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MONOGRAFÍA
“Construcción de Placas Plegadas”
Para Obtener el Titulo de: Ingeniero Civil
PRESENTAN: Gustavo Uranga Mendívil
Durango, Dgo., Diciembre 2009
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
INTRODUCCION
CAPITULO I.- MATERIALES DE CONSTRUCCION
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
INTRODUCCIÓN
En este trabajo se muestra el diseño de un sistema de losas plegadas, para
cubrir una superficie de 20.00 X 60.00 M, cuyo destino es para talleres de
torno.
Desde hace varias décadas, los proyectistas de estructuras han
dimensionado los miembros estructurales y sus uniones o juntas usando el
método de diseño por esfuerzos permisibles. Sin embargo, en la actualidad los
profesionales de esta disciplina empiezan a adoptar criterios de diseño
basados en estados límite uno de los cuales es llamado diseño por factores de
carga y resistencia. La idea básica del diseño por estados límite es que los
efectos combinados de los diversos tipos de carga no deben exceder la
resistencia de la estructura. Las cargas últimas estimadas no deben ser
mayores que la capacidad de carga de la estructura y tampoco las cargas de
servicio o trabajo, deben ocasionar deflexiones o vibraciones excesivas en la
estructura.
En el presente trabajo también se aborda, el proyecto integral de todas las
partes o elementos estructurales de una construcción de concreto, trabajando
de una manera integral como son el diseño de elementos como la losa, las
columnas, la cimentación, y su correspondiente presupuesto.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
El diseño estructural de edificios, ya sean estos de acero estructural o de
concreto reforzado, requiere la determinación de las proporciones y
dimensiones globales de la estructura soportante así como la selección de las
secciones transversales de los miembros individuales.
1.1 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.
Concreto y concreto reforzado
El concreto es una mezcla de arena, grava roca triturada u otros agregados
unidos de una masa rocosa por medio de una pasta de cemente y agua. En
ocasiones, uno o más aditivos se agregan para cambiar ciertas
características del concreto, tales como la ductilidad, la durabilidad y el
tiempo de fraguado.
Igual que la mayoría de los materiales pétreos, el concreto tiene una alta
resistencia a la compresión pero muy baja resistencia a la tensión. El
concreto reforzado es una combinación del concreto y el acero en la que el
refuerzo de acero proporciona la resistencia a tensión de que carece el
concreto. El acero de refuerzo es también capaz de resistir fuerzas de
compresión y se usa en columnas, así como en otros miembros
estructurales y en situaciones que se describirán más adelante.
Ventajas del concreto reforzado como material estructural
El concreto reforzado es probablemente el material más importante para
la construcción. Puede usarse en una u otra forma en casi todas las
estructuras, grandes o pequeñas, en edificios o puentes, pavimentos, ´presas,
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
muros de retención, túneles, viaductos, instalaciones de drenaje e irrigación,
tanques, etcétera.
El gran éxito de este material universal en la construcción puede
explicarse fácilmente si se consideran sus numerosas ventajas. Algunas de
estas son las siguientes:
1.- Tiene una resistencia considerable a la compresión en comparación con
otros materiales.
2.- El concreto reforzado tiene gran resistencia al fuego y al agua, y de hecho
es el mejor material estructural que existe para los casos en que el agua se
halle presente. Durante incendios de intensidad media, los miembros con un
recubrimiento adecuado de concreto sobre las barras de refuerzo, sufren solo
daño superficial sin fallar.
3.- Las estructuras de concreto reforzado son muy rígidas.
4.- Requiere de poco mantenimiento.
5.- Comparado con otros materiales, tiene una larga vida de servicio. Bajo
condiciones apropiadas, las estructuras de concreto reforzado pueden usarse
indefinidamente sin reducción en sus capacidades de carga. Esto puede
explicarse por el hecho de que la resistencia del concreto no disminuye con el
tiempo, sino que en realidad aumenta con los años, debido al largo proceso de
solidificación de la pasta de cemento.
6.- Es prácticamente el único material económico disponible para zapatas,
sótanos, muelles y construcciones similares.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
7.- Una característica especial del concreto es la posibilidad de colarlo en una
variedad extraordinaria de formas que van desde simples losas, vigas y
columnas, hasta grandes arcos y cascarones.
8.- En muchas regiones, el concreto aprovecha para su elaboración la
existencia de materiales locales barato (arena, grava, agua) y requiere
cantidades relativamente pequeñas de cemento y acero de refuerzo, las cuales
puede ser necesario conseguir en otras regiones del país.
9.- Se requiere de mano de obra baja calificación para su montaje, en
comparación con otros materiales, como el acero estructural.
Desventajas del concreto reforzado como material estructural.
Para usar con éxito el concreto, el proyectista debe estar familiarizado
con sus puntos débiles así como con sus puntos fuertes. Algunas de sus
desventajas son las siguientes:
1.- El concreto tiene una resistencia muy baja a la tensión, por lo que requiere
la ayuda de un refuerzo de tensión.
2.- Se requieren cimbras para mantener el concreto en posición hasta que
endurece suficientemente. Además, pueden requerirse obras falsas o
apuntalamiento para apoyar la cimbra de techos, muros o estructuras similares
hasta que los miembros de concreto adquieren suficiente resistencia para
soportarse por sí mismos. La obra falsa es muy cara. Su costo (en EUA) es de
un tercio a dos tercios del costo total de una estructura de concreto reforzado,
con un valor promedio del 50%. Debe ser claro que cuando se trata de mejorar
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
el costo de las estructuras de concreto reforzado, el factor principal reside en la
reducción del costo de la cimbra.
3.- La baja resistencia por la unidad de peso de concreto reduce a miembros
pesados. Esto se vuelve muy importante en estructuras de gran claro, donde el
gran peso muerto del concreto tiene un fuerte efecto en los momentos
flexionantes.
4.- Similarmente, la baja resistencia por unidad de volumen del concreto implica
que los miembros serán relativamente grandes, lo que es de considerable
importancia en edificios altos y en estructuras de grandes claros.
5.- Las propiedades del concreto varían ampliamente debido a las variaciones
en sui dosificación y mezclado. Además, el colado y el curado del concreto no
son tan cuidadosamente controlados como la producción de otros materiales;
por ejemplo, el acero estructural y la madera laminada.
Otras dos características que pueden causar problemas son la
contracción y la fluencia plástica del concreto.
Comparación del concreto reforzado con el acero estructural para
edificios y puentes.
Cuando está bajo consideración un tipo especial de estructura, puede ser que
el estudiante perplejo se pregunte “¿Debe usarse concreto o acero
estructural?”, Hay muchas discusiones sobre esta cuestión, pues mientras los
partidistas del concreto muestran al acero como un material que se corroe, los
que favorece a dicho metal señalan que el concreto es un material que tiende a
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
retornar a su estado natural (es decir, arena y grava) bajo esfuerzos de tensión
demasiado grandes.
No hay una respuesta simple a esta pregunta, sobre todo porque ambos
materiales tienen excelentes características pueden utilizarse con tan buenos
resultados en muchos tipos de estructuras. De hecho, con frecuencia ambos
son utilizados en comparación en las mismas estructuras con estupendos
resultados.
La selección del material estructural que se ha de usar en un edificio
determinado depende de la altura y claro de la estructura, del mercado de
materiales, de las condiciones de la cimentación, de los códigos locales de
construcción y de consideraciones arquitectónicas. Para edificios de menos de
4 niveles, el concreto reforzado. El acero estructural y la construcción con
muros de carga pueden competir entre sí. En edificios de 4 a 20 pisos, el
concreto reforzado y el acero estructural son económicamente competitivos,
pero para edificios de más de 20 pisos se prefiere el acero estructural. Sin
embargo, actualmente el concreto reforzado se ha vuelto cada vez más
competitivo para edificios de más de 20 niveles y ay ya un gran número de
edificios de concreto reforzado de mayor altura alrededor del mundo.
Aunque a todos nos gustaría participar en el diseño de grandes y
prestigiosos edificios de concreto reforzado, simplemente no se hacen los
suficientes para todos. Como resultado, casi toda nuestra labor se invierte en el
diseño de estructuras para todos. Como resultado, casi toda nuestra labor se
invierte en el diseño de estructuras mucho más pequeñas. Acaso 9 de casa 10
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
edificios en Estados Unidos tiene una altura de 3 o menos pisos, y más de dos
tercios de ellos contienen un área de piso de 15 000 pie2 o menos.
Las condiciones de la cimentación suelen con frecuencia afectar la selección
del material por usar en la estructura de un edificio. Si las condiciones de la
cimentación son pobres, puede ser más conveniente usar una estructura
debido al menor peso de esta. El código de construcción en una ciudad en
particular puede favorecer en particular más a uno de los materiales que a los
otros. Por ejemplo, muchas ciudades tienen zonas de incendio en las que solo
estructuras a prueba de fuego pueden ser erigidas, lo cual favorece al concreto.
