UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE INGENEIRIA

DIVISION DE INGENIERIAS CIVIL Y GEOMATICA

DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION

PROGRACION Y CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS

GPO. 07 SEM. 2014-1

PROFESOR: ING. ALEJANDRO PONCE SERRANO

INVESTIGACION PROCEDIMIENTOS

CONSTRUCTIVOS

TRABAJO DE INVESTIGACION No. 2

FECHA DE ENTREGA UNICA

05 De Diciembre de 2013

TIRADO JUAREZ JONATHAN

PROGRAMA

2 Cimbras

Objetivo: El alumno determinará procedimientos de construcción y diseño

de cimbras.

Contenido:

2.1 Cimbrado y descimbrado de estructuras de concreto hidráulico.

2.2 Cimbras de madera, metálicas, especiales y andamios.

2.3 Diseño de cimbras.

3 Procedimientos de construcción de estructuras de madera y metálicas

Objetivo: El alumno determinará procedimientos de construcción de

estructuras de madera y metálicas.

Contenido:

3.1 Procedimientos de construcción de estructuras de madera. Normas

aplicables.

3.2 Procedimientos de construcción de estructuras metálicas. Normas

aplicables.

3.2.1 Aplicaciones dentro de la construcción de los perfiles laminados

simples, secciones compuestas y perfiles de lámina delgada.

3.2.2 Soldaduras. Control de calidad.

3.2.3 Maniobras de erección y montaje de estructuras.

3.3 Mantenimiento de estructuras de madera y metálicas.

4 Procedimientos de construcción de estructuras de mampostería

Objetivo: El alumno determinará procedimientos de construcción de

estructuras de mampostería.

Contenido:

4.1 Tipos de mampostería, zampeados, morteros.

4.2 Muros, muros de contención y bóvedas.

4.3 Cimentaciones.

4.4 Mantenimiento de estructuras de mampostería.

OBJETIVOS

Los objetivos de esta investigación son:

Conocer los procesos constructivos de las diferentes tipos de estructuras

como son:

Estructuras de acero

Estructuras de madera

Cimbras

Estructuras de mampostería

Estructuras de concreto

Y comprender como es que se diferencia la construcción de los diferentes

materiales. Que son madera, concreto, materiales de mampostería y acero.

Así como las normas que los rigen, diseño, aplicaciones, etc.

INTRODUCCION PROCESOS CONSTRUCTIVOS

Se define como Proceso Constructivo al conjunto de fases, sucesivas o solapadas en el tiempo, necesarias para la materialización de un edificio o de una infraestructura. Por ejemplo: el proceso constructivo para hacer una vivienda seria el siguiente: 1ra Etapa Losa de Cimentación 1.-Limpieza del terreno 2.-Trazado del terreno 3.-Excavación de las zanjas de cimentación 4.-Encofrado de la losa de cimentación 5.-Instalaciones Sanitarias y Eléctricas empotradas 6.-Instalación de la GEO membrana 7.-Colocación del acero de las vigas de cimentación, malla de la loza cimentación y para la base de la escalera. 8.-Colocación de las ¨ J ¨ de anclaje perimetrales 9.-Vaciado del concreto de las vigas y loza de cimentación Después de 7 días de fraguado se procede al trazado de los muros del primer piso 2da Etapa Estructura Metálica 1.-Instalación de los paneles del primer nivel en estructura metálica 2.-Colocación de pernos expansivos en el 1er Nivel 3.-Instalación de los tijerales de entrepiso 4.-Instalaciones sanitarias y eléctricas correspondientes al 1er Nivel 5.-Instalación de la losa colaborarte 6.-Instalación de los muros del 2do Nivel 7.-Instalación de las mallas de losa de entrepiso 8.- Instalaciones sanitarias y eléctricas correspondientes al 2do Nivel 9.-Instalación de Tijerales de Coberturas 10.-Vaciado de losa de entrepiso 11.-Colocación de Planchas OSB en cobertura 2do Nivel 12.-Protección con baño de alquitrán en planchas de OSB 13.-Instalación de GEO Membrana 14.-Colocación de stiropor (insulacion térmica acústica) 15.-Colocación de distanciadores y malla 3ra Etapa Revestimientos del Casco Luego procedemos a la parte de acabados del casco 1.-Tarrajeo en los muros exteriores e interiores 2.-Instalación de la Insulacion térmica en los techos 3.-Instalación de la estructura del falso cielo para su nivelación 4.-Instalación de Tejas 5.-Instalación de la plancha de drywall en el falso cielo raso 6.-Empaste en cielorraso y paredes

PROCESO CONSTRUCTIVO DE CIMBRAS

CIMBRA

Es un conjunto de obra falsa y moldes temporales que sirven para soportar y moldear la

construcción de elementos de concreto.

El molde es la parte de la cimbra que sirve para confinar y a moldar el concreto fresco de

acuerdo a las líneas y niveles especificando en el proyecto durante el tiempo que alcance

su resistencia prefijada en la obra falsa lo cual es la parte de la cimbra que sostiene

establemente a los moldes en su lugar ejemplo: cuñas, madrinas, pies derechos, arrates,

polines, barrotes, contravientos. Etc.

¿DE QUE MATERIAL SE ELABORAN LAS CIMBRAS?

Las cimbras de madera, los moldes de

madera son los mas utilizados por su

economía, facilidad de manejo, etc.

Generalmente se emplea la madera de pino

; solo en caso de que en la region se

encuentre otra madera mas barata, se

ocupa esta.

Para usar la madera, después de colocada

en su lugar se leda una untadura con aceite quemado o diesel, a fin de que el

concreto no se peque a la cimbra. Además,,

antes de vaciar el concreto se moja la cimbra

para que esta no le quite agua necesaria

para su fraguado y para que se hinche la

madera, tapando las juntas entre tabla y

tabla existen dos tipos de cimbras: la comun

y la aparente.

La cimbra comun se ocupa: cuando el

elemento llevera alguna clase de

recubrimiento, para esta se emplean tablas de unos 10 cm de grueso, sin poner

demasiado en la terminación y las juntas de las tablas.

La cimbra aparente se usa cuando el elemento de concreto quedara a la vista.

Generalmente se hace de duela, cepillando unacara y dos cantos, y poniendo

mucho cuidado en la terminación y las juntas de las tablas. Este tipo de cimbras se

le puede utilizar pocas veces.

ETAPAS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO Diseño de la Cimbra

Cada cimbra debe ser diseñada especialmente de acuerdo a la obra donde se instalará; deberá estar avalada por un técnico competente.

El proyecto debe constar de: una memoria descriptiva; la definición de condiciones técnicas particulares; cálculos y planos.

Memoria Descriptiva

La Memoria Descriptiva incluye una detallada descripción de los elementos componentes de la cimbra, sus características y especificaciones generales sobre su montaje y capacidad de cargas.

En este documento se adjuntan las pruebas oficiales homologadas de ensayos destructivos.

Como ejemplo, las cargas a las que está sometida una cimbra deben tener un coeficiente de seguridad entre 2,5 y 3 según la antigüedad de dicha cimbra. Si el coeficiente de seguridad es menor al indicado, debe justificarse la razón.

Cálculos para Encofrado y Cimbra

Se efectuarán los cálculos para:

Cargas verticales ( o peso propio del hormigón).

Cargas verticales ( por el peso del encofrado).

Cargas horizontales (debidas a presiones del hormigón en fase de hormigonar).

Cargas horizontales (debidas a presión del viento).

Cargas verticales vivas del personal.

Cargas verticales por maquinaria sobre tablero durante hormigonado.

Se indicarán las cargas del encofrado sobre correas de 1º y 2º orden.

Indicar cargas de correas de 1º orden sobre husillos regulables superiores que transmiten los esfuerzos al terreno.

Planos de Detalle

El diseño de la cimbra se indica con las especificaciones correspondientes en los planos, debiendo contar con la siguiente documentación para su posterior montaje:

Planta general de replanteo acotada de la cimbra.

Planta general de replanteo del encofrado.

Sección y alzado de cada zona del tablero donde haya algún elemento diferente o variación tanto en la cimbra como en el encofrado. Se acotará la longitud de los husillos, indicar longitud máxima de trabajo; y riostras longitudinales y transversales.

Detalles singulares; por ejemplo las uniones del encofrado a los husillos superiores de la cimbra, y husillos inferiores al terreno, especialmente en los casos en que los apoyos no son horizontales.

Plataformas de trabajo y de acceso, según normativa en vigor.

Trabajos Previos al Montaje

Previo al montaje de la cimbra y aún antes de la contratación de encofrado y cimbra, se habrán realizado los ensayos del terreno a fin de conocer su capacidad portante.

Cuando el terreno no reúne las características requeridas, podrá reforzarse adecuadamente. Si aún así no es viable, se utiliza una cimbra especial que apoya directamente sobre las zapatas de las pilas o sobre ménsulas ancladas a las pilas.

