................................. 82
FIGURA 62 ..................................................................................................................................... 83
FIGURA 63 . TIPOS DE COLUMNA DE CONCRETO ARMADO ................................................................. 87
FIGURA 64 . ESQUEMA DE ZONAS DE CONFINAMIENTO ...................................................................... 88
FIGURA 65 . PERFILES UTILIZADOS PARA COLUMNAS METÁLICAS ....................................................... 89
FIGURA 66 . FLEXIÓN (A) Y CORTE EN VIGAS (B) Y (C) ....................................................................... 91
FIGURA 67 . FUERZAS Y DEFORMACIÓN EN VIGAS ............................................................................. 91
FIGURA 68 . VIGAS, MARCOS Y CONJUNTO DE MARCOS..................................................................... 92
FIGURA 69 . SECCIONES DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO .............................................................. 93
FIGURA 70 . FALLA POR FLEXIÓN ..................................................................................................... 95
FIGURA 71 . FALLA POR CORTE ....................................................................................................... 95
FIGURA 72 . REFUERZO EN VIGAS DE CONCRETO ............................................................................. 96
FIGURA 73 . UBICACIÓN DE REFUERZOS TRANSVERSALS EN VIGAS .................................................... 97
FIGURA 74 . ANCLAJE EN NUDOS ..................................................................................................... 98
FIGURA 75 . TIPOS DE VIGAS ........................................................................................................ 100
FIGURA 76 . LOSA ALIGERADA ...................................................................................................... 103
FIGURA 77 . LOSAS PLANAS Y PERIMETRALMENTE APOYADAS ......................................................... 104
FIGURA 78 .LOSA UNIDIRECCIONAL................................................................................................ 107
FIGURA 79 . LOSA BIDIRECCIONAL ................................................................................................. 108
FIGURA 80 ................................................................................................................................... 109
FIGURA 81 ................................................................................................................................... 110
FIGURA 82 ................................................................................................................................... 111
FIGURA 83 ................................................................................................................................... 112
Página
V
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
FIGURA 84. SECCIÓN DE LOSA NERVADA ....................................................................................... 112
FIGURA 85 . PLANTA DE LOSA NERVADA ........................................................................................ 113
FIGURA 86 . CUBIERTA METÁLICA .................................................................................................. 116
FIGURA 87 . DETALLE DE BOTAGUAS ............................................................................................. 117
FIGURA 88 . DETALLE DE CANAL .................................................................................................... 117
FIGURA 89 . CUBIERTAS DE BARRO ............................................................................................... 118
FIGURA 90 . ESCALERAS............................................................................................................... 119
FIGURA 91 . ESCALERAS FORJADAS .............................................................................................. 119
FIGURA 92 . ESCALERAS DE CONCRETO ........................................................................................ 120
FIGURA 93 . AMARRE DE LOSA DE ESCALERAS A CIMENTACION Y VIGAS ........................................... 121
FIGURA 94 . ESCALERAS METÁLICAS ............................................................................................. 121
INDICE DE TABLAS
TABLA 1 . DIÁMETROS DE VARILLAS SEGÚN SU NÚMERO ................................................................... 26
TABLA 2. ESPESORES RECOMENDADOS PARA LOSAS MACIZAS ARMADAS EN UNA SOLA DIRECCIÓN ... 109
TABLA 3 . ESPESORES DE LOSAS ALIGERADAS SEGÚN SU CLARO..................................................... 111
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VI
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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INTRODUCCIÓN
La finalidad propuesta para esta monografía es exponer el saber
constructivo básico necesario para participar profesionalmente en el mundo de
la arquitectura, siendo así, un recurso útil para la enseñanza de las materias
estructurales de la carrera de arquitectura. El título abarca un tema muy amplio,
sin embargo, este será un punto de partida para que el estudiante
complemente su formación obtenida durante todos los cursos técnicos y
constructivos.
La estructuración es probablemente la etapa más importante del
diseño arquitectónico pues, la seguridad del resultado final del diseño depende
por completo del criterio con que se haya adoptado la estructuración más
adecuada, así como el material óptimo y la aplicación de diferentes conceptos
básicos a tomar en cuenta para cada situación específica.
Ya que, dentro del proceso creativo es en el cual se le da forma a un
sistema estructural para que obedezca a una función, dentro de los parámetros
estéticos definidos, es pues, finalidad de esta guía exponer los criterios
necesarios para que exista un desarrollo integral en este proceso creativo.
Desde los fundamentos, como son, la selección del material con que
se va a constituir la estructura, se presentan las diferentes alternativas, las
cuales esta guía expone en términos generales de ventajas y desventajas,
dichas alternativas, para cada material y cuál es el más utilizado para el diseño
estructural, cubriendo únicamente en consideración esta guía el concreto y
acero. El objetivo debe ser el de adoptar la solución optima, dentro de un
conjunto de posibles opciones de estructuración, en el cual se analizan las
acciones que se consideran influirán o que tienen posibilidad de actuar sobre el
sistema estructural durante su vida útil.
Se presenta la mayor parte de los parámetros en diferentes
situaciones para que el lector tenga una idea básica del comportamiento,
función y problemas con los que podría encontrarse en el momento de estar
realizando su diseño, esto para que el diseño arquitectónico no presente
incongruencias con respecto al posterior diseño estructural ya que esto podría
provocar cambios drásticos dentro de la concepciones preliminares.
1
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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CAPÍTULO I: CRITERIOS BÁSICOS DE
PLANTEAMIENTO ESTRUCTURAL
2
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Una estructura es una entidad física de carácter unitario, concebida
como una organización de cuerpos dispuestos en el espacio de modo que el
concepto del todo domina la relación entre las partes.
Todos los cuerpos están sujetos a fuerzas externas que tienden a
deformarlos. Para contrarrestar los efectos de estas fuerzas, el cuerpo debe
oponer una resistencia interna a fin de conservar su integridad y mantener su
forma original. Si no se da esta resistencia, las fuerzas externas dominan la
situación y destruyen el cuerpo.
Esta resistencia depende en buena parte del material de que esta
hecho el cuerpo, pero también es un factor determinante el ordenamiento de
cada uno de los elementos que la componen, de la acción y el comportamiento
de estos en la absorción de las fuerzas externas.
Para un resultado efectivo en la resistencia del cuerpo físico a los
efectos externos, es necesario que cada uno de sus elementos trabaje en
conjunto con el resto de ellos, de manera integral, de tal manera que si uno de
ellos falla, el trabajo de conjunto no se vea en peligro.
El ordenamiento del conjunto de elementos encargados de resistir los
efectos de las fuerzas externas en un cuerpo es lo que se tiene por estructura. (
Jorge Escobar, 1997).
Todos los cuerpos que cuentan con una forma definida tendrán una
estructura como una propiedad de su constitución, ya que la primera fuerza
externa que tiende a deformar los cuerpos físicos por la ley de la gravedad es el
propio peso del cuerpo.
Las mejores soluciones estructurales son los casos en los que las
fuerzas externas son absorbidas y conducidas al suelo de manera fluida, a
través de una forma lógica y efectiva, sin elementos innecesarios, pero con
todos los elementos necesarios racionalmente dispuestos para su buen
funcionamiento. Todo esto con el mínimo de material, tomando en cuenta el
requerimiento de las cargas a que estará sujeta la estructura, a través del
dimensionamiento adecuado de todos y cada uno de los elementos.
La relación estructura arquitectura es intima y prácticamente no puede
darse una de ellas sin la otra en un problema arquitectónico determinado. Esta
relación es uno de los ingredientes más ligados a la estética de la edificación,
de allí que “La obra arquitectónica que solemos contemplar bajo su aspecto
externo, es en esencia, síntesis orgánica, y racional de un complejo de
elementos estructurales, que integran el esqueleto y aseguran su estabilidad en
3
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
perfecta analogía, como lo que ocurre en la naturaleza con todos los miembros
del mundo animal y vegetal”. (Achille Petrignani , 1970)
La obra estructura no puede ser juzgada por esa razón sólo desde el
punto de vista plástico, sino que también técnicamente: “la forma estructural no
nace sólo de la intuición sino que se necesita además del conocimiento técnico
para descubrirla y diseñarla así como para comprenderla al contemplársela.
(Curt Siegel, 1966, pág. 305)
El punto de partida para la concepción y creación de una estructura
es: el equilibrio, la estabilidad y la resistencia. Cuando la fuerza de gravedad
actúa sobre un cuerpo, su peso y todas las cargas actuantes en ese momento
tienen como destino final el suelo.
El suelo es el receptor de las cargas y es quien debe proveer la
reacción correspondiente para equilibrar el sistema, oponiendo a la suma de las
cargas, una reacción igual y de sentido contrario.
Las posible soluciones de un problema estructural se reducen a un
cierto número, debido a numerosas limitantes, tanto del orden constructivo,
como material, de los cuales deberá escogerse la mejor alternativa en función
de los factores determinantes, a los que se les llama generalmente requisitos
estructurales.
Habrán de determinarse las cargas que actuaran con mayor
frecuencia durante la vida útil de la estructura, pues en base a estas se define
el mecanismo más apropiado para conducir las cargas al suelo.
Siempre se debe buscar la manera más fluida y simple de transmitir
estas cargas, utilizando el mínimo de recursos y sin obstruir el espacio
arquitectónico a utilizar. La seguridad estructural se logra a través de una
previsión adecuada de los fenómenos que se puedan suscitar a lo largo de la
vida útil de la estructura.
4
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
1. SISTEMA ESTRUCTURAL
Por sistema estructural se considera al conjunto de elementos que al
ser interrelacionados entre sí han de asegurar la estabilidad de toda la
estructura y sin que esta pierda su durabilidad.
La manera de ensamblaje y el tipo de miembro ensamblado definen el
comportamiento final de la estructura y constituyen diferentes sistemas
estructurales.
En algunos casos los elementos no se distinguen como individuales
sino que la estructura constituye en sí un sistema continuo como es el caso de
domos, losas continuas o macizas y muros. Dichos elementos deberán de
existir para trasmitir con seguridad el peso de la edificación al suelo. La falta o
mal diseño de uno de estos componentes puede alterar significativamente la
resistencia y estabilidad de la estructura.
En una estructura se combinan y se trabaja con tres aspectos:
•
•
•
Forma, dimensiones con las que se configure el elemento
Materiales, Aquellos con los que se solucione el elemento
Cargas, Fuerzas a las que se somete la estructura.
A la vez para su análisis se puede dividir la estructura en 3 elementos
básicos y necesarios para su funcionamiento:
•
•
•
Cimentaciones
Elementos verticales
Elementos horizontales
Inicialmente, los elementos se estudian por separado, empezando por
el análisis del terreno, luego la cimentación que hace posible la transmisión de
cargas sobre este terreno, seguido de los que transmiten, los elementos
verticales, y por los que producen cargas en mayor medida, los elementos
horizontales. Luego este conjunto deberá forma una unidad a la que se le
denomina estructura o estructura portante.
Ante las cargas de una estructura, cada uno de estos elementos tiene
diferente funciones y requerimientos, los elementos horizontales quedan
limitados por el espacio que cubren y la carga directa que soportan, para los
elementos verticales, será la altura libre entre dos elementos horizontales y la
carga acumulada de los elementos superiores y todo esto pasará a ser una
limitante de su sección.
5
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Si la estructura falla, falla todo el conjunto es pues que el
dimensionamiento y el diseño preciso de los elementos de la estructura
requieren métodos de cálculo que tomen en cuenta las exigencias y las
soluciones posibles.
Figura 1.Esquema básico de una estructura
6
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
2. REQUISITOS ESTRUCTURALES
2.1 EQUILIBRIO
Equilibrio es el estado que todas las fuerzas que actúan sobre los
elementos son contrarrestadas sin afectar su forma. Es el concepto más
fundamental pero es el más esencial, los elementos deberán estar equilibrados
de lo contrario la estructura se volcaría o se vendría abajo bajo el efecto de las
cargas.
Estructuras poco solidas e inestables se pueden derrumbar o deslizar
en caso de que posean una cimentación deficiente. Si esto sucede las
edificaciones contiguas pueden verse afectadas. Debe considerarse una
separación adecuada entre una edificación y otra, para su libre movimiento, en
caso de un sismo.
“Una estructura estable está preparada para afrontar cargas en
cualquier dirección, manteniendo su equilibrio sin que se pierda la integridad de
los elementos componentes de la misma”. ( Jorge Escobar, 1997)
Figura 2. Equilibrio
2.2 RESISTENCIA
Consiste en mantener la conformación de los elementos sin que
produzca falla o ruptura en ellos bajo la acción de las cargas que sobre ellos
actúan. Es muy importante el material a elegir, ya que cada material tiene una
resistencia característica y límites permisibles.
Una estructura puede estar muy bien concebida y equilibrada pero ser
inútil si no existe un material capaz de soportar los esfuerzos a que se verá
sometida la misma.
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Una estructura debe de ser capaz de soportar deformaciones en sus
componentes sin que se dañen gravemente o se degrade su resistencia.
Cuando una estructura es dúctil y tenaz se rompe fácilmente al iniciarse su
deformación por la acción sísmica. Al degradarse su rigidez y resistencia pierde
su estabilidad y se puede colapsar súbitamente
Son el equilibrio y la resistencia los requisitos que determinan la
seguridad de una estructura. No habrá estructura preparada para afrontar
todas las situaciones posibles, pero deberá ser capaz de afrontar las que en el
medio se consideran como usuales.
Figura 3. Resistencia
2.3 ECONOMÍA
Consiste en la conducción correcta de las cargas y fuerzas hacia al
suelo, de la manera más fluida posible y empleando el mínimo de elementos sin
comprometer la seguridad del edificio, racionalizando a partir de la lógica y el
buen criterio el número de elementos, secciones, aprovechando al máximo los
recursos con los que se cuenta.
Aparte del equilibrio, la estabilidad y la resistencia, existen otros
factores que inciden en la eficiencia de una estructura para que cumpla su
función.
8
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Figura 4. Economía
2.4 GEOMETRÍA
Por geometría se contemplan todos los criterios que se relacionan con
las propiedades y medidas de las edificaciones. Geometrías regulares son más
resistentes y evitan costos de estructuración pues no tienen mayores
complicaciones.
En toda edificación se deben construir muros en dos direcciones
perpendiculares entre sí. La geometría de las edificaciones debe ser regular y
simétrica. Una geometría simétrica, bien construida, resiste mejor la acción de
los terremotos. Se debe evitar construir con formas alargadas y angostas donde
el largo es mayor a tres veces su ancho.
Geometrías irregulares o asimétricas en
vertical favorecen que la estructura sufra torsión o
desordenada. A falta de uniformidad se facilita
presenten intensas concentraciones de fuerza, que
resistir.
el plano horizontal como
que intente girar en forma
que en las esquinas se
son en general difíciles de
Figura 5. Geometria
9
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
2.5 RIGIDEZ
La Rigidez en una estructura se refiere a su capacidad de resistir la
deformación y la torsión. Es deseable que la estructura se deforme poco
cuando se mueve ante la acción de un sismo. Una estructura flexible o poco
solida al deformarse exageradamente favorece que se presenten daños en
paredes o divisiones no estructurales, acabados arquitectónicos e instalaciones
que usualmente son elementos frágiles que no soportan mayores distorsiones.
Figura 6. Rígidez
2.6 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL
En estructuras es aquella que existe si la estructura se comporta
como un todo, pues esto permite una respuesta ideal de la edificación. Para
que una edificación soporte una carga su estructura debe ser uniforme,
continua y bien conectada. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez,
una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la
concentración de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que pueden
causar graves daños o el colapso de la edificación.
Las losas deberán ser elementos continuos sin cambios de peralte,
materiales o de posición.
Los ejes de las paredes deben ser paralelos. Debe existir
aproximadamente la misma longitud de paredes en las dos direcciones
perpendiculares de la edificación. Esto se debe a que las fuerzas del sismo se
pueden presentar en cualquier dirección.
10
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Cuando se tienen dos niveles es necesario que las paredes que
soportan el techo sean una continuación de las paredes del primer nivel y a su
vez estas se apoyen sobre la cimentación.
Si las paredes del segundo nivel no coinciden exactamente con las
del primer nivel, éstas únicamente aumentan las cargas o el peso sobre el
primer piso sin ayudar a soportar fuerzas. Las aberturas en las paredes deben
estar distribuidas en todas las paredes en forma equilibrada
Figura 7. Continuidad estructural
11
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
2.7 PESO
Entre más liviana sea la edificación menor será la fuerza que tendrá
que soportar cuando ocurre un terremoto. Grandes masas o pesos se mueven
con mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y, por tanto, la exigencia de
la fuerza actualmente será mayor sobre los componentes de la edificación.
Cuando la cubierta de la edificación es muy pesada, por ejemplo esta
se moverá como un péndulo invertido causando esfuerzos y tensiones muy
severas en los elementos sobre los cuales esta soportada.
Figura 8. Peso
2.8 MATERIALES COMPETENTES
Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una
adecuada resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la
energía que el sismo le otorga a la edificación cuando se sacude. Materiales
frágiles, poco resistentes, con discontinuidades se rompen fácilmente ante la
acción de un terremoto.
12
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
3. TIPOS DE CARGAS QUE AFECTAN LAS
ESTRUCTURAS
Todas las fuerzas y cargas que afectan las estructuras de los cuerpos
tienen como fin en su trayectoria el suelo.
Es aquí en donde se contrarrestan todas ellas, habiendo sido
transmitidas en el cuerpo a través de un mecanismo y un sistema determinado.
Cualquier peso o presión sobre un cuerpo constituye una carga externa sobre
éste.
La determinación de las cargas actuantes sobre un edificio es uno de
los factores más importantes en el análisis de estructuras, ya que se debe
prever con el más amplio criterio las posibilidades reales de acción de las
cargas, dentro de un marco realista y lógico.
El criterio empleado en calcular y determinar las cargas de las
estructuras tiene que buscar garantizar la seguridad del edificio, acatando los
códigos y normas, ya que las nociones contenidas en ellos permiten cubrir los
mínimos necesarios de seguridad y evitar de esta forma que al final la
estructura sea tan costosa que no pueda ejecutarse.
Las cargas más importantes que actúan sobre las estructuras son las
siguientes:
•
El propio peso de la estructura. Sin importar su material siempre
tendrá un peso. Sin embargo existen materiales estructurales más
pesados que otros.
•
El peso de los elementos no estructurales accesorios, tales como tal
muebles, instalaciones, mobiliario fijo, etc.
•
El peso de las personas que habitan o hacen uso del espacio. Esta
carga varía dependiendo la función asignada al espacio.
•
Las fuerzas de viento. Dependiendo de la altura, la ubicación
geográfica, y condiciones climáticas en las que se encuentre el elemento
dichas fuerzas pueden ser críticas.
•
Las fuerzas de sismo, dependiendo del suelo y el lugar en que se
edifica, estas cargas dada su magnitud y su irregularidad en la aplicación
tienden a ser siempre criticas.
13
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
•
Empujes de tierra, agua u otros líquidos. Si las estructuras contienen
volúmenes de los mismos.
•
Cargas por deformaciones causadas por cambios de temperatura,
dependen de las cualidades térmicas de los materiales, que en
condiciones severas también afectan considerablemente las estructuras.
Para simplificar el análisis de cargas se hace necesario clasificarlas
en grupos generales. Por su calidad se pueden clasificar en cargas vivas y
cargas muertas.
Las cargas vivas son cargas no fijas, móviles, que pueden cambiar de
lugar y de posición, así como de magnitud, respecto de la estructura, por
ejemplo el peso de las personas, muebles, etc. Las cargas muertas son cargas
fijas inamovibles y que no cambian de lugar, ni de posición, magnitud, actuando
perennemente sobre la estructura. Por ejemplo el peso de la estructura y los
elementos fijos de los distintos ambientes.
