Sistema Aporticado Tradicionales 2014 Copia
95
INDICE CAPÍTULO I 5 DEDICATORIA Este trabajo, va especialmente dedicado a nuestros Padres, porque ellos son la razón de que estemos aquí, a nuestros compañeros que siempre están a nuestro lado y a nuestros docentes, que con paciencia comparten con nosotros sus conocimientos para que podamos ser buenos profesionales.
-
Upload
wendycita-santivanez -
Category
Documents
-
view
131 -
download
0
description
Sistema Aporticado Tradicionales 2014 Copia
Transcript of Sistema Aporticado Tradicionales 2014 Copia
INDICE
CAPÍTULO I 5Introducción 5Planteamiento del problema 6Formulación del Problema 6
Problema General 6Problemas Específicos 6
DEDICATORIA
Este trabajo, va especialmente dedicado a nuestros Padres, porque ellos son la razón de que estemos aquí, a nuestros compañeros que siempre están a nuestro lado y a nuestros docentes, que con paciencia comparten con nosotros sus conocimientos para que podamos ser buenos profesionales.
Objetivos de la Investigación 7Objetivo General 7Objetivos Específicos 7
Metodología 7Marco Teórico 7
Sistemas Constructivos 7Tipos de Sistemas Constructivos 8
Albañilería Confinada 8Albañilería Armada 8Albañilería Aporticada o Dual 8Estructuras Metálicas 8
Sistema Aporticado 9Características 9Ventajas 10Desventajas 10Estructuras Aporticadas 11Criterios para una buena Estructuración 12
Cimentaciones 12C. Superficiales 13
C. Ciclópeas 13Zapatas 14
Z. Aisladas 14Z. Corridas 14Z. Combinadas 15
C. Semi profundas 15C. Profundas 16
Pilotes 16Pantallas 16
Columnas 16Según arquitectura clásica 16Según Fuste 16
C. Lisa 16C. Agrupada 17C. Estriada 17C. Fasciculada 17C. Fajada 17C. Geminada 17C. Románica 17C. Salomónica 17C. Torsa 17
Vigas 17Viguetas 17Dinteles 17Vigas de Tímpano 17Largueros 17Vigas de Piso 18Armaduras 18
Losas 18Estructuración 20Condiciones de Cimentación 21Análisis de parámetros sísmicos 21Normas y Códigos 22Carga de Diseño 22
2
Análisis y Diseño 23Especificaciones Técnicas 23
Generalidades 23Movimiento de Tierras 23Materiales para Concreto 24
Cemento 24Agua 24Agregados 24
A. Fino 24A. Grueso 24Hormigón 24Aditivos 24
Almacenamiento de Materiales 25A. Cemento 25A. Agregados 25A. Aditivos 25
Dosificación 25Refuerzo Metálico 26Mezclado y Transporte de Concreto 26Colocación del Concreto 26Consolidación del Concreto 27Curado del Concreto 27Pruebas 28
E. de Consistencia del Concreto 28Encofrados 31Desencofrados 31
Muros de Concreto Armado 32Diseño de Elementos de Concreto Armado 36Estructuración 37
Simplicidad y Simetría 37Resistencia y Ductibilidad 37Hiperestabilidad 37Uniformidad y Continuidad 37Rigidez Lateral 37Existencia de Losas 38Elementos no Estructurales 38Sub estructura o Cimentación 38Diseño de Concreto Armado 38
Condiciones de Cimentación 39Estudio de Mecánica de Suelos 39
Inv. De Campo 39Ensayos de Laboratorio 40Ensayos Estándar 40Ensayos Especiales 40
Características Geotécnicas 41Perfil Estratigráfico 41Nivel Freático 42Profundidad de Cimentación 42Tipo de Cimentación 42Análisis de la Capacidad Portante 42Asentamientos Admisibles 43
Proceso Constructivo de un Sistema Aporticado 43Trabajos provisionales 43
3
Movimiento de Tierras 44Trabajos preliminares 45Excavación y Compactación 46Armadura 47Cimientos y Sobrecimientos 48Estructura de Cubierta 51Losa Aligerada 52
Marco Legal 53Glosario 53
Capítulo II 60Resultados 60Ensayos 61
Conclusiones 67Recomendaciones 68Anexos 69
4
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
La construcción responde a necesidades individuales y/o colectivas con el objetivo
principal de brindar edificaciones seguras, económicas, confortables y amigas del
medio ambiente; para lograr tal seguridad deseada es menester saber que toda
edificación debe soportarse sobre el terreno en forma adecuada para sus fines de
diseño, construcción y funcionamiento; por lo tanto se debe conocer los parámetros
de resistencia y características del mismo.
El sistema porticado, es parte de la Ingeniería Estructural, que es muy importante
dentro de la formación de un ingeniero civil y más aún en nuestra región que vive en
un creciente desarrollo que requiere de proyectos constructivos que ayuden a este
desarrollo, por ello su aprendizaje y manejo óptimo permitirá un buen
desenvolvimiento del ingeniero para contribuir al desarrollo de nuestro país.
El sistema porticado es el sistema de construcción más difundido en nuestro país,
donde mencionaremos la edificación. Basado en su éxito en la solidez, la nobleza y
la durabilidad y otros aspectos que daremos a conocer. Para la construcción de
estos proyectos se requiere la realización de estudios geotécnicos mediante los
cuales posible la determinación de las dimensiones y tipo de un sistema estructural
de cimentación capaz de soportar las cargas a la cual estará sometida la estructura
en general.
1.1PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El incremento Poblacional y la actividad comercial, sea esta formal o informal ha
producido una saturación y densificación de la poca infraestructura existente en la
zona y al tener en consideración la crisis por la que atraviesa el país, este problema
se puede controlar con la participación decidida de la municipalidad Provincial de
5
Huancayo de tal manera que norme y regularice la actividad comercial en el Jirón
Tarapacá.
Actualmente la zona de Huancayo no cuenta con grandes Edificaciones que
proporcionen la seguridad y mejor calidad de vida a la Población.
1.2FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
A lo planteado líneas arriba proponemos la construcción de infraestructuras que
proporcione bienestar tanto al comercio como al usuario. De tal manera que sirva
para atenuar los problemas de deterioro urbano a la que está expuesta esta zona.
Además este proyecto puede servir de aporte arquitectónico, al ser considerado
como referente para otras Edificaciones futuras.
1.2.1 Problema General:
¿Cómo se puede garantizar la seguridad en la Construcción de
edificaciones antisísmicas por el sistema constructivo aporticado para
satisfacer las necesidades a la población de Huancayo?
1.2.2 Problemas Específicos:
¿Qué criterios se utilizara en el Proceso de Construcción del Sistema
Constructivo Aporticado?
¿Cuál es el beneficio que se obtiene al realizar una construcción mediante
el Sistema Constructivo Aporticado?
¿Qué parámetros rigen en el proceso de construcción del Sistema
Constructivo Aporticado?
1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.3.1 Objetivo General:
6
Especificar los parámetros que garantizarán la seguridad, y así satisfacer las
necesidades básicas de la población de Huancayo con la construcción de
edificaciones con el sistema constructivo aporticado.
1.3.2 Objetivos Específicos:
Definir la tipología de la Edificación a fin de satisfacer las exigencias
económicas, sociales y culturales, del entorno en que se sitúa el proyecto.
Evaluar la relación existente. Entre el terreno de la Construcción y su entorno
urbano existente, analizando la estructura urbana, transporte y uso de suelo.
Realizar el proyecto de tal manera que se integre y responda a su contexto
urbano mediato e inmediato, en su dimensión formal y funcional.
1.4METODOLOGÍA:
La metodología que hemos aplicado es la DESCRIPTIVA.
Fundamentado en fuentes bibliográficas y levantamiento de datos de:
Trabajos de campo: Se realizaron visitas, fotografías, diagramas y planos.
Se realizaron encuestas tanto a beneficiarios como a público en general.
Revisión bibliográfica: Revisión de libros, Publicaciones, Norma técnica,
Documentos estadísticos, Reglamentos Nacional de Edificaciones, etc.
1.5MARCO TEÓRICO: (Según Ing. Iván Pilco Castañeda)
Sistemas Constructivos
Es un conjunto de elementos, materiales, técnicas, herramientas, procedimientos y
equipos, que son característicos para un tipo de edificación en particular. Lo que
diferencia un sistema constructivo de otro es además de lo anterior, la forma en que
se ven y se comportan estructuralmente los elementos de la edificación, como son:
pisos, muros, techos y cimentaciones. El sistema constructivo no siempre define la
edificación en su totalidad, es más común que defina cada una de sus partes; por ej.
en un mismo edificio se pueden hacer muros mampuestos, reforzados, estructurales,
o una combinación de los mismos. Mientras que se puede usar una cimentación
7
flotante, aislada, corrida, o combinación de estas. Si se habla del sistema de carga
de un edificio, se puede hablar de un sistema aporticado (vigas y columnas, de
nudos rígidos) o un sistema de muros portantes, o una combinación de los dos.
Cuando se hace referencia a las losas de entrepiso, se puede hablar, por ejemplo de
losas macizas, aligeradas, en metal deck (o de refuerzo en lámina), etc. Para cada
sistema constructivo, se usan diferentes procedimientos de construcción, diferentes
materiales y su funcionamiento estructural, así como su precio, también varían de
uno a otro.
Tipos de Sistemas Constructivos.
a. ALBAÑILERIA CONFINADA.
La albañilería confinada es el sistema estructural más usado en la construcción
de viviendas unifamiliares y multifamiliares debido a su buen comportamiento
sísmico y lo económico que resulta el aprovechar los muros divisorios como
elementos portantes de carga Vertical y lateral.
b. ALBAÑILERIA ARMADA.
La albañilería armada plantea una técnica de diseño estructural que se basa en
criterios de resistencia y desempeño sísmico, los cuales han sido estudiados y
analizados ante los terremotos ocurridos en el pasado, planteando así
recomendaciones para lograr un adecuado comportamiento sísmico en este tipo
de construcción
c. ALBAÑILERIA APORTICADA O DUAL.
Un sistema aporticado es aquel cuyos elementos estructurales principales
consisten en vigas y columnas conectados a través de nudos formando pórticos
resistentes en las dos direcciones principales de análisis (x e y).
d. ESTRUCTURAS METÁLICAS.
Una estructura metálica es un “conjunto de elementos resistentes capaz de
mantener sus formas y cualidades a lo largo del tiempo, bajo la acción de las
cargas y agentes exteriores que ha de estar sometido”.
Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes que las estructuras de
hormigón, es decir, que deben estar diseñadas para resistir acciones verticales y
horizontales.
8
1.5.1 SISTEMA APORTICADO (Según Diseño de Estructuras Aporticadas de
Concreto Armado; Ing. Genaro delgado Contreras. Novena Edición – Mayo del 2011)
a. Concepto
Los elementos porticados, son estructuras
de concreto armado con la misma
dosificación columnas -vigas peraltadas, o
chatas unidas en zonas de confinamiento
donde forman Angulo de 90º en el fondo
parte superior y lados laterales, es el
sistema de los edificios porticados. Los
que soportan las cargas muertas, las
ondas sísmicas por estar unidas como su
nombre lo indica-El porticado o tradicional
consiste en el uso de columnas, losas y
muros divisorios en ladrillo.
b. CARACTERISTICAS.