Cuando el terreno es adecuado para soportar las cargas previstas, previo a la instalación de la cimbra, se realizan las siguientes tareas:

Limpieza de la zona de trabajo, dejando la superficie plana, regular y exenta de vegetación y cualquier otro elemento orgánico.

Prever que el agua no se acumule en el recinto de la cimbra en caso de lluvia; para ello se protege con drenes y desagües. Si hubiere posibilidad de riadas, conviene emplear cimbras especiales.

Preparación de zapatas donde las torres descargan esfuerzos más concentrados al terreno (ej.: en caso de cimbra diáfana para dejar paso de vehículos).

Empleo de tablones de madera de 200 x 75 mm para apoyo de los husillos inferiores de la cimbra. Si el terreno es resistente, se usa uno solo, puede hacerse un entramado de tablones según la capacidad portante del terreno.

Trabajos de replanteo de la cimbra según planos de proyecto.

Se efectúa la medición topográfica tomando las cotas de terreno respecto de la parte inferior del tablero del puente para verificar que estas sean las cotas previstas en el proyecto de la cimbra. De no coincidir, se reajustan las alturas corrigiendo datos en planos definitivos.

Proceso de Montaje

Antes de realizar el montaje, comprobar que husillos y tubos estén en buenas condiciones.

Se comienza por la construcción de las torres de acuerdo a los planos, colocando primero los husillos inferiores a plomo cuidando que no sobresalgan más de lo indicado.

La base de los husillos se coloca sobre un plano horizontal y luego se van colocando los tubos montantes, las diagonales y pasadores, verificando que el cuerpo de la cimbra guarde la verticalidad debida.

Cuando se ejecutan varias torres, se realizan las riostras longitudinales, transversales y diagonales entre sí en función del diseño, pudiendo ser estos arriostramientos de diferentes tipos, a saber:

Arriostramiento entre bases.

Arriostramiento entre bases y entre cabezas.

Arriostramiento por traingulación del conjunto de torres.

Las cuñas intermedias entre cimbra y encofrado serán más largas que la base del husillo, deben fijarse a las correas del encofrado. Las grapas y abrazaderas deben fijarse apretando fuertemente los tornillos.

Macrorrigidizadores Seguidamente se colocan los macrorrigidizadores, éstos son elementos de apoyo para los paneles horizontales. Se fijan a la cimbra ubicándolos dentro de los husillos superiores (cazoletas) y se arriostran de acuerdo al sistema establecido por proyecto.

Los macrorrigidizadores por lo general son perfiles UPN, éstos transmiten el peso de los microrrigidizadores a la cimbra; resisten deformaciones importantes evitando que aparezcan panzas o abultamientos.

Microrrigidizadores

Luego se colocan los microrrigidizadores, éstos son las correas sobre las cuales apoya la superficie encofrante. Se realizan de perfiles de madera, empleándose tablones rectos, sin alabeos o nudos; ó, de perfiles metálicos.

A continuación se coloca el forro fijándolo a las correas (microrrigidizadores); para material del forro se emplea tabla machihembrada, tablero fenólico, etc., el espesor será el indicado en el proyecto.

Luego deben verificarse las cotas de fondo del forro y de la superficie, corrigiendo alineaciones y pandeos en los husillos.

A continuación se procede a limpiar toda la superficie dándole el desencofrante indicado en el proyecto para luego colocar la ferralla correspondiente.

Previo al hormigonado, controlar que la geometría del tablero sea la correcta y comprobar que estén bien apretados los husillos.

Del mismo modo, comprobar que los encofrados laterales y de cierre posean sus elementos de fijación y unión perfectamente apretados.

Descimbrado

El descimbrado se realiza después que el hormigón ha alcanzado la resistencia necesaria para soportar sin deformaciones, los esfuerzos a que se someta el mismo durante y luego de descimbrar.

Para elementos de hormigón pretensado, realizar el descimbrado de acuerdo a lo definido en el proyecto de laestructura.

Retirar todo elemento del encofrado que no permita el movimiento libre de las juntas de dilatación, retracción, asiento o articulación.

Considerar en este procedimiento las condiciones climáticas y ambientales, no descimbrar durante heladas.

Los plazos mínimos de descrimbrado son variables; en los casos más comunes, se toma como referencia la normativa EHE (tabla 75 del Art 75) que trata fondos de encofrados y puntales para losas y vigas.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ESTRUCTURAS DE MADERA

El sistema que se va a describir a continuación, representa las etapas que se llevan a cabo a la hora de construir una casa de madera de entramado ligero. Este tipo de construcción está basado en un entramado de elementos linéales de pequeña escuadría, que se caracteriza por paramentos formados por una estructura ligera de madera, que se forra tanto interior como exteriormente de diversos materiales que pueden ser de madera o de otro material. Este método de construcción, es muy versátil y aún siendo un sistema constructivo tradicional, no ha cambiado mucho con el paso del tiempo. Se han añadido materiales nuevos, productos estandarizados, métodos más sofisticados de construcción; pero los principios básicos siguen siendo los mismos. Las etapas del proceso constructivo son las siguientes: El primer paso a la hora de construir una casa de madera, es la cimentación. En esta primera etapa, se tendrán que llevar a cabo trabajos sobre el terreno con el fin de acondicionarlo a los requerimientos del terreno y del cliente. Una vez que se acaban estos trabajos previos, se empieza la cimentación convencional, si bien es más ligera que la de la edificación tradicional debido a las menores cargas. Normalmente está constituida por una zanja corrida de hormigón con una anchura de 20 a 40 cm. o bloque de hormigón vibrado, sobre las que apoyan los muros. Si existen pilares aislados, éstos se apoyan sobre zapatas. A continuación, se comienzan a construir el durmiente, que servirá de base para que descanse la casa. Generalmente en esta etapa se dejan preparados los tubos de PVC y pasatubos para facilitar las conexiones de las instalaciones

de agua, luz entre la casa y la cometida.

Una vez acabado el proceso de cimentación, el primer elemento de transición que se va a establecer entre el durmiente y el muro debe ser de madera tratada en profundidad y además protegerse con una lámina impermeabilizante o fieltro impregnado para evitar la subida de la

humedad. Se continúa con el anclaje de la estructura principal de la casa que conformará la planta. Dicha estructura está formada por un entramado de vigas de madera apoyadas sobre el durmiente en la planta baja. Los muros principales de la casa de madera están formados por tableros de fibra orientada (OSB), los marcos de los muros formados, se arman in situ (o vienen montados de fábrica) y se erigen, dejándolos con un apeo temporal mientras se van armando el resto de los muros que le proporcionan apoyo a través de las carreras superiores.

Posteriormente se conforma la cubierta, para ello, lo convencional es utilizar cerchas prefabricadas de madera aserrada de pequeñas escuadrías con uniones mediante placas dentadas metálicas, que llegan completamente armadas a la obra.

En cuanto a los revestimientos interiores de la vivienda, en este caso se utilizan revestimientos de madera a cara vista de tabla machihembrada para interiores, sin embargo, tanto los suelos como las paredes y los techos, son convencionales, aunque debido a la estructura de los montantes en paredes, son más convenientes los sistemas en seco, como los de cartón-yeso, el cual contribuye a cumplir también la protección

frente al fuego.

La cara exterior de la fachada se conforma por material aislante que evita la humedad en el habitáculo y un mayor aislamiento térmico. Finalmente será recubierto de tablas de madera de un modo

vistoso.

Una vez que se han terminado todas las etapas anteriores, se llevará a cabo la instalación eléctrica, el pavimento, así como otros acabados con el fin de conseguir una vivienda de primera clase.