Por su modo de aplicación las cargas pueden ser, concentradas y
distribuidas.
Figura 10. Cargas concentradas
Figura 9. Cargas distribuidas
Las cargas concentradas son las que están aplicadas en un solo
punto o en un área muy pequeña. Por ejemplo el peso de una persona o de un
apoyo vertical. A su vez estas cargas pueden ser axiales o excéntricas
dependiendo si están aplicadas en el eje longitudinal de un elemento o
excéntricamente respecto del mismo. También pueden ser perpendiculares al
eje del elemento.
Las cargas distribuidas son las que están aplicadas en un área o
longitud, encontrándose repartidas en las mismas. Pueden actuar estando
aplicadas de manera uniforme o no uniforme. Las aplicadas de manera
uniforme son las que tienen un valor constante en cualquier punto del área
considerada, o bien varían pero ordenadamente de acuerdo con alguna regla
conocida. Las distribuidas no uniformes son las que varían desordenadamente
14
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
sin ninguna regla lista establecida. En la realidad todas las cargas son no
uniformes, salvo casos muy raros.
Figura 11.Cargas axiales y excéntricas
Cualquier estructura que se pretenda esté en equilibrio, deberá ser
capaz de resistir las cargas actuantes con una disposición adecuada de sus
elementos Y con un material resistente adecuado a la magnitud de esas
cargas.
Para la determinación de cargas es muy importante tomar en cuenta
el uso que se dará al espacio arquitectónico, siendo algunas de ellas fáciles de
determinar ya que existen códigos de diseño, como por ejemplo las cargas
vivas, o algunas cargas muertas, como el peso propio de la estructura que
depende de los materiales empleados y el peso de los acabados.
Sin embargo hay otras cargas más difíciles de determinar en su
magnitud, en las que influye directamente el criterio del diseñador y los códigos
o normativas, tales como las cargas de sismo o viento, que pueden tener un
comportamiento muy irregular y una aplicación eventual que incluso puede no
llegar a darse en la vida útil de la estructura.
Todas estas consideraciones son las que deben regir en la
determinación, de las cargas que afectan las estructuras. El acierto de su
aproximación dependerá de la seguridad del edificio y en muchos casos la
economía de la estructura.
El proceso de diseño estructural se compone de dos fases: fase
funcional y fase estructural. La primera fase es lo que se conoce como el
análisis estructural y consiste en el análisis de las cargas que actuarán sobre la
estructura, así como el sistema con el que se planifica solucionar la estructura.
15
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
La segunda fase es lo que se conoce como el diseño estructural y
consiste en la elección para cada elemento de una adecuada disposición,
dimensiones y forma.
El análisis global de una estructura puede llevarse a cabo de acuerdo
con las metodologías siguientes:
•
•
•
•
Análisis lineal
Análisis no lineal
Análisis lineal con redistribución limitada
Análisis plástico.
Análisis lineal; es el que está basado en la hipótesis de
comportamiento elástico-lineal de los materiales constituyentes y en la
consideración del equilibrio en la estructura sin deformar.
Análisis no lineal; es el que tiene en cuenta la consideración del
equilibrio de la estructura en su situación deformada.
Análisis lineal con redistribución limitada; es aquél en el que los
esfuerzos se determinan a partir de los obtenidos mediante un análisis lineal, y
posteriormente se efectúan nuevos cálculos que satisfacen las condiciones de
equilibrio.
Análisis plástico; es aquel que está basado en un comportamiento
plástico, elasto-plástico o rígido-plástico de los materiales y que cumple al
menos uno de los teoremas básicos de la plasticidad: el del límite inferior, el del
límite superior o el de unicidad.
16
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
4. MATERIALES ESTRUCTURALES
Uno de los aspectos más importantes en el diseño de una estructura
lo constituye la selección de los materiales apropiados.
Tomando en cuenta que cada material tiene sus características
propias, como su resistencia característica y su proceso constructivo especifico,
cada problema estructural tiene que resolverse con el material que mejor se
adecue a las necesidades del problema.
También deberán de ser
consideradas las condiciones climáticas y ambientales, este entorno también
influye en la elección del material a utilizar.
En construcción existen una gran variedad de materiales, sin embargo
solo una parte de estos son aptos para su uso estructural.
Cada uno de estos materiales cuenta con su propia tecnología, desde
su proceso de elaboración hasta su utilización sus técnicas constructivas.
17
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
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9
4 .1
CLA
ASIFICA
ACIÓN
ESTRUC
CTURALE
ES
DE
L OS
MA
ATERIAL
LES
Lo
os materriales estructurales pueden ser con
nvenientem
mente
cclasificados
s de acue
erdo a suss caracteríssticas de trabajo y de los efe
ectos
mecánicos que son ca
apaces de soportar.
s
Un
U materiall puede trrabajar de varias forrmas a la vez, pero
o su
resistencia primaria a determina
ado efecto es
e la que se toma en cuenta parra su
e
estudio,
o sea
s el efeccto mecánicco que mejo
or soporta. Los esfuerrzos mecán
nicos
básicos a los que se puede
en ver so
ometidos lo
os materia
ales
e
estructurale
es son:
•
Comp
presión
Este efecto mecánico ocurre
o
si la
a dirección de las carg
gas
aplicadas converge del elem
a
mento, axiialmente y en parres,
produciend
do entoncess un efecto de compre
ensión.
•
Tensión
Este efecto mecánico
m
o
ocurre
si la dirección de
d las carga
as
aplicadas diverge del
a
d
eleme
ento, axialmente y en pares,
produciend
do entoncess un efecto de tensión.
•
Figura 12. Compresión
Flexió
ón
Este efecto mecánico ocurre si la sección del elemen
nto es
escaza en relación
e
n a su longitud, en la flexión occurren
s
simultánea
mente la tensión
t
y la compressión, ademá
ás de esfu
uerzos
c
cortantes
verticales
v
y horizontales, esfuerrzos norma
ales y mom
mentos
resistentes en todas sus
s seccion
nes.
Entre los materiale
es que trabajan a
ccompresión
n se incluyen principa
almente loss concretoss y
e suelo; mientras
el
m
que
e por tensió
ón están lo
os materiale
es
a base de
e membran
nas como la fibra de
d vidrio, el
polietileno; y por fle
exión se pueden
p
co
onsiderar lo
os
materiales como la madera,
m
el concreto reforzado,
r
el
a
aluminio
y el acero.
Figura 13.
1 Tensión
Figura 14. Flexión
18
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
4.2 CARACTERÍSTICAS
ESTRUCTURALES
DE
LOS
MATERIALES
Al comparar los materiales estructurales entre sí, se puede establecer
que el acero es el más resistente, pero su cálculo es muy riguroso, conlleva
más detalles constructivos, es vulnerable a la corrosión y al fuego, su costo es
elevado, además de ser susceptible en la transmisión de vibraciones y
oscilaciones debido a su alta elasticidad y plasticidad. (Achille Petrignani ,
1970) .
El concreto reforzado es un material de resistencia un poco más baja
que la del acero y aunque sus elementos son de sección muy voluminosa, su
duración es aceptable en condiciones normales y su mayor ventaja es su
plasticidad, lo que hace posible la construcción de estructuras que en otros
materiales resulta casi imposible bajo el punto de vista lógico.
Existe un aspecto importante a considerar en los materiales
estructurales y es el cálculo o estimación de su resistencia. Aunque en
cualquier material existen grados de resistencia que varían de acuerdo con su
calidad, proceso de fabricación, la proporción de sus componentes y otros
factores, en general en los materiales hechos por el hombre como el concreto y
acero puede calcularse su resistencia con bastante exactitud, mientras que en
los materiales naturales como la piedra y la madera esto resulta estimativo.
En base a lo anterior los materiales más completos son los que
trabajan a flexión, puesto que en este efecto mecánico inciden otros efectos
más simples como la compresión, tensión, torsión, los esfuerzos cortantes,
normales, etc. Es decir un material que trabaja a flexión es capaz de trabajar en
otras formas en que intervengan otros efectos mecánicos aislados.
En cuanto a los materiales que trabajan solo a tensión, esto obedece
en primer orden a la configuración del elemento antes que al material en sí,
puesto que los elementos tienen una sección escaza en relación a su área por
lo que son flexibles y esto los condiciona a trabajar únicamente a tensión.
Los materiales que trabajan a compresión, poseen un campo de
aplicación limitado, se pueden ocupar en lugares en que las cargas laterales no
son críticas, ya que la compresión como efecto único es difícil que se dé en una
estructura, en lo que se considera condiciones normales de trabajo.
Contemplando únicamente el acero y el concreto podemos mencionar
las características de cada cual, comparándolas, para su utilización.
Rigidez: el acero es 10 veces más rígido que el concreto reforzado.
19
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Peso: es proporcional a la rigidez del material, así pues el acero es
3.3 más pesado que el concreto reforzado. El peso es una carga muerta que
incide en la deformación de los propios elementos. Los elementos de acero no
pueden ser tan voluminosos como los de concreto reforzado, porque se
deformarían excesivamente por la acción únicamente de su peso.
Volumen: existe una proporción entre la resistencia del material y el
volumen de los elementos estructurales, existiendo condiciones iguales de
carga y claros entre apoyos, los elementos de acero son más esbeltos y los de
concreto lo son menos, y si se considera la madera, estos serán de secciones
masivas en relación a los anteriores.
Durabilidad: el concreto reforzado, es por sus cualidades pétreas, el
más importante en condiciones normales, ya que en ambientes con altos
contenidos de sal se alteran sus procesos químicos internos pudiendo causarle
corrosión. Mientras que el acero y el aluminio por ser metales, están sujetos a
la corrosión, sobre todo en ambiente con alta humedad, lo que puede reducir su
eficiencia si no se le da un mantenimiento preventivo con recubrimientos
anticorrosivos, galvanización, o tratamiento contra la intemperie. El fuego el
afecta en mayor medida, ya que alcanzan rápidamente su punto de fluencia
con el calor, en ocasiones se ocupa el concreto únicamente como
recubrimiento para su protección. ( Jorge Escobar, 1997)
20
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9
4 .2.1 EL CONCRE
ETO
El concreto es un co
onglomerad
do pétreo artificial, que se pre
epara
mezclando una pasta de cementto y agua, con
c arena y piedra tritturada, gravva, u
o
otro
materrial inerte. La substan
ncia químiccamente activa
a
de la
a mezcla es
e el
c
cemento,
el
e cual se une
u físico y químicam
mente con el
e agua y, al
a endurece
erse,
liga los ag
gregados, para forma
ar una ma
asa sólida semejante a una pie
edra.
Fiigura 15 . Comp
ponentes del concreto
Una
U propied
dad particular del conccreto es que puede dá
ársele cualq
quier
fforma; la mezcla
m
húm
meda se coloca en estado plásticco en forma
as o cimbra
as de
madera, plástico, carrtón o mettal, donde se endure
ece o fragu
ua. El conccreto
a
adecuadam
mente prop
porcionado es un matterial duro y durable; es fuerte bajo
c
compresión
n, pero que
ebradizo y casi
c
inútil para
p
resistirr refuerzos de tensión
n. En
miembros estructura
ales somettidos a otros
o
esfue
erzos, que
e no son
n de
c
compresión
n, se agreg
ga un refuerzo de acero, que se introduce, principalme
ente,
para soporttar los esfu
uerzos de te
ensión y corte.
En estructu
uras dond
de los essfuerzos son
s
casi totalmente
e de
ccompresión
n, como pre
esas, muellles o cierto
os tipos de zapatas, puede
p
utilizzarse
c
concreto
sin reforzar; éste se co
onoce como
o concreto simple
s
o masivo.
m
A ve
eces,
mía, se colocan piedrras de gran
n tamaño en
e el concre
eto, reducie
endo
por econom
a las can
así
ntidades de arena y cemento. El término
o agregado
o de boleos se
a
aplica
a piedras dura
as y durablles, cuyo peso
p
individ
dual de cada una no
o sea
o se denomina
mayor de 45 kg; si éstas excceden dicho peso, el agregado
a
agregado
ciclópeo. Se
S llama concreto
c
re
eforzado a aquél que, ademáss del
refuerzo po
or contraccción y cam
mbios de te
emperatura
a, contiene
e otro refue
erzo,
d
dispuesto
de
d tal manera que loss dos mate
eriales actú
úan juntos para
p
resistiir las
f
fuerzas
extteriores
El concreto además tie
ene la venta
aja de ser un
u material moldeable
e con
e que se pueden log
el
grar las má
ás diversass formas. La unión entre
e
estos dos
materiales se logra po
or simple adherencia sin necesid
dad de anclajes o ama
arres
a
adicionales
s. La resisstencia del concreto depende de
d la prop
porción de sus
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Criterios Bá
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9
ccomponenttes a diferrencia de la resistenccia del acero la cual depende de
d su
e
especificac
ción, por ser un material prefabriccado.
Al
A haber essfuerzos a flexión en el concrreto, apare
ecen esfue
erzos
c
cortantes,
para
p
prevenir daños en
e los elementos se provee a lass estructura
as de
piezas de acero
a
que absorben
a
lo
os exceden
ntes que pu
udieran gen
nerarse durrante
e
estos
esfue
erzos, dicho
os piezas son los esttribos, que al mismo tiempo
t
cum
mplen
s función como elem
su
mentos de amarres
a
de las varillas de acero.
Gracias
G
a esta
e
particu
ularidad de
el concreto
o reforzado
o, se varía
a las
posiciones de los reffuerzos a fin
f de logra
ar la adecu
uación en la
l ubicación de
t
tensiones
y compresiones, segú
ún sea el caso
c
en cad
da elementto estructurral y
s deforma
su
ación específica. Así pues el accero de reffuerzo siem
mpre deberrá de
ubicarse en
n las tensio
ones. Sin importar
i
la complejida
ad constru
uctiva del molde
m
e que se vierta
en
v
el concreto el material
m
se comportara
c
igual, ya sea
s en una viga
d 5 metro
de
os de claro como en
n una cásccara de 12
20 metros de claro entre
e
a
apoyos.
4 .2.1.1 COMPOR
C
RTAMIEN
NTO
RZO DE COMPRE
C
ESIÓN AX
XIAL
ESFUER
DE
EL
CON
NCRETO
A
La
a resistenccia a com
mpresión del concreto simple se obtiene
e de
c
cilindros
co
on una rellación de altura
a
a diámetro igu
ual a dos, curados en
e el
laboratorio y probado
os a los 28
8 días o a una edad menor, especificada para
c
concreto
de
e alta resisttencia a tem
mprana eda
ad.
Figura 16
6. Cilindros parra prueba a com
mpresión
Es claro qu
ue un concreto vacia
ado y cura
ado en ob
bra difícilm
mente
desarrollará
d
á la resiste
encia de loss cilindros de
d prueba. Por ello, la
a resistencia
a del
c
concreto
es
specificado
o debe calcu
ularse por encima
e
de la resistenccia supuestta en
22
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9
orciona mie
ento en la mezcla de concreto debe
d
calcularse
los cálculos. El propo
para una resistencia
r
promedio ig
gual o mayyor de 85 kg
g/cm2 que la resistenccia f’c
(esfuerzo de
d compressión) especificada. (Viccente Perezz de Alma, 1993)
Figura 17. Cilindro final liisto para ser pro
obado
o de la pro
Dependiend
D
oporción, relación agua
a-cemento,, supervisió
ón en
la medició
ón y mezcclado, adeccuado vibra
ado, y vig
gilancia en el curado
o, la
resistencia del concre
eto ante la compresión
n axial puede ser hassta de más de 1
0
000
kg/cm
m2. Aunque
e, en con
ndiciones normales
n
y emplean
ndo agrega
ados
c
comunes,
se
s debe co
ontar con concretos
c
c
con
una resistencia a la compre
esión
e
entre
150 y 450 kg/cm
m2, siendo lo
os más com
munes el de
e 200 y 250
0 kg/cm2.
La
a resisten
ncia del concreto a la te
ensión axxial es baja,
a
aproximada
amente de
el orden de un 15 a un 20%
% de su re
esistencia a la
c
compresión
n.
La
a prueba de
d tensión rara
r
vez se
e utiliza pue
es se obtie
enen resulta
ados
inciertos ocasionadoss por los dispositivos
d
s de sujección, los cu
uales producen
f
fallas
prem
maturas por concentracciones de esfuerzos.
e
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9
4 .2.1.2 PL
LASTICID
DAD EN EL
E CONC
CRETO
a plasticida
ad se refierre trabajabilidad de la
a mezcla en relación a su
La
ffluidez. Mezclas co
on mayor plasticidad
d o reven
nimiento tendrán
t
m
mayor
resistencia pero meno
or trabajabilidad.
En las mezcclas se mide con la altura de revvenimiento, prueba qu
ue se
debe realiz
d
zar de la sig
guiente forma: en un molde de forma
f
troncco-cónica y con
las medida
as adecuad
das, se vaccía la mezzcla cuya altura
a
de re
evenimiento se
d
desea
cono
ocer. El molde se llena por parrtes y se pica muy bien para qu
ue la
revoltura esté adecua
adamente apisonada
a
nrase del molde.
m
Una
a vez
hasta el en
hecho esto
o, se extrae el molde cuidadosam
c
mente por la
a parte supe
erior.
Figura 18.
1 Pruebas de revenimiento
No
N todos lo
os elementtos estructturales que
e se haga
an en conccreto
necesitan mezclas
m
de
e igual plassticidad; po
or lo tanto, el directorr de obra debe
d
s
seleccionar
r el revenimiento ade
ecuado, se
egún la cla
ase de obrra a la que se
d
destinará
el
e concreto.
Al
A variar la calidad y dosificación
d
n de las ma
aterias crud
das emplea
adas
e la fabric
en
cación del cemento, se puede obtener ce
ementos esspeciales, cada
c
uno, con ca
aracterística
as diversass.
Común
C
o normal. De
D todos es
e el máss usado y se destin
na a
e
estructuras
s y obras de tipo gene
eral. Se caracteriza por tener alttas resisten
ncias
mecánicas, y produce
e alta generración de ca
alor en su hidratación
h
.
Modificado.
M
. Se caraccteriza por su bajo contenido de
d aluminatto tri
ccálcico y allto contenid
do de ferro aluminato tetra
t
cálcico
o; hace que
e la cantida
ad de
c
calor
que se generra sea moderada; su empleo
o se reco
omienda en la
c
construcció
ón de obrass hidráulicas.
24
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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Rápida resistencia a corta edad. Recomendado cuando el concreto
está destinado, a cargar al poco tiempo de ser colocado en la cimbra, o bien
cuando la cimbra debe ser retirada en un mínimo de tiempo para utilizarse
nuevamente. La generación de calor al hidratarse es muy alta en este cemento.
De bajo calor. Se recomienda para estructuras donde se requieren
grandes volúmenes de concreto. Este cemento se distingue por tener bajos
porcentajes de silicato tri cálcico y aluminato tri cálcico en contraste con altos
porcentajes de silicato di cálcico y ferro aluminato tetra cálcico. Se caracteriza,
principalmente, por una menor generación de calor en su hidratación, mayor
resistencia al agrietamiento y desarrollo más lento para su resistencia final.
Resistente a los sulfatos. Es recomendable su uso cuando la
infraestructura se encuentra expuesta a la acción de líquidos corrosivos o
aguas sulfatadas. Al hidratarse la generación de calor es también baja.
Cemento portland blanco. La diferencia de éste con los otros
cementos estriba en su bajo contenido de óxido férrico, de ahí su color blanco.
Se recomienda para recubrimientos, material de acabados y para lograr efectos
que la obra arquitectónica demande.