Es el sistema de construcción más
difundido en nuestro país.
Basa su éxito en la solidez, la nobleza y
la durabilidad.
Sus elementos estructurales principales
consisten en zapatas, vigas y columnas
conectados a través de nudos formando
pórticos resistentes en las dos
direcciones principales de análisis (x e
y).
Se recomienda para edificaciones
desde 4 pisos a más.
Los muros o tabiquería divisorios son movibles.
Antisísmicos (buena resistencia a la vibración).
A luces más largas puede resistir cargas mayores.
9
Las instalaciones hidro-sanitarias y eléctricas pueden ser ubicadas entre las
viguetas.
c. VENTAJAS
El sistema aporticado tiene la
ventaja de permitir ejecutar todas las
modificaciones que se quieran al
interior de la vivienda, ya que los
muros, al no soportar peso, tienen la
posibilidad de moverse.
Proceso de construcción
relativamente simple y del que se
tiene mucha experiencia.
Generalmente económico para
edificaciones inferiores a 20 pisos.
El sistema aporticado posee la versatilidad que se logra en los espacios y que
implica el uso del ladrillo.
El sistema porticado por la utilización muros de ladrillo y éstos ser huecos y
tener una especie de cámara de aire, el calor que trasmiten al interior de la
vivienda es mucho poco.
d. DESVENTAJAS
Las luces tienen longitudes limitadas cuando se usa concreto reforzado
tradicional (generalmente inferiores a 10 metros). La longitud de las luces puede
ser incrementada con el uso de concreto pretensado.
Generalmente, los pórticos son estructuras flexibles y su diseño es dominado
por desplazamientos laterales para edificaciones con alturas superiores a 4
pisos.
Este tipo de construcción húmeda es lenta, pesada y por consiguiente más cara.
Obliga a realizar marcha y contramarcha en los trabajos.
e. ESTRUCTURAS APORTICADAS
10
En el diseño de estructuras aporticadas intervienen los siguientes elementos
estructurales:
Losas: aligeradas, macizas, nervadas.
Columnas.
Zapatas: aisladas, combinadas.
Muros no portantes.
Cimentaciones corridas para muros no portantes.
Los cuatro primeros tienen comportamiento no estructural, es decir soportan el peso
de las cargas vivas y mientras.
Las dos últimas son las que intervienen para cerrar los ambientes no teniendo una
función netamente estructural.
Los pórticos principales soportan el peso de las losas es decir las vigas de los
pórticos reciben las cargas y se transmiten a las columnas y estas a las zapatas.
Las zapatas transmiten las cargas al suelo.
11
En la figura mostrada (fig. a) los pórticos principales son A-A, B-B, C-C debido a
que estos soportan el peso de la losa.
Para el metrado de cargas se tendrá en cuenta el ancho tributario de losa que
reciban las vigas principales así como el peso propio de la misma, más las
cargas vivas. Estas vigas son por lo general de gran peralte y tienen función
estructural.
Las columnas de los pórticos, se diseñaran de acuerdo a las cargas que reciben.
Estas tienen función estructural.
Las columnas de los pórticos secundarios no soportan el peso de las losas y en
la figura a, están constituidas por los ejes 1-1 y 2-2.
Si la losa se arma como en la figura “b” los pórticos principales serán los ejes 1-
1, 2-2 y los secundarios serán A-A, B-B y C-C.
Este tipo de pórticos conocidos como pórticos simples es uno de los más
sencillos. Tiene la ventaja que permiten usar los espacios libremente. Se utiliza
para estructuras no muy altas ya que en caso contrario las dimensiones de las
columnas aumentan considerablemente.
Los pórticos van cada 4 o 5 metros. El espaciamiento de estos estará en función
de los peraltes de las losas y las vigas.
Si el espaciamiento es muy grande entre los pórticos entonces los peraltes serán
mayores.
f. CRITERIOS PARA UNA BUENA ESTRUCTURACIÓN.
Cimentaciones: Las estructuras aporticadas se caracterizan porque las
columnas reposan sobre zapatas. Las zapatas aparecen cuando la capacidad de
resistencia de la columna no soporta el peso que recibe y es necesario
ensanchar la base para que las cargas se transmitan al suelo.
La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las
características mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de
rozamiento interno, posición del nivel freático y también de la magnitud de las
cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante,
que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro
diferente de cimentación. Siempre que es posible se emplean cimentaciones
12
superficiales, ya que son el tipo de cimentación menos costoso y más simple de
ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad portante o la homogeneidad
del mismo no es posible usar cimentación superficial se valoran otros tipos de
cimentaciones. Hay dos tipos fundamentales de
cimentación: directas y profundas.
Cimentaciones superficiales o directas
Esquema que muestra donde se aplican las
cimentaciones superficiales (más baratas) y
las cimentaciones profundas. Muchas veces
en terrenos malos hay que optar siempre
por la cimentación profunda, incluso para
construcciones de poco peso, como una
casa pequeña.
Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del
suelo, por tener éste suficiente capacidad portante o por tratarse de
construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En este
tipo de cimentación, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.
En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso
las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar
que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican
en:
Cimentaciones ciclópeas: En terrenos cohesivos donde la zanja pueda
hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el
cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El
procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la
zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de
concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el
concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus
juntas. El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos
grandes a medida que se va hormigonando para economizar material.
Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más pequeña que en los
cimientos de mampostería hormigonada. La técnica del hormigón ciclópeo
consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la zanja sobre el
hormigón en masa, que se depositará en el cimiento. Precauciones:
13
Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja.
Que las piedras no queden amontonadas.
Alternar en capas el hormigón y las piedras.
Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.
Zapatas.
Zapatas aisladas: Las zapatas
aisladas son un tipo de cimentación
superficial que sirve de base de
elementos estructurales puntuales
como son los pilares; de modo que
esta zapata amplía la superficie de
apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le
transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar
un único pilar, de ahí el nombre de aislada. Es el tipo de zapata más
simple, aunque cuando el momento flector en la base del pilar es
excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas
combinadas o zapatas corridas en las que se asienten más de un pilar.
La zapata aislada no necesita junta pues al estar empotrada en el
terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en las
estructuras sí que es normal además de aconsejable poner una junta
cada 30 m aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como
si sobre ella solo recayese un único pilar. Una variante de la zapata
aislada aparece en edificios con junta de dilatación y en este caso se
denomina "zapata bajo pilar en junta de diapasón".
Zapatas corridas: Las zapatas corridas se emplean para
cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente
funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o puntuales
separadas. Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su
sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas como
cimentación de un elemento estructural longitudinalmente continuo,
como un muro, en el que pretendemos los asientos en el terreno.
14
También este tipo de cimentación hace de arriostramiento, puede reducir
la presión sobre el terreno y puede puentear defectos y
heterogeneidades en el terreno. Otro caso en el que resultan útiles es
cuando se requerirían muchas zapatas aisladas próximas, resultando
más sencillo realizar una zapata corrida. Las zapatas corridas se aplican
normalmente a muros. Pueden tener sección rectangular, escalonada o
estrechada cónicamente. Sus dimensiones están en relación con la
carga que han de soportar, la resistencia a la compresión del material y
la presión admisible sobre el terreno.
Zapatas combinadas: Una zapata combinada es un elemento que sirve
de cimentación para dos o más pilares. En principio las zapatas aisladas
sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos
flectores. Si estos se combinan en un único elemento de cimentación, el
resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un
menor momento resultante.
Cimentaciones semiprofundas Pozos de cimentación o caissons: Son en
realidad soluciones intermedias entre las
superficiales y las profundas, por lo que en
ocasiones se catalogan como semiprofundas.
Algunas veces estos deben hacerse bajo
agua, cuando no puede desviarse el río, en
ese caso se trabaja en cámaras presurizadas.
Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón o mampostería .
Muros de contención bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.
Micropilotes, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que
frecuentemente constituyen una cimentación semiprofunda.
15
Cimentaciones profundas: Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno
y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o más exactamente en la
fricción vertical entre la cimentación y el terreno. Deben ubicarse más
profundamente, para poder distribuir sobre una gran área, un esfuerzo
suficientemente grande para soportar la carga. Algunos métodos utilizados en
cimentaciones profundas son:
Pilotes: son elementos de cimentación esbeltos que se hincan (pilotes de
desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente
abierta en el terreno (pilotes de extracción ejecutados in situ). Antiguamente
eran de madera, hasta que en los años 1940 comenzó a emplearse
el hormigón.
Pantallas: es necesario anclar el muro al terreno.
o pantallas isostáticas: con una línea de anclajes
o pantallas hiperestáticas: dos o más líneas de anclajes.
Columnas: Al estructurar se busca que la ubicación de las columnas y vigas
tengan la mayor rigidez posible, de modo que el sismo al atacar, estas soporten
dichas fuerzas sin alterar la estructura.
Según los órdenes arquitectónicos clásicos: En razón de su pertenencia a
alguno de los órdenes arquitectónicos clásicos, la columna puede ser:
Columna dórica
Columna jónica
Columna corintia
Columna toscana
Columna compuesta
Según el fuste: Tomando el todo por la parte, es habitual clasificar las
columnas según el tipo de fuste que posean. Así, cabría relacionar las
siguientes:
Columna lisa: Aquella que no tiene ni acanaladuras ni adornos.
16
Columnas jónicas del Erecteión de Atenas.
Columna agrupada: La que posee varios fustes con una base y capitel
comunes (típica del Gótico).
Columna estriada o acanalada: Aquella cuya forma posee estrías o
acanaladuras ornamentales en toda su longitud.
Columna fasciculada: La que está conformada por una serie de delgados
fustes, similares, agrupados a modo de haz.
Columna fajada o anillada: La que tiene su fuste despiezado en tambores,
anillos o fajas de distinto diámetro.
Columna geminada: La que tiene fuste doble.
Columna románica: La que tiene su fuste cilíndrico y no tiene acanaladuras
verticales como en la arquitectura clásica, sino liso o, en el caso más
complejo, lleva sogueados o decoración geométrica (zigzag) o vegetal.
Columna salomónica: La que tiene fuste torsionado en forma de espiral (típica
del arte Barroco).
Columna torsa: La que tiene su fuste decorado con motivos
dispuestos helicoidalmente.
Vigas: En el caso de las vigas se colocaran buscando que la viga repose
sobre su menor dimensión. Los tipos de vigas son:
Viguetas.- Las viguetas son las vigas que están colocadas de forma
cercana entre ellas para soportar el techo y el piso de un edificio. Dado
que frecuentemente corren a lo largo del exterior de un edificio (junto con
el interior, como es estructuralmente necesario) son las vigas que la gente
seguramente observa en un edificio sin terminar.
Dinteles.- Los dinteles son las vigas que se pueden ver sobre las aberturas
en una pared de mampostería, tales como ventanas y puertas.
Vigas de tímpano.- Las vigas de tímpano soportan las paredes exteriores de
un edificio y también pueden soportar parte del techo en los pasillos. Por
ejemplo, éstas son las vigas que corren hacia arriba a través del núcleo
hueco que hacen los ladrillos en una pared, añadiendo soporte adicional y
estabilidad al mortero y manteniendo los ladrillos juntos.