NORMAS DE LAS ESTRUCTURAS DE MADERA

DEFINICIONES PREVIAS

Columnas o postes Elementos estructurales sometidos esencialmente a cargas de compresión y que actúan en forma aislada por tener gran separación entre sí. Coníferas También llamadas gimnospermas. Árboles de hoja perenne en forma de aguja con semillas alojadas en conos. Su madera está constituida esencialmente por un tipo de células denominadas traqueidas. Contenido de humedad Peso del agua en la madera expresada como un porcentaje del peso de la madera anhidra. Contenido de humedad en equilibrio contenido de humedad que alcanza la madera en condiciones estables de humedad relativa y temperatura. Cubierta Duelas, tablas o placas de madera contrachapada que forman parte de sistemas de piso o techo y se apoyan sobre elementos de madera poco espaciados. Chapa Capa delgada de madera obtenida al desenrollar una troza en un torno especial o por rebanado de una troza. Peso específico (Densidad) Peso por unidad de volumen. En el caso de la madera debe especificarse el contenido de humedad al que se determinaron el peso y el volumen. Peso específico básico (Densidad relativa o básica)

Peso anhidro de la madera dividido entre su volumen saturado ya que es la relación del peso específico de la madera y el peso específico del agua que es igual a la unidad en el sistema métrico. Factor de modificación de resistencia Factor que toma en cuenta el efecto que tiene sobre la resistencia alguna variable como la duración de carga, el contenido de humedad, el tamaño de la superficie de apoyo y otras. Factor de resistencia Factor, FR, aplicado a la resistencia de un miembro o conexión que toma en cuenta la variabilidad de las dimensiones, las propiedades del material, la calidad de la mano de obra, el tipo de falla y la incertidumbre en la predicción de resistencia. Fibra Término utilizado para designar al conjunto de los elementos celulares constitutivos de la madera. Forro Sinónimo de cubierta. Latifoliadas También llamadas angiospermas. Árboles de hoja ancha que producen sus semillas dentro de frutos. Su madera está constituida por células denominadas vasos, fibras y parénquima. Madera clasificada estructuralmente Madera clasificada de acuerdo con la Norma Mexicana correspondiente: para madera de coníferas se aplica la norma NMX-C-239 y para el caso de madera de latifoliadas, la norma NMX-C-409- ONNCCE. Madera contrachapada Placa compuesta de un conjunto de chapas o capas de madera unidas con adhesivo, generalmente en número impar, en la cual las chapas adyacentes se colocan con la dirección de la fibra perpendicular entre sí. Madera húmeda

Madera aserrada cuyo contenido de humedad es mayor que 18 por ciento. Madera seca Madera aserrada con un contenido de humedad igual o menor que 18 por ciento. Orientación de las fibras Disposición de las fibras con respecto al eje longitudinal del tronco del árbol, cuya dirección puede ser: recta, inclinada, en espiral o entrelazada. Pies derechos Piezas ligeras de sección rectangular que generalmente forman parte de sistemas de muros. Sistema de carga compartida Construcción compuesta de tres o más miembros esencialmente paralelos espaciados 610 mm o menos, centro a centro, de tal manera arreglados o conectados que comparten las cargas que actúan sobre el sistema. La resistencia de estos sistemas se modifica por el factor de modificación Kc. Sistema de piso ligero Construcción formada por tres o más miembros aproximadamente paralelos y separados entre sí no más de 810 mm y unidos con una cubierta de madera contrachapada, de duelas de madera bien clavada u otro material que proporcione una rigidez equivalente. A estos sistemas se les aplican cargas concentradas definidas en el Reglamento. Valor especificado de resistencia Resistencia básica especificada en esta Norma para el cálculo de la resistencia de diseño. Valor modificado de resistencia El producto del valor especificado de resistencia por el factor de resistencia y los factores de modificación de la resistencia. Vigas

Elementos de madera sometidos a flexión que actúan en forma aislada por tener una separación grande y no estar unidos por un material de cubierta que les permita compartir la carga. Viguetas Elementos ligeros de madera sometidos a flexión y que están colocados a distancias cortas (menores que 1.22 m) entre sí, unidos por una cubierta de duelas, o madera contrachapada

Cargas vivas concentradas para diseño de pisos de madera

Para el diseño de pisos ligeros de madera se deberán tomar en consideración las disposiciones señaladas en la sección de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, con las siguientes observaciones relacionadas a las cargas vivas concentradas: a) En el caso de sistemas de piso ligeros de madera con cubierta rigidizante destinados a habitación de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones) se considerará en lugar de Wm, cuando sea más desfavorable una carga concentrada de 1.3 kN (130 kg) para el diseño de los elementos de soporte y de 1 kN (100 kg) para el diseño de la cubierta, en ambos casos ubicadas en la posición más desfavorable.

b) Se considerarán sistemas de piso ligeros de madera aquellos formados por tres o más miembros a base de madera aproximadamente paralelos y separados entre sí no más de 800 mm y unidos con una cubierta de madera contrachapada, de duelas de madera bien

clavada u otro material que proporcione una rigidez equivalente. c) En el caso de sistemas de piso ligeros con cubierta rigidizante definidos como en la nota anterior, destinados a oficinas, despachos y

laboratorios (inciso (b) de la tabla 6.1 de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones) se considerará en lugar de Wm, cuando sea más desfavorable, una carga concentrada de 2 kN (200 kg) para el diseño de los elementos de soporte y de 1.5 kN (150 kg) para el diseño de la cubierta, ubicadas en la posición más desfavorable.

PRINCIPIOS GENERALES DE DISEÑO

Métodos de diseño

El diseño de elementos de madera y de los dispositivos de unión requeridos para formar estructuras se llevará a cabo según los criterios de estados límite establecidos en las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, que fija los requisitos que deben satisfacerse en cuanto a seguridad y comportamiento en condiciones de servicio. El diseño podrá efectuarse por medio de procedimientos analíticos o experimentales. En el diseño por métodos analíticos las acciones internas se determinarán considerando que los elementos estructurales y las estructuras tienen un comportamiento lineal elástico. Valores especificados de resistencias y Rigideces La tabla 2.1 proporciona valores especificados de resistencia y rigidez para madera de coníferas, para las clases estructurales A y B. La tabla 2.2 establece valores especificados para los cuatro grupos de maderas de latifoliadas. La tabla 2.3 contiene valores especificados de resistencia y rigidez para madera contrachapada de especies de coníferas. Los valores de las tablas corresponden a condición seca.

Tabla 2.1 Valores especificados de resistencias Y módulos de elasticidad de maderas de especies coníferas, MPa (kg/cm²)

Tabla 2.2 Valores especificados de resistencias y módulos de elasticidad de maderas de especies latifoliadas, MPa (kg/cm²)

Tabla 2.3 Valores especificados de resistencias, módulo de elasticidad y módulo de rigidez de madera contrachapada de especies coníferas, MPa (kg/cm²)

Factores de modificación por contenido de humedad, Kh (aplicables cuando CH ≥ 18 %)

Factor de modificación por grupo de conectores para pernos y pijas1, Jg

ESTRUCTURAS DE ACERO

PROCESO CONSTRUCTIVO

Dentro del proceso constructivo de estructuras metálicas se identifican dos fases:

La fabricación en taller y el montaje en obra.

La fabricación en taller de los proyectos de estructuras metálicas, debe

seguir un orden para ser exitosa. Primero se debe hacer un plantillaje,

seguido de la preparación, enderezado y conformación. Luego se hace el

marcado de ejecución, los cortes y perforaciones, el armado, la preparación

de superficies y la pintura para terminar por el marcado y la identificación de

elementos.

A su vez, el montaje en obra debe empezar por el programa de montaje,

seguido por la recepción, almacenamiento y manipulación para terminar

con el montaje como tal, de la estructura y así culminar con el diseño de

estructuras metálicas para su utilización en construcciones, especialmente

de puentes y edificios.

5. Transporte

Diseño estructural: El diseño estructural se realiza a partir de un adecuado balance entre las funciones propias que un material puede cumplir, a partir de sus características naturales específicas, sus capacidades mecánicas y el menor costo que puede conseguirse. El costo de la estructura siempre debe ser el menor, pero obteniendo el mejor resultado a partir de un análisis estructural previo.

El diseño estructural debe siempre de obtener un rendimiento balanceado entre la parte rígida y plástica de los elementos, ya que en muchas ocasiones, un exceso en alguno de estos dos aspectos pueden conducir al fallo de la estructura.

PERNOS Y SOLDADURA EN ESTRUCTURAS METALICAS

1. Pernos

Pieza metálica, normalmente de acero o hierro, larga, cilíndrica, semejante a

un tornillo pero de mayores dimensiones, con un extremo de cabeza redonda y

otro extremo que suele ser roscado. En este extremo se enrosca una chaveta,

tuerca, o remache, y permite sujetar una o más piezas en una estructura, por lo

general de gran volumen.

1.2 Tipos de pernos

- Pernos de baja resistencia:

presentan baja resistencia mecánica,

los más comúnmente empleados son

del tipo fabricado según la

especificación norteamericana ASTM-

307, de 41,5 kN/cm2 (4,15kgf/ cm2)

de resistencia a la ruptura por

tracción. La instalación de este tipo de

perno se hace con llame manual común y sin control de torque. De este modo

no se ajusta la resistencia por fricción entre chapas, lo que permite que se

muevan los elementos conectados. Son utilizados solo para piezas

secundarias, tales como parapetos, barandas y elementos, poco solicitados.

- Pernos de alta resistencia: en las conexiones importantes se deben emplear

tornillos de alta resistencia; los de más amplia aceptación obedecen al tipo

fabrcado según la especificación norteamericana ASTM A-325, que indica una

resistencia a la ruptura de 82,5 kN/cm2 (8,250 kgf/cm2) para tornillos con

diámetro menor o igual a 25,4mm y de 72,5 kN/cm2 (7,250 kgf/cm2), para

tornillos con diámetro mayor que 25,4mm.