Cemento portland-puzolana. Se encuentra formado de una mezcla
de cemento portland, puzolana y yeso. Las puzolanas son materiales silícicos y
aluminosos que con la humedad reaccionan químicamente con la cal formando
compuestos con propiedades cementantes. Su empleo se recomienda en
concretos para obras hidráulicas y marítimas.
25
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Criterios Bá
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9
4 .2.2 ACE
ERO DE REFUER
RZO
Al
A acero lo definimos como el prroducto sid
derúrgico en que el hierro
h
esta combinado con pequeñas
e
p
c
cantidades
de carbono
o. En efecto
o el acero debe
d
c
contener
menos
m
del 1.7% de carrbono.
Figura 19
9. Varillas de Ac
cero
La
as varillas de acero para
p
refuerzzo del conccreto se ha
acen a parttir de
acero re la
a
aminado y de acero de lingote. Además de
d su grossor el hierrro se
identifica por
p grados de resistencia; los más
m
comun
nes en el mercado
m
so
on el
g
grado
40 y el grado 60.
6 Estos números
n
se
e refieren a la resiste
encia del hierro,
c
cuanto
may
yor es el número,
n
má
ás resistentte será la varilla.
v
Amb
bos gradoss son
a
aptos
para la construccción.
Numero
de Varilla
d
Diámetro
en
Pulgadas
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1/4”
3/8””
1/2”
5/8”
3/4”
7/8
8”
1”
1 1/8”
1 1/4”
Tabla 1 . Diámetros de
e varillas según su número
Una
U de las suposicione
s
es fundame
entales en las que se basa el disseño
d concretto reforzado es que el
del
e acero y el
e concreto
o actúan jun
ntos, como
o una
unidad.
Existen diferentes tipos de varilla
as de hierrro, las cuales pueden
n ser
lisas y corrugadas.
Si se utilizan
n varillas lissas, la tran
nsmisión de
e esfuerzoss depende de
d la
a
adhesión
entré
e
el ace
ero y el con
ncreto; parra suministrrar una me
ejor adherencia,
las varillas de refuerzzo se hace
en con salie
entes o corrrugacioness y se cono
ocen
e
entonces
como
c
varillas corruga
adas. Esto
os salientes tienen el
e propósito
o de
26
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
suministrar una adherencia mecánica, independiente de la adhesión entre
concreto y acero; por lo tanto, se permiten esfuerzos de adherencia más altos
cuando se utilizan varillas corrugadas y todo el refuerzo es de este tipo. Las
varillas núm. 2 sólo vienen en tipo liso.
Existe también la Malla Electro soldada la cual es fabricada con
alambres de acero laminados en frío, corrugados y electro soldados. Este
proceso de laminado en frío, hace que la maya adquiera una gran resistencia a
la tensión.
La Malla Electro soldada está fabricada con alambres longitudinales
de igual calibre y soldados entre sí, formando una cuadrícula de 6''x 6'' en
calibres 10, 8, 6, 4 y 3. Sus aplicaciones más comunes suelen ser pisos,
paredes, lozas, entrepisos, calles, aceras y pavimentos rígidos.
Figura 20. Malla Electro soldada
Figura 21. Alambre de Amarre
27
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
4.2.2.1 ARMADURÍA
La armaduría es el refuerzo de un elemento estructural de concreto
armado, que trabaja a tensión, puede ser prefabricada o armada en el sitio de
la obra con varillas de acero, según los detalles mostrados en los planos.
La armaduría es elaborada por obreros calificados llamados
armadores, los cuales realizan su trabajo con herramientas adecuadas para
esa labor, llamadas “grifas” que sirven para hacer los dobleces de los
elementos de acero.
Una varilla de acero al ser doblada en un sentido ya no puede ser
enderezada para ser doblado nuevamente, pues esto reduce su límite de
fluencia.
Es así que el proceso de fabricación de armaduría se divide en 4
etapas:
•
•
•
Cortado: Se cortan las piezas de acero, considerando los
empalmes y dobleces, para esta operación se utiliza una cizalla
manual o una cortadora de disco.
Doblado: consiste en doblar las piezas cortadas, con el ángulo
y la longitud especificadas en los detalles estructurales,
utilizando las grifas para el doblado y un banco de trabajo
fabricado con cuartones, con guías de varilla para determinar el
ángulo del doblez.
Armado: consiste en amarrar los estribos previamente
doblados a los hierros longitudinales con la separación
especificada en planos, utilizando alambre de amarre. Se debe
considerar la posición alternada del empalme.
28
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
ural
23 de jun
nio de 2009
9
•
Coloccación: una
a vez arm
madas las piezas se colocan en
e la
ubicación que le
es correspo
onde según el plano esstructural. Toda
T
armad
duría debe
e quedar re
ecubierta de
e concreto y para aisslarla
se le
e colocan cubos de concreto llamados helados
h
de
e un
tamañ
ño igual al espesor esspecificado
o y se fijan a la armad
duría
con alambre
a
de amarre.
Figura 23.Ejemplo de
d Dobleces
Figura 22. Ejemplo
o de Recubrimie
ento
29
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Los recubrimientos mínimos de concreto al refuerzo serán:
•
•
•
•
7.5 cm. en el lecho inferior de las zapatas.
5.0 cm. en las caras de los elementos en contacto con el suelo.
4.5 cm. en vigas y columnas ( al refuerzo principal )
2.5 cm. en soleras, nervios, vigas y columnas con ancho menor
de 0.25m
Figura 24. Recubrimientos mínimos para elementos de concreto
30
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
4.2.3
ACERO
El acero es un compuesto que consiste casi en su totalidad de hierro,
que normalmente es más del 98%, contiene también pequeñas cantidades de
carbono, sílice, manganeso, azufre, fósforo y otros elementos. El carbono es el
material que tiene mayor efecto en las propiedades del acero. La dureza y
resistencia aumentan a medida que el porcentaje de carbono se eleva, pero el
acero resultante es más quebradizo y la posibilidad de soldadura disminuye
considerablemente. Una menor cantidad de carbono hace al acero más suave y
más dúctil pero también menos resistente. La adición de elementos tales como
cromo, sílice y níquel produce aceros considerablemente más resistentes.
Estos aceros, por lo tanto, son más costosos y son usualmente más difíciles de
elaborar.
Figura 25 .Perfiles de Acero
El acero estructural puede laminarse económicamente en una amplia
variedad de formas y tamaños sin un cambio apreciable de sus propiedades
físicas. Los perfiles de acero se identifican por la forma de su sección
transversal, como ejemplos, están los ángulos, tes, zetas y placas. Existen dos
grandes tipos de perfiles: las vigas estándares americanas y las de patín ancho.
Las primeras son las conocidas como vigas I o viguetas I, mientras que las
segundas se conocen como vigas W, ya que ambas tienen sección en I.
El lado interno de los patines de una viga W, puede ser paralelo al
lado externo, o casi paralelo, con una pendiente máxima de 1:20 en la
superficie interior, dependiendo del fabricante.
Las viguetas I que fueron las primeras en laminarse, tienen una
pendiente en el lado interno del patín de 1:6. En el patín de las viguetas W el
31
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
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23 de jun
nio de 2009
9
espesor es
e
s casi consttante, en co
omparación
n al acuñad
do de las vig
guetas I, fa
acilita
las conexio
ones. Los perfiles estructuraless se marccan median
nte un sisttema
d
descrito
en
n el “Manua
al of Steel Construction
C
n” publicado
o por la AIS
SC con el fiin de
usarse en dibujos,
d
especificacion
nes y diseñ
ños. Este siistema esta
a estandarizzado
d tal man
de
nera que to
odos los fa
abricantes de perfiless de acero pueden ussarlo
t
tanto
para fines de identificació
ón como para
p
manejjo y facturración. Algunos
e
ejemplos
de este siste
ema de identificación abreviado
a
s
son:
•
Perfil W 27 X 114, corresp
ponde a un
na vigueta de patín ancho
Figura 26 .P
Perfil W
•
(W) de
d aproxima
adamente 27
2 pulgada
as de peraltte, con un peso
de 114 libras/pie
e.
Perfil I 12 X 35 correspond
c
de a una vig
gueta I de 12 pulgada
as de
peraltte, con peso de 35 librras/pie.
Figura 27
7 . Perfil I
•
Perfil WT 18 X 40
4 es una te que se obtiene cortando un perfil
de ala
a ancha de
e 36”, que al ser corttado en doss resulta en
e un
perfil de aproxim
madamente 18 pulgadas de peralte con un peso
de 80
0 libras/pie. Este tipo de perfil es
e conocido como un
na te
estrucctural.
32
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
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23 de jun
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9
Figura 28 .P
Perfil WT
Para
P
más información
n se debe recurrir
r
al Manual
M
de AISC de acero
a
e
estructural
a mayoría de las estructuras de
d acero en los Esta
ados Unido
os se
La
f
fabrican
co
on un acero estructurral al carbó
ón denomin
nado A36 por
p las norrmas
A
ASTM.
Este tipo de accero se pue
ede clasifica
ar en 3 grandes grupo
os:
•
•
•
para
Acero
os al carbó
ón, utilizado
o por lo ge
eneral en estructuras
e
edificios y puenttes por proccesos de re
emachado y soldadura
a.
Acero
os de baja
a aleación y alta re
esistencia, poseen mayor
m
resistencia a la corrosión
c
Acero
os aleados, tratados al calor para
a construccción, son acceros
más tenaces
t
y re
esistentes. (Jack C. McCormac,
M
1971)
Es oportuno
o mencion
nar que exxisten otro
os grupos que no están
e
c
cubiertos
por
p las normas ASTM, entre lo
os cuales se puede mencionar los
a
aceros
de alta
a resistencia y los de
d súper allta resistencia, amboss poseen lím
mites
d resisten
de
ncia muy ele
evados en relación
r
a los aceros de
d norma.
33
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
4.2.3.1 PROPIEDADES DEL ACERO
Al someter una pieza laminada de acero estructural se somete a una
fuerza de tensión, comenzará a alargarse. Si la fuerza de tensión se incrementa
en forma constante, el alargamiento aumentará constantemente, dentro de
ciertos límites. En otras palabras, el alargamiento se duplicará. Cuando el
esfuerzo de tensión alcanza un valor aproximadamente igual a la mitad del
esfuerzo en la ruptura, el alargamiento empezará a incrementarse en una
proporción mayor que el incremento de esfuerzo correspondiente.
Al realizar un diagrama de esfuerzo deformación, en el acero, el punto
más alto sobre la porción de línea recta es llamado límite de proporcionalidad.
El mayor esfuerzo que puede soportar el material sin ser deformado
permanentemente es llamado límite elástico. Ya que, este valor es difícil de
medir, por lo general se considera sinónimo de límite de proporcionalidad, es
por esta razón que se puede utilizar el término límite elástico de
proporcionalidad.
Al esfuerzo al que corresponde un incremento en el alargamiento o
deformación, sin que exista un incremento en el esfuerzo se conoce como
límite de fluencia. Probablemente el límite de fluencia es la propiedad más
importante del acero, ya que los procedimientos de diseño elástico están
basados en este valor, con excepción de los miembros sometidos a
compresión, donde el pandeo es un factor. Más allá de este límite, existe una
zona en la que se da un incremento muy alto en la deformación, esto sin haber
incremento de esfuerzo. La deformación que ocurre antes del punto de fluencia,
se conoce como deformación elástica; la deformación que ocurre después del
punto de fluencia, sin que incremente el esfuerzo, se conoce como deformación
plástica. El valor de esta deformación es normalmente de diez a quince veces
el valor de la deformación elástica.
Esta supone una ventaja al acero, pues una estructura de acero tiene
una reserva de deformación plástica que el permite resistir sobrecargas y
choques repentinos. Si no tuviera esa capacidad, podría romperse
bruscamente, como sucede con el vidrio y otros materiales parecidos.
Luego de la deformación plástica, existe una zona donde es necesario
un esfuerzo adicional para producir deformación adicional, que es llamado
endurecimiento por deformación. Luego de esto la curva continuara en el
diagrama hasta el esfuerzo necesario y la resistencia final, y descenderá antes
de la ruptura. Para la falla en los aceros, las deformaciones totales son de 150
a 200 veces las deformaciones elásticas.
34
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Una propiedad muy importante de una estructura que no haya sido
cargada más allá de su punto de fluencia, es que recuperará su longitud
original solo cuando se le retire la carga. Si se hubiese llevado más allá de este
punto, solo alcanzaría a recuperar parte de su dimensión original. Si después
de que las cargas se han retirado, la estructura no recobra sus dimensiones
originales, es porque se ha visto sometida a esfuerzos mayores que su punto
de fluencia. (Jack C. McCormac, 1971)
En las estructuras de acero se pueden utilizar dos tipos de diseño:
•
•
Diseño elástico: el diseñador estima la carga de trabajo y
dimensionas los miembros, en base a ciertos esfuerzos
permisibles, los cuales son fracciones del esfuerzo en el límite
de fluencia del acero. También llamado diseño por esfuerzo
permisible o diseño por esfuerzo de trabajo.
Diseño plástico: En este método las cargas de trabajo se
estiman y multiplican por ciertos factores y los miembros de
diseñan considerando en las resistencias a la falla o al colapso.
También conocido como diseño al límite o diseño a la falla o a
la ruptura.
35
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
CAPÍTULO II: ELEMENTOS DE
CIMENTACIÓN
36
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
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23 de jun
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9
5.
5 CIMEN
NTACIO
ONES
Se entiende
e por cimen
ntación el conjunto de
d elementos en conttacto
c el terre
con
eno sobre lo
os que se apoyan
a
los elementos verticales de la estrucctura
portante. Su
S función es distribu
uir las carg
gas proveniientes del edificio en una
s
superficie
suficientem
mente grande como para
p
que la tensión de compre
esión
resultante sea
s inferiorr a la que es
e capaz de
e soportar el
e terreno, siempre mucho
menor que la de cualq
quier materrial de consstrucción.
F
Figura
29 . Esqu
uema básico de cimentación
Pero,
P
a pesa
ar de ser ba
ajas las ten
nsiones, tod
do terreno sometido a una
c
carga
se deforma.
d
Un
n correcto diseño de la cimenta
ación no so
olamente busca
q no se rompa, sino
que
o que esass deformaciones o asie
entos sean
n las misma
as en
t
todos
los elementos
e
d la cimentación. Si eso
de
e no ocurrre así, es decir,
d
si existen
a
asientos
diferentes,
d
normalmen
nte llamad
dos diferen
nciales, la estructura
a del
e
edificio
va a estar som
metida a un
nas tensione
es para las cuales no está prepa
arada
y acabará por
p figurarsse o agrieta
arse.
Lo
os diferenttes tipos de cimentacción no su
urgen, como ocurre en
e el
resto de lo
os elemento
os construcctivos, de consideracio
c
ones sobre
e los materriales
utilizados o de los prrocedimienttos de pue
esta en obrra, ya que,, en este caso,
c
prácticame
ente el mate
erial es únicco, el concrreto, casi siiempre arm
mado.
En el caso de que la
as cimenta
aciones se
e encuentre
en en terre
enos
ó
óptimos
y las cargas proveniente
es de las edificacione
e
es produzca
an poca pre
esión
relativa, se
e sitúan a poca pro
ofundidad, ya que basta
b
con la cimenta
ación
37
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
superficial, que consigue, con una excavación pequeña, distribuir las cargas
mediante un ensanchamiento de la superficie de apoyo
Si el terreno no es tan bueno con relación a la carga a soportar, la
dimensión del cimiento se puede agrandar hasta llegar al extremo de ocupar
toda la planta del edificio con unas losas armadas. Pero también es posible
utilizar las denominadas cimentaciones profundas, basadas en pilotes que
buscan en capas más profundas un terreno resistente o reparten la carga en el
terreno deficiente mediante el rozamiento que producen sus superficies de
contacto
38
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.1. EL TERRENO DE CIMENTACIÓN.
La falta de datos sobre las características físicas y constitución del
suelo sobre el cual se pretende construir una estructura ha sido causada que al
erigirse esta, se presenten sorpresas y gastos extraordinarios que bien podrían
haber sido evitados mediante un estudio de suelo antes de la construcción.
Conocido es el hecho que cuando una estructura se asienta de forma
desigual se provocan en las la misma deformaciones que ocasionan grietas
que pueden ser muy perjudiciales a la estabilidad de ella, y en no pocas
ocasiones el aislamiento ha sido causa del colapso total o parcial de las
edificaciones.
El objeto de una cimentación es proporcionar el medio para que las
cargas de la estructura, concentradas en columnas o en muros, se trasmitan al
terreno produciendo en este un sistema de esfuerzos que puedan ser resistidos
con seguridad sin producir asentamientos, o con asentamientos tolerables, ya
sean estos uniformes o diferenciales.
5.1.1
SUELO.
COMPORTAMIENTO
ESTRUCTURAL
DEL
Del terreno nos interesa conocer dos variables fundamentales:
•
•
La profundidad a la que se encuentra el estrato que puede proporcionar
una respuesta adecuada a las cargas transmitidas por el edificio, y
Las características que determinan su respuesta, es decir, la tensión
que puede admitir sin romperse y su deformabilidad o capacidad de
asentamiento.
En casi la totalidad de los casos los terrenos son muy heterogéneos,
de manera que casi siempre nos encontramos estratos de apoyo cuyas
características resistentes o de asentamiento o la cota de profundidad pueden
variar en pocos metros de distancia.
De manera que además de lo anterior es necesario conocer las
heterogeneidades que pueden provocar asentamientos diferenciales y
deformaciones en la estructura o en los cerramientos del edificio.
La complejidad del comportamiento mecánico del terreno se
acrecienta por el hecho de que su contenido de agua o humedad puede influir
decisivamente, con lo cual a las anteriores se ha de añadir esta nueva variable,
que puede afectar a los estratos resistentes o sólo a los superficiales. (jamens
ambrose, 2001)
39
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.1.2. CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE SUELO
Desde el punto de vista de la Geotecnia, o ciencia que nos
proporciona el conocimiento del terreno como elemento resistente, los terrenos
se clasifican en rocas y suelos. La definición de roca es equivalente a la del
lenguaje corriente:
Un material compacto y resistente, para cambiar la forma del cual son
necesarios medios y herramientas contundentes (explosivos, martillos
Neumáticos, etc.).
En cambio, un suelo es un agregado de granos y partículas que se
pueden separar por acciones mecánicas más o menos sencillas como
máquinas excavadoras.
Como las rocas en pocas ocasiones afloran en la superficie, la
mayoría de los edificios están construidos sobre suelos.
Considerando su comportamiento mecánico, las diferencias son algo
más precisas: las rocas son materiales a los que se les puede aplicar la teoría
de la elasticidad, al igual que a casi todos los materiales de construcción; por el
contrario, los suelos tienen una respuesta mecánica que dista mucho de
poderse considerar elástica. El estudio de ambos tipos de terrenos da lugar a
dos ramas de la ciencia diferenciadas: la Mecánica de rocas y la Mecánica del
Suelo.
Según su origen las rocas se dividen en:
•
•
•
Magnéticas,
Sedimentarias,
Metamórficas.
Según su estructura material las rocas dividen en:
•
•
Rocas isótropas, sin visible estratificación (granitos, dioritas, etc.) de
origen magnético,
Rocas estratificadas (pizarras, exquisitos, etc.) de origen sedimentario y
metamórfico.
La clasificación de los suelos requiere considerar de qué tipo de
materiales pueden estar compuestos en relación con el tamaño de sus granos.
Por una lado tenemos de grano grueso o áridos, gravas y arena, y por otro los
de grano fino, los limos y las arcillas.