Largueros.- En los puentes, estas vigas corren paralelas a lo largo del
camino.
17
Vigas de piso.- Al contrario de los largueros, las vigas de piso corren
perpendiculares al camino, completando el patrón en forma de cruz que
ves cuando observas debajo de un puente. Las vigas de piso funcionan
para transferir la tensión de los largueros a las armaduras que soportan el
puente.
Armaduras.- Las armaduras, o puntales, se forman cuando los extremos de
dos vigas se encuentran y están unidas una a la otra. El ángulo puede
variar, y el propósito de estas estructuras es ayudar a soportar cargas.
Losas.
El espesor de la losa estará en función de la separación entre los apoyos. Se la
losa es aligerada las viguetas se armaran en la dirección en que la separación
entre apoyos sea la menor.
18
19
g. ESTRUCTURACION (Según Fuente San Bartolomé Ramos editorial 1998)
En la dirección Principal denominado como X-X , el edificio tiene una
configuración estructural en base a un sistema dual , basado en pórticos de
columnas , vigas y placas . En la otra dirección tiene una configuración
estructural en base a muros de concreto armado (placas)
Debido a que la luz libre es de 4.5 m. entre apoyos se tienen losas
aligeradas de 0.20 m. con zonas de losas macizas , también de 0.20 m. de
espesor.
En el techo del semisótano se tiene un caso especial de losa aligerada con
peralte de 0.25 m. debido a que la luz libre es de 5.50 m.
En ambas direcciones de análisis los elementos sismo resistente principales
son los muros de concreto armado ( Placas ) y/o los pórticos conformados por
columnas, vigas y placas.
Las vigas en el semisótano del edificio, tiene un peralte de .60m. debido a
los requerimientos pro análisis por carga gravitatoria.
Las vigas desde el 1° al 8° piso tienen un peralte de 0.50 m. debido a los
requerimientos por carga de gravedad y/o análisis sísmico del edificio ,
20
además de la necesidad de tener una altura de piso afondo de techo 2.40 m. ;
es decir , si tenemos vanos de 2.15 y losas de 0.20 , resulta tener vigas de 0.45
m.
Con este peralte de viga se analizó el edificio y se logró controlar los
desplazamientos laterales de entrepiso del edificio en la dirección (y-y); el cual es
el más crítico en el edificio.
En el semisótano se proyectó con muros de contención con la finalidad de
contener el desnivel de plataformas con respecto a las edificaciones vecinas
además, de empotrar el semisótano (Desplazamiento lateral despreciable).
h. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN
De acuerdo a la evaluación de campo efectuada se tiene las siguientes condiciones
de cimentación:
1 Tipo de cimentación Zapata Corrida
2 Estado de apoyo de cimentación Suelo gravoso mal gradado ( GP)
3 Prof. de cimentación mínima 1.60 mts a partir del nivel del terreno actual
4 Capacidad portante del terreno 4.50 Kg/cm2 ( PARA ZAPATAS CORRIDAS )
5 Factor de seguridad por corte 3
6 Asentamiento máximo del suelo 1.48 cm.
7 Agresividad de suelo No Tiene efecto agresivo
8 Cemento de concreto en contacto con el sub suelo.
Se considera Pórtland tipo I
Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones
i. ANALISIS DE PARAMETROS SISMICOS
Se tiene los siguientes parámetros sísmicos:
Sa = Aceleración Espectral Sa = (( Z U S C )/ R) x g
21
C = Factor de Amplificación sísmica C = 2.5 x (Tp / T) C<= 2.5
Z = Factor de Zona Z =0.4 Zona 3
U = Factor de categoría de edificación U= 1. 0 Categoría "C" Edif. comunes
S = Parámetro de suelo S = 1.0 Suelo tipo S1
T p = Periodo Límite en segundos Tp =0.4 Suelo Tipo S1
R = Coeficiente de reducción R x = 7 ( SISTEMA DUAL)
R y = 7 ( SISTEMA DUAL )
T = Periodo fundamental de la estructura T = 0.40 Seg.
Desplazamiento Máximos A/hej : Según Norma:
x-x = 0.007 (max. concreto armado)
y-y = 0.005 (max. albañilería)
j. NORMAS Y CODIGOS
Para el análisis y diseño de la edificación se utilizaron los siguientes códigos y
normas:
Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú (Vigente al 2006).
Norma de Cargas: E- 020 RNC.
Norma de Diseño sismo Resistente: E- 030 RNC.
Norma de Suelos y cimentaciones: E- 050 RNC.
Normas Peruanas de Concreto Armado: E- 060 RNC. CJ Norma de Albañilería:
E- 070 RNC.
k. CARGA DE DISEÑO
La sobrecarga considerada para el diseño de los techos y módulos de escalera es
200 Kg/m2.
l. ANALISIS Y DISEÑO
22
El análisis estructural se efectuó por métodos elásticos, los mismos que
consideraron el comportamiento de los diferentes materiales que conforman las
diversas estructuras y sus capacidades para tomar cargas de gravedad y fuerzas
sísmicas. Para el análisis sísmico se utilizó un programa de computadora que
resuelve la estructura tridimensionalmente, modelando a los muros por el método de
elementos finitos, para lo cual se consideró la influencia de los 9 primeros "modos de
vibrar".
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS (Según el RNE)
a. GENERALIDADES.
Las presentes especificaciones, juntamente con planos estructurales del
proyecto forman parte del proyecto para la construcción de las estructuras.
Forman parte también en estas especificaciones todas las normas indicadas en
los diferentes capítulos, así como también las reglamentaciones del American
Concrete Institute (ACI 318 - 99) y las Normas del concreto Armado E - 060 del
Reglamento Nacional de Construcciones del Perú.
b. MOVIMIENTO DE TIERRAS
Los niveles de cimentación que se indican en los planos podrán ser modificados
por los Inspector o proyectista en caso de considerarlo necesario para asegurar
una cimentación satisfactoria.
Los espacios excavados por debajo de los niveles de las estructuras definitivas
serán rellenadas con concreto simple con fc = 100 Kg./cm2 al que se le podrá
incorporar hasta un 30% de volumen con piedras cuya dimensión no exceda un
tercio de la menor dimensión del espacio por rellenar.
Para los niveles de cimentación y el tratamiento del terreno se deberá tomar en
cuenta las indicaciones dadas por el Ingeniero responsable del estudio de
suelos.
Cemento: Se podrá emplear cemento Portland tipo I, salvo que se indique lo
contrario en los planos. El cemento usado cumplirá con las Normas ASTM C-
150 y los requisitos de las especificaciones ITINTEC pertinentes.
23
Agua: Deberá ser agua potable, limpia y libre de sustancias perjudiciales,
tales como aceites, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras sustancias que
pueden perjudicar al concreto o al acero.
Agregados: Los agregados deberán cumplir con las "Especificaciones de
Agregados para Concreto" ITINTEC 400.037 y ASTM C-33, excepto los
agregados que aunque no cumplan con éstas, hayan demostrado por
servicios o por pruebas especiales que producen un concreto de resistencia y
durabilidad adécuales.
El tamaño máximo de los agregados no deberá ser mayor que:
1/5 La menor dimensión entre las caras de las formas (encofrados).
1/3 la altura de la losa
3/4 del espaciamiento mínimo entre varillas individuales de refuerzo ó
paquetes de barras.
Agregados Fino.- EI agregado Fino será arena natural limpia, de grano
resistente y duro. La materia orgánica se controlará por el método ASTM C-
17.
Agregado grueso.- El agregado grueso será grava o piedra, ya sea en su
estado natural, triturada o partida de grano compacto y de calidad dura.
Debe ser limpio, libre de polvo, materia orgánica, greda u otras sustancias
perjudiciales.
Hormigón.- Es una mezcla uniforme de agregado Fino y Agregado grueso.
Deberá ser bien graduado entre las mallas 100 y la malla 2 y limpio de
materiales orgánicas u otras sustancias perjudiciales.
Aditivos: Se podrá utilizar aditivos que cumplan con las especificaciones de
la norma ITINTEC 339.086 para modificar las propiedades del concreto en tal
forma que lo hagan más adecuado para las condiciones de trabajo, para tal
fin, el uso deberá tener la aprobación del Inspector o Proyectista.
La preparación de cualquier aditivo previamente a su introducción en la
mezcla de concreto debe obtenerse a las recomendaciones del fabricante. El
24
agua de los aditivos aplicados en forma de solución deberá ser considerada
como parte del agua de mezclado.
c. Almacenamiento de los materiales: Se deberá utilizar un lugar adecuado sin
que este dificulte la labor de los constructores.
Almacenamiento de cemento.- El cemento se almacenará en tal forma que
no sea perjudicado o deteriorado por el clima, (humedad, agua, lluvia) u otros
agentes exteriores.
Se cuidará en el cemento almacenado en bolsas no esté en contacto con, la
humedad del suelo o el agua libre que puede correr por el suelo.
Almacenamiento de agregados.- Los agregados deberán ser almacenados o
apilados en tal forma que se prevenga una segregación (separación de las
partes gruesas de las finas) o mezcla con agregados de otras dimensiones.
Almacenamientos de aditivos.- Los aditivos deberán almacenarse
adecuadamente siguiendo las recomendaciones de los fabricantes.
d. DOSIFICACION
El concreto de la obra deberá cumplir con la calidad especificada en los planos y
será colocada sin segregación excesiva.
El concreto de las rosas de techo, deberá tener incorporada fibras no metálicas
En una cantidad de 900 gramos por metro cúbico de concreto.
La calidad del concreto se define corno una medida de su resistencia a la
compresión, la misma que se evalúa siguiendo las pautas del ítem 10 de las
presentes especificaciones, tomando como base la resistencia de diseño
especificada (f’c ), la misma que se indica en los planos de estructuras.
e. REFUERZO METALICO
Para el proyecto con barra de construcción se usarán barras de refuerzo
cumplirán con las "Especificaciones para barras de Acero de Lingote" ASTM A-
25
615 y las "Especificaciones para barras de Refuerzo al Carbono con Resaltes"
ITINTEC 341.031. Su punto de fluencias será de fy =4,200 Kg./cm2
f. MEZCLADO Y TRANSPORTE DE CONCRETO
El concreto para la obra se obtendrá premezclado, o con mezcladoras a pie de Obra.
En caso de emplearse concreto premezclado, éste será mezclado y transportado de
acuerdo a la norma ASTM C-94.
Cuando se use mezcladoras a pie de obra, ello deberá efectuarse en estricto
acuerdo con su capacidad máxima y a la velocidad especificada por el fabricante,
manteniéndose un tiempo de mezclado mínimo de 2 minutos.
No se permitirá, de ninguna manera, el mezclado del concreto que ha endurecido.
El concreto deberá ser transportado al lugar final de depósito o de colocación tan
pronto como sea posible, por método que prevengan la separación (segregación) o
pérdida de tos ingredientes, en tal forma que se asegure que el concreto que se va a
depositar en las formas, sea de la calidad requerida.
g. COLOCACIÓN DEL CONCRETO
Antes del vaciado del concreto, el trabajo de encofrado debe haber terminado, las
formas o encofrados deben ser mojados completamente o aceitados.
Toda materia floja e inconsistente así como el concreto antiguo pegado a las formas
debe eliminarse.