Gracias a la mayor resistencia se requiere un número menor de tornillo por

conexión y, en consecuencia, menos placas de conexión, lo que favorece la

economía del acero. Ese tipo de tornillo debe ser instalado con control de

torque, después del apriete inicial con llave común. El control del apriete vía

control de fuerza se logra mediante llaves calibradas (torquímetro o llave

neumática, calibrados diariamente de acuerdo a prescripciones

estandarizaadas) y para el control de la deformación (rotación de la tuerca) se

usa una llave de mango largo. El control de apriete permite ajustar la friccion

entre las chapas, proporcionando mayor rigidez a la conexión e impidiendo el

desplazamiento de las partes conectadas.

Roscas en los planos de corte

Habitualmente se usa la conexión de tipo de aplastamiento con rosca en los

planos de corte. Ya que la ubicación de las roscas no está restringida, los pernos

pueden insertarse desde cualquier lado de una conexión. La cabeza o la tuerca

pueden ser el elemento girado. La pintura se permite en las superficies en

contacto.

La conexión de tipo de apoyo con rosca excluidas de los planos de corte es la mas

económica conexión empernada de alta resistencia, porque por lo general se

necesitan menos pernos para una capacidad determinada.

Pernos de acero al carbono o no terminados (de maquina)

Pueden efectuarse conexiones secundarias con pernos no terminados que

cumplan las especificaciones para el acero de bajo contenido de carbono ASTM

A307 (los pernos no terminados pueden también denominarse pernos de maquina,

comunes o pernos ordinarios). Cuando se emplea esta especificación, las

conexiones secundarias deben definirse de manera cuidadosa para evitar que los

encargados del montaje seleccionen el tipo de perno inadecuado para una

conexión. Los pernos A307 por lo general no tienen ninguna marca de

identificación sobre su cabeza cuadrada, hexagonal o abocarda; como si lo tienen

los pernos de alta resistencia.

El uso de pernos de alta resistencia donde pernos A307 proporcionar la resitencia

requerida simplemente aumenta el de una estructura. Los pernos de alta

resistencia cuestan por los menos 10% mas que los pernos de maquinas.

2. Soldaduras.

La soldadura es un proceso en el que se unen partes metálicas mediante el

calentamiento de sus superficies a un estado plástico, permitiendo que las partes

fluyan y se unan con o sin la adición de otro metal fundido. Algunas de las

ventajas que tiene la soldadura son las siguientes:

- La ventaja mas importante se

encuentra dentro del área de la

economía, el uso de la misma permite

grandes ahorros en el peso del acero

utilizado.

- La soldadura tiene una zona de

aplicación mucho mayor que los

remaches o los tornillos.

- Las estructuras soldadas son mas

rígidas, porque los miembros por lo

general están soldados directamente uno a otro. Las conexiones con remaches o

tornillos, se realizan a menudo a través de ángulos de conexión o placas que se

deforman debido a la transferencia de carga, haciendo más flexible a la estructura

completa.

- El proceso de fusionar las partes por unir, hace a las estructuras realmente

continuas. Esto se traduce en la construcción de una sola pieza y puesto que las

juntas soldadas son fuertes o más que el metal base, no debe haber limitaciones a

las uniones.

- Resulta mas fácil realizar cambios en el diseño y corregir errores durante el

montaje (y a menor costo), si se usa una soldadura. En relación con estas

ventajas se tiene el caso de las reparaciones realizadas con soldaduras en equipo

militar en condiciones de batalla durante las décadas pasadas.

- Se usan menos piezas y, como resultado, se ahorra tiempo en detalle,

fabricación y montaje de la obra.

Elementos de aporte.

a. Electrodos: Son un elemento de aporte para que la

soldadura pueda llevarse a cabo. Están conformados

por el metal de aportación y, por lo tanto, su

naturaleza variara según la clase de materiales que

hayan de ser soldados. Así, existen electrodos para

soldar hierro y acero, para soldadura en diferentes metales y aleaciones, etc.

3. Tipos de electrodos:

El tipo de electrodo usado es muy importante, y afecta decididamente las

propiedades de la soldadura, tales como resistencia, ductilidad y resistencia a la

corrosión. Entre los tipos de electrodos tenemos:

• Electrodos desnudos: En este tipo de electrodo el arco eléctrico formado entre el

electrodo y la pieza no es tan permanente como en las otras dos clases,

interrumpiéndose con frecuencia. Las desventajas de los electrodos desnudos son

la pequeña estabilidad del arco, mayores pérdidas de material, en consecuencia,

menor rendimiento.

Las propiedades físicas de las soldaduras obtenidas con estos electrodos son de

inferior calidad a la de los restantes, conteniendo frecuentemente poros los

cordones de soldaduras formados. Esta circunstancia determina que los

electrodos desnudos no deban ser empleados para las construcciones metálicas

sometidas a esfuerzos dinámicos.

[pic]

• Electrodos con alma: Se aplican a la soldadura en cualquier posición y se

caracterizan por un arco permanente. Las propiedades físicas de las soldaduras

obtenidas con ellos son intermedias entre las correspondientes a los electrodos

desnudos y revestidos.

• Electrodos revestidos: Esta clase de electrodos (de absoluta preponderancia hoy

en día) posee las mayores ventajas. El revestimiento fundente, al propiciarse el

arco eléctrico y entrar en ignición, forma gases que protegen al arco, y por tanto al

metal de aportación que fluye, del oxigeno y nitrógeno del aire. Los efectos

perjudiciales de estos gases sobre la calidad de la soldadura quedan anulados.

Además se forman por la acción del fundente escorias que sobrenadan en el metal

fundido, impidiendo que la soldadura absorba oxigeno y nitrógeno del aire. Al

mismo tiempo, la capa de escorias formada protege al material de un enfriamiento

demasiado rápido, evitándose asi la formación de una estructura indeseable e el

cordón.

La condición necesaria de un buen revestimiento es que las escorias una vez frías

las soldaduras, puedan hacerse saltar con facilidad.

4. Controles de calidad de la soldadura

Ensayos no Destructivos

a. Ensayos visuales

Se pueden hacer a simple vista o con el uso de aparatos como una lupa,

calibrador, etc., para inspeccionar si la soldadura tiene defectos.

b. Ensayos con rayos x o rayos gamma

Se toman fotografías radiográficas de la soldadura. Los defectos se ven en una

forma muy similar a la cual se aprecian los huesos rotos en una radiografía de una

ser humano. Este método se suele utilizar en tubos y calderas grandes.

Se utiliza Equipo de Rayos X y Maquina de revelado de placas radiográficas.

c. Ensayos magnéticos

Las pruebas magnéticas son de dos tipos:

- Se espolvorea hierro pulverizado en la soldadura. Después, se establece una

carga magnética a través de la soldadura; las partículas de hierro se acumulan en

las grietas o fallas.

- Se mezclan limaduras de hierro con petróleo; se limpia y pule la superficie de

la soldadura y se aplica esta mezcla con una brocha. Se magnetiza la soldadura

con una fuerte corriente eléctrica. Si hay una grieta o falla en la soldadura, las

partículas de hierro se adherirán en los bordes de la grieta y producirá una línea

oscura como del diámetro de un cabello.

d. Pruebas con colorantes penetrantes

Estos colorantes o tintes vienen en botes pequeños en aerosol, con su estuche y

se pueden llevar a cualquier parte. El colorante es un excelente método para

detectar grietas superficiales que no se aprecian a simple vista.

e. Pruebas con estetoscopio o de sonido

El inspector golpea la soldadura con un martillo pequeño y escucha con el

estetoscopio. El sonido le indica si la soldadura tiene defectos.

Se necesitan muchos años de experiencia para hacer esta prueba con exactitud.

En la actualidad, se emplea el equipo para pruebas sónicas.

Ensayos Destructivos

Si la soldadura va a ser parte de un conjunto o estructura grande, se pueden

efectuar pruebas destructivas en muestras o probetas, similares a la unión soldada

real. En una prueba destructiva se dobla, tuerce o se trata de separar por tracción

(estiramiento) la soldadura para determinar si hay fallas. Estas son pruebas

sencillas que se pueden efectuar en cualquier taller de soldadura sin necesidad de

un equipo costoso. El método mas sencillo para hacerlas es sujetar la unión en la

parte superior de un yunque con pinzas o fijarla en un tornillo de banco. La unión

se debe sujetar lo mas cerca posible de la soldadura. Después de fijarla como se

describió, se le dan golpes con un martillo para probar la soldadura.