40
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
La frontera entre unos y otros de acuerdo a su diámetro, es la
siguiente:
•
•
•
•
•
Gravas y gravillas es mayor a 2 mm,
Arenas gruesas y medias oscila entre 2 mm y 0,2 mm
arenas finas entre 0,2 y 0,06 mm
limos inorgánicos es menor de 0,06 mm
arcillas es inferior a 0,002 mm.
El comportamiento mecánico ante la acción de la carga de un edificio
de cada uno de los tipos es diferente. Los suelos de grano grueso reaccionan
por efecto del rozamiento interno entre granos y son muy poco compresibles.
Los de grano fino reaccionan por la cohesión y pueden ser muy compresibles.
Los primeros se denominan suelos sin cohesión o granulares y los segundos
suelos coherentes.
En realidad, no existen suelos que sólo contenga un único tipo de
grano sino que siempre son mezcla de varios y con proporciones totalmente
variables, lo cual requiere utilizar expresiones como arcilla arenosa o arena
arcillosa. Según todo lo anterior, complementado con su capacidad portante,
los suelos se pueden clasificar en:
1. Terrenos sin cohesión, formados fundamentalmente por áridos,
grava, arena y limo inorgánico, pudiendo contener arcillas en cantidad moderada, y que a su vez pueden ser:
• Terrenos de graveras, si predominan las gravas y gravillas,
• Terrenos arenosos gruesos, si predominan las arenas gruesas
y medias,
• Arenosos finos.
2. Terrenos coherentes, formados fundamentalmente por arcillas, que
pueden contener áridos en cantidad moderada. Al secarse forman
terrones que no pueden pulverizarse con los dedos. Según su
consistencia y su resistencia a compresión en estado natural no
alterado.se clasifican en:
• duros, cuando los terrones con su humedad natural se rompen
difícilmente con la mano, con resistencia a compresión
superior a 4 kg/cm2.
• semiduros, cuando los terrones con su humedad natural se
amasan difícilmente con la mano, con resistencia entre 2 y 4
kg/cm2.
• blandos, cuando los terrones con su humedad natural se
amasan fácilmente, permitiendo obtener entre las manos
cilindros de 3 mm de diámetro.
41
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
•
fluidos, cuando los terrones con su humedad natural,
presionados en la mano cerrada fluyen entre los dedos.
3. Terrenos deficientes cuando en general no son aptos para la
cimentación. Entre ellos se encuentran los siguientes:
• fangos inorgánicos, limos inorgánicos y arcillas con gran
cantidad de agua, que no permite la formación de cilindros que
resistan su propio peso.
• terrenos orgánicos, los que contienen proporción notable de
materia orgánica.
• terreno de relleno o echadizos, de naturaleza artificial, como
vertederos sin consolidar.
5.1.3. SOLUCIONES PARA EL MEJORAMIENTO DE
CONDICIONES EN SUELOS.
La compactación es un medio para aumentar la resistencia y disminuir
la compresibilidad de los mismos, no fue reconocida sino hasta la aparición del
rodillo para de cabra en 1906. Con la Aparición de la prueba de PROCTOR se
han desarrollado mejores mecanismos para controlar y analizar la
compactación de los suelos proporcionando mejores resultados en las
diferentes situaciones que se pudiesen presentar.
El agua puede variar notablemente la respuesta mecánica de los
suelos, especialmente la de los coherentes o arcillosos.
Si se carga un terreno coherente saturado puede ocurrir que, aunque
la tensión esté muy alejada de la de rotura, se deforme excesivamente por
expulsión parcial del agua que contiene y la consiguiente disminución de volumen. Si esta disminución es exactamente igual bajo todo el plano de la
cimentación, no se produce ninguna rotura en el edificio. Pero esa igualdad es
difícil ya que el propio terreno no es homogéneo y los edificios, en general,
también dan cargas diferentes según las zonas.
La complejidad de la influencia del agua se incrementa por el hecho
de su variabilidad según la época del año y la frecuencia de las lluvias. A pesar
de que la superficie de los terrenos llanos no montañosos esté seca, en las
capas inferiores existen mantos de agua en las capas permeables. El nivel de
profundidad en el que se empieza a encontrar agua se denomina nivel freático.
En campo abierto, este nivel varía según la época del año más que en las
ciudades, en las que influyen otras variables como la rotura de conducciones
de agua, construcciones de muros enterrados que cambian las corrientes
subterráneas, etc.
42
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Estos cambios de humedad provocan modificaciones en las
características del suelo. Por ejemplo, en los suelos arenosos puede disminuir
la resistencia al corte, o en los arcillosos un aumento de humedad disminuye la
cohesión.
En este caso, es necesario buscar zonas en que el nivel freático sea
constante, y cimentar por encima o bien por debajo de los niveles de
fluctuación.
No hay que olvidar, a pesar de no ser tan decisivas, otra variable
relacionada con el agua, la cota de socavaciones.
En terrenos no urbanizados puede ocurrir que una corriente
subterránea produzca un desplazamiento de parte del terreno. Si es así, ha de
buscarse una cota para cimentar por debajo de la zona previsiblemente
afectada.
5.1.4. ESTUDIOS DE SUELO Y SU FUNCIÓN
La importancia del conocimiento de un elemento tan complejo y
fundamental en un edificio como es el terreno, que al mismo tiempo presenta
multitud de variables que determinan su comportamiento, obliga a establecer
unos procedimientos de análisis sistemáticos denominados Estudios
Geotécnicos, que deben estar realizados por personal especializado. En
general estos estudios están regulados por la NTE-CEG (Norma Tecnológica
de la Edificación. Cimentaciones. Estudios Geotécnicos). Su realización consta
de tres fases:
•
•
•
La elaboración de la Información previa,
La campaña de reconocimiento de campo, y
Ensayos de laboratorio sobre muestras tomadas en la segunda.
En la primera, se ha de conseguir el máximo de datos ya existentes
sobre:
•
•
•
•
El proyecto del edificio a realizar,
El terreno en concreto: plano acotado, usos, obras anteriores, posibles
modificaciones del perfil original, etc.,
De los terrenos colindantes, estudios geotécnicos ya hechos, de las
edificaciones situadas en un radio de 50 m, número de plantas, tipos de
estructuras, etc.,
De toda la zona, estudios geológicos generales que den información
sobre existencias de rocas o estratos resistentes utilizados normalmente
para cimentar, capas freáticas, etc.
43
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
La campana de reconocimiento de campo se centra sobre el terreno y
se basa en un estudio en profundidad de varios puntos. En cada uno de ellos
se trata de averiguar la naturaleza del terreno hasta la profundidad que sea
necesaria.
Las técnicas de reconocimiento más usuales son los pozos o
calicatas, los sondeos y los ensayos con penetró metros.
La realización de pozos, si bien permite la observación directa del
terreno y la extracción de muestras, es lenta y cara. Mucho más usual es el
sondeo que se realiza con diferentes herramientas que consiguen realizar una
perforación profunda de la que se van extrayendo informaciones.
Los ensayos mecánicos dan información sobre la resistencia del
terreno. Se ha de citar, por su uso habitual, el SPT (Standard Penetration Test).
Se basa en introducir en el suelo una cuchara hueca, que también puede tomar
muestras, mediante el impulso producido por una maza de caída libre. La
resistencia del terreno se cuantifica por el número de golpes necesario para
producir una penetración de 30 cm.
Mediante todo este conjunto de importaciones se puede determinar la
naturaleza de las diferentes capas en profundidad del terreno. Relacionando
entre sí los distintos puntos en los que se han realizado los sondeos, podemos
llegar a deducir unos cortes estratigráficos de toda la parcela en estudio.
En la tercera fase se acaba de completar el conocimiento de las
diferentes capas mediante ensayos de laboratorio que precisan sus
propiedades físico-mecánicas.
Con todo ello se elabora finalmente el Informe geotécnico
imprescindible en cualquier tipo de obra de construcción.
44
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Las cimentaciones profundas se encargan de transmitir las cargas
que reciben de una construcción a mantos resistentes más profundos; son
profundas aquellas que transmiten la carga al suelo por presión bajo su base,
pero pueden contar, además, con rozamiento en el fuste.
Se utilizan para transmitir adecuadamente cargas proporcionadas por
elementos puntales, como estructuras a base de marcos
Sus dimensiones serán tales que su profundidad excede por mucho a
su anchura.
Figura 30 . Cimentaciones profundas
45
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.2. CIMENTACIONES POR PILOTES
El pilote es como un pilar de considerable tamaño, hincado en el
terreno. Su eficacia depende de los dos posibles métodos de transmisión de las
cargas:
Los materiales de los pilotes pueden ser madera, acero y concreto
armado. Los procedimientos, la hinca y el vaciado y relleno posterior.
La hinca se puede hacer con pilotes de madera, acero y concreto
prefabricado. El relleno del vaciado sólo con concreto.
Sin embargo, en la actualidad los pilotes de madera y de acero son
muy poco frecuentes y el concreto casi siempre se utiliza.
Se opta por pilotes cuando el estrato resistente está muy profundo o
simplemente no se tiene un estrato resistente. Además de resolver la
cimentación en terrenos deficientes pueden ser útiles cuando los cimientos
estén sometidos a tracción, como por ejemplo en edificios altos sometidos a
acciones de viento, o estructuras tensadas con cables.
Las formas en que trabaja un pilote son las siguientes:
Rozamiento y adherencia entre el terreno y el fuste del pilote, que, si
es necesario, puede absorber tracciones
Transmisión por punta, cuando ésta está apoyada en una capa
profunda de terreno resistente
Rozamiento y Transmisión, La acción del terreno no se limita al
rozamiento sino que al envolver al pilote también impide que se deforme por
pandeo. Si no se puede confiar en esta capacidad, el pilote deberá tener más
sección.
La capacidad por fricción del pilote depende del perímetro del pilote y
de su longitud y la capacidad por punta depende netamente del área.
Cuando el pilote trabaja por fricción este tiene capacidad de trabajar
tanto a cargas de compresión como de tensión ya que la fricción se desarrolla
en ambos sentidos.
En el mercado se encuentran pilotes prefabricados en diámetros de
30,40 o 50 cm y se pueden construir pilotes vaciados en el sitio de 60 cm de
diámetro.
46
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
ural
23 de jun
nio de 2009
9
Se debe cuidar
c
que
e no falle
e el suelo
o ni que tampoco falle
estructuralm
e
mente la fu
undación. La
L falla del suelo se controla
c
con
n el númerro de
pilotes a co
olocar.
La
a separació
ón mínima entre pilote
es depende
e de las reccomendacio
ones
del Ing. Esttructural, esstas oscilan
d
n entre 21/2
2 a 31/2 ve
eces el diám
metro del pilote,
e
entre
centros, pero no
o menos de
e 75 cm.
Es necesarrio también
n disponerr de un elemento que actúe
e de
distribuidorr de las cargas de la columna
d
c
sobre los pilo
otes. Son lo
os denomina
ados
e
encepados
s, que no son
s
sino ele
ementos de
e gran área
a apoyadoss en los pilotes
q reciben
que
n una carga
a puntual en su centro
o.
Columna
Encepado
o
Pilotes
Figura 31
1 . Esquema de un pilote
47
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
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23 de jun
nio de 2009
9
5 .2.2. PIL OTES DE
E CONCR
RETO PR
REFABR ICADO
El procedimiento de hin
nca es el mismo
m
aunq
que puede ser mucho más
potente, ya
a que el co
oncreto se refuerza co
on una pun
nta de ace
ero denomin
nada
a
azuche.
os pilotes acostumbra
a
an a tener una longitu
ud de 6 m y a medida
a que
Lo
sse van hin
ncando se empalman entre sí con
c
unioness de tipo caja
c
y espiga o
bayoneta.
El proceso
o de hinccado mejo
ora la ca
alidad del terreno. Los
inconvenientes son consecuenc
c
cia del procceso de pu
uesta en ob
bra, el hinccado,
q
que
puede
e producir vibraciones y desarrreglos importantes en edificacio
ones
v
vecinas
en el caso de que el terrreno sea urrbano.
Se hincan en
e el terreno mediante
e unas maq
quinas a go
olpe de ma
asas,
ccon martillo
o neumáticco y son prefabricado
p
os, constitu
uidos en to
oda su long
gitud
mediante tramos en
nsamblable
es. Son re
elativamentte caros ya que están
e
f
fuertement
e armadoss para resistir los essfuerzos du
urante el transporte
t
y el
hincado en
n el terreno..
Una
U vez hinccado en el terreno , esste ejerce sobre
s
el pilo
ote y en tod
da su
ssuperficie lateral , una
a fuerza de adherencia
a que aume
enta al con
ntinuar clava
ando
mas pilote
es en lass proximidades , pudiendo conseguir
c
mediante este
procedimie
ento , una consolidació
ón del terreno .
Es importante indicar que
q la operración de hincado
h
del pilote deb
be de
realizarse siempre
s
de dentro haccia fuera.
Figura 32
2 . Armaduría de
e un pilote prefa
abricado
Figura 33 . Hiincado de un piilote
48
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.2.3. PILOTES DE CONCRETO ARMADO
El procedimiento genérico para realizar un pilote consiste en la
excavación del terreno, el cual debe actuar a modo de encofrado perdido, sobre
la que se introduce la armadura y posteriormente el concreto.
Figura 34 . Pilote de concreto armado
Existen diferentes métodos para realizar los pilotes y se diferencian en
el procedimiento de realización del vaciado del espacio que debe ocupar el
concreto:
•
•
•
Por desplazamiento, con azuche o con tapón de gravas, por efecto de la
presión ejercida por un mazo que cae sobre la camisa que evita el
desprendimiento de tierras,
Por extracción mediante una cuchara especial,
Por barrenado, mediante una barrena de diámetro del pilote
Durante el procedimiento de perforación, para evitar que las tierras se
desprendan y ocupen el hueco realizado, se puede utilizar los siguientes
métodos:
•
Uso de camisa o entubación recuperable, o tubo de acero que después
de realizado el hueco se retira
•
Uso de camisa perdida, lo mismo pero sin retirar lo por la presencia de
agua, por ejemplo,
•
Uso de lodos tixotrópicos (es un mortero a base de cemento, cal aérea y
áridos calcáreos y silíceos) que, si no hay presencia de agua, actúan
como sólidos que impiden el desprendimiento de tierras.
49
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
En general se observan cinco momentos de un proceso genérico:
1.
2.
3.
4.
5.
hincado de la tubería mediante la extracción del material suelto,
penetración en roca,
colocación de la armaduría,
extracción de tubería y colocación de concreto
pilote finalizado.
Figura 35 . Procedimiento de Colado de pilotes
50
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
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9
5 .2.4. ENC
CEPADO
OS
Debido
D
a que
q
los pilo
otes son elementos
e
de poca sección y que
precisamen
nte trabajan
n sobre terrrenos de resistencia deficiente, lo habitua
al es
necesitar más
m de un pilote para
a poder tran
nsmitir la carga prove
eniente de cada
c
una de las columnas.
Cada
C
uno de
e estas colu
umnas se conecta
c
a un
u encepad
do, el cual es
e un
e
elemento
de
d gran árrea, que trransmite a su vez ca
argas a ca
ada uno de
e los
pilotes.
La
as cargas a que está
án sometido
os requiere
en una área
a muy gran
nde y
unas armaduras dispuestas con
nvenienteme
ente para absorber
a
lo
os esfuerzo
os de
t
tracción
y, especialme
ente, cortan
ntes
Lo
os encepad
dos son ele
ementos análogos a la
as zapatas aisladas.
a
Figura 36 . Enc
cepado
51
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
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9
5 .2.6 PILA
AS DE FU
UNDACIÓ
ÓN O PO
OZOS
Este tipo de fundación se diferenccia de los pilotes
p
en que siempre
e son
vvaciados en
e el sitio y son de mayor diáme
etro. Las piilas constan
n de un cu
uerpo
principal lla
amado fuste
e y un ped
destal llama
ado pozo o pila que se
s encuentrra en
la superficie.
La
a forma en
n que se construye
c
e a base de
es
d anillos de
d concretto de
s
sección
cónica. Estoss anillos tra
abajan a co
ompresión soportando
o los esfue
erzos
d empuje lateral del suelo.
de
Su diámetro
o es por lo
o general mayor de 800 mm. El fuste pu
uede
presentar fallas
f
por compresión
c
argo debido
o a su gran
n diámetro esta
, sin emba
f
falla
es muy improbab
ble.
La
as pilas o pozos de cimentació
ón se planttean
ccomo solu
ución entre
e las cime
entaciones superficia
ales,
(zapatas, lo
osas, etc.) y las cime
entaciones profundas. La
e
elección
de
d pozos de cime
entación aparece
a
co
omo
c
consecuen
cia de re
esolver de
e forma económica,
e
la
c
cimentació
n de un edificio
e
cua
ando el esstrato firme
e se
e
encuentra
a una profu
undidad de 4 a 6 mts.
Estas solucciones con pozos re
ectangulares o
ccirculares están
e
condicionadas por
p los medios manua
ales
d excavac
de
ción, pudie
endo alcanzzar profund
didades de
e 30
mts. Con medios
m
me
ecánicos. Se
S puede observar
o
cierto
parecido co
on los pilote
es de gran diámetro.
La
as formas geométriccas adoptadas, según
n la
portante de
c
capacidad
el terreno y su situacción respectto a
la edificació
ón pueden ser:
Lo
os pozos circulares suelen varriar desde los
0
0.60
m (dim
mensión mínima para permitir el acceso de
e un
o
obrero)
has
sta los 2 m de diámetrro.
Según las necesidade
n
es, los pozzos se pue
eden
e
ejecutar
de
e hormigón armado, o de hormigó
ón en masa
a.
De
D forma análoga
a
a las zapattas, se de
eben
ssoleras que
e comuniqu
uen entre los pozos, para
p
rigidezz de
los mismo
os, siendo criterio del estructu
urista cóm
mo y
c
cuándo
deb
ben disponerse.
Fig
gura 37 . Pila de
e
fundacion
52
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.2.7 MICRO PILOTES
El micro pilote es un elemento de cimentación, resistente a los
esfuerzos de tracción y compresión; está compuesto por un tubo de acero
colocado en el interior de un orificio perforado en el terreno y recibido en el
mismo mediante una lechada de cemento inyectado. Su diámetro es menor de
200 mm.
Figura 38. Esquema de micropilote
53
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
El elemento resistente del pilote es una armadura de forma tubular
que se coloca con roscado o soldadura de los diferentes tramos.
Este procedimiento es aplicable cuando las capas o estratos
superficiales de terreno no poseen la capacidad portante suficiente para
absorber las cargas trasmitidas por la estructura del edificio. Son una solución
viable para mejorar terrenos con pendiente.
La capacidad portante del micro pilote es inferior a la de los pilotes.
Se utilizan en terrenos donde no es posible la ejecución de pilotes
convencionales, ya sea por dificultad en los accesos como otras causas que lo
impidan.
Los micro pilotes pueden emplearse en los siguientes casos:
a)
Como refuerzo de cimentaciones para la ampliación de edificios.
b)
En recalce de edificios o por aumento de cargas sobre
cimentaciones existentes.
c)
Cimentaciones profundas en predios de dimensiones reducidas
con difícil acceso.
d)
Refuerzo y sostenimiento de cimientos existentes para excavación
de sótanos.
e)
Cimentaciones profundas en predios con terreno no apto para
pilotes convencionales.
f)
Cuando se debe cimentar una estructura que tiene estructuras
colindantes donde no se permite:
• el golpeteo fuerte
• las vibraciones
• excavaciones extensas
• Acceso de máquinas clásicas de cimentación por pilotes
normales.
g) En la elaboración de pantallas de micro pilotes para:
• Recalzar estructuras colindantes
• Posibilitar la excavación hasta determinada profundidad sin
ademados.