Finalmente, el factor tiempo favorece a las estructuras de acero ya que estas
pueden erigirse mucho más rápidamente que las estructuras de concreto
reforzado. Sin embargo, la ventaja del tiempo no es tan grande como podría
parecer a primera vista, porque en caso de que la estructura deba estar
calificada a prueba de fuego, el constructor tendrá que recubrir el acero con
algún tipo de material ígneo-resistente después del montado del edifico.
En la decisión de si se debe de usar concreto o hacer para un puente, se
deberán tomar en la cuenta diversos factores, tales como el claro, las
condiciones de la cimentación, las cargas, consideraciones arquitectónicas,
etcétera. En general, el concreto es un material de excelente compresión y
normalmente será preferido en puentes de claros cortos y en los casos de que
se requiera una estructura rígida (como tal vez en puentes ferroviarios).
Compatibilidad del concreto y acero.
El concreto y el acero de refuerzo funcionan en conjunto de forma
excelente en las estructuras de concreto reforzado. Las ventajas de cada
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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material compensan las desventajas del otro. Por ejemplo, la gran desventaja
del concreto es su falta de resistencia a la tensión, pero la resistencia a la
tensión es una de las grandes ventajas del acero. Las barras de refuerzo tienen
una resistencia aproximadamente 100 veces mayor a la del concreto usado.
Los dos materiales se adhieren muy bien entre sí, es decir que no hay
deslizamiento entre los dos y, por lo tanto, funcionan conjuntamente para
resistirlas fuerzas. La excelente fusión se debe a la adherencia química entre
los dos materiales, a la rugosidad natural de las barras y a la estrecha
separación de las corrugaciones de las superficies de las barras.
Las barras de refuerzo están expuestas a la corrosión, pero el concreto
que las rodea les proporciona excelente protección. La resistencia del acero
expuesto a las temperaturas que se alcanzan en los incendios normales es
nula, pero su recubrimiento con concreto da como resultado calificaciones de
prueba de fuego muy satisfactorias. Finalmente, el concreto y el acero trabajan
muy bien juntos respecto a los cambios de temperatura porque sus coeficientes
de dilatación térmica son muy parecidos. Para el acero, el coeficiente es
0.0000065, y para el concreto varía entre 0.000004 y 0.000007 (valor
promedio, 0.0000055).
Códigos de diseño.
El código mas importante en Estados Unidos para el diseño de concreto
reforzado es el Building Code Requerements for Structural Concrete, del
Instituto Americano del Concreto (ACI 318.99).1
1 American Concrete institute, 1999, Building Code Requerements for Structural Concrete (ACI 318M-99), Farmintong Hills, Michigan.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
El código ACI no es en sí mismo un documento de orden legal. Es,
meramente una serie de principios ´para la buena práctica del diseño del
concreto reforzado. Sin embargo, está escrito de forma de código o ley de
manera que diversos organismos de la administración pública puedan decidir
fácilmente si lo incluyen en sus códigos locales de construcción y entonces
pueda ser legalmente exigible en esa comunidad. De esta manera, el código
ACI ha sido votado como ley por innumerables organismos gubernamentales
en Estados Unidos. Ha sido aceptado también ampliamente en Canadá y en
México, y ha tenido una enorme influencia en los códigos de concreto de
muchos países alrededor del mundo.
Conforme se adquieren nuevos conocimientos sobre el comportamiento
del concreto reforzado, el ACI revisa su código. El objetivo actual es efectuar
cambios anuales en el código en forma de suplementos y efectuar revisiones
mayores de todo el código cada 6 o 7 años.
Otras especificaciones bien conocidas sobre concreto reforzado son las
de la American Association of State Highway and Trasnportation Officials
(AASHTO) y las de la American Railway Engineering Association (AREA).
Tipos de cemento portland
Los concretos hechos con cemento portland requieren aproximadamente
dos semanas para adquirir una resistencia suficiente que permita retirar la
cimbra y aplicar cargas moderadas. Tales concretos alcanzan sus resistencias
de diseño después de aproximadamente 28 días y después continúan ganando
resistencia a un menor ritmo.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
En muchas ocasiones es deseable acelerar la construcción por medio
del uso de cementos de fraguado rápido, los cuales, si bien más caros,
permiten obtener las resistencias deseadas en un periodo de 3 a 7 días en vez
que a los 28 días normales. Estos cementos son particularmente útiles para la
fabricación de miembros prefabricados; en estos el concreto se cuela en
formas en las que rápidamente adquiere las resistencias deseadas y luego se
retira con objeto de usar nuevamente las formas para otros colados. Está claro
que cuanto más rápido se obtenga la resistencia deseada, más eficiente
resultara la operación. Consideraciones similares pueden hacerse sobre el
colado de edificios de concreto, piso por piso. Los cementos de fraguado rápido
pueden también usarse con existo en reparaciones de emergencia y para el
concreto lanzado (en éste, un mortero o concreto se dispara a gran velocidad a
través de una manguera hacia una superficie preparada de antemano).
Existen otros tipos especiales de cementos portland. El proceso químico
que ocurre durante el fraguado del concreto genera calor. En estructuras de
concreto colosales, como presas y muelles, este calor se disipa muy
lentamente y o pueden generar serios problemas. Ocasiona que el concreto se
expanda durante su hidratación. Al enfriarse, el concreto se contrae y
desarrolla con frecuencia severo agrietamiento.
El concreto puede usarse en lugares en que queda expuesto a varios
cloruros y/o sulfatos. Tales situaciones se presentan en las construcciones
marinas y en las estructuras expuestas a varios tipos de suelos. Se fabrican
cementos portland con bajo calor de hidratación y otros con mayores
resistencias al ataque de los cloruros y sulfatos.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
En Estados Unidos, la American Society for Testing and Materials
(ASTM) clasifica los cementos portland en cinco tipos. Estos diferentes
cementos se fabrican casi con los mismos materiales básicos, pero sus
propiedades se modifican variando la dosificación. El cemento tipo I es el
cemento normal usado en la mayoría de las construcciones pero hay otros
cuatro tipos útiles en situaciones especiales en las que se requiere un fraguado
rápido o una generación baja de calor, o bien una resistencia mayor a los
sulfatos. Se da a continuación una breve descripción de estos tipos de
cementos:
Tipo I. El cemento común de esos múltiples empleados en trabajos de
construcción en general.
Tipo II. Un cemento modificado que tiene menor calor de hidratación que el tipo
I y que puede resistir alguna exposición al ataque de sulfatos.
Tipo III. Un cemento de fraguado rápido que produce en las primeras 24 horas
un concreto con una resistencia aproximadamente doble que la del cemento
tipo I. este cemento produce claro de hidratación muy alto.
Tipo IV. Un cemento de bajo calor que produce un concreto que disipa muy
lentamente el calor. Se usa en estructuras de concreto de gran tamaño.
Tipo V. un cemento usado para concretos que van a ser expuestos a altas
concentraciones de sulfatos.
Si el tipo requerido de cemento no está disponible en el mercado,
pueden adquirirse varios aditivos con los que las propiedades del cemento tipo
I pueden modificarse para producir las características deseadas.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Aditivos.
Los materiales que se agregan al concreto durante o antes del mezclado
se denominan aditivos. Se usan para mejorar el desempeño del concreto en
ciertas situaciones, así como para disminuir su costo. Varios de los tipos más
comunes de aditivos se dan en la siguiente lista y se describen brevemente.
1.- Los aditivos inclusores de aire, que cumplen con los requisitos C260 y C618
de la ASTM, se usan principalmente para incrementar la resistencia del
concreto al congelamiento y derretimiento, y proporcionan mejor resistencia al
deterioro caudado por las sales descongelantes. Los agentes inclusores de aire
ocasionan la formación de espuma en el agua mezclando, resultando millones
de burbujas de aire estrechamente separadas que se incorporan al concreto.
Cuando el concreto se congela, el agua penetra en las burbujas aliviando la
presión sobre el concreto. Cuando el concreto se descongela, el agua puede
salir de las burbujas gracias a lo cual se da un menor agrietamiento al que se
hubiera dado sin usar el aire atrapado.
2.- la adición de aditivos acelerantes, como el cloruro de calcio, al concreto
acelera el desarrollo de su temprana resistencia. Los resultados de tales
adiciones (particularmente útiles en climas fríos) son los tiempos reducidos
requeridos para el curado y protección del concreto así como el pronto retiro de
la cimbra. (La sección 3.6.3 del código ACI establece que debido a problemas
de corrosión, el cloruro de calcio no debe agregarse a concretos con aluminio
embebido, ni a concretos colados en cimbras de acero galvanizado
permanente, ni a concretos presforzados.) Hay otros aditivos aceleradores que
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
pueden usarse. Entre éstos se incluyen varias sales solubles y otros
compuestos orgánicos.