No debe colocarse concreto que haya endurecido parcialmente o que haya sido
contaminado con materias extrañas. Los separadores temporales colocados en las
formas deberán ser removidos cuando el concreto haya llegado a una altura en que
esos separadores ya no se necesiten, ellos pueden quedar embutidos en el concreto
solamente si son de metal y concreto o cuando la inspección autorice dejar otro
material.
Las porciones superiores de muros o de columnas deben ser llenadas con concreto
del menor asentamiento posible.
26
La altura máxima de colocación del concreto por caída libre será de 2.5 m. si no hay
obstrucciones tales como armaduras o arriostres de encofrados, y de 1.5m. si
existen obstáculos. Por encima de estas alturas deberá usarse chutes para depositar
el concreto.
h. CONSOLIDACIÓN DEL CONCRETO
Cuando La consolidación del concreto se haga mediante vibradores, estos deberán
funcionar a la frecuencia indicada por el fabricante.
El vaciado será de forma tal que se embeban en concreto todas las barras de
refuerzo, que lleguen el concreto a todas las esquinas, y que se eliminen todo el aire
de modo que no quedan "Cangrejeras".
i. CURADO DEL CONCRETO
El concreto deberá ser curado por lo menos durante 7 días cuando se use cemento
Pórtland Tipo I, con excepción de los concretos con aditivos de los llamados de alta
resistencia inicial, los que se curarán por lo menos durante 3 días. Se comenzará a
curar a las 10 ó 12 horas del vaciado.
En los elementos horizontales si se cura con agua, ésta se mantendrá
especialmente en las horas de
mayor calor y cuando el sol está
actuando directamente sobre ellos.
En los elementos inclinados y
verticales como columnas, muros,
cuando son curados por agua se
cuidará de mantener la superficie
húmeda permanentemente.
Empleando mantas y yute para
cubrirlas.
j. PRUEBAS
27
Las muestras para las pruebas de resistencia deberán tomarse de acuerdo con el
"Método de Muestras de concreto fresco" (ASTM C- 172) Con este fin se tomarán
testigos cilíndricos de acuerdo a las norma ASTM C- 31 en la cantidad mínima de
dos testigos por cada 50 m3 de concreto estructural pero se tomarán por lo menos
dos testigos por cada día de vaciado y por cada cinco camiones cuando se trate de
concreto premezclado.
El nivel de resistencia del concreto será considerado satisfactoriamente si el
promedio de todas las series de 3 ensayos consecutivos es igualo mayor que la
resistencia especificada de diseño (f’c), y ningún ensayo individual esté por debajo
del f’c.
Se considera como un ensayo de resistencia al promedio de los resultados de dos
probetas cilíndricas preparadas de la misma muestra del concreto y ensayadas a
los 28 días.
EL ENSAYO DE CONSISTENCIA DEL CONCRETO (Standard Specification for
concrete agregates. ASTM C. 33. Reglamento Nacional de Construcciones.
Lima-Perú)
Del principio del método: El denominado ensayo de asiento, llamado también
de revenimiento o "slump test", se encuentra ampliamente difundido y su empleo
es aceptado para caracterizar el comportamiento del concreto fresco.
Esta prueba, desarrollada por Duft Abrams, fue adoptada en 1921 por el ASTM y
revisada finalmente en 1978.
El ensayo consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un molde
tronco-cónico, midiendo el asiento del pastón luego de desmoldeado.
El comportamiento del concreto en la prueba indica su "consistencia" o sea, su
capacidad para adaptarse al encofrado o molde con facilidad, manteniéndose
homogéneo con un mínimo de vacíos.
La consistencia se modifica fundamentalmente por variaciones del contenido del
agua de mezcla. En los concretos bien proporcionados, el contenido de agua
necesario para producir un asentamiento determinado depende de varios
factores: se requiere más agua con agregados de forma angular y textura
28
rugosa, reduciéndose su contenido al incrementarse el tamaño máximo del
agregado.
No debe confundirse el concepto de consistencia con el de trabajabilidad, que en
su acepción más amplia expresa la propiedad del concreto para ser mezclado
con facilidad, brindando un material homogéneo, capaz de ser transportado,
colocado en molde sin segregar con la mayor compacidad.
En la actualidad no existe una prueba válida para caracterizar la trabajabilidad,
definida con rigor como la cantidad de trabajo interno útil requerido para realizar
la completa consolidación del concreto. El ensayo de asiento indica uno de los
factores de la trabajabilidad, como es la consistencia.
El molde tiene forma de tronco de cono. Los dos círculos de las bases son
paralelos entre sí midiendo 20 cm y 10 cm los diámetros respectivos. Las bases
forman ángulo recto con el eje del cono. La altura del molde es de 30cm.
El molde se construye con plancha de acero galvanizado de espesor mínimo de
1.5 mm. Se sueldan al molde asas y aletas de pie para facilitar la operación.
Para compactar el concreto se utiliza una barra de acero liso, de 16 mm de
diámetro y 60 cm de longitud y punta semi-esférica.
Muestreo: Las muestras deben ser obtenidas al azar, por un método adecuado,
sin tener en cuenta la aparente calidad del concreto.
Se deberá obtener una muestra por cada 120 metros cúbicos de concreto
producido o 500 m2 de superficie llenada y en todo caso no menos de una al
día. El volumen de la muestra no será menor de 30 litros y tomada dentro del
término de una hora inmediata a su preparación
Aplicaciones:
El Diseño de Mezclas
Los métodos de proporcionamiento del concreto permiten definir mezclas
apropiadas para determinadas resistencias, que únicamente se obtienen en la
práctica cuando el concreto se mantiene homogéneo y tiene aptitud de llenar
los moldes con un mínimo de vacíos. El ensayo de asiento ha demostrado ser
29
de utilidad para evaluar la aptitud de las mezclas en la consolidación en
diferentes tipos de estructuras.
El ACI en sus recomendaciones para el diseño de mezclas establece valores
para cada tipo de obras:
REVENIMIENTO (cm)MAX MIN
Muros y zapatas de cimentación en concreto armado
8 2
Zapatas simples, cajones y muros
8 2
Vigas y muros de concreto armado
10 2
Columnas 10 2Pavimentos y losas 8 2
Concreto masivo 5 2
Control de Homogeneidad
En el proceso de producción del concreto, la prueba de asentamiento es de
gran utilidad en el control de las variaciones en los materiales. En efecto, un
cambio en el contenido de humedad de la arena o la variación del módulo de
finura, son fácilmente advertidas en la prueba pues influyen en el valor del
asentamiento.
Factores Externos
La trabajabilidad del concreto se modifica con el trascurso del tiempo. El valor
del asentamiento medido al pie de la mezcladora será mayor que el obtenido
luego de 15 minutos, pues los agregados absorben agua que, de esta
manera, no contribuye a la plasticidad. En efecto, en el tiempo que los
materiales permanecen en la mezcladora, los agregados no agotan su
capacidad de absorción.
El resultado del asentamiento del concreto se modifica con la temperatura de
la mezcla e, indirectamente, por la temperatura del ambiente. El incremento
de la temperatura hace disminuir el asentamiento. Por ello, para mantener el
asentamiento cuando el clima es más caluroso, habrá de requerirse de un
aumento de la dosificación del agua.
30
k. ENCOFRADOS
Características
Los encofrados se usarán cuando sea necesario para confirmar el concreto y
darle forma de acuerdo a las dimensiones requeridas.
Los encofrados serán diseñados para resistir con seguridad todas las cargas
impuestas por su peso propio, el peso y empuje del concreto y una sobrecarga
de llenado no inferior a 200 Kg/m2
En general, los encofrados deberán ser de tipo metálico (de acero o aluminio) y
estar de acuerdo por lo dispuesto por el capítulo VI del ACI 318-83.
Desencofrados.
Para asegurar un adecuado comportamiento estructural del concreto, los encofrados
y puntales, deben permanecer hasta que el concreto adquiera la resistencia
suficiente para soportar con seguridad las cargas y evitar la ocurrencia de
deflexiones permanentes no previstas, así como para resistir daños mecánicos tales
como quiñaduras y despostillamiento.
El desencofrado de los elementos se hará de acuerdo al siguiente cuadro:
Partida Tiempo desde el
vaciado del
Resistencia
Mínima
31
concreto
Muros y columnas
Losas(Macizas o
aligeradas)
12 horas ----------
---------- 120 Kg/ cm2
Vigas con luces menores a 3m --------- 120 Kg/ cm2
Vigas con luces mayor a 3 m --------- 150 Kg/cm2
Nota: Si no se usa reapuntalamiento y las losas y vigas que se desencofran
soportan el peso de la losa superior durante el vaciado de esta última, la mínima
resistencia del concreto en ese momento deberá ser de 175Kg/cm2
Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones.
MUROS DE CONCRETO ARMADO (PLACAS) Las placas de concreto armado son consideradas como elementos estructurales
bidimensionales planos, es decir, su espesor es pequeño en comparación a sus
otras dos dimensiones (largo, alto) (Figura 1).
Fuente: Medina Cruz UNFVR 1998 Los materiales a utilizarse en la construcción de estos muros son los siguientes: CONCRETO + FIERRO = CONCRETO ARMADO
32
A continuación te proporcionamos algunos consejos para recordar y tener en cuenta
cuando te toque construir una placa:
a. Las placas deben construirse estrictamente de acuerdo a lo especificado en los
planos estructurales.
b. Si la edificación es de dos pisos o más, las placas deben ser coincidentes en
todos los niveles (Figura 2).
c. Cuando se construyan placas de concreto armado que sean colindantes a predios
con muros de ladrillo o adobe, estos muros del vecino no deberán ser utilizados
como encofrados para el vaciado de la placa (Figura 3).
d. No se debe colocar ninguna clase de tubería (agua, desagüe, eléctrico) ni
accesorios dentro de la placa, porque la debilita.
33
PARA EL REFUERZO: e. Las especificaciones del refuerzo a colocarse (diámetro de barras, cantidad,
espaciamiento, numero de capas), tanto vertical como horizontalmente, deben
estar claramente indicadas en los planos.
f. El refuerzo vertical debe ingresar totalmente en la cimentación, respetándose un
recubrimiento de 7.5 cm.
g. Si la placa continúa en los niveles superiores, no olvides dejar las mechas con la
longitud de empalme apropiado. (Cuadro 1).
h. Antes de vaciar el concreto, asegúrate de que los dados estén bien colocados, para darle el importante y necesario recubrimiento al refuerzo de la placa (Figura 4).
PARA EL CONCRETO:
34
i. En la preparación del concreto debes tener cuidado con el tamaño de piedra
chancada que vas a utilizar, de preferencia usa solo de ½" (no debe estar mezclada
con ¾" y 1"), en especial cuando se trate de placas delgadas (10 a 15 cm.).
j. A fin de evitar la formación de cangrejeras, el concreto no debe ser muy seco
pero tampoco muy aguado, debe tener la fluidez apropiada (consistencia (1)), para
que se meta hasta el último rincón del encofrado.
Puedes utilizar la siguiente mezcla por cada metro cúbico de concreto a preparar:
k. Es sumamente importante que compactes el concreto conforme vas haciendo el vaciado (Ver Construyendo Nº 11). l. Debes realizar el curado del concreto luego de desencofrar, lo puedes hacer
humedeciéndolo constantemente con agua (mínimo 3 días) o utilizando aditivos
(Figura 5).