Su uso es una alternativa en los casos en que las pantallas
tradicionales continuas o de pilotes de gran diámetro no pueden realizarse.
Para todo esto debe conocerse el estudio de suelo respectivo.
Se realiza el trazo de los micro pilotes mediante tubos varillas de
acero corrugado con un alambre en la punta, luego se realiza la perforación. El
diámetro de la barrena se establece de acuerdo al diámetro especificado en
proyecto para el micro pilote.
54
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
La barrena perfora con movimiento compuesto de giro y descenso.
Con la longitud de la barrena se controla la profundidad de la excavación, y
cuando se llega a la cota exigida, se detiene la perforación.
Luego se realiza la limpieza del fondo inyectando agua a presión y se
coloca la armadura tubular centrada respecto al eje del micro pilote.
La armadura se prepara fuera de la zona a pilotar, previendo los
tramos de tubo necesarios para efectuar los empalmes mediante rosca o
soldadura, y se corta el tramo del tubo con la longitud necesaria.
Esta armadura debe sobresalir del terreno una longitud determinada
(entre 60 y 90 cm.) a fin de soldarle luego tubos redondos de acero que
garanticen la adherencia entre encepados y micro pilotes.
Colocada la armadura, se procede a realizar una inyección de lechada
de cemento para evitar que se contamine o se introduzcan objetos extraños en
la armadura. Para luego proceder con la inyección de concreto.
Por lo general, la inyección se realiza en tres fases:
En la primera fase se inyecta el cemento por gravedad, hasta que
rebosa por el espacio anular entre la armadura tubular y el terreno. Se espera
hasta que fragüe antes de inyectar en segunda fase.
En la segunda fase se realiza la formación del bulbo de anclaje del
micro pilote al terreno, inyectando a presión.
Por último, se rellena el interior de la tubería con la mezcla de
cemento. Si se observan admisiones anormales, se fuerza la penetración del
relleno con presión de aire obturando en cabeza. Cada tipo de micro pilote
requiere de diferentes proporciones de cemento y agua para su rellenado.
Luego de finalizar la inyección, se realizan las soldaduras continuas
en la armadura tubular del micro pilote que sobresale del terreno, unos
redondos de acero corrugado o capuchones para producir buena adherencia
entre el micro pilote y el encepado.
55
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Los cimientos superficiales son aquellos que descansan en las capas
superficiales del suelo, las cuales son capaces de soportar la carga que recibe
de la construcción por medio de la ampliación de base, es decir anchura es
igual o mayor a su profundidad.
Este tipo de cimentaciones se desarrollan por lo general linealmente,
ya que se utiliza para transmitir adecuadamente cargas proporcionadas por
estructuras de muro o paredes de carga.
Uno de los materiales de construcción de cimientos superficiales es la
piedra (básicamente tratándose de construcciones ligeras), en cualquiera de
sus variedades siempre y cuando esta sea resistente, maciza y sin poros. Sin
embargo, el concreto armado es un extraordinario material de construcción y
siempre resulta más recomendable.
Figura 39 . Cimentaciones superficiales
56
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
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nto Estructu
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23 de jun
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9
5 .3 CIME NTACIO NES PO R ZAPAT
TAS
Figura 40. Func
cionamiento de zapatas
Una
U
zapata
a es un tiipo de cim
mentación superficial (normalm
mente
aislada), qu
a
ue puede ser
s empleada en terre
enos razonablemente homogéne
eos y
d resisten
de
ncias a com
mpresión me
edias o alta
as. Consiste
en en un ancho prism
ma de
c
concreto
situado bajo las column
nas de la esstructura.
Su función es
e transmittir al terreno
o las tensio
ones a que
e está some
etida
e resto de la estructura y anclarlla.
el
En general son de planta cuadrrada, pero en la proximidad de
e los
linderos pu
ueden hace
erse rectan
ngulares o circulares
c
c
cuando
los espacios útiles
ú
d excavac
de
ción dejan los pozos de esta fo
orma. Se ha
acen de co
oncreto arm
mado
para que sean cap
paces de distribuir fuertes ca
argas en una superficie
s
a mientras las zapata
as no se ju
unten
importante. Esta solución será satisfactoria
d
demasiado
o; de ocurrirr esto será mejor la cim
mentación corrida.
c
La
a zapata está formada por conccreto armad
do, el cual debe ir arm
mado
s
según
los cálculos
c
de las cargass que reciba
a dicha cimentación.
Existen vario
os tipos de
e zapatas en
e función de si servirrán de apo
oyo o
s
soporte
a una
u
o varia
as columna
as, a contin
nuación se describen varios algunos
t
tipos
de zapatas.
57
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.3.1 ZAPATAS AISLADAS
Es aquella zapata en la que descansa o recae una sola columna.
Encargada de transmitir a través de su superficie de cimentación las cargas al
terreno. Empleadas para pilares aislados y terrenos de buena calidad, cuando
la excentricidad de la carga de la columna es pequeña o moderada.
Esta última condición se cumple mucho mejor en las columnas no
perimetrales de una construcción. Las zapatas aisladas según su esfuerzo
vertical esté en el centro geométrico de la zapata se distingue entre:
•
•
Zapatas centradas o interiores.
Zapatas excéntricas o medianeras y de colindancia.
Las zapatas de lindero conforman la cimentación perimetral,
soportando los pilares o muros excéntricamente; la sección del conjunto paredzapata tiene forma de L para no invadir la propiedad del vecino. Pueden ser
medianeras y de esquina.
Las zapatas aisladas descentradas tienen la particularidad de que las
cargas que sobre ellas recaen, lo hacen en forma descentrada, por lo que se
producen unos momentos de vuelco que habrá de contrarrestar. Algunas de las
soluciones para evitar el momento de vuelco seria utilizando una viga o solera
centradora, que comunique la
zapata con el resto de la
cimentación, Esta tiene la misión de
absorber el momento de vuelco de
la zapata descentrada.
Las zapatas interiores
sustentan
paredes,
muros
y
columnas según su eje y se
encuentran
centradas sobre las
cargas que sobre ellas recaen. La
sección pared-zapata tiene forma de
T invertida; poseen la ventaja de
distribuir mejor el peso del conjunto.
Figura 41 . Planta de zapata
58
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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5.3.2 ZAPATAS COMBINADAS
A veces, cuando un pilar no puede apoyarse en el centro de la zapata,
sino excéntricamente sobre la misma o cuando se trata de un pilar perimetral
con grandes momentos flectores la presión del terreno puede ser insuficiente
para prevenir el vuelco de la cimentación. Una forma común de resolverlo es
uniendo o combinando la zapata de cimentación de este pilar con la más
próxima, o mediante vigas de atado, de tal manera que se pueda evitar el giro
la cimentación.
Figura 42 . Zapatas cominadas
Un caso frecuente de uso de zapatas combinadas son las zapatas de
medianería o zapatas de lindero, que por limitaciones de espacio suelen ser
zapatas excéntricas. Por su propia forma estas zapatas requieren para un
correcto equilibrio una viga de atado. Dicha viga de atado junto con otras dos
zapatas, constituye un caso de zapatas combinadas.
Otro caso de fundaciones combinadas es cuando soportan más de
dos columnas. La combinación puede cubrir columnas de un solo eje y se
convierte en fundación alargada. Si se reúnen todas las columnas de una
edificación se convierte en losa de fundación.
59
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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5.3.3 ZAPATAS CORRIDAS O CONTINUAS
Se emplea normalmente este tipo de cimentación para sustentar
muros de carga, o pilares alineados relativamente próximos, en terrenos de
resistencia baja, media o alta Este tipo de cimentación se utiliza en obras
grandes en las cuales debido al área de construcción y al terreno, no se
pueden utilizar las cimentaciones corridas.
Las zapatas corridas están indicadas cuando:
•
•
•
•
•
•
•
se trata de cimentar un elemento continuo
se quiere homogeneizar los asientos de una columna de pilares.
Se quiere reducir el trabajo del terreno
para normalizar defectos y heterogeneidades del terreno
por la proximidad de las zapatas aisladas, resulta más sencillo realizar
una zapata corrida
Cuando la cimentación está diseñada para una estructura formada por
apoyos aislados (columnas) y la resistencia del terreno no tiene gran
capacidad de soporte, serán más adecuada
la zapata corrida para unir dos o más columnas. Dichas columnas
podrán mandar a la zapata cargas simétricas, lo que dará como
resultado una zapata de ancho uniforme. Cuando las cargas son
asimétricas, la zapata tendrá anchos distintos para transmitir al terreno
una fatiga uniforme.
Figura 43 . Seccion de Zapata corrida
60
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.4 CIMENTACIONES POR SOLERAS CORRIDAS
Es un tipo de fundación de concreto armado que se desarrolla
linealmente a determinada profundidad y su anchura depende tanto del tipo de
suelo, demanda por diseño y la normativa o códigos que se puedan aplicar.
Se utiliza principalmente para transmitir cargas proporcionadas por
estructuras de paredes o muros portantes.
Además es importante mencionar que la solera de fundación debe ser
un polígono perimetralmente cerrado, es decir, construido sobre los ejes de las
paredes portantes unidas entre sí sin interrupciones.
De acuerdo con la ubicación y forma como le llegan las cargas, las
soleras de fundación pueden ser:
Soleras de fundación centradas. Cuando la pared se encuentra
centrada al eje de la solera y las cargas son aplicadas en su centro.
Soleras de fundación de colindancia. Cuando la pared se encuentra
en un lado de la solera y las cargas son excéntricas al eje de la solera.
Entre algunos de los requerimientos mínimos para las cimentaciones
de edificaciones de una y dos plantas podemos mencionar:
El concreto debe tener una resistencia mínima a la compresión, f´c, a
los 28 días de 210 kg/cm².
Debe cimentarse sobre suelo firme. En caso de cimentar sobre
relleno, este debe ser efectuado con material adecuado –tierra blanca o
material selecto no plástico- y compactado.
En suelos compresibles, blandos o con nivel freático superficial el
ingeniero geotecnista deberá dar las recomendaciones adecuadas de acuerdo
al tipo de suelo y a las características del diseño.
Materiales no aptos como suelos orgánicos o con ripio (material de
desperdicio) deberán ser desalojados del sitio donde se construye la
cimentación.
Cuando el terreno sea inclinado, con una pendiente mayor del 5 por
ciento, la solera de fundación se debe construir con una superficie horizontal en
su nivel de desplante, de forma escalonada en el sentido de la pendiente, y con
una profundidad de cimentación mínima de 500 mm.
61
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
No se permite construir soleras de fundación que tengan superficies
inclinadas en su nivel de desplante.
Para proveer un amarre del sistema de cimentación, todas las soleras
de fundación deberán conformar cuadros cerrados. Cuando no exista pared, la
solera de fundación deberá ser continuada hasta que intercepte a otra Las
soleras de fundación deben formar cuadros completos.
Figura 44 . Marcos estructurales de solera en planta
Todas las paredes deberán ser cimentadas sobre soleras de
fundación corridas y desplantadas a una profundidad no menor de 500 mm.
En ningún caso el ancho de la solera de fundación para viviendas de
un nivel será menor de 300 mm ni de 400 mm para viviendas de dos niveles.
Las soleras de fundación para viviendas de un nivel deben ser
reforzadas al menos con 3 varillas longitudinales No. 3 y varillas transversales
No. 3 a cada 200 mm, terminando con gancho de 90 ó 180 grados.
62
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Las soleras de fundación para viviendas de dos niveles deben ser
reforzadas al menos con 4 varillas longitudinales No. 3 y estribos cerrados No.
2 a cada 150 mm.
Los refuerzos verticales para los diferentes sistemas constructivos
deben estar anclados en las soleras de fundación. El anclaje de las varillas
deberá ser por medio de un gancho estándar de 90 grados.
Cuando la varilla de refuerzo horizontal sea colocada en un bloque
solera, el recubrimiento mínimo será de 10 mm con respecto a la cara interna
del bloque.
No se permite el traslape de más del 50 por ciento del acero
longitudinal del elemento (nervio, solera, pared, losa) en una misma sección.
Figura 45 .Elevacion soleras de fundacion
63
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
5.5 LOSA DE CIMENTACIÓN
Consiste en soportar todo la estructura sobre una losa de concreto
armado, extendida a una superficie tal que tomando la carga total que transmite
el edificio y dividiéndola por ella no se solicite al suelo un esfuerzo mayor que el
de su capacidad portante admisible.
Para edificios pequeños el espesor de losa está entre 15 y 22.5 cm; y
para edificios mayores se usan espesores de 22.5 a 37.5 cms.
Cuando son insuficientes otros tipos de cimentación y si se teme el
efecto del asentamiento del terreno, se aplica la cimentación por losas. En
general, cuando la superficie de cimentación mediante zapatas aisladas o
corridas es superior al 50% de la superficie total del terreno, es conveniente el
estudio de cimentación por placas o losas.
Una losa de cimentación es entonces un elemento estructural de
concreto armado cuyas dimensiones en planta son muy elevadas con relación a
su profundidad y puede llegar a tener las mimas dimensiones de la edificación
en planta.
La losa de fundación se debe comportar como un elemento
monolítico.
Figura 46 . Losa de fundación
64
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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5.6 TENSORES
Son elementos que impiden el movimiento horizontal relativo entre
pedestales, columnas o cualquier otro elemento de soporte puntual; es decir
sirven como arrostriamento entre elementos verticales. Es pues de esta forma
que los tensores terminan quedando embebidos en los pedestales de los
elementos verticales.
Se consideran como fundaciones porque son elementos enterrados
pero no soportan ningún tipo de carga vertical. Otra de sus funciones es
contrarrestar momentos de vuelco en zapatas excéntricas.
Sus dimensiones son por lo general más pequeñas que la solera
corrida, sin embargo su proceso constructivo y forma en general son muy
parecidos.
Figura 47 . Detalle típico de tensor
65
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
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nto Estructu
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9
5 .7 CIMIE
ENTO CIC
CLÓPEO
O
En terrenos cohesivos donde la zanja
z
pueda
a hacerse con
c paráme
etros
vverticales y sin despre
endimiento
os de tierra,, el cimientto de concrreto ciclópe
eo es
s
sencillo
y económico.
e
El procedimiento para su construcción conssiste en ir vaciando
v
de
entro
de la zanja
d
a piedras de
e diferentess tamaños al tiempo que
q se vierrte la mezclla de
c
concreto,
procurando
p
mezclar pe
erfectamen
nte el concrreto con lass piedras, de
d tal
f
forma
que se evite la continuidad
d en sus jun
ntas.
Figu
ura 48 . Cimiento Ciclópeo
66
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23 de junio de 2009
CAPÍTULO III: ELEMENTOS VERTICALES
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6.0 PAREDES
Una pared es una estructura sólida vertical que protege o define un
espacio. En construcción, las paredes se utilizan como elementos que delimitan
espacios, ya sea si estas son paredes con importancia estructural o únicamente
funcionan como divisiones.
Los sistemas constructivos para la construcción de paredes han
permanecido esencialmente los mismos desde hace mucho tiempo.
Si la pared tiene función estructural se denomina pared maestra, muro
portante o muro de carga. Las paredes construidas con bloques de concreto o
mampostería confinada casi nunca son sólo un elemento delimitador, sino que
comúnmente son también estructurales, soportando vigas, placas, techo o
entrepiso.
Estas paredes con función estructural deberán contar con suficiente
resistencia para soportar tanto las cargas gravitacionales como las sísmicas en
edificaciones, sean estas de una o más plantas.
Las paredes con función estructural siempre deberán de contar con
algún tipo de refuerzo en su estructuración.
Por lo general la forma de refuerzo típico es mediante nervios y
soleras en la modalidad de mampostería confinada con ladrillo, mientras que en
las paredes con modalidad de bloque de concreto por lo general es mediante
un refuerzo interior vertical colocado en los huecos de las piezas además de un
refuerzo horizontal colocado en las sisas.
Sin embargo es posible la utilización de mampostería confinada
acompañada del bloque de concreto, en cuyo caso no se utilizarían refuerzos
adicionales.
De acuerdo con su función, las paredes se clasifican en dos grupos:
a) Paredes de división. Son las que no poseen importancia estructural con
relación a la edificación y su función únicamente es delimitar espacios.
b) Paredes Estructurales. Son aquellas que, además de soportar las cargas
gravitacionales muertas y vivas, resisten las cargas laterales causadas
por el sismo o viento.
Las paredes estructurales a su vez se clasifican en:
1. Paredes de carga: las que, además de las cargas laterales, resisten las
cargas gravitacionales.
68
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
2. Paredes de rigidez: aquellas que, aparte de las cargas laterales,
únicamente soportan su propio peso como carga vertical.
Es muy común en la práctica que para bajar costos al construir se
incorporen paredes medianeras como separación entre dos construcciones, es
decir que ambas edificación compartan una misma pared.
Esta medida no solamente es prohibida, sino que, únicamente se
puede adoptar al construir vivienda en serie y genera problemas de seguridad
en un futuro, cuando uno de los propietarios desea hacer modificaciones o
ampliaciones en su edificación.
Si uno de los propietarios desea hacer una segunda planta afronta el
problema que la pared colindante es compartida por lo que legalmente no
podría hacer uso de esta pared para apoyar cualquier elemento adicional.
Si aun así, se construye un segundo nivel en este tipo de pared, se
afecta radicalmente la resistencia, rigidez y seguridad de las edificaciones,
debido a que introduce nuevas cargas gravitacionales y sísmicas al conjunto de
viviendas, afectando no solamente la unidad donde se han realizado las
modificaciones sino también al conjunto de edificaciones que comparten
paredes medianeras y demás elementos.
Toda construcción debe estar separada de sus linderos con los
predios vecinos a una distancia no menor de 5cm.
Esta medida es con el fin de evitar el choque de las edificaciones con
las construcciones ubicadas a su alrededor, ya sea que estas sean de un nivel
o de dos.
Es recomendable que en una edificación no se presenten diversidad
de materiales en la construcción de componentes que desempeñan trabajos
similares. Por ejemplo, si las paredes de carga son de ladrillo, no se deben
combinar con bloques de concreto o concreto reforzado.
Figura 49 . Juntas sísmicas en elevación
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Las tuberías y ductos se deberán instalar sin dañar la pared. Se
puede realizar una ranura en la pared para guiar las tuberías y ductos siempre
que se respete los siguientes los parámetros:
•
•
•
La profundidad de la ranura no exceda de la cuarta parte del espesor de
la pared.
El recorrido sea vertical, jamás podrá ser horizontal.
El recorrido no sea mayor que la mitad de la altura libre del muro.
En las paredes de bloque de concreto no se podrá alojar tubos o
ductos en celdas con refuerzos. Las celdas con tubos y ductos deberán ser
rellenadas con concreto después de colocada la tubería.
Figura 50 . Instalación de ductería en pared
70
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
6.1 ELEMENTOS DE UNA PARED
Para que una pared sea capaz de soportar las exigencias que se
generan en una edificación se pueden construir elementos que la refuerzan
para evitar que esta se debilite o sufra daños con el tiempo o durante un sismo.
A continuación se describen los diferentes tipos de elementos
constructivos.
71
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
ural
23 de jun
nio de 2009
9
6 .1.1 NER
RVIOS
Son los elem
mentos esttructurales que sirven
n para trasmitir carga
as de
las paredes
s directame
ente a las cimentacio
c
nes, y está
án sometido
os a efecto
os de
c
carga
axial y momento
o flexionante. Se utilizzan para refforzar las paredes
p
y lo
ograr
a
amarrar
es
stas a otros elementoss de refuerzzo como so
on las solerras, alacran
nes y
f
fundacione
es.