3.- Los aditivos retardadores se usan para retardar tanto el fraguado del
concreto como los aumentos de temperatura. Consisten en varios ácidos o
azúcares, o derivados del azúcar. Algunos conductores de camiones de
concreto llevan consigo sacos de azúcar para añadirla al concreto en caso de
ser demorados por el transito u otra circunstancia. Los aditivos retardadores
son particularmente útiles para grandes coladas donde pueden presentarse
notables incrementos de temperatura. También prolongan la plasticidad del
concreto, permitiendo el mezclado o adherencia ente coladas sucesivas.
4.- Los súper-plastificantes son aditivos hechos a partir de sulfonatos
orgánicos. Su uso permite a los ingenieros reducir considerablemente el
contenido de agua en los concretos y al mismo tiempo incrementar sus
revenimientos. Aunque los súper-plastificantes pueden también usarse para
mantener proporciones de agua-cemento constantes usando menos cemento,
son más comúnmente usados para producir concretos manejables con
resistencias considerablemente superiores aunque usando la misma cantidad
de cemento.
5.- Usualmente, materiales impermeables al agua se aplican a las superficies
endurecidas de concreto, pero pueden agregarse a también a las mezclas de
concreto. Esos aditivos consisten generalmente en algún tipo de jabón o de
algunos productos derivados del petróleo, como los concretos porosos, pero
probablemente no ayudan mucho a los concretos densos, bien curados.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Propiedades del concreto reforzado
Es necesario que se cuente con amplio conocimiento de las propiedades
del concreto antes de que se empiece a diseñar estructuras de concreto
reforzado. A continuación se presenta una introducción a varias de esas
propiedades.
Resistencia a compresión
La resistencia a la compresión del concreto (f’c) se determina por medio
de pruebas a la falla de cilindros de 6 pulg x 12 pulg de concreto de 28 días a
una velocidad especificada de carga. Durante el periodo de 28 días los cilindros
suelen mantenerse sumergidos en agua o en un local con temperatura
constante y humedad de 100%. Aunque existen concretos con resistencias
ultimas a los 28 días que van de 2 500 lb/pulg2 hasta 10 000 a 20 000 lb/pulg2,
la mayoría de los concretos usados en la práctica tienen una resistencia de
entre 3 000 y 7 000 lb/pulg2. Para aplicaciones comunes se usan concretos de
3 000 y 4 000 lb/pulg2 mientras que en la construcción pre esforzada se
emplean los de 5 000 y 6 000 lb/pulg2. Para ciertas aplicaciones, como en
columnas de pisos inferiores de edificios altos, se han utilizado concretos con
resistencia de hasta 9 000 lb/pulg2 que son proporcionados por empresas de
concreto premezclado. En un edificio se Seattle se usaron concretos con
resistencias de hasta 19 000 lb/pulg2.
Los valores obtenidos para la resistencia a compresión de concretos, tal
como se determinaron en pruebas, dependen en gran medida de los tamaños y
formas de los especímenes de prueba y de la manera en que éstos son
cargados. En muchos países, los especímenes de prueba son cubos de 200
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
mm (7.87 pulg) por lado. Para los mismos lotes de concreto, la prueba de
cilindros de 7 pulg por 12 pulg proporciona resistencias a compresión de solo
aproximadamente 80% de los valores en lb/pulg2 obtenidos con los cubos.
Es posible pasar de un concreto de 3 000 lb/pulg2 a otro de 5 000
lb/pulg2 sin que se requiera una cantidad excesiva de trabajo o cemento
adicional. El aumento en el costo aproximado para tal incremento de
resistencia es de 15% a 20%. Sin embargo, para fabricar un concreto con una
resistencia superior a 5 000 lb/pulg2 o 6 000 lb/pulg2 se requiere un diseño muy
cuidadoso de la mezcla y prestar considerable atención al mezclado, colado y
curado. Estos requisitos ocasionan un incremento relativamente mayor en el
costo.
Se observará que en las condiciones de campo no son las mismas que
en el local del curado y que la resistencia a los 28 días descritas aquí no
pueden alcanzarse en las obras, a menos que se tengan condiciones casi
perfectas en la dosificación, mezclado, vibrado y curado. Es muy probable que
no se obtenga la misma resistencia en el campo con la misma dosificación. Por
ello, la sección 5.3 del código ACI requiere que las resistencias a compresión
del concreto usadas como base para seleccionar la dosificación del material
excedan las resistencias especificadas a 28 días en valores que van desde
unos cuantos cientos de lb/pulg2 hasta 1 400 lb/pulg2; estos valores dependen
del control de calidad alcanzado en la planta de concreto.
Las curvas esfuerzo-deformación unitaria de la figura 1.1 representan los
resultados obtenidos en pruebas de compresión en cilindros estándares de
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
resistencias variables a los 28 días. Deben estudiarse cuidadosamente estas
curvas, ya que muestran varios puntos importantes:
(a) Las curvas son aproximadamente rectas mientras la carga crece de cero
a poco más o menos de 1/3 a 1/2 de la resistencia última del concreto.
(b) Más allá de este intervalo, el comportamiento del concreto es no lineal.
La falta de linealidad de las curvas esfuerzo-deformación unitaria del
concreto a esfuerzos mayores ocasiona algunos problemas en el
análisis estructural de las estructuras de concreto porque el
comportamiento de estas tampoco es lineal bajo esfuerzos mayores.
(c) Es de particular importancia e hecho de que todos los concretos,
independientemente de sus resistencias, alcanzan sus resistencias
últimas bajo deformaciones unitarias de aproximadamente 0.002
(d) El concreto no tiene una resistencia a la fluencia plástica definida; más
bien, las curvas se comportan suavemente hasta sus puntos de ruptura
bajo deformaciones unitarias de entre 0.003 y 0.004.
(e) Muchas pruebas han mostrado claramente que las curvas esfuerzo-
deformación unitaria de los cilindros de concreto son casi idénticas con
las obtenidas en corazones de los lados de compresión de vigas.
(f) Debe observarse además que los concretos de bajo grado son menos
frágiles que los de grado alto, o sea, que mostraran deformaciones
unitarias mayores antes de romperse.
Modulo estático de elasticidad
El concreto no tiene un modulo de elasticidad bien definido. Su valor varía
con las diferentes resistencias del concreto, con la edad de este, con el tipo de
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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carga y con las características del cemento y los agregados. Además, hay
definición es del modulo.
(a) El modulo inicial es la pendiente del diagrama esfuerzo-deformación en
el origen de la curva.
(b) El modulo por tangente es la pendiente de una tangente a la curva en
algún punto de esta, por ejemplo, en 50% de la resistencia ultima del
concreto.
(c) A la pendiente de la línea trazada del origen a un punto sobre la curva
entre 25% y 50% de su resistencia última a compresión, se le llama
modulo por secante
(d) Otro modulo, llamado modulo aparente o modulo a largo plazo, se
determina usando los esfuerzos y deformaciones unitarias obtenidas
después de que la carga se ha aplicado durante cierto periodo.
La sección 8.5.1 del código ACI establece que la siguiente expresión
puede usarse para calcular el modulo de elasticidad de concretos que
pesen entre 90 y 155 lb/pie3.
Ec=w 33 ′.
Esta expresión Ec es el modulo de plasticidad en lb/pie2, wc es el peso del
concreto en lb/pie3 y su f´c es su resistencia a la compresión a los 28 días en
lb/pie2 . Este es en realidad un modulo por secante con la línea (cuya pendiente
es igual al modulo) trazada del origen a un punto sobre la curva esfuerzo-
deformación que corresponde aproximadamente al esfuerzo (0.45 f´c) que se
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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tendría bajo las cargas muertas y vivas estimadas que la estructura debe
soportar.
Para concretos de peso normal que pesan aproximadamente 145 lb/pie3 , el
código ACI establece que la siguiente versión simplificada de la expresión
anterior puede usarse para determinar el modulo.
Ec=57000 ′
′
40 000 ′
Los concretos con resistencias superiores a 6 000 lb/pulg2 son designados
concretos de alta resistencia. Las pruebas han indicado que las ecuaciones
usuales del ACI para Ec al aplicarse a concretos de alta resistencia dan valores
muy grandes. Con base en estudios de la Universidad de Cornell, la siguiente
expresión ha sido recomendada para concretos de peso normal con valores ′
mayores que 6 000 lb/pulg2 y de hasta 12 000 lb/pulg2 y para concretos de peso
ligero con mayores que 6 000 lb/pulg2 y de hasta 9 000 lb/pulg2 .
+ 6 895] 1.5
Modulo de elasticidad dinámico
El modulo de elasticidad dinámico, que corresponde a deformaciones
unitarias instantáneas muy pequeñas, se obtiene usualmente por medio de
pruebas sónicas (o acústicas). Es entre 20% y 40% mayor que el modulo
estático y es aproximadamente igual al módulo inicial. Cuando las estructuras
se analizan por cargas de sismo o impacto, el uso del módulo dinámico parece
ser apropiado.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Modulo de Poisson
Al someter un cilindro de concreto a cargas de compresión, éste no sólo
se acorta a lo largo sino también se expande lateralmente. La proporción de
esta expansión lateral respecto al acortamiento longitudinal se denomina
módulo de Poisson. Su valor varía de aproximadamente 0.11 para concretos de
alta resistencia hasta 0.21 para concretos de bajo grado, con un valor promedio
de 0.16.