PARA
EL ENCOFRADO
35
m. Tu encofrado no debe permitir la fuga de la lechada de cemento (2), ya que
deteriora la calidad del concreto.
n. A fin de que la placa tenga un espesor uniforme, asegúrate de usar templadores,
ya que la fuerte presión del concreto fresco sobre el encofrado lo empuja hacia
fuera. Esta presión puede hacer colapsar al encofrado (Figura 6).
DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO ANÁLISIS DE CARGAS HORIZONTALES
Para el diseño de elementos de concreto armado, hacemos primero el análisis de fuerzas horizontales y de carga verticales de acuerdo a la teoría expuesta.
En la primera parte presentamos un pórtico sometido a los diferentes tipos de cargas. Luego hacemos las combinaciones de los momentos cortantes hallados para cada estado de carga. Con estos resultados pasamos al diseño, trabajando con los valores más favorables.
A continuación presentamos los diagramas de momento y fuerza cortante por:
a. Fuerza horizontal (de sismo).b. Carga muerta.c. Carga viva primera combinación.d. Carga viva segunda combinación.
ESTRUCTURACION (Según Fuente San Bartolomé Ramos editorial 1998)
a. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA
36
• La simetría es una característica valiosa para la configuración de
edificaciones resistentes a sismos, la simetría de una estructura en dos
direcciones es deseable por las mismas razones; la falta de simetría produce
efectos torsionales que son difíciles de evaluar y pueden ser muy
destructivos.
b. RESISTENCIA Y DUCTIBILIDAD
• Para elementos estructurales que soportan cargas el aspecto más importante
es la rigidez, todos los elementos estructurales deben ser rígidos y a la vez
flexibles. Los cálculos estructurales se hacen estudiando las deformaciones
antes que la resistencia. La medida de la rigidez es la deflexión. Se llama
ductilidad a la capacidad que posee un material para deformarse más allá del
rango elástico sin pérdida significativa de resistencia.
c. HIPERESTABILIDAD Y MONOLITICO
• Como concepto general de diseño sismo-resistente, debe indicarse la
conveniencia de que las estructuras tengan una disposición hiperestática; ello
logra una mayor capacidad resistente. En el diseño de estructuras donde el
sistema de resistencia sísmica no sea hiperestático, en necesario tener en
cuenta el efecto adverso que implicaría la falla de uno de los elementos o
conexiones en la estabilidad de la estructura.
d. UNIFORMIDAD Y CONTINUIDAD DE LA ESTRUCTURA
• La estructura debe ser continua tanto en planta como en elevación, con
elementos que no cambien bruscamente su rigidez, para evitar la
concentración de esfuerzos.
e. RIGIDEZ LATERAL
• La estructura debe ser continua tanto en planta como en elevación, con
elementos que no cambien bruscamente su rigidez, para evitar la
concentración de esfuerzos.
f. EXISTENCIA DE LOSAS QUE PERMIAN CONSIDERAR A LA
ESTRUCTURA COMO UNA UNIDAD
37
• En los análisis es usual considerar como hipótesis básica la existencia de una
losa rígida en su plano, que permite la idealización de la estructura como una
unidad, donde las fuerzas horizontales aplicadas pueden distribuirse en las
columnas y placas de acuerdo a su rigidez lateral, manteniendo todas una
misma deformación lateral para un determinado nivel.
g. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
• Otro aspecto que debe ser tomado en cuenta en una estructuración es la
influencia de los elementos secundarios. Si la estructura está conformada
básicamente por pórticos, con abundancia de tabiquería, esta no se podrá
despreciar en el análisis, pues su rigidez será apreciable.
h. SUB-ESTRUCTURA O CIMENTACION
• La regla básica respecto a la resistencia sísmica de la sub-estructura es que
se debe obtener una acción integral de la misma durante un sismo; además
de las cargas verticales que actúan. Otro aspecto que debe considerarse en
el análisis estructural es la posibilidad de giro de la cimentación;
normalmente los ingenieros están acostumbrados a considerar un
empotramiento en la base de las columnas y muros, lo cual no es cierto en la
mayoría de los casos.
i. DISEÑO EN CONCRETO ARMADO
• Las consideraciones más importantes para el diseño sismo-resistente son 6.
En la dirección Principal denominado como X-X , el edificio tiene una
configuración estructural en base a un sistema dual , basado en
pórticos de columnas , vigas y placas . En la otra dirección tiene una
configuración estructural en base a muros de concreto armado (placas)
Debido a que la luz libre es de 4.5 m. entre apoyos se tienen losas
aligeradas de 0.20 m. con zonas de losas macizas , también de 0.20 m. de
espesor. En el techo del semisótano se tiene un caso especial de losa
aligerada con peralte de 0.25 m. debido a que la luz libre es de 5.50 m.
38
En ambas direcciones de análisis los elementos sismo resistente
principales son los muros de concreto armado ( Placas ) y/o los pórticos
conformados por columnas, vigas y placas.
Las vigas en el semisótano del edificio, tiene un peralte de .60m. debido
a los requerimientos pro análisis por carga gravitatoria.
Las vigas desde el 1° al 8° piso tienen un peralte de 0.50 m. debido a
los requerimientos por carga de gravedad y/o análisis sísmico del
edificio , además de la necesidad de tener una altura de piso afondo de
techo 2.40 m. ; es decir , si tenemos vanos de 2.15 y losas de 0.20 , resulta
tener vigas de 0.45 m.
Con este peralte de viga se analizó el edificio y se logró controlar los
desplazamientos laterales de entrepiso del edificio en la dirección (y-y) ; el
cual es el más crítico en el edificio.
En el semisótano se proyectó con muros de contención con la finalidad de
contener el desnivel de plataformas con respecto a las edificaciones
vecinas además, de empotrar el semisótano (Desplazamiento lateral
despreciable).
CONDICIONES DE CIMENTACIÓN
De acuerdo a la evaluación de campo efectuada se tiene las siguientes
condiciones de cimentación.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS
1. INVESTIGACIONES DE CAMPO
En base al área de estudio se han considerado la perforación de una
calicata a Cielo abierto a la profundidad de 3.50m, las cuales permitan
reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno.
Para la determinación de las propiedades físicas y mecánicas del subsuelo
se han extraído muestras del tipo (Mab) Y (Mit).
39
2. ENSAYOS DE LABORATORIO
Las muestras tomadas de las excavaciones manuales, fueron trasladadas al
Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Empresa A&C EXPLORACIONES
GEOTECNICAS Y MECANICA DE SUELOS S.R.Lda., los certificados se
presentan en el Anexo N° II, del presente informe.
Los ensayos de laboratorio se han realizado con la finalidad de obtener los
parámetros necesarios que determinen las propiedades físicas y mecánicas del
suelo de cimentación.
Para el efecto se han ejecutado los siguientes ensayos, bajo las Normas de la
American Society ForTesting of Materials (A.S.T.M.) y las Normas Técnicas
Peruanas (NTP).
3. ENSAYOS ESTANDARD
Con las muestras de suelos de la exploración de campo se han efectuado los
siguientes ensayos:
Análisis granulométrico ................ NTP339.128, ASTM – D422
Límite Líquido ................. NTP339.129, ASTM – D423
Límite Plástico .................. NTP339.129, ASTM – D424
Corte Directo .................. NTP339.171 ASTM – D3080
Contenido de Humedad .................. NTP339.127 ASTM – D2216
CONSOLIDACION .................. ASTM D 2435
ENSAYOS ESPECIALES
Análisis Químicos:
Sales Soluble Totales ............ NTP339.152 ASTM – D1889
Porcentaje de Sulfatos ............ NTP339.178 ASTM – D516
Porcentaje de Cloruros ............ NTP339.177 ASTM – D512
40
CARACTERISTICAS GEOTECNICAS
a. Perfil Estratigráfico
Mediante las investigaciones practicadas en el presente estudio, se
confeccionaron los registros de exploración donde se describen los diferentes
suelos encontrados, así como su espesor, información que ha sido confrontada
con los ensayos de laboratorio con lo cual se determinó con precisión los tipos
de suelos encontrados.
Calicata - 01
De 0.00 – 1.10 m de profundidad El perfil del suelo está representado por
arcillas inorgánicas de medialta plasticidad, de color plomo oscuro, clasificada
en el Sistema SUCS, como un suelo CL, con una humedad natural de 11.32%
De 1.10 – 4.00 m de profundidad El perfil del suelo está representado por
arenas limo arcillosas, de color beige claro, clasificada en el Sistema SUCS,
como un suelo SM - SC, con una humedad natural de 19.35%.
Calicata - 02
De 0.00 – 1.00 m de profundidad El perfil del suelo está representado por
arcillas inorgánicas de medialta plasticidad, de color plomo oscuro, clasificada
en el Sistema SUCS, como un suelo CL, con una humedad natural de 10.14%
De 1.00 – 4.00 m de profundidad El perfil del suelo está representado por
arenas limo arcillosas, de color beige claro, clasificada en el Sistema SUCS,
como un suelo SM - SC, con una humedad natural de 16.14%.
Calicata - 03
De 0.00 – 1.20 m de profundidad El perfil del suelo está representado por
arcillas inorgánicas de medialta plasticidad, de color plomo oscuro, clasificada
en el Sistema SUCS, como un suelo CL, con una humedad natural de 11.58%
De 1.20 – 4.00 m de profundidad El perfil del suelo está representado por
arenas limo arcillosas, de color beige claro, clasificada en el Sistema SUCS,
como un suelo SM - SC, con una humedad natural de 18.36%
41
b. Nivel Freático
Durante la exploración de campo se detectó el nivel freático a las siguientes
profundidades:
CUADRO Nº 1: NIVEL FREATICO
CALICATA PROF (m)
C -1 3.00
C - 2 3.10
C - 3 3.00
c. Profundidad de Cimentación
Según la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones – Cap. IV Cimentaciones
Superficiales, la profundidad de cimentación mínima será de 0.80 m
Asimismo, la presión admisible del terreno aumenta a mayor profundidad de
desplante, también, los costos de construcción, por lo tanto es necesario
adoptar una profundidad de desplante que satisfaga los requerimientos de
economía y resistencia aceptables. En este caso teniendo en cuenta el factor
resistencia por lo que se recomienda una profundidad de desplante de 1.50 m.
d. Tipo de Cimentación
De acuerdo a las condiciones del suelo y las magnitudes posibles de las cargas
transmitidas, es recomendable utilizar cimentación superficial, tal como
cimentación corrida, unidas con vigas de conexión altamente rígidas.
e. Análisis de la Capacidad Portante
La naturaleza de fallas en suelos por capacidad de carga son: falla general por
corte, falla local de corte y falla de corte por funcionamiento.
Debido a la naturaleza del estrato donde ira apoyada la sub. Estructura Se ha
utilizado para el cálculo de la resistencia admisible del terreno, las expresiones
de Terzaghi para falla local tanto para cimentación continua y Aislada.