Lo
os nervios se componen de 4 varillas
v
unid
das con esstribos que
e van
ccolocados a cierta disstancia entrre sí. El reffuerzo mínimo de los nervios serrá de
4 varillas No.3
N
(9.5 mm
m) y grapass o estriboss No.2 a cada 15cms.
Lo
os Nervioss deben ten
ner como dimensión mínima el espesor de
d la
pared, salv
vo en pared
des de 100 mm de esp
pesor dond
de la dimensión mínim
ma de
los nervios deberá serr de 150 mm.
Lo
os estriboss de los ne
ervios serán
n cerrados, de una pieza
p
y deb
berán
rematarse en una essquina con
n un doble
ez de 135 grados, seguido de una
e
extensión
de
d 6 veces el diámetrro de la varrilla del estrribo, pero no
n menor de
d 35
mm. (Norm
ma especial para diseñ
ño y constru
ucción de viviendas, 2004)
Figura 51
1 . Detalles cons
structivos de ne
ervio
72
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
6.1.2 ALACRANES
Son los elementos estructurales que sirven para darle refuerzo a la
pared en el sentido horizontal y horizontal, en lugares como huecos de puertas,
ventanas, paredes medianeras, pasillos pórticos, etc.
Ya que cumplen la función de reforzar huecos y aberturas se colocan
enmarcando ventanas o puertas. Están sometidos a dos tipos de esfuerzos
según su ubicación:
•
•
Esfuerzos verticales, cuando se les ubica en cargaderos de puestas o
ventanas,
Esfuerzos horizontales, cuando se les ubica en marcos o terminaciones
de puertas.
Generalmente se conforman por dos varillas unidas por estribos El
refuerzo mínimo de los alacranes será de dos varillas No. 3 (9.5 mm) y grapas
o estribos No. 2 (6.4 mm) a cada 20 cm. Las varillas No. 2 pueden ser lisas o
corrugadas. (Norma especial para diseño y construcción de viviendas, 2004).
Figura 52 . Alacrán
73
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
ural
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9
6 .1.3 SOL
LERAS IN
NTERME DIAS
Son elemen
ntos horizo
ontales de refuerzo en las
paredes y van conecctadas a loss refuerzoss verticaless de las
paredes a lo
l largo de todo su perímetro.
Dependiend
D
o de su alltura en la pared se dividen
e
en:
•
•
Sole
eras intermedias, si su
u altura divvide justam
mente la
pare
ed en dos segmentos iguales.
Sole
era de corrona, si se
e encuentrran corona
ando la
alturra de la pared, según
s
lass normativvas de
cons
strucción
salvadore
eña
esta
solera
a
es
indis
spensable para
p
la parred. Y es de
e vital impo
ortancia
porq
que en ella se encuen
ntra anclada
a la estructtura del
tech
ho.
En la prácticca se colocca la solera
a intermediia en la
altura mediia de la parred, pero se
a
e puede jug
gar con este
e factor
d altura a fin de hacerla
de
h
coiincidir con el cargad
dero de
puertas y ventanas.
v
E
Estas
se pueden consttruir de bloq
que “U”
y de concre
eto armado
o.
La
as soleras deben tene
er como dim
mensión míínima el
espesor de
e
e la pared, El refuerzo
o mínimo en
e soleras será
s
de
c
cuatro
varilllas No. 3 (9.5
(
mm) y estribos ce
errados No
o. 2 (6.4
mm) a ca
ada 20 cm
ms. (Norm
ma especia
al para disseño y
c
construcció
ón de vivien
ndas, 2004))
Figura 53 . Ubicacion
U
de
la solera intermedia
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
6.2 SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Y MATERIALES
DE PAREDES
Los diferentes sistemas constructivos surgen como una respuesta a
distintas condiciones que históricamente se han ido presentando, algunos por
su economía otros por su seguridad y otros como paradigmas de la
construcción local. A continuación se describirán criterios y consideraciones
para los sistemas más representativos de construcción de paredes.
6.2.1 MAMPOSTERÍA CONFINADA
Este sistema es definido como aquel compuesto por paredes
construidas a base de piezas solidas, de barro cocido o suelo cemento,
confinadas mediante elementos verticales y horizontales de concreto
reforzados. Nervios, si son verticales, y soleras, si son horizontales.
Entre los criterios mínimos para la estructuración de sistemas de
paredes con mampostería confinada están:
El espesor mínimo en paredes deberá ser 14 centímetros para
paredes de carga y 9 centímetros en paredes de división.
Los nervios y soleras se deberán ubicar a 2.50 metros, conformando
de esta manera cuadros de 2.5 x 2.5 m.
Todas las paredes deberán contar con su respectiva solera de
coronamiento.
Se deberán ubicar nervios en esquinas, intersecciones, en los
extremos y huecos de puertas y ventanas. Los nervios y las soleras deben ser
por lo menos del mismo espesor de la pared.
El refuerzo horizontal colocado en las paredes deberá ser continuo a
lo largo de la pared, entre dos nervios si se trata de paredes confinadas, o entre
dos celdas rellenas y reforzadas con varillas verticales en paredes reforzadas
interiormente, si se trata de bloque de concreto. No se deberán dejar traslapes
de varillas de refuerzo horizontal en ningún tramo entre celdas rellenas. El
refuerzo horizontal deberá anclarse en las celdas rellenas reforzadas.
75
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Se deberá anclar mediante un doblez a 90 grados colocado dentro de
una de ellas. El doblez del gancho deberá ser colocado verticalmente dentro de
la celda rellena lo más alejado posible de la pared de la celda rellena en
contacto con la mampostería. (Dr. Héctor David Hernández Flores - ASIA,
2004)
Figura 55 . Doblez de anclaje
Figura 54 . Esquema tipo de refuerzo en mampostería
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Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
ural
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9
6 .2.2
INTERIO
ORMENT E
MA
AMPOST ERÍA
R EFORZA
ADA
Este sistema es definido como aquel a ba
ase de piezas huecas de
cconcreto o arcilla con
n refuerzo vertical
v
de acero en alguna
a
o to
odas las celdas,
las cuales deben estar rellenass con conccreto fluido
o. Deberá existir tam
mbién
refuerzo ho
orizontal co
olocado las juntas de los
l bloquess o en el intterior de piezas
e
especiales
conocidas como bloques solerass a determiinada distan
ncia.
Figura 56 . Pared
P
con refue
erzo interior
En el caso del bloque
e de concrreto con re
efuerzo inte
egral se pu
uede
Llegar a los
s siguientess criterios: mínimos
El espesor mínimo de
e la pared para dos pisos: 15 cms y esp
pesor
mínimo en un piso: 9ccms.o tamb
bién el espe
esor de la pared debe
erá ser mayyor a
a
altura
de la pared entre 20.E
Esta altura, se consiiderara para el de caso
e
edificacione
es de dos niveles,
n
dessde la funda
ación hasta la losa
El espaciam
miento máxiimo del ace
ero vertical será 6 ve
eces el esp
pesor
pared o 80 cms como
o máximo y espaciamiiento máxim
mo del acerro horizonta
al no
m
a 60 cms.
podrá ser mayor
Lo
os diámetrros mínimos serán, en el caso del
d refuerzzo vertical 8mm
8
(5/16”) y pa
ara el refuerzo horizon
ntal será 6.4
4 mm (1/4”)).
Todas las pa
aredes deb
ben llevar so
oleras en el
e borde sup
perior, de 20cm
2
de peralte como mín
d
nimo por el
e espesor de la parred, con un
n refuerzo que
c
consistirá
en
e 2 varillass No.3 y con estriboss o grapas No. 2 a ca
ada 20cm.
77
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Cuando estas paredes soporten losas de entrepiso deberán diseñarse
estos elementos como vigas.
Todas las celdas de bloques en huecos de puertas y ventanas deben
ir reforzadas mínimo en sus extremos al menos con una varilla No. 3.
Se Colocarán soleras en todas las repisas de ventana y cargaderos.
Estas serán de concreto reforzado o de bloque solera. En el caso de ser de
concreto reforzado este elemento deberá tener como peralte mínimo los 10
centímetros por el ancho de la pared y su refuerzo constará de 2 varillas de
No. 3 (9.5 mm) y grapas o estribos No. 2 (6.4 mm) a cada 20 cm.
Ya que, las paredes se debilitan por causa de aberturas excesivas
para acomodar puertas y ventanas, se deberá dotar extender estas soleras al
menos 60 centímetros en ambos extremos de la abertura.
Figura 57 . Ganchos y refuerzos en celdas
Figura 58 . Ubicación de Soleras en cargaderos y repisas
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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6.2.3 PAREDES DE CONCRETO REFORZADO
Este sistema está definido como aquel a base
de paredes de concreto reforzado y colado en el sitio,
reforzadas por medio de malla electro soldada de
acero.
Este tipo de pared deberá contar con un
refuerzo vertical y horizontal uniformemente distribuido
con una separación no mayor de 3 veces el espesor de
la pared ni mayor de 35 centímetros.
Se colocará como mínimo una varilla adicional
No. 3 (9.5 mm) alrededor de las aberturas de puertas y
ventanas, que deberá extenderse 40 centímetros más
allá de estas aberturas.
Adicionalmente, en las esquinas de dichas
aberturas deberá ser colocada una varilla No.3 (9.5
mm) de 80 centímetros de largo en diagonal y centrada
con el vértice.
El concreto a utilizar debe contar con una
resistencia a la compresión, f´c, a los 28 días o a la
edad especificada no menor de 175 kg/cm².Entre sus
ventajas se tiene la velocidad del proceso constructivo y
la facilidad de modulación para espacios ya que sus
paredes son moldeadas y por lo tanto no tiene módulo.
Figura 59 . Elevación pared
de concreto
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6.2.4 PAREDES DE PANELES REFORZADOS.
Este sistema es modular y el modulo lo establece las dimensiones del
panel el cual tiene 1.22 metros de ancho por 2.44 metros de altura. Con esto se
evitarán desperdicios del material. Por su costo, rapidez de instalación se
vuelve flexible para todo tipo de usos.
Están conformadas por una estructura tridimensional de alambre
galvanizado electro soldado, rellenas de polietileno expandido y reforzadas con
pines verticales puestos de forma intercalados.
Este tipo de pared puede ser utilizado como pared de carga y de
división, para que sea utilizado como pared de carga los paneles deben ir
fijados a una estructura metálica, que para el caso puede ser polines
encajuelados, acero etc. (Norma especial para diseño y construcción de
viviendas, 2004)
Figura 60 .Distribución de refuerzo en pared de panel reforzado
80
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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6.0 COLUMNAS.
Son elementos estructurales cuya función principal es la de trasmitir
las cargas de las superestructuras, hacia el sistema de cimentación, la cual
forma parte de la subestructura de la edificación.
Además las columnas al igual que las paredes estructurales se
constituyen como los elementos verticales que deben tener resistencia sísmica,
y según el diseño definen trabajando juntos el sostén de la estructura.
La columna es un elemento sometido principalmente a compresión,
por lo tanto el diseño está basado en la fuerza interna, conjuntamente debido a
las condiciones propias de las columnas, también se diseñan para flexión de tal
forma que la combinación así generada se denomina flexo compresión.
El pre dimensionado de columnas consiste en determinar las
dimensiones que sean capaces de resistir la compresión que se aplica sobre el
elemento así como una flexión que aparece en el diseño debido a muchos
factores. La resistencia de la columna disminuye debido a efectos de
geometría, lo que determina el tipo de falla.
El efecto geométrico de la columna se denomina esbeltez y es un
factor importante, ya que la forma de falla depende de la esbeltez.
Para la columna poco esbelta la falla es por aplastamiento y este tipo
se denomina columna corta, los elementos más esbeltos se denominan
columna larga y la falla es por pandeo. La columna intermedia es donde la falla
es por una combinación de aplastamiento y pandeo.
Se puede definir una columna como un elemento cuya relación es
3, siendo L la altura o longitud total del elemento y b la menor de sus
dimensiones en planta.
Si el elemento a analizar tiene una relación de
3, el elemento es
demasiado corto, su tipo de falla puede ser por aplastamiento.
81
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Las fallas por esbeltez se producen en columnas con una relación de
esbeltez , alta, siendo r el radio de giro de la sección transversal de la
columna. El radio de giro se calcula por
.
Se sabe que las columnas esbeltas fallan por pandeo antes que por
resistencia, siendo esta una falla típica de elementos a compresión
independientemente de la resistencia.
Las fallas por resistencia para columnas ocurren en columnas poco
esbeltas, la falla estará determinada por la resistencia del material de la sección
transversal.
La carga de pandeo en las columnas es inversamente proporcional al
cuadrado de la longitud y directamente proporcional a su módulo de elasticidad
y su momento de inercia.
Figura 61 . Distintos tipos de pandeo en columnas
Las condiciones de apoyo son importantes en determinar para fines
de análisis lo que se llama la longitud efectiva de la columna. Por ejemplo para
un voladizo en una viga; la longitud efectiva es el doble de la longitud real, y
para la columna empotrada en sus extremos la longitud efectiva es la mitad de
su longitud real.
Cuando se alcanza la carga de pandeo; la rigidez efectiva de la
columna a flexión se vuelve cero y la menor carga lateral que se le aplique
produce una deflexión repentina.
Por esto, se debe tener en cuenta que las columnas siempre deben
de prepararse para trabajar a flexión.
82
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
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23 de jun
nio de 2009
9
6 .1 DIME NSIONA MIENTO DE LAS
S COLUM
MNAS PA
ARA
RESISTI R CARG AS DE GRAVEDA
G
AD
Para
P
garantizar la resiistencia an
nte las carg
gas de gravedad para
a las
ccolumnas de
d un siste
ema estrucctural, las áreas
á
de sus
s
seccion
nes pueden
n ser
d
dimensiona
adas en basse a la sigu
uiente expre
esión:
P es la carga
a que actúa
a en una co
olumna y
f´c es la resistencia del concreto a compresió
ón.
La
a carga P se
s obtiene como la su
uma total de
d las carga
as de grave
edad
que inciden
q
n en el áre
ea tributaria
a de la colu
umna en ca
ada uno de
e los pisos. Una
f
forma
simp
plificada de
e obtener P es asumirr una carga
a promedio
o actuante en
e el
piso de1 to
on/m2 multiiplicada por el área triibutaria de la columna
a y luego por
p el
número de pisos.
La
as áreas tributarias,
t
son aquellas que in
nfluyen en el peso de
d la
ccolumna. En
E la figura
a 62, se mu
uestran las diferentes áreas tribu
utarias de cada
c
una de las
s 6 column
nas de una
a planta esstructural, típica, de un
u edificio de 3
pisos.
Se procede a calcular las áreas tributarias (At) de lass columnass. Ya
q
que,
solo hay
h dos tipo
os de colum
mnas, basttará verifica
ar las secciiones sólo para
las columnas tipo del conjunto.
Figu
ura 62
83
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
.
2
9.15
6.65
2
.
3
3
41.48
41.58
57.87
57.87
3
3
1
1
124.7
173.6
La resistencia del concreto a compresión, es la resistencia que alcanza una
probeta de ensayo a los 28 días y se identifica por f´c. La resistencia mínima f´c
recomendada es de 210 kg /cm2. Por tanto, 0.45 f´c, es el esfuerzo máximo
resistente a compresión de la columna.
Se aplica la fórmula de pre dimensionamiento para cada una de las
columnas tipo, encontramos que las áreas requeridas para las secciones de
cada columna son:
Área requerida columna L =124.7
Área requerida columna T =173.6
.
.
1320
1837
Las áreas reales que tienen cada una de las columnas L y T en la
figura equivalen a 3600 cm2, siendo esta área mayor que la exigida por el
diseño por cargas de gravedad, podemos concluir que son adecuadas. (Ing.
Natividad Sánchez , 2006)
84
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
6.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DE COLUMNAS.
Las columnas, al estar sometidas a diferentes efectos que podrían
causarles ciertas tipos de daños, es necesario establecer la cantidad de
materiales estructurales, necesarias para soportar las cargas aplicadas.
Y es que el diseño estructural de cualquier elemento estructural de la
estructura se resuelve por el método de prueba y error. Se hace necesario que
en la fase creativa del proyecto estructural plantee el dimensionamiento del
concreto o dimensiones tentativas de las secciones transversales de los
elementos de la estructura que para el caso de las columnas están
referenciadas las dimensiones de ancho y alto.
85
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
6.2.1 DISEÑO
REFORZADO
DE
COLUMNAS
DE
CONCRETO
Lo cual, en el caso del concreto reforzado se hace que a través del
proceso de diseño o de determinación de cantidad de Acero de Refuerzo.
Para el acero de refuerzo de las columnas se debe tomar en cuenta
las siguientes consideraciones:
Las columnas de concreto armado pueden ser de tres tipos que son:
•
•
•
Elementos reforzados con barras longitudinales y espirales
Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos
Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con o sin
barras longitudinales, además de distintos tipos de refuerzo
transversal.
El acero de refuerzo debe de reunirse en capas o lechos de refuerzo
para conformar castillos longitudinales de este material y aunque son
acompañadas del concreto que las rodea, los esfuerzos están más ligados al
acero de barras o varillas de refuerzo.
El número mínimo de varillas longitudinales por capa o por lecho de
refuerzo, es de dos, tanto a tensión como a compresión, haciendo entonces un
mínimo de 4 varillas longitudinales por sección transversal.
El distanciamiento mínimo entre una varilla y otro en un mismo lecho
debe de ser de 2.5cm medido del rostro a rostro de varilla.
El lecho más esforzado debe de estar embebido en el concreto a una
distancia mínima de 4cms de la banda extrema, lo cual se es el recubrimiento
de concreto. Este recubrimiento mínimo se toma del rostro exterior del refuerzo
trasversal el cual está apoyado en el refuerzo longitudinal, donde se combinan
varillas en tensión y varillas en compresión.
La posición de las varillas de refuerzo, debe de ser tal que deben de
estar completamente alineadas, tanto en lechos a tensión como en lechos a
compresión; lo cual indica, que debe de existir simetría al menos en un eje.
El distanciamiento de rostro a rostro de varillas en el lecho menos
esforzado en tensión y compresión, no debe de ser mayor de 30 cm. Si no
existe la posibilidad que el refuerzo transversal se flexione, y no se tenga un
buen confinamiento del núcleo del concreto.
86
Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
nto Estructu
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9
Por
P lo general en las columnas de concretto armado, la cantidad de
acero oscila entre el 1%
a
1 y 8% del área de concreto con un mínimo de 4 ba
arras
longitudinales.
El acero de refuerzo debe
d
cumpllir con la especificació
ón para va
arillas
ccorrugadas
s de acero de lingote ASTM a-6
615 y tendrrá un esfue
erzo de flue
encia
mínimo de 4200 kg/cm
m grado 60.
ara las barrras no.3 o mayores el acero deberá
d
tene
er una flue
encia
pa
bien definid
da y podrá emplearse siempre qu
ue la resisttencia real a la fluencia no
s mayor que la resistencia a fluencia esp
sea
pecificada en
e más de 1260
1
kg/cm
m2 y,
la resisten
ncia real ulltima sea por lo meno
os el 25% más
m alta qu
ue la resiste
encia
real a la flu
uencia.
Únicamente
Ú
la varilla no.2 será lisa y debe
erá tener un
u esfuerzo de
f
fluencia
míínimo de 23
320 kg/cm2
2 .las longittudes de trraslape será
án de 40 veces
e diámetro
el
o de la varillla para todo
o refuerzo anclado
a
en la mamposstería.
Figura 63 . Tipos de co
olumna de conc
creto armado
La
as varillas deberán
d
un
nirse una a otra media
ante alambrre de amarrre.