No parece haber ninguna relación directa entre el valor de esta
proporción y la relación agua-cemento, cantidad de curado, tamaño de
agregado, etc.
En la mayoría de los diseños de concreto reforzado, no se le da ninguna
consideración al llamado efecto de Poisson. Sin embargo, tal vez tenga que ser
considerado en el análisis y diseño de presas de arco, de túneles y de algunas
otras estructuras estáticamente indeterminadas.
Contracción
Cuando los materiales del concreto se mezclan, la pasta de cemento y
agua lleva los vacíos entre los agregados y une a éstos. Esta mezcla necesita
ser suficientemente manejable o fluida de modo que pueda fluir entre las barras
de refuerzo y entre la cimbra. Para lograr la requerida fluidez se usa bastante
más agua (tal vez el doble) que la necesaria para que el cemento y el agua
reaccionen químicamente (hidratación).
Después de que el concreto se ha curado y empieza a secarse, el agua
adicional que se usó en el mezclado empieza a aflorar en la superficie, donde
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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se evapora. Como resultado de esto, el concreto se contrae y se agrieta. Las
grietas resultantes pueden reducir la resistencia a cortante de los miembros y
pueden dañar el aspecto de la estructura. Además, las grietas permiten que el
refuerzo quede expuesto a la atmósfera, con lo que puede incrementarse la
corrosión. La contracción continúa durante muchos años pero bajo condiciones
ordinarias probablemente 90% se da durante el primer año. La cantidad de
humedad que se pierde varía con la distancia a la superficie. Además, cuanto
mayor es el área superficial de un miembro en proporción a su tamaño, mayor
es la contracción; esto es, los miembros con secciones trasversales pequeñas
se contraen más que aquellos con secciones transversales grandes.
La cantidad de contracción depende mucho del tipo de exposición. Por
ejemplo, si el concreto se ve sometido a mucho viento durante el curado, su
contracción será mayor. Igualmente, una atmósfera húmeda implica menos
contracción, mientras que una seca implica mayor contracción.
Es conveniente usar agregados de baja absorción, como el granito y
muchas piedras calizas. Cuando se usan ciertas pizarras y areniscas
absorbentes, el resultado puede ser 1 o aun 2 veces la contracción que
resulta con otros agregados.
Para minimizar la contracción es deseable: (1) mantener en un mínimo la
cantidad de agua para el mezclado; (2) proporcionar un buen curado; (3) colar
el concreto para muros, pisos y otros elementos constructivos grandes
secciones pequeñas (lo que permite que parte de la contracción ocurra antes
de colar la siguiente sección); (4) intercalar juntas constructivas para controlar
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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la posición de las grietas; (5) usar refuerzo por contracción y (6) emplear
agregados apropiadamente densos y no porosos.
Fluencia plástica (o cedencia)
Bajo cargas de compresión sostenidas, el concreto continuará
deformándose durante largos periodos. Esa deformación adicional se llama
fluencia plástica o cedencia. Si se aplica una carga de compresión a un
miembro de concreto, se presenta un acortamiento inmediato o elástico. Si la
carga permanece actuando por largo tiempo, el mimbro continuará acortándose
durante varios años y la deformación final será igual a aproximadamente 2 o 3
veces la deformación inicial.
Si la carga a largo plazo se retira, el miembro recuperara la mayor parte
de su deformación elástica y algo de su deformación plástica. Si la carga
vuelve a actuar, tanto la deformación elástica como la plástica se desarrollarán
de nuevo.
La magnitud del flujo plástico depende mucho de la magnitud de los
esfuerzos presentes. Es casi directamente proporcional al esfuerzo mientras el
esfuerzo sostenido no sea mayor que aproximadamente la mitad de ′. Más
allá de este valor la cedencia crece rápidamente.
Las cargas a largo plazo no sólo generan fluencia plástica sino que
también influyen adversamente en la resistencia del concreto. Para cargas
sostenidas en especímenes cargados axialmente durante un año o más, puede
darse una reducción de la resistencia de aproximadamente 15% a 25%. Así, un
mismo miembro cargado con una carga sostenida de digamos 85% de su
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
23
resistencia a compresión ′ , puede ser satisfactorio por un cierto tiempo pero
puede fallar después.
Otros factores que afectan la magnitud del flujo plástico son:
1. Cuanto mayor sea el tiempo de curado previo a la aplicación de las
cargas, menor será el flujo plástico. El curado a vapor, que acelera la
adquisición de resistencia, reduce también la fluencia plástica.
2. Los concretos de alta resistencia manifiestan un menor flujo plástico que
los de baja resistencia, para esfuerzo de la misma intensidad. Sin
embargo, los esfuerzos aplicados en concreto de alta resistencia son
con toda probabilidad mayores que los aplicados en concretos de baja
resistencia.
3. El flujo plástico aumenta con la temperatura. Alcanza su valor máximo
cuando el concreto está entre 150°F y 160°F.
4. A mayor humedad, menor será el agua de poro libre que pueda escapar
del concreto. La fluencia plástica adquiere un valor casi doble a 50% de
humedad que a 100%. Obviamente es muy difícil distinguir entre la
contracción y el flujo plástico.
5. Los concretos con el mayor porcentaje de pasta cemento-agua tiene la
mayor fluencia plástica porque es la pasta y no los agregados la que
fluye plásticamente. Esto es particularmente cierto si se una como
agregado una buena piedra caliza.
6. Está claro que la adición de refuerzo en la zona de compresión del
concreto reduce mucho el flujo plástico ya que el acero manifiesta muy
poco flujo plástico bajo esfuerzos ordinarios. Conforme ocurre el flujo en
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
el concreto, el refuerzo tiende a impedirlo y a tomar cada vez mas parte
de la carga.
7. Los miembros grades de concreto (es decir, aquellos con grandes
relaciones de volumen a área superficial) fluirán proporcionalmente
menos que los miembros delgados más pequeños donde el agua libre
tiene distancias menores que recorrer para escapar.
Resistencia a la tensión
La resistencia a la tensión del concreto varía entre 8% y 15% de su
resistencia a la compresión. Una razón principal para esta baja resistencia, es
que el concreto contiene un gran número de grietas muy finas. Las grietas
tienen poca importancia cuando el concreto está sometido a cargas de
compresión, porque éstas ocasionan que las grietas se cierren y permitan
entonces la transmisión de la compresión. Es claro que este no es el caso para
cargas de tensión.
Aunque la resistencia a la tensión normalmente se desprecia en los
cálculos, es sin embargo una importante propiedad que afecta el tamaño y la
extensión de las grietas que se presenta. Además, la resistencia a la tensión
del concreto tiene un efecto reductor en las deflexiones de los miembros.
(Debido a la pequeña resistencia a la tensión del concreto, muy poco esfuerzo
se ha hecho para determinar su módulo de elasticidad en tensión. Sin
embargo, con base en esta limitada información, parece ser que su valor es
igual a su modulo en compresión.)
Posteriormente podría uno preguntarse por qué no se supone que el
concreto resiste una parte de la tensión en un miembro a flexión y el acero el
24
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
25
resto. La razón es que el concreto se agrieta bajo deformaciones unitarias de
tensión tan pequeñas que los esfuerzos tan bajos en el acero hasta ese
momento, harían su uso antieconómico.
La resistencia a tensión del concreto no varía en proporción directa a su
resistencia última a compresión. Sin embargo, varía aproximadamente en
proporción a la raíz cuadrada de ′. Esta resistencia es muy difícil de medir
bajo cargas axiales directas de tensión debido al problema de agarre en los
especímenes de prueba, que da lugar a concentraciones de esfuerzo, y debido
también a la dificultad de alinear las cargas. Como consecuencia de esos
problemas, se han desarrollado dos pruebas algo indirectas para medir la
resistencia a tensión del concreto. Estas son la prueba del módulo de ruptura y
a la prueba radial del cilindro.
′
fr
La resistencia a la tensión del concreto es flexión es muy importante al
considerar grietas y deflexiones en vigas. Para estas consideraciones se han
usado durante mucho tiempo las resistencias a tensión obtenidas con el
módulo de ruptura; este módulo se mide al cargar una viga rectangular de
concreto simple (o sea, sin refuerzo) de 6 pulg x 6 pulg x 30 pulg (con apoyos
simples a 24 pulg entre centros) a la falla con cargas concentradas iguales en
los tercios del claro, de acuerdo con el método ASTM. La carga se incrementa
hasta que ocurre la falla por agrietamiento en la cara de tensión de la viga. El
módulo de ruptura fr se determina entonces con la fórmula de la flexión. En las
siguientes expresiones, b es el ancho de la viga, h el peralte y M es el
momento máximo calculado:
=
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
26
fr = módulo de ruptura =
El esfuerzo determinado de esta manera no es muy exacto porque al
usar la fórmula de la flexión estamos suponiendo que el concreto es
perfectamente elástico, con esfuerzos directamente proporcionales a sus
distancias del eje neutro. Estas suposiciones no son muy buenas.