- Zapata continúa:qd=
23cNc+γ1D f Nq+0 .5 γ2BN γ
42
- Zapata cuadrada: qds=0 .867cNc+γ 1D f N q+0 .4 γ 2BN γ
Calculo de la capacidad admisible
Qadm = qd/FS
Factor de seguridad (FS): FS = 3
CUADRO Nº 2: CAPACIDAD PORTANTE
CALI PROF. Φ CKG/CM2
YKG/Cm3
QdKG/CM2
C - 1 1.50 28.02 0.11 1.86 0.91C - 2 1.50 28.29 0.10 1.88 0.91C - 3 1.50 28.25 0.10 1.87 0.90
f. Asentamientos Admisibles
Tiene mayor importancia el asentamiento diferencial que el total, aun cuando
es más difícil estimar el diferencial. Lo anterior es debido a que la magnitud del
diferencial depende del suelo y la estructura.
PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN SISTEMA APORTICADO (Según el RNE)
DEFINICIONES
a. TRABAJOS PROVISIONALES
1. Preparación del terreno
Previo al inicio de una construcción, es necesario realizar la limpieza del
terreno eliminando las plantas, retirando los depósitos de basura y
escombros, si los hubiere, los arbustos y toda vegetación existente que afecte
el sitio de la construcción debe ser cortada de raíz, la capa vegetal o tierra
negra debe ser retirada aunque dependiendo del tipo de construcción que se
lleve a cabo. La tierra negra puede ser aprovechada en las áreas de jardinería
proyectadas, en tal caso, debe almacenarse en un lugar apropiado. Los
materiales producto de la limpieza deben ser retirados a los botaderos
oficiales.
43
2. Instalaciones provisionales
De acuerdo al tipo de obra a realizar, es necesario construir cierto tipo de
espacios e instalaciones provisionales como son: almacén para materiales,
oficinas para personal técnico, laboratorio, instalaciones de energía eléctrica e
hidro-sanitarias. Los espacios provisionales que se construyan deben hacerse
con materiales de fácil montaje y desmontaje.
3. Almacén.
Debe tener el tamaño adecuado para almacenar las herramientas y los
materiales que necesiten protección de la intemperie como el cemento, el
hierro y la madera entre otros. Su ubicación dentro del terreno debe ser tal
que facilite la descarga de materiales.
4. Oficina.
Es el lugar de trabajo y reuniones del personal técnico por lo que debe tener
el tamaño y condiciones para el equipamiento requerido.
Las presentes especificaciones, juntamente con planos estructurales del proyecto
forman parte del proyecto para la construcción de las estructuras. Forman parte
también en estas especificaciones todas las normas indicadas en los diferentes
capítulos, así como también las reglamentaciones del American Concrete Institute
(ACI 318 - 99) y las Normas del concreto Armado E - 060 del Reglamento
Nacional de Construcciones del Perú.
b. MOVIMIENTO DE TIERRAS
Los niveles de cimentación que se indican en los planos podrán ser modificados
por los Inspector o proyectista en caso de considerarlo necesario para asegurar
una cimentación satisfactoria.
Los espacios excavados por debajo de los niveles de las estructuras definitivas
serán rellenadas con concreto simple con fc = 100 Kg./cm2 al que se le podrá
44
incorporar hasta un 30% de volumen con piedras cuya dimensión no exceda un
tercio de la menor dimensión del espacio por rellenar.
Para los niveles de cimentación y el tratamiento del terreno se deberá tomar en
cuenta las indicaciones dadas por el Ingeniero responsable del estudio de suelos.
1. Laboratorio. En este espacio se guardara el equipo y las herramientas que
requiere el laboratorio de materiales para efectuar sus pruebas.
2. Instalación eléctrica provisional. Se conecta, con las autorizaciones
requeridas, a la red de servicio público debe estar protegida y cumplir con las
normativas de seguridad. Debe tener la capacitad para proporcionar la
energía en los sitios requeridos por los distintos equipos y herramientas como
son: aparatos de soldadura, concretaras, vibradores, sierras, pulidoras etc.
Así como iluminación nocturna de ser necesaria.
3. -Instalaciones hidro-sanitarias. El consumo de agua es indispensable en
toda construcción en la elaboración y curado del concreto y en todas obras de
albañilería, por lo que este servicio debe ser gestionado desde el inicio de la
obra. Los servicios sanitarios provisionales, según la ubicación de la obra,
pueden ser construidos en el sitio conectándolos a la mecha de aguas negras
o rentados. El terreno deberá dotarse de desagües para evitar inundaciones.
c. TRABAJOS PRELIMINARES
Nivelación. Concluida la limpieza y la eliminación, se procede a determinar
los niveles del terreno de acuerdo a un nivel de referencia determinado que
puede ser el nivel de la acera en una esquina del terreno.
Trazo y replanteo. Consiste en marcar sobre el terreno los ejes de todos
los elementos que conformarán la construcción a desarrollarse.
Se ubica en el terreno un eje de referencia de acuerdo al plano de
conjunto ya sea un eje de colindancia o la acera.
El método más práctico para hacer el trazo es mediante el empleo de
listones y cordeles que marcaran los ejes
Se construyen los listones enterrando dos y uniéndolas con una regla
pacha clavada sobre ellas a un nivel establecido con relación al piso
45
terminado de la construcción. Se coloca un listón en cada uno de los
extremos del eje de referencia mostrado en los planos, separándose de
los extremos una distancia mayor que el ancho de la fundación.
Se coloca un clavo en cada listón alineándolos con el eje de referencia,
uniendo los clavos con un cordel, este marcará el eje de referencia.
Sobre este eje y a las distancias que indique el plano, se trazan las líneas
a escuadra que determinarán los ejes perpendiculares al eje de
referencia, se colocan listones en los extremos de cada eje colocándoles
los clavos que al unirlos con cordel, indicarán la posición de los ejes.
Se repite esta operación en el primer eje perpendicular al eje de
referencia y se determinan los ejes paralelos al eje de referencia.
Para el trazo de una perpendicular se recurre al triángulo rectángulo 3-4-5
o submúltiplo de estas cifras. (1.5- 2- 2.5)
d. EXCAVACION Y COMPACTACION
Las excavaciones de una construcción de acuerdo al tamaño, formas,
complejidad y la ubicación de estas, podrán hacerse manualmente o con la
maquinaria adecuada. Si se efectúan por medio de una máquina, esta hará el
trabajo grueso pero la conformación final se hará manualmente. Las
excavaciones pueden ser profundas o superficiales.
Excavaciones profundas
Verificación de la posición de las columnas en el trazo
Demarcación en el terreno de la posición y dimensión de las zapatas
marcando su ubicación las con la punta de una estaca.
Aflojar la tierra con una estaca y posteriormente retirarla con una pala, se
repite el proceso hasta alcanzar la profundidad establecida.
Cuando la excavación es muy profunda o el terreno es muy suelto, las
paredes de la zanja pueden derrumbarse, para prevenir esto, es
46
necesario colocar tablas y listones, que eviten el derrumbe de las
paredes.
Excavaciones superficiales
Cuando en una edificación existen zapatas. La excavación para las soleras
de cimentación y tensores, se llevará a cabo una vez que concluya el
vaciado de las zapatas y pedestales de columnas.
Concluido y verificado el trazo, se marca en los listones, colocando clavos
adicionales, el ancho de las cimentaciones.
Uniendo los clavos con cordeles y auxiliándose con una plomada se
traslada esta información al terreno marcándolo con la punta de una
estaca.
Se comienza la excavación aflojando la superficie del terreno con la
estaca y posteriormente retirando la tierra con una pala se repite el
proceso hasta alcanzar la profundidad necesaria.
La profundidad se revisa periódicamente midiendo con un escantillón
desde los cordeles colocados en los listones hasta el fondo del zanjeado.
Cuando se llega a la profundidad determinada, se verifica la calidad del
terreno para la cimentación. Si se ha encontrado suelo firme y duro, no
deberá excavarse más. Pero si a esa profundidad el terreno es blando,
habrá que sobre excavar, restituir el suelo y compactar.
Compactación
Una vez retirado el material suelto de las sobre excavaciones, se sustituye
por material selecto en capas no mayores de 15cm y se compacta ya sea
manualmente o con máquinas compactadoras hasta lograr la densidad
especificada.
e. ARMADURA
La armadura 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
47
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 cuatro etapas:
Cortado, doblado, armado y colocado.
Cortado: Se cortan las piezas de acero, considerando los empalmes y
dobleces, para esta operación se utiliza una cizalla manual ó una cortadora
de disco.
Doblado: Consiste en doblar las piezas cortadas, con el ángulo Y la longitud
especificados 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.
Colocación: Una vez armadas las piezas se colocan en la ubicación que les
corresponde según el plano estructural. Toda armaduría debe quedar
recubierta de concreto y para aislarla se le colocan cubos de concreto
llamados helados de un tamaño igual al espesor especificado y se fijan a la
armaduría con alambre de amarre.
f. CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS
Un cimiento es aquella parte de la estructura que recibe la carga de la
edificación y la transmite al terreno por medio del ensanchamiento de su base.
Es decir la base sobre la que descansa todo el edificio o construcción es lo que
se le llama cimentación. Pueden ser naturales o fabricadas, Lo más frecuente
es que tengan que construirse bajo tierra. La profundidad y la anchura de las
cimentaciones se determinan por medio de un cálculo estructural, de acuerdo
48
con las características del terreno, el material con que se construyen y las
cargas que van a soportar. Cuando se construye una cimentación, es función
del encargado de la construcción la verificación en el terreno de las
condiciones del suelo y de todas las condiciones asumidas por el laboratorio de
suelos y el ingeniero estructural. Según las cargas que sobre ellas recaen las
cimentaciones son de los siguientes tipos: Profundas (puntuales). Superficiales
(Lineales) y mixtas.
Profundas:
Las cimentaciones profundas transmiten la carga al suelo por presión bajo
su base y su profundidad excede a su anchura. Se utilizan para transmitir
adecuadamente cargas proporcionadas por elementos puntuales, como
estructuras a base de marco.
Superficiales:
Las cimentaciones superficiales transmiten la carga al suelo por presión
bajo su base. Su anchura es igual o mayor que su profundidad. Este tipo
de cimiento por lo general se desarrolla linealmente, ya que se utiliza para
transmitir adecuadamente cargas proporcionadas por estructuras de muros
o paredes carga.
Ejemplos: Cimentaciones a base Soleras de fundación, zapatas corridas, y
losa de Fundación.
Mixtas:
Cuando el suelo es muy blando las cimentaciones superficiales no son
recomendadas a menos que se refuercen con cimentaciones profundas
convirtiéndose así en cimentaciones mixtas que son elementos formados
por una cimentación profunda y una superficial. Por ejemplo; en
determinada construcción hay un estrato de suelo blando la solera de
cimentación puede reforzarse con pilotes de tal manera que la cimentación
queda compuesta por pilotes los cuales transmiten carga al suelo por
presión bajo su base y sobre estos una solera de cimentación que
transmite la carga a los pilotes.
49
Tensores:
Los tensores son elementos generalmente horizontales que proporcionan
arrastramiento a los elementos verticales, tales como las columnas y
pedestales. Se han incluido en las cimentaciones ya que las columnas
además de ir arriostradas en la parte superior de igual forma deben
arriostrarse en su base. Este es el caso de los tensores enterrados que no
transmite ninguna carga al suelo ya que no se apoya ningún elemento
sobre ellos, por lo tanto su única cimentación es mantener la tensión entre
elementos verticales.