Las cinco uniones básicas se pueden probar en taller en la siguiente forma:

- La unión a escuadra e debe martillar hasta que quede plana

- La unión de tope se debe doblar hasta que quede en forma de “U”

- La unión T se debe martillar la pieza vertical hasta que quede horizontal

- La unión traslapada se debe martillar hasta que se parezca a la unión T

- La unión de canto se debe abrir y doblar hasta que se forme una unión en “U”,

similar a la unión a tope

-

2.5. Lenguaje universal de la soldadura.

La Sociedad Americana de Soldadura (AWS) ha desarrollado un sistema estándar

de simbología en soldadura A2.4, el cual es reconocido y ampliamente usado a

nivel mundial.

PERFILES DE ACERO

Los perfiles metálicos son aquellos productos laminados, fabricados usualmente

para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil. Se distinguen:

De la tesis digital de Uson se tiene que las maniobras para erigir estructuras de acero.

PROCESO CONSTRUCTIVO EN MAMPOSTERIA

Se llama mampostería al sistema tradicional de construcción que consiste en

erigir muros y paramentos, para diversos fines, mediante la colocación manual de

los elementos o los materiales que los componen (denominados mampuestos)

que pueden ser, por ejemplo:

ladrillos

bloques de cemento prefabricados

piedras, talladas en formas regulares o no

Este sistema permite una reducción en los desperdicios de los materiales empleados y genera fachadas portantes; es apta para construcciones en alturas grandes. La mayor parte de la construcción es estructural.

A la disposición y trabazón dadas a los materiales empleados en los muros se llama aparejo.

En la actualidad, para unir las piezas se utiliza generalmente una argamasa o mortero de cemento y arena con la adición de una cantidad conveniente de agua. Antiguamente se utilizaba también el barro, al cual se le añadían otros elementos naturales como paja, y en algunas zonas rurales excrementos de vaca y caballo.

En algunos casos es conveniente construir el muro sin utilizar mortero, denominándose a los muros así resultantes "muros secos" o "de cuerda seca". Este tipo de trabajo de los muros es típico de las construcciones rurales tradicionales, por ejemplo, en la Alpujarragranadina en la región de Andalucía en España.

Cuando el elemento que conforma el muro es un sillar, a la fábrica resultante se le denomina sillería a hueso, en la que los sillares se colocan en seco sin material que se interponga entre ellos.

Cuando el elemento que conforma el muro es un mampuesto, a la fábrica se le denomina Mampostería en seco, en la que se colocan los mampuestos sin mortero que los una, y a lo sumo se acuñan con ripios.

Mampostería en Seco

En este tipo de mampostería no se emplea ningún mortero. Hay que escoger los mampuestos uno a uno para que el conjunto tenga estabilidad. Se emplean piedras pequeñas, llamados ripios, para acuñar los mampuestos y rellenar los huecos entre éstos.

Mampostería Ordinaria

Se ejecuta con un mortero de cal o cemento. Las piedras deben adaptarse unas a otras lo más posible para dejar el menor porcentaje de huecos relleno de mortero. Únicamente se admitirá que aparezca el ripio al exterior si la fábrica va a ser posteriormente revocada.

Mampostería Careada

Es la fábrica de mampostería cuyos mampuestos se han labrado únicamente en la cara destinada a formar el paramento exterior. Los mampuestos no tienen formas ni dimensiones determinadas. En el interior de los muros pueden emplearse ripios pero no en el paramento visto.

Mampostería Concertada

Fábrica de mampostería cuyos mampuestos tienen sus caras de junta y de parámetro labradas en formas poligonales, más o menos regulares, para que el asiento de los mampuestos se realice sobre caras sensiblemente planas.

No se admite el empleo de ripios y los mampuestos del paramento exterior deben prepararse de modo que las caras visibles tengan forma poligonal y rellenan el hueco que dejan los mampuestos contiguos. Debe evitarse la concurrencia de cuatro aristas de mampuestos en un mismo vértice.

Cuando la fábrica sea de un espesor mayor que el de los mampuestos, se procederá a asentar primero los mampuestos de los paramentos vistos,

colocándose después los principales mampuestos del relleno, acuñados con ripios si fuera necesario. De trecho en trecho se unirán los dos paramentos con llaves o perpiaños tan largos como sea preciso para dar trabazón al conjunto. Si el espesor fuera tan grande que no se pudiese abarcar con una sola llave se colocan dos o más, alternadas, que alcancen más de la mitad de espesor y, si fuera preciso, se engatillarían por sus colas con abrazaderas metálicas.

Si en una mampostería concertada se forman hiladas horizontales, las líneas de juntas verticales deben ser alternadas y nunca mediará entre la junta de dos hiladas contiguas menos de 20 centímetros.

PRECAUCIONES

Se evitará la exposición a la acción continuada de la humedad, como la

proveniente de condensaciones desde el interior o la de ascenso capilar.

Se alertará de posibles filtraciones desde las redes de suministro o evacuación de

agua.

Se evitarán golpes y rozaduras con elementos punzantes o pesados que puedan

descascarillar o romper alguna pieza.

Se evitará el vertido sobre la fábrica de productos cáusticos y de agua procedente

de jardineras.

En caso de desarrollar trabajos de limpieza, se analizará el efecto que puedan

tener los productos aplicados sobre los diversos materiales que constituyen el

muro.

DEL LIBRO MANUAL DE AUTOCONSTRUCCIÓN COVEG

ZAMPEADOS

DEFINICION

Los zampeados son recubrimientos de superficies con mampostería, concreto

hidráulico suelo-cemento, construidos sobre

superficies de terreno horizontales o inclinadas,como protección contra la erosión

y en casos como recubrimiento de acabado.

MATERIALES

a). Piedra.

Las piedras que se utilicen en los

zampeados de mampostería

deben tener dimensiones tales,

que la menor sea igual al espesor

del zampeado; el proyecto y/o la

supervisión fijarán la dimensión y

el peso mínimos de las piedras.

Los requisitos mínimos serán los

siguientes:1. Por lo que se refiere

a su apariencia y dimensiones,

las piedras deberán cumplir con

los requisitos que fije el

proyecto.2. En función al tipo de

trabajo y condiciones climáticas a que esté sujeto el zampeado y que ajuicio de la

Supervisión lo amerite, el contratista deberá someter las piedras a algunas o a

todas las pruebas que

se mencionan:2.1. Compresión.2.2. Flexión.2.3. Desgaste.2.4. Impacto.2.5. Absor

ción.2.6. Densidad.2.7. Intemperismo2.8. Resistencia al efecto combinado de

ciclos de temperatura y soluciones débiles de sal.

b). Cemento, Cal, Arena y Agua.

Estos materiales deberán cumplir con lo indicado en la especificación Nº 04100,

relativas a cada material.

c). Concretos.

Estos materiales deberán cumplir con lo indicado en la especificación Nº 03300.

MORTERO

El mortero es una mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y

posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como

ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los

espacios que quedan entre los bloques y para el relleno de paredes. Los más

comunes son los de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y

agua. Generalmente, se utilizan para obras de albañilería, como material de

agarre, revestimiento de paredes, etc.

Clasificación

Según el tipo de aglomerante:

Morteros de cal

Morteros de cemento

Morteros de cemento de aluminato de calcio.

Morteros bastardos

Mortero Justacken

Mortero del chuli

Morteros especiales:

Morteros expansivos

Morteros refractarios

Morteros con aireante

Morteros ignífugos

Morteros de cemento cola

Morteros aislados de finos

Morteros aligerados

Morteros no expansivos

Morteros hidrófugos

Morteros coloreados

Morteros autonivelantes

Muro de contención

Se denomina muro de contención a un tipo estructura de contención rígida,

destinada a contener algún material, generalmente tierras.

Muros de contención y su funcionamiento

Los muros de contención se utilizan para detener masas de tierra u otros

materiales sueltos cuando las condiciones no permiten que estas masas asuman

sus pendientes naturales. Estas condiciones se presentan cuando el ancho de una

excavación, corte o terraplén está restringido por condiciones de propiedad,

utilización de la estructura o economía.

Por ejemplo, en la construcción de vías férreas o de carreteras, el ancho de

servidumbre de la vía es fijo y el corte o terraplén debe estar contenido dentro de

este ancho. De manera similar, los muros de los sótanos de edificios deben

ubicarse dentro de los límites de la propiedad y contener el suelo alrededor del

sótano.

Tipos de muros de contención

Muros de gravedad

Son aquellos cuyo peso contrarresta el empuje del terreno. Dadas sus grandes

dimensiones, prácticamente no sufre esfuerzos flectores, por lo que no suele

armarse. Los muros de gravedad a su vez pueden clasificarse en:

Muros de hormigón en masa. Cuando es necesario, se arma el pie (punta

y/o talón).

Muros de mampostería seca. Se construyen mediante bloques de roca

(tallados o no).

Muros de escollera. Se construyen mediante bloques de roca de mayor

tamaño que los de mampostería.