Con base en cientos de pruebas, el código proporciona un módulo de
ruptura igual a 7.5 ′ con ′en lb/pulg2. Esta misma sección del ACI
proporciona modificaciones para fr en concretos de peso ligero.
2
La resistencia a la tensión del concreto también puede medirse por
medio de la prueba radial. Un cilindro se coloca acostado en una máquina de
prueba y se le aplica una carga de compresión uniforme a lo largo del cilindro,
que está apoyado a todo lo largo de la base. El cilindro se fracturará a la mitad
de extremo a extremo cuando se alcance su resistencia a la tensión. El
esfuerzo de tensión en que ocurre la rotura se denomina resistencia radical del
cilindro y puede calcularse con la siguiente expresión, donde P es la fuerza
máxima de compresión, L es la longitud y D es el diámetro del cilindro.
Aun cuando se usan almohadillas bajo las cargas, alguna concentración
de esfuerzos ocurre durante las pruebas. Además, algunos esfuerzos se
desarrollan en ángulos rectos a los esfuerzos de tensión, por lo que las
resistencias a la tensión que se obtienen no son muy exactas.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
27
Resistencia al corte
Es extremadamente difícil obtener en pruebas, fallas por cortante puro
que no están afectados por otros esfuerzos. Las pruebas para resistencia por
cortante del concreto han dado, durante muchos años, calores que varían
entre
y de las resistencias últimas a la compresión, las aproximaciones del
diseño están basadas en suposiciones tan conservadoras de la resistencia al
corte.
Agregados
Los agregados que se usan en concreto ocupan aproximadamente
partes del volumen del concreto. Como son menos caros que el cemento, es
deseable usar la mayor cantidad de ellos que sea posible. Se emplean tanto
agregados dinos (arena) como gruesos (usualmente grava o piedra triturada).
Cualquier agregado que pasa la malla No. 4 (malla con alambres separados
pulg entre sí en ambas direcciones) se considera agregado fino. El material de
mayor tamaño es agregado grueso.
Los tamaños máximos de los agregados que pueden usarse en concreto
reforzado están especificados en el código ACI (sección 3.3.2). Estos valores
límites son los siguientes: de la dimensión más corta entre los lados de la
cimbra, del espesor de las losas o
de la separación libre mínima entre las
barras del refuerzo. Pueden usarse tamaños mayores si, de acuerdo al
ingeniero, la manejabilidad del concreto y su método de consolidación son tales
que el agregado en uso no ocasionará la formación de vacíos o de una
estructura alveolar.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
28
Los agregados deben ser fuertes, durables y limpios. Si se encuentran el
ellos polvo u otras partículas, pueden interferir en la adherencia entre la pasta
lb/pie3 , se denominan
as a compresión exceden de 6 000
de alta resistencia. También se les llama
mpañías de de premezclado no podían entregar concretos con
de cemento y los agregados. La resistencia de los agregados tiene un efecto
importante en la resistencia del concreto, y las propiedades de los agregados
afectan considerablemente la durabilidad del concreto.
Los concretos con resistencias a los 28 días iguales o mayores que 2
500 lb/pulg2 y pesos secos iguales o menores que 115
concretos estructurales de peso ligero. Los agregados usados para esos
concretos están hechos con pizarras, arcillas o escorias expandidas. Cuando
se usan materiales de peso ligero, tanto para los agregados finos como para
los agregados gruesos, el concreto resultante se denomina de arena y peso
ligero. Los concretos hechos con agregados de peso ligero no son tan
adecuados para condiciones de fuerte desgaste como los hechos con
agregados de peso normal.
Concretos de alta resistencia
A los concretos cuyas resistenci
lb/pulg2 se le llama concretos
concretos de alto desempeño porque ellos tienen otras características
excelentes además de su alta resistencia. Por ejemplo, la baja permeabilidad
de tales concretos los hace muy durables con respecto a los diferentes agentes
físicos y químicos que actúan sobre ellos y pueden ocasionar que el material se
deteriore.
Hasta hace pocas décadas los ingenieros estructurales consideraban
que las co
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
29
resistencias a compresión mucho mayores que 4 000 lb/pulg2 o 5 000 lb/pulg2.
Sin embargo, actualmente este no es el caso, ya que esas mismas compañías
pueden entregar ahora concretos con resistencias a compresión de hasta por lo
menos 9 000 lb/pulg2. Se han usado aun concretos más resistentes. En Dos
Union Square en Seattle se obtuvieron resistencias de hasta 19 000 lb/pulg2
usado concreto premezclado entregado en el sitio de la construcción. En
laboratorios se han producido concretos con resistencias mayores que 20 0000
lb/pulg2. Estos concretos deberían tal vez designarse como concretos de súper
alta resistencia.
mos a usar una pasta de cemento de
muy alta resistencia, no olvidemos usar un agregado grueso que sea
Es muy importante notar que si va
2 y 15 000 lb/pulg2 cuestan
igualmente de muy alta resistencia. Si la resistencia planeada para el concreto
es, digamos de 15 000 lb/pulg2 a 20 000 lb/pulg2 , debe usarse un agregado
igualmente resistente y es posible que tal agregado no se encuentren
disponible a distancias razonables. Además de la resistencia necesaria para el
agregado grueso, sus tamaños deben estar bien graduados y sus superficies
deben ser rugosas para poder obtener una mejor adherencia con la pasta de
cemento. Sin embargo, las superficies rugosas de los agregados pueden
disminuir la trabajabilidad del concreto.
Desde un punto de vista económico debe ser claro que si bien los
concretos con resistencias de entre 12 000 lb/pulg
aproximadamente tres veces tanto como producir concretos de 3 000 lb/pulg2 ,
sus resistencias a compresión son cuatro o cinco veces mayores.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Los concretos de alta resistencia son a veces usados para miembros
pre- colados y pre-esforzados. Ellos son particularmente útiles en la industria
del pre colado donde su resistencia en nos permite producir miembros más
pequeños y ligeros, con los consiguientes ahorros en los costos de
almacenamiento, manipulación, envío y montaje. Ellos han sido usados para
estructuras fuera de la costa pero su uso común ha sido en columnas de
edificios altos de concretos reforzado, con 25 o 30 pisos de altura, donde las
cargas en las columnas son muy grandes, digamos de 1 000 klb o más. En
realidad, para tales edificios las columnas para los pisos superiores donde las
cargas son relativamente pequeñas, son construidas con concretos
convencionales de 4 0000 lb/pulg2 o 5 000 lb/pulg2 , mientras que se usan
concretos de alta resistencia para las columnas inferiores fuertemente
cargadas. Si se usaran concretos convencionales para esas columnas
inferiores, las columnas resultarían muy grandes y ocuparían una cantidad
excesiva de espacio de piso rentable. Los concretos de alta resistencia tienen
también ventajas en la construcción de muros cortantes.
Para producir concretos con resistencias superiores a 6 000 lb/pulg2
primero es necesario ejercer un control de calidad más estricto del trabajo y
tener un cuidado especial en la selección de los materiales por usarse. En
aumento de resistencia puede lograrse usando razones menores de agua-
cemento, agregando aditivos, y seleccionando agregados limpios y sólidos. Las
resistencias reales del concreto usado por el diseñador para un trabajo
particular dependerán del tamaño de las cargas y de la calidad de los
agregados disponibles.
30
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
En años recientes se han tenido mejoras apreciables en el colado,
vibración y acabado del concreto. Esas mejoras han resultado en razones
menores de agua-cemento y por tanto en resistencias superiores. El factor más
importante que afecta la resistencia del concreto es su porosidad que es
principalmente controlada por la razón agua-cemento. Esta razón debe
mantenerse tan pequeña como sea posible siempre que se mantenga una
trabajabilidad adecuada. Respecto a esto hay varios tipos de aditivos
reductores de agua con lo que las razones pueden ser apreciablemente
reducidas y al mismo tiempo mantener una trabajabilidad adecuada.
Concretos con resistencias de 6 000 lb/pulg2 a 10 000 lb/pulg2 pueden
obtenerse fácilmente si se usan aditivos como gas de sílice y
superplastificadores. El gas de sílice, que es más de 90% de bióxido de silicio,
es un polvo extraordinariamente fino que varía en color de gris claro a gris
obscuro y puede aun se de color gris azul verdoso, y se obtiene en hornos de
arco eléctrico como producto secundario durante la producción de silicio
metálico y algunas otras aleaciones de silicio. Se encuentra disponible en polvo
y líquido. La cantidad de gas de sílice usado en una mezcla varía de 5% a 30%
del peso del cemento.