ELEMENTOS VERTICALES PRIMER NIVEL
Los elementos verticales en una edificación son aquellas estructuras de
soporte que reciben carga en un nivel superior y la transmiten a un nivel
inferior. También aquellos que en general sirven como cerramiento y
división de espacios en la edificación.
Ejemplo de estos elementos son: Columnas, paredes y muros.
COLUMNAS:
Las columnas forman parte de un sistema de marcos estructurales,
construido a base de poste (elemento vertical) y viga (elemento horizontal);
este tipo de sistema es utilizado comúnmente en edificaciones de dos
niveles o más. Las columnas definen los ejes principales de una
construcción en un sistema de marcos, ya que es en torno a las
cimentaciones de estas que inicia la construcción de una edificación. Es
importante tomar en cuenta para el diseño de una edificación de varios
niveles, que todas columnas parten de la cimentación aunque no todas
terminen sosteniendo la cubierta.
PAREDES:
Las paredes, según su función estructural pueden clasificarse en:
Paredes de cargo: Son los elementos que soportan fuerzas verticales y
horizontales, resistiendo la carga de losas o de techos y
50
posteriormente las transmiten a las cimentaciones; para esto se
requiere que estén reforzadas tanto vertical como horizontalmente.
Paredes de relleno: Estas paredes sirven únicamente para dividir
espacios, ya sea dentro de la edificación, ó fuera de ésta. Sirven
además como cerramiento de un sistema de marcos.
Los procesos constructivos de una pared varían según el material que
se utilice y la técnica con que se construya, se han seleccionado los
siguientes como caso de estudio.
MUROS:
Son elementos verticales y según su función estructural pueden ser:
Muros de carga: soportar cargas verticales para transmitirlas al suelo
(trabajan evitando el hundimiento).
Muros de Retención: Soportan cargas horizontales y por gravedad
(trabajan evitando el deslizamiento y el volteo) Estos tipos de muro
pueden ser de concreto ó de mampostería,
Para este caso, se estudiarán únicamente los muros de piedra, ya que
el proceso de fabricación de los muros de mampostería modular es
similar al de las paredes, y el de concreto es como todo proceso de
construcción para elementos verticales de concreto.
ESTRUCTURA DE CUBIERTA
Un techo se compone de estructura y cubierta. La estructura de un techo está
conformada por estructura primaria y 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 que actúe la fuerza y para eso es necesario que tanto la estructura primaria
como la secundaria estén debidamente amostradas.
La estructura del techo puede apoyarse sobre Paredes portantes ó sobre un
módulo de columnas, teniendo en cuenta que si se apoya sobre columnas,
puede optarse por que la estructura del techo sea independiente del resto de
51
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 último nivel.
LOSA ALIGERADA
La losa 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 (evita el paso del agua) y aislamiento (evita el
paso del frío 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 láminas metálicas troqueladas que permiten techar mayores
claros con el menor número de 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 cubierta como láminas
acanaladas de fibrocemento, que son las más utilizadas en nuestro medio,
estas permiten un módulo de apoyo muy versátil desde 5 hasta 12 pies de
largo.
Es así que dependiendo del sistema constructivo de la cubierta, será el módulo
estructural y el tipo de accesorios.
Entre los accesorios para la cubierta pueden encontrarse:
Canal para agua lluvia, capotes para cumbreras, botaguas en los extremos de
las paredes.
El canal de aguas lluvias. El canal es un elemento ubicado al final ó en el
encuentro de pendiente, recoge el agua de la cubierta para encausarla hacia
las bajadas. Los canales pueden ser de diversos materiales, y de eso depende
su sistema de instalación.
Es importante recalcar que el diseñador debe especificar en la planta de
techos, la ubicación del canal así como la de las bajadas de aguas lluvias.
52
1.6MARCO LEGAL
El proyecto será considerado como de Uso residencial y deberá cumplir en tal
sentido con las siguientes normas:
Constitución Política del Perú 1993.
Reglamento Nacional de Edificaciones (Aprobado Decreto Supremo N° 011-
2012 Vivienda)
Reglamento Nacional de Construcciones - Titulo 111 (Arquitectura) Reglamento
Nacional de Construcciones - Título V (Seguridad)
R.M. N° 208-2003-Vivienda del 17 de Septiembre del 2003.
Norma Técnica, Metrados para Obras de Edificación y Habilitaciones Urbanas
(Dirección Directoral 073/2010 Ministerio de Vivienda)
Norma INOECOPI 399.010. 399.012. 399.009 (Señales de evacuación)
Modificación del RNC. R.M. N"208-200J-Vivienda del 17 de Septiembre del
2006.
1.7 GLOSARIO. La Ingeniería estructural se basa en los conceptos de los cursos
de Mecánica Racional, constituidos por la Estática y la Dinámica; Mecánica de
Materiales, constituido por la resistencia, Rigidez y Estabilidad de Estructuras y
el Análisis Estructural.
ARRIOSTRE.- Elemento de refuerzo (horizontal o vertical) o muro transversal
que cumple la función de proveer estabilidad y resistencia a los muros
portantes y no portantes sujetos a carga perpendiculares a su plano.
ESTRUCTURA.- Son elementos resistentes que colaboran entre sí para
soportar fuerzas o cargas manteniendo en todo momento su equilibrio, es
53
decir todas las fuerzas que actúan sobre la estructura se compensan
mutuamente.
FUERZA.- Es toda causa física capaz de modificar el estado de reposo o de
movimiento de un cuerpo. Al aplicar una fuerza a un cuerpo se produce otra
fuerza igual y de sentido contrario llamada reacción.
EQUILIBRIO DE UNA FUERZA.- Toda estructura está en equilibrio cuando
todas las fuerzas que actúan sobre él, se compensan mutuamente.
CARGAS.- Toda estructura soporta cargas siendo estas de dos tipos.
Cargas muertas o permanentes: Son las que se deben al peso propio de
la edificación, incluyendo la estructura resistente y los elementos no
estructurales tales como tabiques y acabados.
Cargas vivas sobre cargas de servicio: Son las cargas de personas,
muebles, equipos, etc. Su magnitud es determinada considerando los
estados de carga más desfavorables, de acuerdo al uso de edificación.
Cargas ocasionales: Son aquellas cuya presencia es eventual como la
nieve, el viento y el sismo. La dirección y el sentido de la fuerza o carga
con respecto al cuerpo determinan la clase de esfuerzos que se producen.
COMPRESIÓN.- Si las fuerzas se aproximan unas a otras, el cuerpo se
comprime y en él se producen esfuerzos de compresión.
TRACCIÓN.- Si las fuerzas se alejan unas de otras, el cuerpo se distiende y
en él se producen esfuerzos de tracción.
CORTE.- Si el cuerpo es sometido a dos fuerzas paralelas próximas y de
sentido contrario, se obtienen esfuerzos de corte o cizallamiento.
FLEXIÓN.- Si la acción de las fuerzas tiende a curvar el cuerpo, se produce
flexión. Un cuerpo flexionado tendrá tracción en una zona y compresión en la
otra.
TORSIÓN.- Si el cuerpo es sometido a movimiento de giro, perpendiculares a
su eje longitudinal, se producen torsión y se dan, principalmente esfuerzos de
corte. Si el cuerpo está sometido a fuerzas, se generan:
54
Fuerza Axial (P): Esta componente mide una acción de tirar o empujar, que
tiende a alargar el sólido, mientras que empujar representa una fuerza de
compresión que tiende a acortarlo.
Fuerza Cortante: Son componentes de la resistencia total al deslizamiento de la
porción de sólido a un lado de la sección de exploración respecto a la otra
porción. La fuerza cortante total se suele representar por V y sus componentes,
Vy y Vz identifican sus direcciones.
Momento Torsor o Par: Esta componente mide la resistencia a la torsión del
sólido considerado, y se suele representar por MT.
Momentos Flectores: Estas componentes miden la resistencia del cuerpo a
curvas o flexar respecto a los ejes Y o Z, y se suelen expresar, simplemente, por
My y Mz respectivamente.
ESFUERZOS.- Se denomina así a las fuerzas interiores que se generan en un
cuerpo que está bajo la acción de una carga. La dirección y el sentido de la
fuerza o carga con respecto al cuerpo determinarán la clase de esfuerzos que se
producen. Por la dirección y el sentido de las fuerzas sobre un elemento
estructural éstas generan esfuerzos de:
Compresión
Tracción
Corte
Flexión
Torsión
55
DEFLEXIÓN DE CARGA Y FORMA.- Si tenemos una viga en voladizo, ésta
al estar sometida a una carga perpendicular a su eje genera deflexión δ.
56
Cuando más aumenta la carga, la deflexión es mayor, siempre y cuando se
mantengan constantes la longitud “ζ” y la sección transversal. Siendo:
Con la misma carga y la misma sección transversal, a mayor longitud,
mayores son las deflexiones.
Si la longitud y las cargas son las mismas, la deflexión es menor si se
usan secciones más grandes.
CONCRETO ARMADO.- Es el que lleva acero corrugado, siendo este
material el que hace resistente al Concreto Armado cuando éste es sometido
a esfuerzos de tracción. Se utiliza cuando se quiere cubrir grandes cargas y
luces pequeñas.
CONCRETO PRETENSADO.- Se utiliza cuando se desea que todo el
elemento estructural trabaje solo a compresión, es decir, al eje neutro
tenemos que trasladarlo hasta la base de la viga.
Con éste, se consigue que todo el elemento estructural trabaje solo a
compresión. Se utiliza cuando se desea cubrir grandes luces y que la
estructura soporte grandes cargas.
57
ARMADURAS.- Cuando se necesita cubrir una luz mayor que el largo de los
elementos estructurales con que se cuenta, o cuando uno solo no sería
suficientemente resistente, debemos unir varios de ellos.
Al hacer la unión de ellos hay que cumplir con ciertos requisitos que hagan
posible lograr su estabilidad e impedir que se deformen. Así que podemos
decir que es necesario triangular los marcos para evitar su deslizamiento,
pues el triángulo es una figura estable.
Ante la fuerza P el marco tal como se muestra en la fig. (a) tiende a
deformarse, en cambio sí se triangula como en la fig. (b) la armadura ofrece
una mayor estabilidad.
Las armaduras son de acero o de madera y se utilizan cuando se desean
cubrir grandes luces y la estructura va a soportar cargas pequeñas.
Por tanto, se busca disminuir la cantidad de material y aumentar su
resistencia.
ESFUERZO POR TORSIÓN.- La torsión se produce cuando un elemento
estructural es sometido a movimientos de giro, perpendiculares a su eje
longitudinal dándose esfuerzos de corte.
58
CENTRO DE GRAVEDAD.- La tierra, atrae a las partículas de un cuerpo, por
influencia del campo gravitatorio; éstas pequeñas fuerzas se suman, dando
lugar al peso del cuerpo, la resultante de ese conjunto de pequeñas fuerzas
paralelas, pasa por un punto llamado centro de gravedad. Sus coordenadas
son:
CENTROIDE.- Es cuando el cálculo se refiere sólo a la forma geométrica del
cuerpo sin importar para nada el material que está hecho. Cuando en un
problema, interesa considerar la naturaleza del material, entonces se habla de
centro de gravedad. Cuando la densidad de un material se mantiene
constante, entonces el centroide y centro de gravedad coinciden.