Muros de gaviones. Son muros mucho más fiables y seguros que los de

escollera ya que, con estos, se pueden realizar cálculos de estabilidad y, una

vez montados, todo el muro funciona de forma monolítica.

Muros prefabricados o de elementos prefabricados. Se pueden realizar

mediante bloques de hormigón previamente fabricados.

Muros aligerados. Aquellos en los que los bloques se aligeran (se hacen

huecos) por diversos motivos (ahorro de material, reducción de peso...).

Muros jardinera. Si los bloques huecos de un muro aligerado se disponen

escalonadamente, y en ellos se introduce tierra y se siembra, se produce el

muro jardinera, que resulta mucho más estético, y de menor impacto,

ver rocalla.

Muros seco. constituido por piedra de 8"@10" que van sobre puestos y

amarrados entre si , no lleva ningún tipo de mortero o concreto, conforme se

va construyendo se va rellenando con piedras de lugar o cascajo de 3/4" de

diámetro en caso que se utilize con drenar el agua.

Muros estructurales

Son muros de hormigón fuertemente armados. Presentan ligeros movimientos

de flexión y dado que el cuerpo trabaja como un voladizo vertical, su espesor

requerido aumenta rápidamente con el incremento de la altura del muro.

Presentan un saliente o talón sobre el que se apoya parte del terreno, de manera

que muro y terreno trabajan en conjunto.

Siempre que sea posible, una extensión en el puntal o la punta con una dimensión

entre un tercio y un cuarto del ancho de la base suministra una solución más

económica.

Tipos distintos de muros estructurales son los muros "en L", "en T invertida".

En algunos casos, los límites de la propiedad u otras restricciones obligan a

colocar el muro en el borde delantero de la losa base, es decir, a omitir el puntal.

Es en estas ocasiones cuando se utilizan los muros en L.

Como se ha indicado, en ocasiones muros estructurales verticales de gran altura

presentan excesivas flexiones. Para evitar este problema surge el 'muro con

contrafuertes', en los que se colocan elementos estructurales (contrafuertes) en la

parte interior del muro (donde se localizan las tierras). Suelen estar espaciados

entre sí a distancias iguales o ligeramente mayores que la mitad de la altura del

muro. También existen muros con contrafuertes en la parte exterior del mismo.

En ocasiones, para aligerar el contrafuerte, se colocan elementos con

un tirante (cable metálico) para que trabaje a tracción. Surgen así los 'muros

atirantados'

Muros de tierra armada y de suelo reforzado

Los muros de tierra armada son mazacotes de terreno (grava) en los que se

introducen armaduras metálicas con el fin de resistir los movimientos. Con ello se

consigue que el material trabaje como un todo uno. La importancia de esta

armadura consiste en brindarle cohesión al suelo, de modo de actuar

disminuyendo el empuje de tierra que tiene que soportar el muro. La fase

constructiva es muy importante, ya que se tiene que ir compactando por capas de

pequeño espesor, para darle una mayor resistencia al suelo.

Se le suelen colocar escamas (planchas de piedra u hormigón), sin fin estructural

alguno, sino para evitar que se produzcan desprendimientos.

Los muros de tierra armada pueden rematarse también con bloques de hormigón

huecos, rellenos de tierra, y sembrados, creando muros jardinera.

Un 'muro de suelo reforzado' es un muro de tierra armada en que se sustituyen las

armaduras metálicas, por geomalla. Es una solución más barata.

Análogamente a los muros de tierra armada, se pueden recubrir con escamas, o

rematarlos con muros jardinera. Aunque existe otra alternativa, que consiste en

colocar un geotextil sobre la ladera del muro, y cubrirlo de tierra y semillas. Surge

así un 'muro vegetalizado'.

BOVEDAS

Una bóveda es un elemento constructivo superficial, generalmente elaborado en

mampostería o fábrica, en el que sus piezas y

componentes trabajan a compresión. Las bóvedas poseen una forma geométrica

generada por el movimiento de un arco generatriz a lo largo de un eje. Por regla

general este elemento constructivo sirve para cubrir el espacio comprendido entre

dos muros o una serie de pilares alineados.1 Su problemática constructiva consiste

en averiguar el grosor, o resistencia de los muros adyacentes, con el objeto de

que puedan soportar el empuje lateral de las bóvedas que soportan. En muchos

casos su superficie posee nervios en los que se dirigen y concentran las líneas de

empuje. A pesar de su uso extendido en la construcción, su funcionamiento no fue

comprendido y explicado por la ciencia hasta bien entrados en el siglo XIX.2

Se suele encontrar en algunas edificaciones como plazas

porticadas, claustros, catedrales y también en galerías subterráneas, en las

infraestructuras del metro, minería. En la actualidad, con el advenimiento de

nuevos materiales como es el hormigón armado, la forma clásica y disposición de

las bóvedas con sus elementos trabajando en compresión, ha dejado de realizarse

tan habitualmente en construcción, permitiendo la construcción de superficies

adinteladas (bóvedas planas).

Características

La forma geométrica de la bóveda se genera mediante traslación en el espacio de

arcos iguales, adecuadamente trabados, para obtener finalmente un elemento

constructivo "superficial". Es decir que el arco es la generatriz de la bóveda. Las

bóvedas son estructuras apropiadas para cubrir espacios arquitectónicos amplios

mediante el empleo de piezas pequeñas.3 Su geometría puede ser de simple o

doble curvatura, un ejemplo de geometría simple se encuentra entre las bóveda de

cañón, y en las de curvatura más compleja las de arista (cruce de dos bóvedas de

cañón). En muchos casos la bóveda posee una planta entre cuadrada

o rectangular.

Suele construirse con soportes en su interior en forma de arcos formeros y que se

cubren con plementería. En edificaciones modernas el término bóveda se ha

extendido, y por herencia del concepto de bóveda de fábrica, se aplica

a estructuras construidas con cubiertas curvadas, en las que el espesor es muy

pequeño comparado con el ancho y el largo, también

denominadas cáscaras o cascarones.4Mientras en las bóvedas de fábrica las

piezas trabajan a compresión, en estas modernas estructuras el trabajo es

fundamentalmente en flexión.

Teoría de las bóvedas

Tanto en las antiguas bóvedas como en las modernas la

solicitación predominante en sus elementos es

de compresión. Sus tensiones se asemejan a las de

un arco, o un conjunto de arcos conformando una

superficie. Las fuerzas de una bóveda se van

transformando en un empuje

horizontal que debe ser

contrarrestado con el objeto de mantener la estructura

en equilibrio. El elemento estructural suele ser

un contrafuerte, o estribo. En algunas ocasiones se

confía en más de un elemento de contrarresto. El

problema a resolver cuando se emplean bóvedas es

dimensionar correctamente los muros de contención

de los permanentes empujes horizontales. Empujes

que surgen desde la línea de unión entre la bóveda y el

muro. Ésta es la razón por la que el diseño en planta

de los edificios con grandes bóvedas era necesario

considerar el contrarresto, por una o varias formas, de

este empuje.

En algunas ocasiones se emplea, por seguridad, el

diseño de más de un sistema de contención. Cuando se descimbra la bóveda el

empuje tiende a sacar afuera el arranque de la bóveda. Los arquitectos romanos

empleaban gruesos muros de contención. En la teoría de bóvedas se muestra que

un simple muro es insuficiente para soportar el empuje de las bóvedas. En la

arquitectura gótica se emplearon arbotantes y botareles. Los soportes de las

bóvedas contra los muros no deben ser muy robustos, el empuje lateral disminuye

la carga de las bóvedas.

Construcción

Desde sus inicios se ha practicado en su construcción el empleo de estructuras

auxiliares de carácter provisional cuya función era la de soporte de las piezas que

forma la superficie de la bóveda. Estas estructuras, denominadas cimbras,

encarecían la construcción de bóvedas.7 Eran generalmente de madera y

requerían de la participación de carpinteros altamente especializados. A veces la

cimbra era de gran tamaño, al menos, tan grande como lo era la bóveda. Debido a

este inconveniente, desde los inicios de la construcción de bóvedas, se ha

intentado mejorar las técnicas constructivas con el objeto de evitar el uso de

cimbras (en lo que se denomina construcción 'al aire'), o reduciendo su uso lo más

posible. El coste de la cimbra puede alcanzar al coste del arco. La mayoría de las

bóvedas clásicas se han elaborado con cimbras.8 Este uso se extendió hasta

el románico, en el que se cubren las naves con bóvedas de crucería entre

fuertes arcos fajones y con nervios de sección prismática.

Los romanos empleaban cimbras sólo en los arcos torales. En este esfuerzo por

minimizar los costes de las cimbras nacen las bóvedas tabicadas que emplean

pocas muy pocas estructuras cimbradas (o cerchas) en su construcción. Los

elementos sobre los que se soporta y asienta la bóveda, a modo de ménsula, se

denomina pechina.