Las partículas de fas de sílice tiene diámetros aproximadamente 100
veces más pequeños que las partículas de cemento promedio y sus áreas
superficiales por unidad de peso son aproximadamente 40 a 60 veces las del
cemento portland. Como resultado, ellas conservan más agua. (Este
incremento de área superficial ocasiona la generación de más calor de
hidratación). Las razones agua-cemento son menores y las resistencias son
mayores. El gas de sílice es una puzolana: una material de silicio que por sí
31
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
mismo no tiene cualidades cementantes pero que al usarse en mezclas de
cemento sus partículas extraordinariamente finas reaccionan con el hidróxido
de calcio del cemento para producir un compuesto cementante. Se tienen
muchas puzolanas que se pueden usar satisfactoriamente en el concreto. Dos
de las más comunes son la ceniza voladora y el gas de sílice.
Cuando se unas gas de sílice, éste ocasiona un incremento en la
densidad y la resistencia del concreto. Estas mejoras se deben a que las
partículas ultra finas del gas son dispersadas entre las partículas del cemento.
Desafortunadamente, esto causa una reducción en la trabajabilidad del
concreto y es necesario agregar superplastificadores a la mezcla. Los
superplastificadores, llamados también reductores de agua de alto rango, son
agregados a los concretos para aumentar su trabajabilidad. Ellos se hacen
tratando formaldehido o naftalina con ácido sulfúrico. Tales materiales usados
como aditivos disminuyen la viscosidad o resistencia al flujo del concreto.
Como resultado, pueden usarse menos agua, obteniéndose así menores
razones agua-cemento y mayores resistencias.
La adición de polímeros orgánicos puede usarse para reemplazar una
parte del cemento como aglutinante. Un polímero orgánico está compuesto de
moléculas que han sido formadas por la unión de miles de moléculas. Los
polímeros más comúnmente usados en el concreto son los látex. Tales aditivos
mejoran la resistencia, durabilidad, y adhesión del concreto. En adición, los
concretos resultantes tienen excelente resistencia a la abrasión,
congelamiento, licuación e impacto.
32
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Otro procedimiento que puede incrementar la resistencia del concreto es
la consolidación. Cuando productos de concreto pre colado son consolidados,
el agua y el aire en exceso son expulsados, produciéndose así concretos con
contenidos óptimos de aire. De manera similar, las fuerzas centrífugas
causadas por la centrifugación de los tubos de concreto durante su
manufactura consolidan el concreto y reducen los contenidos de agua y aire.
No se ha hecho mucho trabajo en el área de consolidación para el concreto
colado en sitio debido a la dificultad de aplicar las fuerzas de expulsión. Para
comprimir tales concretos es necesario aplicar presión a la cimbra. Puede
verse que una mayor dificultad en lograr esto es que debe tenerse un cuidado
especial para prevenir la distorsión de los miembros con el concreto aún
húmedo.
Concretos reforzados con fibras
En años resientes ha habido un gran interés en el concreto reforzado
con fibras, y actualmente se llevan a cabo numerosas investigaciones sobre el
tema. Las fibras usadas están hechas de acero, plástico, vidrio y otros
materiales. Varios experimentos han mostrado que la adición de tales fibras en
cantidades convenientes (normalmente hasta 1% o 2% por volumen) a
concretos convencionales pueden mejorar apreciablemente sus características.
Las resistencias de los concretos reforzados con fibras no son
considerablemente mayores de lo que sería si las mismas mezclas se usaran
sin fibras. Sin embargo, los concretos resultantes son considerablemente más
firmes y tienen mayor resistencia al agrietamiento y al impacto. El uso de fibras
ha incrementado la versatilidad del concreto al reducir su fragilidad. El lector
33
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
debe notar que una barra de refuerzo proporciona refuerzo sólo en la dirección
de la barra, mientras que las fibras distribuidas al azar proporcionan resistencia
adicional en todas direcciones.
El acero es el material más comúnmente usado para las fibras. Los
concretos resultantes parecen ser muy durables, por lo menos mientras las
fibras están cubiertas y protegidas por la pasta de cemento. Los concretos
reforzados con fibras son muy usados en pavimentos, cascarones delgados, y
productos pre colados así como en algunos parches y cubiertas. Las fibras de
vidrio son más usadas para aplicaciones rociadas como en el concreto lanzado.
Es necesario darse cuenta que el vidrio ordinario se deteriora al entrar en
contacto con la pasta de cemento. Por ello son necesarias las fibras de vidrio
resistentes a los álcalis.
Las fibras usadas varían en longitud de aproximadamente pulg a 3 pulg
mientras que sus diámetros van de aproximadamente 0.01 pulg hasta 0.03
pulg. Para mejorar la adherencia con la pasta de cemento las fibras pueden
tener ganchos o estar retorcidas. Además, las características de la superficie
de las fibras pueden ser modificadas químicamente para aumentar la
adherencia.
La mejora obtenida en la tenacidad del concreto (la energía total
absorbida al romper un miembro en flexión) al agregar fibras depende de la
relación de aspecto (longitud/diámetro) de las fibras. Típicamente, las razones
de aspecto usadas varían entre 25 y 150, con 100 como valor promedio. Otros
factores que afectan la tenacidad son la forma y textura de las fibras.
34
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Cuando se abre una grieta es un miembro de concreto reforzado con
fibras, las pocas fibras que salvan la grieta no incrementan apreciablemente la
resistencia del concreto. Sin embargo, ellas ofrecen resistencia a la abertura de
la grieta debido al considerable trabajo necesario para extraerlas. Es
consecuencia, la ductilidad y tenacidad del concreto se incrementan, se ha
mostrado que el uso de las fibras incrementa la vida por fatiga de las vigas y
disminuye los anchos de las grietas cuando los miembros están sometidos a
cargas de fatiga.
El uso de fibras incrementa considerablemente los costos. Esta ha sido
probablemente la razón por la que los concretos reforzados con fibras se han
usado más bien para revestimientos tales como pavimentos de autopistas y
pistas de aeropuertos y no para proyectos integrales de concreto. En realidad,
a largo plazo, si las vidas incrementadas de servicio de los concretos
reforzados con fibras son consideradas, ellos podrían resultar económicamente
favorables. Por ejemplo, muchos contratistas de hogares residenciales usan
concreto reforzado con fibras para construir vías de acceso a garajes en vez de
concreto reforzado.
Acero de refuerzo
El refuerzo usado en las estructuras de concreto pueden ser en forma de
barras o de malla soldad de alambre. Las barras (o varillas) pueden ser lisas o
corrugadas. Las barras corrugadas, que tiene protuberancias en sus superficies
(los patrones difieren según los fabricantes) para aumentar la adherencia entre
el concreto y el acero, se usan casi todos los casos. El alambre corrugado es
dentado, y no con protuberancias por laminado. Las barras lisas no se usan
35
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
36
con frecuencia, excepto para rodear las barras longitudinales, sobre todo en
columnas.
Las barras redondeadas lisas se identifican por sus diámetros en
fracciones de pulgada, como de " φ, "
φ y "
φ. Las barras corrugadas son
redondas y varían en tamaños del #3 al # 11, con dos tamaños muy grandes, el
#14 y el #18, también disponibles. Para barras de hasta #8 inclusive, el número
de la barra coincide con el diámetro de la barra en octavos de pulgada. Antes
las barras se fabricaban con secciones redondas y cuadradas, pero
actualmente todas las barras son redondas.
Las barras #9, #10 y #11 tiene diámetros que proporcionan áreas iguales
a las áreas de las viejas barras cuadras de 1 pulg x 1 pulg, 1 pulg x 1
pulg y
1 pulg x 1
pulg, respectivamente. Similarmente, las barras #14 y #18
corresponden a las viejas barras cuadradas de 1 pulg x 1 pulg y de 2 pulg x
2 pulg, respectivamente. Las barras de refuerzo pueden comprase en
longitudes de hasta 60 pie. Las barras más largas tienen que ordenarse
especialmente. Por lo común, esas son muy flexibles y difíciles de manejar.
Las mallas soldadas de alambre se usan con frecuencia como refuerzo
de losas, pavimentos y cascarones, en lugares donde no se tiene suficiente
espacio para proporcionar el recubrimiento necesario de concreto que se
requiere para las barras regulares de refuerzo. La malla se hace con alambres
estirados en frio, colocados en dos direcciones ortogonales y soldados en los
puntos de intersección. Los tamaños y separación del alambre pueden ser los
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
mismos en ambas direcciones o pueden ser diferentes, dependiendo de los
requisitos del diseño.
El alambre liso se designa con la letra “W” seguida de un número igual al
área de la sección transversal del alambre en centésimos de pulgada
cuadrada. El alambre corrugado se designa con la letra “D” seguida de un
número que indica el área. La malla de alambre liso queda incluida en la
definición del ACI del refuerzo corrugado, debido a su adherencia mecánica al
concreto, ocasionada por las intersecciones de los alambres.