No
N deben emplearse
e
traslapes de
d varillas longitudina
ales en vigas o
c
columnas
dentro
d
de la
as zonas so
ombreadas que se mu
uestran en el
e esquema
a. Ya
q en esttas zonas es
que
e en dond
de se realizzan los mayyores esfue
erzos corta
antes
e vigas y columnas.
en
87
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Se recomienda utilizar varillas de 9.00 mts. y de 12.00mts. de longitud
en los tramos de mayor longitud para evitar los traslapes
Figura 64 . Esquema de zonas de confinamiento
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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6.2.2 DISEÑO DE COLUMNAS DE ACERO
La Resistencia en columnas de acero ante cualquier modo de pandeo
no puede desarrollarse si los elementos de su sección transversal son tan
delgados que presenta un pandeo local.
Por lo tanto existe una clasificación de las secciones transversales
según los valores límites de la razón entre el ancho y espesor, y se clasifican
como compactas, no compactas o esbeltas. Estos valores están dados por
formulas aplicables a las secciones de perfiles en relación a su patín y su alma.
Por ejemplo Si el patín está conectado en forma continúa al alma y su pandeo
corresponde a la categoría compacta entonces se conoce como sección
compacta.
Los diseñadores e ingenieros utilizan la sección de acero con el radio
de giro más ancho posible, dentro de los márgenes disponibles y teniendo en
cuenta las limitaciones del espesor, para reducir la relación de esbeltez y
permitiendo mayores esfuerzos críticos. Los métodos de dimensionamiento
para acero dependerán del ingeniero estructural y el perfil que considere
adecuado y funcional para las necesidades del diseño.
Figura 65 . Perfiles utilizados para columnas metálicas
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CAPÍTULO IV: ELEMENTOS HORIZONTALES
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7. VIGAS
Una viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas son
principalmente perpendiculares al eje, por lo que el diseño predominante es a
flexión y corte; si las cargas no son perpendiculares se produce fuerza axial,
pero esta no es determinante en el diseño debido a que es muy poca.
Figura 66 . Flexión (a) y corte en vigas (b) y (c)
En estos sistemas cualquiera sea el tipo de cargas aplicadas, si estas
actúan perpendicularmente al eje longitudinal del elementos provocan
deformaciones por flexión, por lo cual la principal característica de estos
elementos es el volumen material para resistir esta deformación.
Figura 67 . Fuerzas y deformación en vigas
Deben además de ser elementos rectilíneos, en que la dimensión
predominante sea la longitud o área que abarcan, dejando la sección
transversal en segundo plano, aunque esta siempre sea voluminosa.
Se conoce como pórtico o marco al conjunto de vigas y columnas en
el cual las uniones son rígidas y su diseño está gobernado por flexión en las
vigas y flexo compresión en las columnas. En la práctica rara vez se emplean
las vigas como elementos aislados, puesto que solo transmiten cargas
verticales, y como en la realidad las estructuras también están sujetas a cargas
horizontales, se hace necesario entonces anclarlas a los apoyos.
91
Criterios Bá
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23 de jun
nio de 2009
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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Para diseñar y detallar las vigas, el esfuerzo longitudinal requiere
como mínimo que los materiales posean como características: F`c = 210
kg/cm2 para el concreto y F`y= 2800 kg/cm2 para el acero.
Para el cálculo de estos elementos se realiza un diagrama intuitivo
para el diagnostico del elemento, indicando en donde se producen los
momentos críticos; de donde se deduce la forma ideal de la viga, que
posteriormente se confirmara con el análisis numérico y cálculo.
Lo anterior establece que las acciones internas por flexión, pueden
producir curvatura positiva y curvatura negativa, la cual puede deducirse
totalmente a través del diagrama convencional del momento flexionante. El
diagrama convencional de fin las variaciones que tiene el momento flexionante
a lo largo de toda la viga, y los diagramas de momentos por parte establecen el
diagrama individual de cada uno de las cargas que actúan en el cada tramo del
elemento como si actuaran por separarlo.
En el diseño de elementos estructurales, como es el caso de las
vigas, se requiere diagramar las condiciones del momento flector considerando
la influencia del momento que produce cada uno de las cargas en cada uno de
los tramos del elemento ya sea apuntalados en voladizos. Lo anterior se hace
con la finalidad de establecer diagramas de momentos positivos y diagramas de
momentos negativos para posteriormente suponer efectos de la condición de
carga gravitacional contrarrestando el momento negativo del momento positivo
que proviene de la superposición de los efectos por flexión positiva.
Un factor importante en el diseño de vigas es el de la estabilidad
contra el pandeo, puesto que la viga puede soportar bien las cargas de flexión,
pero es inestable a cargas de pandeo, de la misma manera que las columnas.
Figura 69 . Secciones de Vigas de concreto armado
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7.1 VIGAS DE CONCRETO REFORZADO
Las vigas de concreto con refuerzo de acero son las que más
comúnmente se utilizan en la construcción, ya que, en comparación con su
contraparte de acero, son más económicas y su método constructivo está más
difundido; a pesar de que su proceso constructivo sea más lento y complicado.
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7.1.1 FALLAS EN VIGAS
Las vigas de concreto se proyectan para evitar los siguientes modos
potenciales de fallas, tales como se pueden apreciar en la figura.
Figura 70 . Falla por flexión
a) Falla por flexión: la cara inferior de la viga tiende a alargarse
por estar sometida a la flexión. Como el concreto por sí solo no
resiste la flexión, estas fuerzas deberían de ser absorbidas por
el acero de refuerzo colocado en esa cara.
Figura 71 . Falla por corte
b) Falla por corte en los apoyos: cuando la viga se flexiona por el
incremento de cargas, la cara superior se acorta debido a la
compresión, y dependiendo de la cantidad de acero presente
en esa cara, el concreto podría triturarse y fallar sin previo
aviso. Este fenómeno se da acompañado de fuerzas de cortas,
que se manifiestan por fisuras y grietas a 45 grados, cuando no
se disponen de suficientes estribos.
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7.1.2 REFUERZO EN VIGAS DE CONCRETO
En todas las vigas de concreto deben disponerse de dos tipos de
acero de refuerzo, el longitudinal y el transversal.
Figura 72 . Refuerzo en vigas de concreto
El refuerzo longitudinal, está conformado por varillas grandes,
colocadas en toda su longitud. Tiene como función principal tomar las
compresiones y flexiones que el concreto no puede resistir; adicionalmente
permite a la viga flexionar sin que se triture el concreto y además pueda disipar,
más efectivamente, la energía que se le carga a la estructura.
El refuerzo transversal o estribos, está conformado por un conjunto de
barras de diámetro menor al del acero del refuerzo longitudinal, se encuentran
dispuestos verticalmente a intervalos regulares y que se amarran a las varillas
longitudinales con un gancho doblado a 135 grados.
El objetivo principal del refuerzo transversal es mantener en su
posición al acero longitudinal; evitando el pandeo de las barras longitudinales
cuando las fuerzas grandes de compresión actúan de manera excesiva sobre la
estructura y evitan las fisuras potenciales.
El acero de refuerzo se produce en longitudes comerciales de 6 m y
12 m, debido a esto puede ser necesario realizar traslapes, en cuyo caso, se
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
deberá cuidar de respetar las zonas de confinamiento en donde se producen
los mayores esfuerzos a compresión.
Por este mismo motivo la distribución del refuerzo transversal o
estribos debe ser tal que, exista menos espaciamiento en las áreas de
confinamiento y menos espaciamiento en las zonas centrales de la viga.
Comúnmente esta zona es 1/5 de la longitud del claro para estribos cerrados
por cortante a ambos lados, y de 3/5 al centro de la viga para flexión.
Ya que, en las zonas laterales, cerca de los apoyos, se producirán
esfuerzos cortantes que necesitaran estribos más cerrados, mientras que al
centro de la viga se necesita menos rigidez para flexionar. Así también la viga
deberá contar con el recubrimiento adecuado.
Figura 73 . Ubicación de refuerzos transversals en vigas
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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Figura 74 . Anclaje en nudos
Por su parte los refuerzos longitudinales deberán ir amarrados a la
estructura de las columnas, en el nodo, tal como se aprecia en la figura. El
factor db es el diámetro de varilla, mientras que el factor ldh se obtiene
multiplicando el número de varilla por 5.
Otras consideraciones a tener en el diseño de vigas de concreto
armado son:
•
•
•
•
El primer estribo vertical en vigas se colocara a 5 cm. de la
cara del apoyo y a partir de ese estribo se empezaran a contar
las separaciones especificadas en los planos.
No debe hacerse ningún traslape del refuerzo superior e
inferior dentro de una distancia igual a dos veces el peralte de
la viga medido a partir de la cara del apoyo.
Todos los traslapes deben estar confinados por un mínimo de
tres estribos.
Toda varilla del refuerzo longitudinal de una viga que termine
en una columna de borde o de esquina debe prolongarse
hasta la cara lejana del núcleo de la columna y rematarse con
un dobles de 90° seguida de un tramo recto no menor de 12
diámetros.
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7.2 VIGAS METÁLICAS
Las vigas metálicas son elementos que trabajan a flexión. Frente a
acciones determinadas, sus fibras inferiores están sometidas a flexión, mientras
que las superiores, a compresión.
Los esfuerzos axiales, al actuar a una distancia de la fibra neutra de la
barra, provoca un esfuerzo de momento de giro.
El acero posee una resistencia tal que responde en forma similar en
los dos ejes, tanto longitudinal como transversal. Cuanto más lejos se disponen
una de otra las masas de acero, mayor es su distancia y su inercia, en
consecuencia, mayor será el momento flector que absorban, requiriendo una
menor cantidad de acero para soportar eficazmente los esfuerzos.
Entre los distintos tipos de vigas metálicas de alma llena tenemos:
Los perfiles laminados en forma de l ó t ó doble t, forman un conjunto
de tipologías diferentes, de características adecuadas y económicas para
responder a la flexión, pues las masas de acero se disponen en los extremos o
alas, y el alma actúa simplemente a manera de unión. La cantidad de acero en
el alma es menor que en los extremos.
Existen también, los perfiles alveolares o aligerados, conocidos como
vigas Boyd, son obtenidos por mecanización de perfiles estándar, se adecúan
en forma óptima para trabajar a flexión. Además son más estéticos y permiten
el paso de instalaciones a través de los alvéolos. Por lo general, los alvéolos
son circulares o hexagonales.
Con su empleo no se necesita reducir la altura de la planta del
edificio; es por esto que se le elige, aún con el costo más elevado que insume
este tipo de perfiles.
Es también posible fabricar nuevos perfiles a través de la unión por
soldadura de otros perfiles. Estas vigas son las llamadas vigas armadas. Pero
requiere una cantidad mayor de mano de obra que encarece finalmente el
trabajo.
Todas las consideraciones para el dimensionamiento de secciones y
capacidades de carga para vigas de acero deberán ser provistas por un
profesional de ingeniera capacitado.
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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7.3 DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS
Las reglas que se darán para el pre dimensionamiento de las vigas, serán en
concordancia con su función estructural, de acuerdo a su función tenemos:
vigas primarias, vigas secundarias y vigas en voladizo.
Figura 75 . Tipos de Vigas
7.3.1 DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS PRIMARIAS
El dimensionamiento de vigas primarias debe garantizar rigidez y
resistencia para soportar las cargas de gravedad y las cargas sísmicas. En la
figura estas vigas conforman los tableros de los ejes A, B, 1, 2 y 3. Se
recomienda usar peraltes equivalentes a una fracción de la luz libre L,
comprendidos entre .a .El ancho de las vigas puede ser 0.30 a 0.50 de su
peralte. El ancho mínimo debe ser 0.25 m. Tanto el peralte como el ancho de
las vigas serán redondeados a valores inmediatamente superiores múltiplos de
5 cm.
Por ejemplo, en la figura en las vigas de los ejes A y B, cubren luces
libres de 7.70 m. Aplicando las reglas de dimensionamiento se tiene: Peralte
.
0.77 , se redondea el valor a 0.80 m.
=
Ancho = 0.30 del peralte = 0.30 x 0.80 = 0.24, se redondea a 0.25 m.
Las vigas de los ejes 1, 2 y 3, pueden tener menor peralte por su
menor luz. Sin embargo, puede usarse también el mismo peralte que las vigas
de los ejes A y B por diseño arquitectónico y conveniencia
100
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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7.3.2 DIMENSIONAMIENTO EN VIGAS SECUNDARIAS
El dimensionamiento de estas vigas debe garantizar rigidez y
resistencia para soportar sólo cargas verticales o de gravedad. Las
dimensiones dadas a estas vigas están en función de las cargas de gravedad
que van a soportar. Pueden ser para soportar cargas localizadas en la losa del
piso o para soportar piso, cuando se trata de disminuir luces. De acuerdo a
esto, se toman en cuenta los siguientes criterios de dimensionamiento:
Si las vigas soportan losa de piso, deben tener peralte mínimo de
,
de acuerdo a la carga que soportan. Sin embargo, generalmente por razones
arquitectónicas, se dimensionan con peraltes similares a los de las vigas
primarias que los soportan.
Si las vigas sólo soportan cargas que actúan directamente sobre ellas,
pueden ser consideradas del mismo espesor de la losa.
Por ejemplo, en la figura anterior, la viga de borde del voladizo, está
soportando la losa aligerada comprendida entre los ejes A y A’ y cubre una luz
libre de 8.80 m.
El mínimo peralte que debería tener esta viga debería ser
.
0.55
, sin embargo, por razones arquitectónicas se puede
considerarla del mismo peralte de la viga primaria.
101
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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7.3.3 DIMENSIONAMIENTO EN VIGAS EN VOLADIZO
Generalmente estas vigas son dimensionadas para soportar cargas
de gravedad y cargas sísmicas verticales. Sin embargo, el dimensionamiento
estará en función de la magnitud de las cargas de gravedad que van a soportar.
Si las vigas en voladizo soportan techo, se pueden usar peraltes
comprendidos entre 1 6 a 1 4 de la luz del voladizo.
Si las vigas sólo soportan cargas directamente apoyadas sobre ellas o
son continuación de los pórticos, pueden ser consideradas chatas.
Por ejemplo, en la figura, las vigas en voladizo de los ejes 1, 2 y 3,
que tienen luces de 3 m, soportan indirectamente el aligerado comprendido
entre los ejes A y A’. La viga de borde del eje A’, transmite el peso del aligerado
a cada una de estas vigas en voladizo. Según la regla dada, el peralte que
debería tener esta viga es igual a
0.75
. También por razones
arquitectónicas se les puede considerar con peraltes iguales a los de la viga
primaria.
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8. LOSAS
Son elementos estructurales cuya función principal es la de trasmitir
un alto porcentaje de cargas que provienen de eventos gravitacionales a los
elementos que completan la súper estructural.
En general las dimensiones en planta de una losa son relativamente
grandes en comparación con su peralte. Las losas que funcionan en una
dirección, son aquellas que trabajan únicamente un la dirección perpendicular a
los apoyos, esto sucede cuando en una losa perimetralmente apoyada existe
un lado que es dos veces o más de dos veces grande que el otro lado.
Figura 76 . Losa Aligerada
Su configuración estructural está definida a partir de sus condiciones
de apoyo, los cuales delimitan el tablero del que consta el sistema, haciendo
sus condiciones de apoyo más comunes, el sistema de vigas secundarias o
vigas principales que conforman el nivel del edificio aunque, podrían estar
directamente apoyadas sobre las columnas y también sobre paredes
estructurales o paredes de carga que conforman las formas estructurales que
definen el sistema estructural de la edificación.
La característica principal que debe cumplir toda losa está enfocada a
la característica primordial que debe de tomarse en cuenta en estructuración de
edificaciones, como lo es el poco peso derivado de las dimensiones en las
cargas aplicadas al sistema de losa, referenciando estas porcentualmente a las
cargas muertas que actúan sobre él, o que las cargas vivas al estar ligadas a
los índice de funcionamiento un esfuerzos para cada nivel de la edificación , no
está en discusión la posibilidad de cambiar el uso o destino que se desee para
cada una de las losas de la edificación.
El diseño de losas es por consiguiente, similar de las vigas, con
algunas características que pueden cambiar. Se recomienda iniciar el diseño
fijando un valor del peralte que garantice que no ocurran deflexiones excesivas,
ya que esto es el factor que suele regir en el diseño.
103
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
Una vez determinado el espesor total de la losa, se calcula el peralte
efectivo restando el recubrimiento del espesor. El ACI recomienda un
recubrimiento libre de 2 cm para losas no expuestas a la intemperie o no
coladas contra el suelo, como las zapatas de cimentación.
El cálculo de los momentos flexionantes y de las fuerzas cortantes
puede realizarse después, considerando que la losa es una viga continua de un
metro de ancho con carga uniforme, Puede usarse cualquier método de análisis
elástico o bien los coeficientes de momentos que se presentan en los manuales
de diseño. Al igual que para vigas, el claro se contara a partir del centro de los
apoyos, excepto cuando el ancho de éstos es mayor que el peralte efectivo; en
este caso, el claro se cuenta a partir de la sección que se ubica a medio peralte
efectivo del paño interior de los apoyos.
Ya habiendo determinado el peralte efectivo, y los momentos
flexionantes, se calcula el refuerzo necesario con las ecuaciones de flexión de
vigas, con las gráficas correspondientes. El refuerzo obtenido se coloca en
dirección paralela a las franjas, o sea, en la dirección del claro considerado.
En dirección perpendicular es necesario colocar también refuerzo
para resistir los esfuerzos producidos por contracción del concreto y por
cambios de temperatura, y por falta de uniformidad de la carga. Tanto el
refuerzo por flexión como el de contracción y cambios de temperatura, deben
satisfacer ciertos requisitos de cuantía y separación.
Figura 77 . Losas planas y perimetralmente apoyadas
Las losas se pueden dividir en dos grandes grupos: perimetralmente
apoyadas y planas. Las losas apoyadas perimetralmente son aquellas que
están apoyadas sobre vigas o paredes en sus cuatro lados, y que por tanto
trabajan en dos direcciones, a diferencia de las losas en una dirección que,
estructuralmente sólo se apoyan en dos extremos. Las losas planas, son
aquellas que se apoyan directamente sobre las columnas, sin existir ninguna
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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trabe entre columna y columna. Este sistema estructural fue ampliamente
utilizado en todo el mundo.
Sus principales desventajas, es el enorme cortante que se produce en
el apoyo entre columna y losa ,que se puede disminuir con el uso de capiteles,
y la relativa independencia de las columnas, que al no formar un marco rígido
se pandean y flexionan a diferentes ritmos cada una.
Dentro del contexto de criterio estructurales de poco peso existen
losas más pesadas que otras, a partir de que algunas de estas losas son
completamente solidas mientras que otras aligeran su peso cuando están
provistas de ciertos huecos que además de aligerar el peso de una losa
adecuan las instalaciones hidráulicas y otros tipos de ductos; y sirven para las
instalaciones en la edificación.
Pero este peso proviene del peso propio de la losa, que las hacen
unos más pesados y otras más livianas, pero el criterio de estructuración ligado
al poco peso está ligado a la incorporación de elementos estructurales u
acabados que podrían reunir a materiales muy pesados por lo cual no está
llegando directamente al propio peso de la losa.
Además del parámetro del peso propio la clasificación del sistema de
peso está ligado a la dirección del armado que se establece a partir del análisis
de efectos y flexión ya sea en una o ambas direcciones lo cual hace que se
incluya una clasificación general basado particularmente en este parámetro.
Dentro de la clasificación general de losas podemos clasificarlas en
función de la dirección en la que trabajan y como de flexionan bajo la acción de
cargas y su clasificación puede ser la siguiente:
8.1 LOSAS UNIDIRECCIONALES
Es un sistema de losa cuyo refuerzo longitudinal resiste momentos en
una solo dirección, por lo cual el armado se da en la dirección perpendicular al
eje del momento aplicando y considerando que para disminuir los efectos por
pandeos, el claro en cuestión se dará en la dimensión más corta del tablero.