Elementos de la bóveda

Las bóvedas se componen de diversas partes, cuya denominación

tradicionalmente es:

Apoyos: son las partes de los muros o pilares sobre los que descansa la

bóveda.

Puntos de arranque: son los de los arcos que componen la bóveda.

Dovelas: son las piezas elementales que componen la bóveda.

Clave: es la dovela central que cierra la bóveda.

Salmeres: son las dovelas en las líneas de arranque de la bóveda.

Nervios: son los arcos de dovelas independientes de los témpanos en las

aristas.

Luneto: es la abertura practicada en la bóveda de otra bóveda que penetra

en ella.

Dimensiones

En el diseño y construcción de bóvedas se refiere a menudo a las dimensiones

características de las mismas, que tradicionalmente se han venido denominando

como:

Luz: como la distancia libre entre los apoyos o arranques de la bóveda.

Flecha: es la altura desde el arranque a la clave.

Espesor: es la distancia entre el trasdós (exterior) y el intradós (interior) de

la bóveda.

CIMENTACIONES DE MAMPOSTERIA

Los cimientos de mampostería

(mampostería es el elemento

constructivo y /o decorativo,

construido a base de piedra,

simplemente acomodada con el

cuatrapeo necesario o bien

colocadas con algún aglutinante,

pudiendo tener mamposterías

secas comunes o cementadas

para mayor resistencia), se

utilizan cuando las cargas no son

muy fuertes y la construcción es

permanente, pero si el peso es

excesivo y la fatiga es baja su

utilización no es conveniente; se

utiliza la piedra braza (si existe en el lugar este materia), siendo el material más

común en cimentaciones, con la cual se obtienen muy buenos resultados debido a

su resistencia, facilidad y rapidez en su trabajo.

Las piedras deberán colocarse cuatrapeadas, las juntas estarán perpendiculares a

las cargas de apoyo para evitar deslizamientos y juntas continuas para no tener

cuarteaduras, considerándose generalmente una resistencia de 20 kg/cm² de

tierra y de 15 kg/cm² a la mezcla. Las proporciones para el mortero de cimentación

serán: 1:6 Uno de calhidra y 6 de arena, o con mayor resistencia y adherencia

1:3:15 proporción de cemento-calhidra-arena. Para la cimentación de piedra esta

deberá ser sana y no intemperizada; no se aceptaran pedruscos que presenten

grietas, huecos o algún defecto similar; no se utilizaran riscos en forma de laja y

tendrán una resistencia mínima a la compresión normal, a los planos de

deformación de 150 kg/cm² y una resistencia mínima a la compresión

perpendicular a los planos de deformación de 100 kg/cm. Las piedras tendrán un

peso de 25 kg (proporcionalmente), debiendo humedecerse perfectamente antes

de su colocación para evitar pérdidas en el agua del mortero al fraguar. En las

primeras piedras que se coloquen se deberá procurar que queden las mas

grandes y con la superficie mayor, asentadas sobre la plantilla la cual deberá

humedecerse previamente. Las juntas entre la piedras deberán llenarse con

mortero con un espesor de 2 cm (no menor de 2 cm ni mayor de 4) el volumen del

mortero deberá ser igual a un 30% de la capacidad total como máximo (no se

deberá tener huecos), por lo menos el 25% del volumen de las piedras se deberán

colocar a tizón para lograr un perfecto cuatrapeo y se deberá limitar al máximo el

uso de rajuelas y no se permitirá por ningún motivo el uso de calzas; la

cimentación de mampostería se deberá mantener húmeda durante tres días. Es

conveniente que el ángulo que forma el escarpio (superficie inclinada) del cimiento

para proporcionar la ampliación de la base, no será menor de 60º con relación a la

horizontal, y el ancho de la base no deberá pasar de 1.50m; el ancho de la parte

superior del cimiento estará dado por el ancho de la piedra, y no será menor de 30

cm, y para que las cargas que recibe el cimiento sean repartidas uniformemente

se colocara una cadena de concreto armado; perpendiculares a esta dala de

repartición se colocaran los refuerzos (castillos) necesarios para evitar el volteo. Si

el cimiento es de piedra en la colindancia deberá procederse a tomar el par de

fuerzas (que se forma debido a que las resultantes de carga y a la reacción del

terreno no son colineales) de volteo, por medio de uniones o amarres (a los

cimientos interiores) que actúan como tensores y evitan que el cimiento pueda

girar, pudiendo hacerse con dalas de concreto (dalas de repartición o simplemente

como tensores). Este cimiento colindante debe construirse más profundo que los

demás para contrarrestar el volteo, o bien utilizando una trabe de volteo o si no

remeter el cimiento. Cuando se tienen cargas desiguales es necesario compensar

la cimentación haciendo su sección en forma trapezoidal o bien haciéndola

escalonada. Los cimientos de piedra son indicados para construcciones ligeras

pero al ser pesada esta cimentación se reduce considerablemente la capacidad de

carga del terreno para soportar las cargas superiores, recomendándose en este

caso la utilización de cimientos de concreto armado. El uso de de contratrabes se

hace necesario cuando se tienen elementos aislados de carga (columnas) o

combinación de aislados y corridos (pilares y muros), pero el uso de contratrabes

es muy recomendable en cimientos corridos de piedra en caso de tener mucha

carga; en ocasiones puede tenerse una contratrabe en lugar de la cadena de

unión, en cuyo caso puede igualarse el nivel de corona, disminuyendo el peralte

del cimiento o haciendo más profunda la cimentación. La cimentación corrida

puede usarse para estructuras de muros de carga, de apoyos aislados o mixtos

(cuando se utilizan muros de carga en las construcciones de edificios estos

pueden ser hasta de cuatro niveles por sus características de trabajo), o sea,

generalmente se utiliza en edificios con claros de 5 m entre muros, con una altura

total de 12 m, y a partir de estas dimensiones los elementos cimentantes

resultaran más caros y más pesados, obligando al diseño estructural a tener otro

tipo de cimentación y estructura. Al estar ejecutando la cimentación se habrá

planeado la instalación de los elementos del drenaje, teniendo juntas y pasos de

ductos en la mampostería o elementos de cimiento. Es importante hacer notar

que para lograr dichas juntas es necesario el uso correcto y material adecuado

con afinidad de estos, ya que la función de una instalación sanitaria bien planeada

en su especialidad es de retirar de los edificios las aguas negras y materias de

desecho para que estas no representen un peligro para la salud al

descomponerse; para este caso una instalación sanitaria debe estudiarse y

planear de tal manera que se aprovechen las cualidades de los materiales que se

empleen de la manera mas practica y económica pero ante todo sin sacrificar las

exigencias higiénicas y sistemas que requieren las nuevas construcciones. Los

reglamentos y códigos sanitarios tienden a garantizar el funcionamiento

adecuado, al determinar los requisitos mínimos a que deben sujetarse estas

instalaciones. Esta instalación es mediante conductos cerrados, con diámetro

especificado según el uso y pendiente necesaria para dar salida a toda clase de

aguas servidas, ya sean ocultos o visibles. Los ocultos son colocados bajo el piso

de las construcciones y pueden ser de tubo de concreto o bien de plástico rígido o

PVC. Los visibles son los apoyados sobre el piso bajo o suspendidos de los

elementos estructurales del edificio y pueden ser de fierro fundido, de fierro

galvanizado y plástico o PVC rígido. Antes de proceder a la colocación de los

tubos del drenaje, se consolidará el fondo de la excavación para evitar

asentamientos del terreno y problemas en la instalación. Aunque a veces se usa

en la acometida (que es la parte de la instalación sanitaria que se conecta al

colector público o drenaje municipal), tubería de concreto, es recomendable hacer

notar que las juntas entre estos tubos no son flexibles y por lo tanto no soportan

las flexiones producidas por asentamientos en el terreno o por hundimientos o

temblores, que al romperse producen filtraciones que al repararse son solo

soluciones temporales, perjudicando al cimiento y produciendo humedades; por lo

cual se recomienda estudiar otro tipo de material que permita una buena

instalación, que sea perfectamente hermética y que permita cierto grado de

flexibilidad. La tubería se colocara cuando menos a un metro de distancia de los

muros para evitar posibles humedades. Se colocara con una pendiente mínima del

2% para diámetros hasta de 76 mm, siendo 32 mm el diámetro mínimo de

desagüe debiendo tener registros a una distancia que establezcan los códigos o

reglamentos municipales, no debiendo exceder de 10 m .