PROPIEDADES DEL ACERO
En gran medida, el comportamiento de una estructura cargada recibe influencia
de los materiales utilizados en la construcción. Las propiedades del acero son
afectadas en gran medida por su composición química. Sin embargo también
pueden ser muy influidas por diversos tratamientos a los cuales puede ser
sometido el acero después de salir del horno en es que se refinó y se ajustó su
composición química. Muchos tratamientos implican cambios de temperatura
del producto de acero en estado sólido, y para cubrirlos se utiliza el tratamiento
térmico. Estos tratamientos afectan las propiedades del acero por los cambios
que causan en su estructura cristalina (tamaño del grano). El tratamiento
térmico de las piezas de acero se lleva a cabo por lo regular después que se
les ha dado la forma final en la que serán utilizados.
Hay tres procesos principales de tratamiento térmico: enfriamiento, templado y
destemplado.
37
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
38
Propiedades Físicas
Continuamente se llevan a cabo diversos tipos de pruebas de rutina sobre
perfiles de acero y sobre probetas que se toman de perfiles con el objeto de
determinar sus propiedades físicas y su uso adecuado en estructuras.
Módulo de elasticidad, E
El módulo de elasticidad o módulo de Young, es la pendiente del diagrama
esfuerzo-deformación de la región elástica. Así,
ó
Donde f es el esfuerzo en ksi, es la deformación en pulg/pulg y E es el
módulo de Young en ksi. El módulo de elasticidad es una medida de la rigidez
del material en el dominio elástico, y se relaciona con la fuerza de atracción
entre átomos adyacentes de material sólido. Para los átomos de un material
dado, como el hierro, esta fuerza tiene un valor definido. Así como el hierro
equivale aproximadamente al 99% de la composición de los aceros
estructurales, el modulo de elasticidad E difícilmente varía y es prácticamente
constante para todos los aceros estructurales con carbono. Un valor de 29 000
ksi se utiliza en los cálculos de diseño, como el módulo de elasticidad para
todos los grados de todos los aceros estructurales. Esta rigidez, que es mucho
mayor que la de cualquier otro material estructural común, es una ventaja
importante del acero.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Resistencia de fluencia
La curva esfuerzo-deformación para los aceros de alta resistencia con
tratamiento térmico y otros aceros especiales es una curva continua bastante
suave más allá de la porción elástica lineal inicial y no tiene un punto de
fluencia bien definido o meseta de fluencia.
Fig. 1 Porción inicial de las curvas esfuerzo-deformación para los aceros
estructurales
Para tales materiales, la resistencia a la fluencia por lo regular, se define como
el esfuerzo que deja al material con una deformación permanente establecida
(por lo general 0.002 pulg/pulg o 0.2%). La resistencia a la fluencia se
establece mediante el método de la desviación, en el cual se dibuja una línea
paralela a la tangente inicial de la curva esfuerzo-deformación, a través del
punto de la abscisa correspondiente a la deformación permanente especificada
39
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
o deformación de desviación, como se muestra en la figura 1. El esfuerzo
correspondiente a la intersección de esta línea con la curva esfuerzo-
deformación da la resistencia a la fluencia del material, Fy(0.2). Para estos
materiales, se supone que la proporcionalidad esfuerzo-deformación de la ley
de Hooke es aplicable para los esfuerzos por debajo de la resistencia de
fluencia definida de esta manera, a diferencia del punto de fluencia, no
corresponde a una propiedad física del material; su valor sólo es una función
del desplazamiento especificado.
Esfuerzo de fluencia, Fy
Hasta ahora se han presentado dos definiciones para la resistencia del
material: el punto de fluencia y la resistencia a la fluencia. Con el fin de reducir
las confusiones que pudieran surgir debido al uso de dos definiciones
diferentes, las especificaciones AISC LRFD han adoptado el término esfuerzo
de fluencia para referirse tanto a uno como a otro (o ambos). El símbolo Fy se
utiliza para designar el esfuerzo de fluencia y se expresa en ksi. Actualmente,
los aceros estructurales están disponibles con esfuerzos de fluencia de 32 ksi a
150 ksi.
Los esfuerzos característicos del acero estructural, como el límite proporcional,
el esfuerzo de fluencia y el esfuerzo último para pruebas de compresión tienen
aproximadamente los mismos valores que aquellos para la prueba de tensión.
Módulo tangente, Et
La pendiente de la tangente sobre un punto de la curva esfuerzo-deformación
por arriba del límite proporcional se define como el módulo tangente y es
40
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
41
designado con el símbolo Et. Representa la rigidez del material en el intervalo
inelástico.
Módulo de endurecimiento por deformación, Est
La pendiente de la curva esfuerzo-deformación en el rango de endurecimiento
por deformación se conoce como módulo de endurecimiento por deformación.
Su valor más alto ocurre al dar comienzo el endurecimiento por deformación, y
su valor particular se denota como Est. La magnitud del módulo de
endurecimiento por deformación Est varía en un rango mucho mayor al del
módulo de Young; el valor típico de 600 a 800 ksi tiene un promedio de casi
1/50 del módulo de Young para aceros estructurales con carbono. La
intersección de la meseta de fluencia con la porción de endurecimiento por la
deformación de la curva esfuerzo-deformación define la deformación unitaria
de endurecimiento por deformación.
Ductilidad
Ductilidad es la capacidad de un material para ser sometido a gran deformación
sin quebrarse. Una medida de la ductilidad es el porcentaje de elongación de la
longitud calibrada de la probeta durante la prueba de tensión. Se calcula como
100 veces el cambio en la longitud calibrada dividida entre la longitud original.
Esto es,
ó 100
Donde Lf es la distancia final entre las marcas calibradas después que se
rompe la muestra, y Lo la longitud calibrada original. Gran parte de la
deformación total ocurre en la porción de cuello de la longitud calibrada
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
inmediatamente adyacente a la fractura y a no más de una pulgada de la
fractura. Por ello, es una función de la longitud calibrada, longitudes
calibradas más cortas dan por resultado valores más altos de . Las
especificaciones estándar de material de acero estipulan un porcentaje mínimo
de alargamiento de la longitud especificada de la muestra de prueba (15% a
20% en una longitud de calibre de 8 pulg.) El valor es de 18 % para el acero
A992.
La alta ductilidad del acero permite el diseño de muchas partes estructurales
utilizando suposiciones simplificadas aunque no necesariamente correctas para
su comportamiento satisfactorio, debido a la redistribución del esfuerzo que es
posible gracias a la ductilidad. Cuando se reduce la ductilidad debido a detalles
de diseño pobres o prácticas deficientes de fabricación, puede ocurrir fractura
frágil o fractura por fatiga. Otra desventaja de la alta ductilidad del material es
que cuando la estructura está sobrecargada, sus grandes deflexiones
muestran clara evidencia de falla inminente. Para aceros dulces, la
deformación de fractura o deformación última se halla entre 150 y 200 veces la
deformación elástica. Asimismo, la deformación última es aproximada a 15
veces la deformación al inicio del endurecimiento por deformación.
Razón de Poisson, μ
Se ha mostrado en forma experimental que si una barra es alargada por
tensión axial, hay una reducción simultánea de las dimensiones transversales.
Para esfuerzos por debajo del límite proporcional, la razón de las
deformaciones en direcciones transversal y longitudinal es una constante
42
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
43
conocida como la razón de Poisson. Se denota con la letra griega μ y se define
por
2 1
Donde es la deformación unitaria debida al esfuerzo aplicado en la dirección
(dirección longitudinal), y y son las deformaciones unitarias inducidas en
direcciones perpendiculares. El signo menos indica una disminución de las
dimensiones transversales cuando es positivo, como en el caso de la
probeta de tensión. Para el acero, la razón de Poisson es alrededor de 0.3 en
el rango elástico y de 0.5 en el rango plástico.