CAPÍTULO II
2.1 RESULTADOS
SISTEMA APORTICADO
Son estructuras de concreto armado con la misma dosificación columnas -vigas
peraltadas, o chatas unidas en zonas de confinamiento donde forman Angulo de 90º
en el fondo parte superior y lados laterales, es el sistema de los edificios porticados.
Los que soportan las cargas muertas, las ondas sísmicas por estar unidas como su
nombre lo indica-El porticado o tradicional consiste en el uso de columnas, losas y
muros divisorios en ladrillo.
59
PROCEDIMIENTOS:
CRITERIOS PARA UNA BUENA ESTRUCTURACIÓN.
Cimentaciones: Las estructuras a porticadas se caracterizan porque las
columnas reposan sobre zapatas.
Las zapatas aparecen cuando la capacidad de resistencia de la columna no
soporta el peso que recibe y es necesario ensanchar la base para que las
cargas se transmitan al suelo.
Columnas: Al estructurar se busca que la ubicación de las columnas y vigas
tengan la mayor rigidez posible, de modo que el sismo al atacar, estas soporten
dichas fuerzas sin alterar la estructura.
Vigas: En el caso de las vigas se colocaran buscando que la viga repose sobre
su menor dimensión.
Losas: El espesor de la losa estará en función de la separación entre los
apoyos. Se la losa es aligerada las viguetas se armaran en la dirección en que la
separación entre apoyos sea la menor.
Según el reglamento Peruano de Concreto Armado el espesor de la losa será
donde l es la luz libre entre ejes.
MATERIALES E INSUMOS PARA CONCRETO
Cemento: Se podrá emplear cemento Portland tipo I, salvo que se indique lo
contrario en los planos. El cemento usado cumplirá con las Normas ASTM C-150
y los requisitos de las especificaciones ITINTEC pertinentes.
Agua: Deberá ser agua potable, limpia y libre de sustancias perjudiciales, tales
como aceites, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras sustancias que pueden
perjudicar al concreto o al acero.
Agregados: Los agregados deberán cumplir con las "Especificaciones de
Agregados para Concreto" ITINTEC 400.037 y ASTM C-33, excepto los
agregados que aunque no cumplan con éstas, hayan demostrado por servicios o
60
por pruebas especiales que producen un concreto de resistencia y durabilidad
adécuales.
El tamaño máximo de los agregados no deberá ser mayor que:
1/5 La menor dimensión entre las caras de las formas (encofrados).
1/3 la altura de la losa
3/4 del espaciamiento mínimo entre varillas individuales de refuerzo o
paquetes de barras.
Agregados Fino.- EI agregado Fino será arena natural limpia, de grano
resistente y duro. La materia orgánica se controlará por el método ASTM C-
17
Agregado grueso.- El agregado grueso será grava o piedra, ya sea en su
estado natural, triturada o partida de grano compacto y de calidad dura.
Debe ser limpio, libre de polvo, materia orgánica, greda u otras sustancias
perjudiciales
Hormigón.- Es una mezcla uniforme de agregado Fino y Agregado grueso.
Deberá ser bien graduado entre las mallas 100 y la malla 2 y limpio de
materiales orgánicas u otras sustancias perjudiciales.
Aditivos: Se podrá utilizar aditivos que cumplan con las especificaciones de la
norma ITINTEC 339.086 para modificar las propiedades del concreto en tal
forma que lo hagan más adecuado para las condiciones de trabajo, para tal fin,
el uso deberá tener la aprobación del Inspector o Proyectista.
La preparación de cualquier aditivo previamente a su introducción en la mezcla
de concreto debe obtenerse a las recomendaciones del fabricante. el agua de
los aditivos aplicados en forma de solución deberá ser considerada como parte
del agua de mezclado
ENSAYOS
1. Estudio de Mecánica de Suelos
a. Investigaciones de campo
61
En base al área de estudio se han considerado la perforación de una calicata a
cielo abierto a la profundidad de 3.50m , las cuales permitan reconocer la
naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno. para la
determinación de las propiedades físicas y mecánicas del subsuelo se han
extraído muestras del tipo (mab) y (mit).
b. Ensayos de laboratorio
Las muestras tomadas de las excavaciones manuales, fueron trasladadas al
laboratorio de mecánica de suelos de la empresa a&c exploraciones
geotécnicas y mecánica de suelos s.r.lda., los certificados se presentan en el
anexo n° ii, del presente informe. Los ensayos de laboratorio se han realizado
con la finalidad de obtener los parámetros necesarios que determinen las
propiedades físicas y mecánicas del suelo de cimentación. Para el efecto se
han ejecutado los siguientes ensayos, bajo las normas de la american society
fortesting of materials (a.s.t.m.) y las normas técnicas peruanas (ntp).
c. Ensayos estándar
Con las muestras de suelos de la exploración de campo se han efectuado los
siguientes ensayos:
Análisis granulométrico ................ ntp339.128, astm – d422
Límite líquido ................. ntp339.129, astm – d423
Límite plástico .................. ntp339.129, astm – d424
Corte directo .................. ntp339.171 astm – d3080
Contenido de humedad .................. ntp339.127 astm – d2216
Consolidación .................. astm d 2435
Ensayos especiales
Análisis químicos:
Sales soluble totales ............ ntp339.152 astm – d1889
Porcentaje de sulfatos ............ ntp339.178 astm – d516
Porcentaje de cloruros ............ ntp339.177 astm – d512
62
2. Características Geotécnicas
a. Perfil estratigráfico
Mediante las investigaciones practicadas en el presente estudio, se
confeccionaron los registros de exploración donde se describen los diferentes
suelos encontrados, así como su espesor, información que ha sido confrontada
con los ensayos de laboratorio con lo cual se determinó con precisión los tipos
de suelos encontrados.
calicata - 01
de 0.00 – 1.10 m de profundidad el perfil del suelo está representado por
arcillas inorgánicas de medialta plasticidad, de color plomo oscuro, clasificada
en el sistema sucs, como un suelo cl, con una humedad natural de 11.32%
de 1.10 – 4.00 m de profundidad el perfil del suelo está representado por
arenas limo arcillosas, de color beige claro, clasificada en el sistema sucs,
como un suelo sm - sc, con una humedad natural de 19.35%.
calicata – 02
de 0.00 – 1.00 m de profundidad el perfil del suelo está representado por
arcillas inorgánicas de medialta plasticidad, de color plomo oscuro, clasificada
en el sistema sucs, como un suelo cl, con una humedad natural de 10.14%
calicatas
63
DEL PRINCIPIO DEL MÉTODO
El denominado ensayo de asiento, llamado también de revenimiento o "slump test",
se encuentra ampliamente difundido y su empleo es aceptado para caracterizar el
comportamiento del concreto fresco.
Esta prueba, desarrollada por Duft Abrams, fue adoptada en 1921 por el ASTM y
revisada finalmente en 1978.
El ensayo consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un molde
tronco-cónico, midiendo el asiento del pastón luego de desmoldado (Fig. N° 1).
APLICACIONES
EL DISEÑO DE MEZCLAS
64
Los métodos de proporciona miento del concreto permiten definir mezclas
apropiadas para
Determinadas resistencias, que únicamente se obtienen en la práctica cuando el
concreto se mantiene homogéneo y tiene aptitud de llenar los moldes con un mínimo
de vacíos. El ensayo de asiento ha demostrado ser de utilidad para evaluar la aptitud
de las mezclas en la consolidación en diferentes tipos de estructuras.
El ACI en sus recomendaciones para el diseño de mezclas establece valores para
cada tipo de obras:
REVENIMIENTO (cm)
MAX MIN
Muros y zapatas de
cimentación en concreto
armado
8 2
Zapatas simples, cajones
y muros
8 2
Vigas y muros de concreto
armado
10 2
Columnas 10 2
Pavimentos y losas 8 2
Concreto masivo 5 2
CONTROL DE HOMOGENEIDAD
En el proceso de producción del concreto, la prueba de asentamiento es de gran
utilidad en el control de las variaciones en los materiales. En efecto, un cambio en el
65
contenido de humedad de la arena o la variación del módulo de finura, son
fácilmente advertidas en la prueba pues influyen en el valor del asentamiento.
FACTORES EXTERNOS
La trabajabilidad del concreto se modifica con el trascurso del tiempo. El valor del
asentamiento medido al pie de la mezcladora será mayor que el obtenido luego de
15 minutos, pues los agregados absorben agua que, de esta manera, no contribuye
a la plasticidad. En efecto, en el tiempo que los materiales permanecen en la
mezcladora, los agregados no agotan su capacidad de absorción.
CONCLUSIONES
1. Se garantiza seguridad en la Construcción de edificaciones antisísmicas por el
sistema constructivo aporticado debido a su eficiencia en capacidad de soporte
en estructuras grandes.
2. Se utilizó el criterio técnico y la Aplicación del Reglamento nacional de
Edificaciones, para el buen funcionamiento de la construcción.
3. El Beneficio es dar seguridad y mejor calidad de vida a la Población,
aprovechando espacios, ya que se pueden construir más niveles de elevación.
4. Se realizó los Ensayos de Proctor Modificado y el ensayo Triaxial del suelos
en los cuales se va a cimentar las estructuras se encuentran conformados por
66
suelos CL y SM – SC, arcillas inorgánicas de medialta plasticidad y arenas limo
arcillosas, clasificada en el Sistema SUCS, y el ensayo de Consistencia de
Materiales.
RECOMENDACIONES
Aplicar el sistema constructivo aporticado para estructuras grandes, que sean
mayores a 5 niveles, ya que soportarán con mayor eficacia las cargas vivas,
muertas y ocasionales.
Garantizar seguridad y buen funcionamiento en soporte de cargas axiales en
la Construcción de edificaciones antisísmicas por el sistema constructivo
aporticado se debe utilizar y/o aplicar los parámetros establecidos en el
Reglamento Nacional de Edificaciones y demás libros consultados.
El sistema constructivo aporticado es idóneo para conjuntos habitacionales,
departamentos, viviendas multifamiliares, centros comerciales, entre otros,
67
satisfaciendo de esta forma las necesidades de los usuarios de la ciudad de
Huancayo.
Realizar los diferentes ensayos, tanto para las cimentaciones y para las
estructuras a fin de optimizar la consistencia del material y capacidad portante
del suelo y/o estructura.
ANEXOS
68
Encofrado de la columna
BIBLIOGRAFIA
ESTRUCTURAS DE EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO EN EL PERÚ Antonio Blanco Blasco.
ANÁLISIS DE EDIFICIOS Ángel Ingeniero Civil y asesor de tesis, graduado en la Pontificia Universidad Católica del Perú fondo editorial 1998.
Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú (Vigente al 2006)
Normas Peruanas de Concreto Armado: E- 060 RNC. CJ Norma de
Albañilería: E- 070 RNC.
69
Armado de Losa aligerada.
Encofrado de placas.
Diseño de Estructuras Aporticadas de Concreto Armado; Ing. Genaro delgado
Contreras. Novena Edición – Mayo del 2011
70