Las piedras deberán colocarse cuatrapeadas, las juntas estarán perpendiculares a

las cargas de apoyo para evitar deslizamientos y juntas continuas para no tener

cuarteaduras, considerándose generalmente una resistencia de 20 kg/cm² de

tierra y de 15 kg/cm² a la mezcla. Las proporciones para el mortero de cimentación

serán: 1:6 Uno de calhidra y 6 de arena, o con mayor resistencia y adherencia

1:3:15 proporción de cemento-calhidra-arena. Para la cimentación de piedra esta

deberá ser sana y no intemperizada; no se aceptaran pedruscos que presenten

grietas, huecos o algún defecto similar; no se utilizaran riscos en forma de laja y

tendrán una resistencia mínima a la compresión normal, a los planos de

deformación de 150 kg/cm² y una resistencia mínima a la compresión

perpendicular a los planos de deformación de 100 kg/cm. Las piedras tendrán un

peso de 25 kg (proporcionalmente), debiendo humedecerse perfectamente antes

de su colocación para evitar pérdidas en el agua del mortero al fraguar. En las

primeras piedras que se coloquen se deberá procurar que queden las mas

grandes y con la superficie mayor, asentadas sobre la plantilla la cual deberá

humedecerse previamente. Las juntas entre la piedras deberán llenarse con

mortero con un espesor de 2 cm (no menor de 2 cm ni mayor de 4) el volumen del

mortero deberá ser igual a un 30% de la capacidad total como máximo (no se

deberá tener huecos), por lo menos el 25% del volumen de las piedras se deberán

colocar a tizón para lograr un perfecto cuatrapeo y se deberá limitar al máximo el

uso de rajuelas y no se permitirá por ningún motivo el uso de calzas; la

cimentación de mampostería se deberá mantener húmeda durante tres días. Es

conveniente que el ángulo que forma el escarpio (superficie inclinada) del cimiento

para proporcionar la ampliación de la base, no será menor de 60º con relación a la

horizontal, y el ancho de la base no deberá pasar de 1.50m; el ancho de la parte

superior del cimiento estará dado por el ancho de la piedra, y no será menor de 30

cm, y para que las cargas que recibe el cimiento sean repartidas uniformemente

se colocara una cadena de concreto armado; perpendiculares a esta dala de

repartición se colocaran los refuerzos (castillos) necesarios para evitar el volteo. Si

el cimiento es de piedra en la colindancia deberá procederse a tomar el par de

fuerzas (que se forma debido a que las resultantes de carga y a la reacción del

terreno no son colineales) de volteo, por medio de uniones o amarres (a los

cimientos interiores) que actúan como tensores y evitan que el cimiento pueda

girar, pudiendo hacerse con dalas de concreto (dalas de repartición o simplemente

como tensores). Este cimiento colindante debe construirse más profundo que los

demás para contrarrestar el volteo, o bien utilizando una trabe de volteo o si no

remeter el cimiento. Cuando se tienen cargas desiguales es necesario compensar

la cimentación haciendo su sección en forma trapezoidal o bien haciéndola

escalonada. Los cimientos de piedra son indicados para construcciones ligeras

pero al ser pesada esta cimentación se reduce considerablemente la capacidad de

carga del terreno para soportar las cargas superiores, recomendándose en este

caso la utilización de cimientos de concreto armado. El uso de de contratrabes se

hace necesario cuando se tienen elementos aislados de carga (columnas) o

combinación de aislados y corridos (pilares y muros), pero el uso de contratrabes

es muy recomendable en cimientos corridos de piedra en caso de tener mucha

carga; en ocasiones puede tenerse una contratrabe en lugar de la cadena de

unión, en cuyo caso puede igualarse el nivel de corona, disminuyendo el peralte

del cimiento o haciendo más profunda la cimentación. La cimentación corrida

puede usarse para estructuras de muros de carga, de apoyos aislados o mixtos

(cuando se utilizan muros de carga en las construcciones de edificios estos

pueden ser hasta de cuatro niveles por sus características de trabajo), o sea,

generalmente se utiliza en edificios con claros de 5 m entre muros, con una altura

total de 12 m, y a partir de estas dimensiones los elementos cimentantes

resultaran más caros y más pesados, obligando al diseño estructural a tener otro

tipo de cimentación y estructura. Al estar ejecutando la cimentación se habrá

planeado la instalación de los elementos del drenaje, teniendo juntas y pasos de

ductos en la mampostería o elementos de cimiento. Es importante hacer notar

que para lograr dichas juntas es necesario el uso correcto y material adecuado

con afinidad de estos, ya que la función de una instalación sanitaria bien planeada

en su especialidad es de retirar de los edificios las aguas negras y materias de

desecho para que estas no representen un peligro para la salud al

descomponerse; para este caso una instalación sanitaria debe estudiarse y

planear de tal manera que se aprovechen las cualidades de los materiales que se

empleen de la manera mas practica y económica pero ante todo sin sacrificar las

exigencias higiénicas y sistemas que requieren las nuevas construcciones. Los

reglamentos y códigos sanitarios tienden a garantizar el funcionamiento

adecuado, al determinar los requisitos mínimos a que deben sujetarse estas

instalaciones. Esta instalación es mediante conductos cerrados, con diámetro

especificado según el uso y pendiente necesaria para dar salida a toda clase de

aguas servidas, ya sean ocultos o visibles. Los ocultos son colocados bajo el piso

de las construcciones y pueden ser de tubo de concreto o bien de plástico rígido o

PVC. Los visibles son los apoyados sobre el piso bajo o suspendidos de los

elementos estructurales del edificio y pueden ser de fierro fundido, de fierro

galvanizado y plástico o PVC rígido. Antes de proceder a la colocación de los

tubos del drenaje, se consolidará el fondo de la excavación para evitar

asentamientos del terreno y problemas en la instalación. Aunque a veces se usa

en la acometida (que es la parte de la instalación sanitaria que se conecta al

colector público o drenaje municipal), tubería de concreto, es recomendable hacer

notar que las juntas entre estos tubos no son flexibles y por lo tanto no soportan

las flexiones producidas por asentamientos en el terreno o por hundimientos o

temblores, que al romperse producen filtraciones que al repararse son solo

soluciones temporales, perjudicando al cimiento y produciendo humedades; por lo

cual se recomienda estudiar otro tipo de material que permita una buena

instalación, que sea perfectamente hermética y que permita cierto grado de

flexibilidad. La tubería se colocara cuando menos a un metro de distancia de los

muros para evitar posibles humedades. Se colocara con una pendiente mínima del

2% para diámetros hasta de 76 mm, siendo 32 mm el diámetro mínimo de

desagüe debiendo tener registros a una distancia que establezcan los códigos o

reglamentos municipales, no debiendo exceder de 10 m.

MANTENIMIENTO Y REHABILITACION DE MAMPOSTERIA La rehabilitación de la estructura de un edificio se puede describir como el conjunto de modificaciones e intervenciones necesario para mejorar su comportamiento ante acciones futuras. En particular, la rehabilitación sísmica comprende todas aquellas medidas tendientes a promover un comportamiento adecuado de la estructura, de modo de satisfacer los niveles de desempeño sísmico establecidos. Desde un punto de vista técnico, el inicio de la rehabilitación es marcado por la evaluación de la estructura, que persigue identificar las debilidades potenciales de la estructura. Los esquemas de rehabilitación que se estudien y desarrollen deben corregir de manera global estas debilidades, cuidando de no producir nuevas. Desde un punto de vista económico, el o los esquemas de rehabilitación deben ser rentables. Si así se requiere, la rehabilitación no debe modificar la función y uso de la estructura; además, debe ser consistente con la estética y apariencia de la estructura. Puesto que el tema de este libro está enfocado a la vivienda, el esquema de rehabilitación debe proporcionar, adicionalmente, un sentimiento de confianza y seguridad a los habitantes. En general, se han sugerido tres filosofías para mejorar el comportamiento de una estructura ante acciones sísmicas: a. incrementar la resistencia, b. aumentar la capacidad de deformación inelástica, o c. aumentar ambas. Sin embargo, existen otras posibilidades, como son, debilitamiento local para cambiar el modo de falla, control pasivo o activo, mejorar la configuración estructural, reducir la masa reactiva, y otras.

FUENTES

https://www.coveg.gob.mx/.../Manual%20de%20Autoconstrucción.pdf

http://cea-ites.blogspot.mx/2010/09/procedimiento-constructivo-de.html

http://www.construmatica.com/construpedia/Diseño_y_Montaje_de_Cimbr

as

http://algomasquetecnologia.blogia.com/2012/010103-procesos-

constructivos-de-obra-civil.php

ftp://da.montes.upm.es/.../ESTRUCTURAS%20I/08_Bases_de_calculo.pdf

http://manualdeusoymantenimiento.ecuador.generadordeprecios.info/Estructuras/Mampos

teria_de_piedra/Muros.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Muro_de_contención

http://es.wikipedia.org/wiki/Bóveda

http://www.arqhys.com/blog/cimentaciones-de-piedra.html

http://www.idrd.gov.co/especificaciones/index.php?option=com_content&vi

ew=article&id=2370&Itemid=2284