>2, se considera que trabajan por flexión y
Las losas con dimensiones
corte en la dirección más corta, por lo que se suele llamar a éstas losas como
armadas en una dirección. Entre estas se tiene:
1. Losa densa o solida: losa colada en sitio de la estructura; su
característica principal es que se construyen como las losas
prismáticas o de espesor constante. Resiste efectivamente cargas
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Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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vivas de mayor cuantía y sus claros pueden ser relativamente
grandes. Su condición de unidireccional se da a partir de la
relación geométrica del claro largo y el claro corto del tablero.
2. Losas nevadas: sistemas de losas estructurados con el objetico de
un ahorro sustancial de concreto para la conformación de la losa, y
está conformada por un conjunto de nervaduras o viguetas en una
de las direcciones ortogonales a base de vigas “tee” lo que hace
que el espesor de la losa podría variar para efectos de análisis.
3. Losa ZAP: es un tipo de losa conformada por un conjunto de
viguetas a base de elementos de relleno de barro cocido, a partir
de los cuales se configuran secciones cítricas que toman la forma
de vigas “tee” pero con almas trapezoidales. su desventaja es que
no pueden soportar ni claros ni cargas vivas muy graves, lo que
los hace adaptables a configuraciones estructurales en las cuales
se incorporado un conjunto aceptable de vigas secundarias lo que
a la vez elevaría los costos de la edificación.
4. Losa Coopresa: es un tipo de losa aligerada, conformada avance
de vigas “tee” las cuales son definidas por viguetas prefabricadas
que contienen refuerzo en el lecho inferior consistente en cable de
acero de alta resistencia y que podrían resistir flexión positiva,
además la vigueta contiene un refuerzo longitudinal conformado
por varillas que conforman una celosía a cada 60cms las cuales
son coronadas a su vez por un refuerzo horizontal que podría
resistir flexión negativa, pero en algunos casos podría ser
insuficiente para resistir efectos por flexión en torno a los nudos,
sobre estas viguetas, va sosteniendo el material de relleno,
consistente en bovedillas a base de block de concreto son las
correspondientes concavidades o huecos que aligeran su peso y
que sirven conjuntamente con las viguetas en la conformación de
las vigas “tee” sujetas al análisis.
5. Losa Prexcon: está conformado a base de losetas de concreto pre
forzado de baja densidad lo que aligera sustancialmente su peso;
lo cual es motivo para emplear este tipo de losas en sistemas de
piso que resistían cargas vivas mínimas y claros bastante cortos:
106
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
por lo cual es empleado oportunamente como losas de piso en
viviendas.
Figura 78 .Losa unidireccional
8.2 LOSAS BIDIRECCIONALES
Sistema de losa que resiste flexión en ambas direcciones ortogonales
por lo que requieren de acero de refuerzo longitudinal en la dirección de
análisis y dirección de la losa de análisis. Su estructuración puede basarse
particularmente a partir de tableros o paneles de formas irregulares, aunque
puede utilizarse en tableros regulares.
Con dimensiones que tienen la relación
armadas en dos direcciones y entre ellas se tiene:
≤ 2, se les llama losas
1. Losas densas: esta losa carga en ambas direcciones generando
carga hacia todas las vigas que bordean cada tablero o panel de
losa; su configuración estructural a partir del armado de la losa
viene de la relación geométrica entre el claro largo y el claro corto
del tablero.
2. Losa nervada de tipo reticular celulado: son sistemas de losa que
resisten flexión en ambas direcciones ortogonales , pero que por
su configuración, presentan ciertas disminución en el peso de la
losa por lo concierne a las cargas muertas producidas por su
propio peso y que están conformadas a base de vigas “tee” en
ambas direcciones lo que define un conjunto de retículas o cajones
107
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
que hacen que el peso de la losa disminuya sustancialmente y
puedan resistir cargas y claros relativamente grandes.
3. Las losas densas sin vigas: son sistemas de losa que pueden
resistir flexiona bidireccional pero bajo ciertas restricciones que las
hacen casi impermeables, ya que la superficie de contacto de los
apoyos de estas losas es mínima, lo que lo hace con
características de bastante inestabilidad por lo que no pueden ser
utilizadas como losas en edificaciones. La superficie de contacto
pierde incrementarse al tener un ensanchamiento en la sección
transversal; en su nivel superior.
Figura 79 . Losa bidireccional
108
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
23 de junio de 2009
8.3 DIMENSIONAMIENTO DE LOSAS
En el siguiente apartado se podrá encontrar solución a los peraltes de
losas adecuados según los tipos de losas que pueden ser de una dirección y de
dos direcciones.
8.3.1 DIMENSIONAMIENTO
ARMADAS EN UNA DIRECCIÓN
DE
LOSAS
DENSAS
Los espesores de las losas densas, armadas en una dirección, se
pueden pre dimensionar, como una fracción de la longitud corta entre apoyos
(lc), como , con el motivo de no realizar mayores cálculos. Se recomienda
utilizar este tipo de losas hasta luces máximas de 7.50 m. De acuerdo a este
criterio de Pre dimensionamiento se recomienda emplear los espesores
indicados en la siguiente tabla.
Espesor
0.12 – 0.13 m
0.15 m
0.20 m
0.25 m
Condición
Luces menores o iguales a 4 m
Luces entre 4 y 5.5 m
Luces entre 5.5 y 6.5
Luces entre 6.5 y 7.5
Tabla 2. Espesores recomendados para losas macizas armadas en una sola dirección
Cuando las losas macizas deben ser armadas en voladizo, el espesor de la
.
losa será igual a
Figura 80
109
Criterios Básicos de Planteamiento Estructural
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8.3.2 DIMENSIONAMIENTO DE LOSAS DENSAS
ARMADAS EN DOS DIRECCIONES
Los espesores de las losas densas armadas en dos direcciones se
pueden pre dimensionar, como una fracción de la longitud más corta entre
apoyos (lc).
Figura 81
Como un ejemplo de aplicación, si una losa tiene dimensiones: lc = 6
m y L = 10 m. Para encontrar espesor de la losa, se verifican las dos
condiciones:
Condición 1:
Condición 2:
0.15
0.18
Manda la condición más desfavorable y por tanto el espesor requerido
será 0.18 m.
8.3.3
DIMENSIONAMIENTO
DE
ALIGERADAS ARMADAS EN UNA DIRECCIÓN
LOSAS
Para decidir si se emplea aligerados armados en una dirección, no se
utiliza la relación entre el largo y ancho de la losa, como es el caso de las losas
macizas. La dirección en que son colocadas las viguetas son las que definen el
comportamiento de éstas.
Sin embargo, por razones económicas y de rigidez, debe preferirse
armar el aligerado en la dirección más corta, siempre y cuando los apoyos sean
vigas peraltadas. El ingeniero estructural puede variar la dirección de armado
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de las viguetas para darle continuidad a la estructura. Paños cuadrados
también pueden tener aligerados armados en una dirección.
Los espesores de los aligerados armados en una dirección, se
pueden pre dimensionar como una fracción de la longitud libre (lc). El espesor
requerido es
, para no verificar deflexiones ni realizar cálculos., con
sobrecargas máximas de 350 kg/m2.
Para sobrecargas mayores, puede utilizarse espesores equivalentes a
. Las luces máximas de aligerados de diferentes espesores para sobrecargas
menores a 350 kg/m2 son:
Figura 82
Espesores de Losas Aligeradas
Luz libre máxima
Espesor
4m
0.17 m
5m
0.20 m
6m
0.25 m
7.5 m
0.30 m
Tabla 3 . Espesores de losas aligeradas según su claro
Cuando las losas aligeradas deben ser armadas en voladizo, el
espesor de la losa será igual a
.
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Criterios Bá
ásicos de Planteamien
P
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ásicos de Planteamien
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9. ESTRUCTURA DE CUBIERTA
Un techo se compone de estructura y cubierta.
La pendiente es la que permite establecer los tres grandes grupos en
que se dividen las cubiertas:
•
•
•
Aquellas de pendiente muy pequeña, de superficie casi horizontal,
ejecutadas generalmente sobre una superficie horizontal, por ejemplo
una losa de concreto armado, y su aplicación más común es la azotea;
reciben el nombre de cubiertas. Planas.
Aquellas de pendiente acentuada, a veces muy fuerte, ejecutadas sobre
una base inclinada, una estructura metálica o de madera, generalmente,
cuyo tipo representativo es el techo de una o más aguas; reciben el
nombre de cubiertas en pendiente.
Aquellas de pendiente variable en el sentido vertical, Según directrices
curvas en una o más direcciones; reciben el nombre de bóvedas y
cúpulas.
La estructura de un techo está conformada por una estructura
primaria y una estructura secundaria. Estos elementos tienen la función de
soportar su propio peso y el de la cubierta, además de las fuerzas externas
como la del viento y cargas vivas por reparaciones, dichas fuerzas pueden
generar deformaciones en los elementos según la dirección en la que actúen
las fuerzas y para eso es necesario que tanto la estructura primaria como la
secundaria estén debidamente arriostradas.
La estructura primaria, es la estructura que soporta, tanto la estructura
secundaria como la cubierta y transmite la carga a las paredes de soporte o a
las columnas
La estructura secundaria, cumple la función de ser el soporte donde
se instala la cubierta, además de arriostrar a la estructura primaria.
Generalmente se coloca a una distancia modular según el material de la
cubierta.
El material con que se construye la estructura de la cubierta puede ser
metálico o de madera y las especificaciones y dimensiones dependerán del
diseño y del tipo de cubierta. Un material muy liviano para cubierta,
débilmente afirmado sobre su base, resulta peligroso bajo la acción de
fuertes vientos.
Es así que según el material que se haya propuesto en el diseño,
existe una relación entre el claro o luz y el peralte del elemento.
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La estructura del techo puede apoyarse sobre paredes portantes o
sobre un modulo de columnas, teniendo en cuenta que si se apoya sobre
columna, puede optarse por que la estructura del techo sea independiente del
resto de la edificación, si no es importante tener en cuenta que los elementos
donde se apoyará el techo; surgen desde las fundaciones y no en el ultimo
nivel.
En esta monografía se abordaran únicamente estructuras de cubierta
metálicas, pero en nuestro país también son comunes las estructuras para
cubiertas fabricadas con madera.
La estructura metálica para cubierta es el elemento estructural
construido en acero, que tiene la función de soportar tanto su propio peso como
el de la cubierta, además de cargas externa, como el viento y en algunas
ocasiones cargas vivas. Se pueden considerar dos tipos de estructuras:
•
•
Alma abierta; como las vigas macomber y las tijeras
Alma llena; como el polín c y las vigas de acero estructural.
Así también según la carga que soportan pueden ser estructura
primara y secundaria. La estructura primara es la que soporta más carga
incluyendo según sea el caso el peso de la estructura secundaria; mientras que
la secundaria la función de arriostrar y distribuir cargas de la cubierta a la
estructura primara.
Por lo general ambas estructuras van sujetas entre sí a través de la
soldadura. Dependiendo de los claros, cargas y otras condiciones a las que
esté sometida la cubierta la estructura primaria y secundaria tendrán una
estructura diferente. Pueden surgir varias combinaciones entre las estructuras
de alma llena y las de alma abierta, siempre y cuando se tenga en
consideración que las estructura primaria siempre deberá ser más resistente
que la secundaria, ya que, según sea el diseño la primera deberá de alguna
manera soportar a la segunda.
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9.1 CUBIERTAS
La cubierta tiene como función principal proteger a los usuarios de
una edificación de las inclemencias del clima.
Las características que una cubierta debe cumplir son:
impermeabilidad, es decir, evita el paso del agua, y aislamiento, evitando el
paso del frio y el calor.
las cubiertas pueden construirse con diversos tipos de materiales,
desde fibras orgánicas hasta sofisticados metales, según el material y las
especificaciones del fabricante ; se establecen distintos tipos de módulos para
las cubiertas, tal es el caso de las laminas metálicas, troqueladas que permiten
techar mayores claros con el menor número mide traslapes, no obstante así las
tejas de barro, que su dimensión es más pequeña por lo tanto es necesario
establecer incluso, hasta una estructura terciaria para salvar los traslapes.
Existen también en el mercado de materiales otros tipos de cubiertas como
laminas acanaladas de fibrocemento, que son las más utilizadas, estas permite
un modulo de apoyo muy versátil.
Figura 86 . Cubierta metálica
Es así que dependiendo del sistema constructivo de la cubierta, será
el modulo estructural y el tipo de accesorios.
Entre los accesorios para la cubierta pueden encontrarse:
•
Canal para agua lluvia,
•
Capotes para cumbreras.
•
Botaguas en las partes superiores de las paredes.
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Figura 88 . Detalle de canal
Figura 87 . Detalle de botaguas
El canal es un elemento ubicado al extremo más bajo de la pendiente
de una cubierta y recoge el agua de la cubierta para encausarla hacia las
bajadas.
Estos canales pueden ser de diversos materiales y de eso depende
su sistema de instalación. Es necesario que el diseñador especifique en la
planta de techos, la ubicación del canal además de las bajadas de aguas
lluvias.
Entre algunos de las clases de cubiertas que existen se tiene:
a. Cubierta de lámina metálica
Este tipo de cubierta se conforma a base de laminas metálicas,
modulares, que tienen la ventaja de cubrir mayores longitudes evitando los
traslapes, entre piezas y esto ayuda para que en los diseños puedan existir
menores pendientes.
Las láminas pueden ser lisas, acanaladas y troqueladas, todas de
diversos materiales metálicos
b. Laminas de fibrocemento
Este tipo de cubierta está conformada por láminas de fibrocemento,
siendo un sistema modular, es decir de tamaños específicos dados por el
fabricante.
Con este tipo de cubiertas pueden considerarse pendientes desde
12%.La longitud de traslape vertical es de al menos 15 cm.
Los polines o estructura secundaria se colocan en cada traslape y en
algunos casos se colocan en cada traslape y en algunos casos se colocan
polines intermedios dependiendo de los tamaños de las laminas. El alero
máximo que puede tener una lámina sin apoyo es de 30cm.
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c. Cubiertas de barro
Este tipo de cubierta se conforma con tejas de barro cocido y pueden
ser teja romana o teja árabe. La teja romana tiene un modulo estructural de
madera, sin embargo el proceso constructivo de ambas es muy similar a
excepción del sistema de fijación.
Figura 89 . Cubiertas de barro
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10.0 ESCALERAS
La escalera es un elemento de circulación vertical, que comunica un
nivel con otro. Generalmente una escalera es un elemento independiente de la
estructura de la edificación ya que de esta forma logra un mejor
comportamiento estructural.
Figura 90 . Escaleras
Las dimensiones de una escalera dependen de la función que
cumplan y de la ubicación que tengan. En este sentido las escaleras pueden
estar ubicadas al exterior o interior de una edificación.
Una escalera está compuesta por peldaños y descansos. Cada
peldaño se compone de una huella y una contrahuella, que consiste en el
peralte del peldaño, y sus dimensiones se dispondrán según la normativa
aplicable para tipo de edificación.
Figura 91 . Escaleras forjadas
Sin embargo se puede generalizar que para que la escalera tenga las
dimensiones adecuadas para su uso, la huella deberá tener como mínimo 28
centímetros y la contrahuella como máximo 20 centímetros. Así también por
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normativa se estipula que los descansos se dispondrán por lo menos cada 10
peldaños. Es recomendado por motivos de seguridad y accesibilidad contar con
pasamanos para escaleras que cubran alturas mayores a los 80 centímetros.
La forma de una escalera varía según el diseño, ubicación y limitantes
de la edificación de la que formará parte. Entre algunas formas que pueden
adoptar las escaleras en planta tenemos: rectangular o lineal, en forma de U,
en forma de L., triangular, en espiral, caracol.
Generalmente el sistema constructivo que se utilice para fabricar una
escalera depende en gran parte de lo que resulte conveniente, en términos de
tiempo, economía, forma y espacio.
Cuando el desarrollo de las escaleras sea en voladizo siempre
deberán ir amarradas a las vigas y no a las paredes. Es por esta razón que se
requiere una rampa o losa de escaleras que ira amarrada directamente a las
vigas y con su respectiva fundación; teniendo el cuidado de dejar los peldaños
despegados de las paredes. Los tipos más comunes de escaleras según su
material son:
Escaleras de concreto. Se construyen a base de rampas de
concreto armado, las cuales por un lado apoyan en losas de escalera y, por el
otro, sobre vigas, también de concreto, completando así un amarre que
sustenta la estructura.
Son las más resistentes a cargas y al fuego. Además como el
concreto es moldeable, pueden adaptarse a todas las formas de plantas.
Figura 92 . Escaleras de concreto
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El diseño de la losa de escaleras deberá realizarse como todos los
elementos de concreto del mismo tipo; es decir, con su acero de refuerzo
repartido en lechos inferiores y superiores, así también contara con el
recubrimiento de concreto adecuado y con el amarre a otros elementos de
concreto.
Figura 93 . Amarre de losa de escaleras a cimentacion y vigas
Escaleras de hierro. Como material de construcción para escaleras,
el hierro es bueno porque como no tiene más forma que la de fábrica, puede
dársele adaptabilidad a toda clase de plantas, sin embargo no es del todo
adecuado por su mal comportamiento en caso
de incendio, donde con el calor pierde su rigidez
rápidamente, y por lo tanto, la escalera deja de
tener uso como ruta de evacuación.
Toda escalera de hierro se compone
de un entramado fundamental que es el
elemento sustentante de los descansos y los
peldaños. El entramado, como en otras
escaleras se compone de las vigas para apoyo
de peldaños y de apoyo para el descanso.
Escaleras de aluminio. El aluminio
sirve para la ejecución de escaleras de aluminio,
tanto en su parte estructural, como del peldaño.
Tiene un elevado costo. Este material se utiliza
mas en construcciones modernas, de locales de
comercio, oficinas e incluso viviendas.
Figura 94 . Escaleras metálicas
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
“La mejor estructura no garantizará los resultados ni el rendimiento. Pero la estructura
equivocada es una garantía de fracaso.”
Peter Drucker (1909-2005) Escritor y consultor austriaco.
Los criterios y recomendaciones que esta monografía brinda no
buscan formar arquitectos calculistas, sino más bien, profesionales con criterios
mínimos en áreas integrales al diseño arquitectónico. Ya que, el diseño
estructural siempre deberá ser realizado o consultado con un profesional de
ingeniería competente.
El estudiante de arquitectura debe asimilar la importancia que tiene el
adecuado aprendizaje de las estructuras dentro de los diferentes cursos, pues
esta será fundamental e indispensable dentro de su vida profesional.
Es conveniente que en las futuras actualizaciones del plan de estudio
de la facultad de arquitectura, se incluya en el pensum, el tema de esta
monografía para mejorar la enseñanza estructural del alumno de arquitectura.
El modelo actualmente utilizado en la facultad de arquitectura, excusa sus
deficiencias en el supuesto de que es imposible ahondar más en temas de este
tipo, ya que, por su naturaleza práctica deberían ser aprendidos una vez en el
área laboral.
Es entonces urgente implementar un curso basado en la enseñanza
de criterios sismo-resistentes, configuración estructural y diseño estructural,
esto debido a que, el plan de estudio actual puede, sin ningún problema, ajustar
sus materias estructurales y técnicas para abordar los criterios aquí expuestos.
Esto con el valor agregado que estas materias podrían pasar a ser de campo,
es decir, en sentido que su contexto y su desarrollo pueden ser fácilmente
observados.
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