Módulo de elasticidad por cortante, G
El módulo de elasticidad por cortante o módulo de rigidez es la razón entre el
esfuerzo cortante y la deformación unitaria cortante dentro del límite elástico se
designa como G. Para aceros estructurales, los valores medidos para G varían
de 11 500ksi a 12 000ksi. Un valor conservador de 11 200 ksi se utiliza en los
cálculos de diseño como módulo de cortante para todos los aceros
estructurales. Según la teoría de la elasticidad, se tiene:
Efecto de las temperaturas elevadas
El efecto de fluencia, el esfuerzo último de tensión y el módulo de elasticidad
de todos los aceros estructurales disminuyen con los incrementos de
temperatura, como lo indican registros de pruebas de tensión con temperaturas
elevadas de corta duración. Así pues, la razón de esfuerzo de fluencia a alta
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
44
temperatura ambiente para aceros de carbono y aceros de baja aleación y
elevada resistencia, es aproximadamente de 0.77 a 800°F, 0.63 a 1 000°F y
0.37 a 1 200°F. El módulo de elasticidad del acero estructural, alrededor de 29
000 ksi a 70°F, disminuye en forma lineal a unos 25 000 ksi a 900°F, y luego
empieza a caer a un ritmo creciente a temperaturas más elevadas. El
coeficiente promedio de expansión entre 70 y 100°F, para todos los aceros
estructurales, es de 0.0000065 pulg/pulg por cada grado Fahrenheit. Para
temperaturas de 100 a 1200°F, el coeficiente es dado por la fórmula lineal:
6.1 0.0019 10
En la cual
nte de expansión térmica pulg/pulg
Ven
Coeficie
Temperatura en °F
tajas del acero
El acero como un material estructural tiene diversas cualidades deseables,
como alta resistencia, gran rigidez (resistencia a la deformación) y gran
ductilidad. Es el material más fuerte, versátil y económico disponible para la
industria de la construcción, y su gran ductilidad le permite resistir grandes
deformaciones a niveles altos de esfuerzo sin romperse. El acero es un
producto fabricado de acuerdo con una estricta disciplina de control de calidad
establecido en la fábrica. A diferencia de otros materiales estructurales, es
uniforme en resistencia, estable en dimensiones y su durabilidad no es
afectada por el congelamiento y des-hielo. El acero, comparado con el
concreto, tiene en esencia las mismas propiedades de compresión y de
tensión. Aunque, en contraste con el concreto, las propiedades del acero no
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
45
cambian con el tiempo. El acero puede ser, ya sea aleado o aleado y tratado
térmicamente para obtener tenacidad, ductilidad y gran resistencia, según lo
requiera la aplicación.
El acero es producido en una amplia gama de formas, tamaños y grados que
proporcionan máxima flexibilidad en el diseño. Los miembros de acero pueden
unirse mediante una gran variedad de dispositivos simples de conexión, como
tornillos, sujetadores y soldaduras. El acero tiene alta resistencia por unidad de
peso (comparado con el concreto, la madera, la mampostería, etc.) y
proporciona una mejor economía que cualquier estructural. Por lo tanto, el peso
de las estructuras de acero será menor. Éste hecho es importante para
edificios altos y para puentes de claros grandes, en los cuales, la carga muerta
es la mayor contribución de la carga de diseño, así como para estructuras con
condiciones difíciles de cimentación. La falla o el colapso de las estructuras de
acero por lo general es precedida por deflexiones muy visibles.
A pesar de sus ventajas, el acero es susceptible a la corrosión por el aguay
otros productos químicos. Asimismo en gran medida tiene resistencia y rigidez
reducidas cuando se somete a elevadas temperaturas y al fuego; estas
propiedades del acero requieren ser protegidas a menudo contra el fuego. Bajo
ciertas circunstancias, el acero puede fallar por alguna fractura frágil más que
en su modo dúctil normal. La fractura frágil tiene lugar con poca o ninguna
deformación plástica. Debido a la ausencia de deformación plástica, ésta
ocurre con poco o ningún aviso. Además, la fractura se desarrolla a muy alta
velocidad una vez que comienza, lo que con frecuencia produce una falla
catastrófica de la estructura. La fractura frágil es influida por parámetros como
baja temperatura, nivel de esfuerzo de tensión y restricción de la unión en la
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
46
región que rodea al punto de inicio de la falla (Barsom, 1987). En general, la
resistencia del acero puede reducirse si éste se somete a numerosos ciclos
alternos de esfuerzos.
GRADOS DEL ACERO DE REFUERZO
ngotes, en acero de
rras #11, #14 y #18.
60.
Las barras de refuerzo se fabrican con base en acero de li
ejes o en acero de rieles. La mayoría de las barras se producen con acero de
lingote o acero nuevo, pero ocasionalmente se laminan usando viejos rieles
ferroviarios o ejes de locomotoras. Estos últimos, después de haber sido
trabajados en frío durante muchos años, no son tan dúctiles como los nuevos
aceros de lingote.
Hay varios tipos de barras de refuerzo con designaciones de la ASTM. En
estas designaciones, grado 40, significa que el acero tiene un punto de fluencia
específico de 40 000 lb/pulg²; grado 50 implica 50 000 lb/pulg², etc.
1. ASTM A615, acero de lingote, grados 40 y 60.
2. ASTM A615, acero de lingote, grado 75 para ba
3. ASTM A616, acero de riel, grados 50 y 60.
4. ASTM A617, acero de eje, grados 40 y 60.
5. ASTM A706, acero de baja aleación, grado
Los proyectistas en Estados Unidos probablemente nunca obtienen barras de
rieles o de ejes (A616 y A617), porque solo se encuentran en muy pocos
lugares del país. De las varias docenas de fabricantes de barras de refuerzo en
Estados Unidos, en la lista del Concrete Reinforcing Steel Institute, sólo tres
fabrican barras de acero de riel y sólo una fábrica de barras de acero de eje.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Casi todas las barras de refuerzo cumplen con la especificación A615 y casi
todo el material usado para fabricarlas no es acero nuevo, sino acero fundido
de viejos bastidores y carrocerías de autos. Las barras que cumplen con la
especificación A706 se usan donde la soldadura y/o la flexión son de
importancia particular. No siempre es fácil conseguir estas varillas con los
distribuidores locales.
Es pequeña la diferencia en costo entre los aceros de refuerzo con resistencia
de fluencia de 40klb/pulg² y 60 klb/pulg². Por ello, las barras de 60 klb/pulg² son
las más comúnmente usadas en el diseño de concreto reforzado.
Cuando las barras se fabrican con aceros con resistencia de fluencia mayores
de 60klb/pulg², el ACI (sección 3.5.3.2) estipula que la resistencia de fluencia
especificada debe ser el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria
de 0.35%. El ACI (sección 9.4) ha establecido un límite superior de 80klb/pulg²
es casi igual a la deformación unitaria última del concreto en compresión.
A través de los años ha habido una demanda creciente de acero de grado 75,
particularmente en edificios de gran altura en que se usa en combinación con
concretos de alta resistencia. Se obtienen así columnas más pequeñas, más
espacio de piso rentable y menores cimentaciones, debido al menor peso de
los edificios que resultan.
El acero de grado 75 es un acero considerablemente más caro, y las varillas
#14 y #18 suelen ser de difícil adquisición; con frecuencia tienen que ser
pedidas especialmente para su venta. En consecuencia, su uso puede no ser
económicamente viable a menos que se ordenen 50 o 60 toneladas.
47
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
48
Los esfuerzos de fluencia arriba de 60klb/pulg² se obtienen también en las
mallas de alambre soldado, pero los esfuerzos especificados deben
corresponder a deformaciones unitarias de 0.35%. La malla lisa debe cumplir
con la ASTM A185, mientras que la malla corrugada no puede ser menor que el
tamaño D4 y debe cumplir con la ASTM A496.
El módulo de elasticidad de los aceros no presforzados se considera igual a
lb/pulg². En los aceros presforzados varía un poco de fabricante a
fabricante, con un valor medio bastante común de 27 lb/pulg².
29 10
10
TAMAÑOS DE BARRAS Y RESISTENCIAS DE LOS MATERIALES EN
UNIDADES DEL SI
La versión métrica del código ACI 318M-99 usa las mismas barras que se
emplean en el diseño con unidades de medida comunes en Estados Unidos.
Las dimensiones métricas de las barras son meramente conversiones ligeras
(es decir, casi equivalentes) de los tamaños comunes. Las resistencias SI del
concreto (f’c) y las resistencias mínimas a la fluencia del acero (fy) se
convierten a unidades métricas y se redondean un poco. Un breve resumen de
los tamaños métricos de las barras y de la resistencia de materiales se
presenta en los siguientes párrafos.
1. Los tamaños de barras usados en la versión métrica del código
corresponden a las varillas de la #3 a la #18. Se numeran 10, 13, 16, 19,
22, 29, 32, 36, 43 y 57. Esos números representan los diámetros de
barras en unidades comunes en Estados Unidos, redondeados al
milímetro (mm) más cercano. Por ejemplo, la barra #10 tiene un
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
diámetro igual a 9.5 mm, y la #13 tiene un diámetro igual a 12.7 mm,
etcétera.
2. Los grados de acero de refuerzo o las resistencias mínimas a la fluencia
del acero mencionadas en el código son 300, 350, 420 y 520 MPa. Estos
valores corresponden respectivamente a 43 511, 50 763, 60 916 y 75
420 lb/pulg².
3. Las resistencias del concreto en unidades métricas mencionadas con el
código son 17, 21, 24, 28, 35, y 42 MPa. Estos valores corresponden
respectivamente a 2 466, 3 046, 3 418, 4 061, 5 076 y 6 092 lb/pulg².
AMBIENTES CORROSIVOS
Cuando el concreto reforzado se ve sometido a sales descongelantes, agua
marina o rocío de esas fuentes, es necesario proporcionar una protección
especial contra la corrosión al acero de refuerzo. Las estructuras usualmente
afectadas son los tableros de puentes, los garajes, las plantas de tratamiento
de aguas negras y diversas estructuras costeras. Deben considerarse también
las estructuras sujetas a derrames ocasionales de productos químicos que
contienen cloro.
El refuerzo se oxidará si no está bien protegido; al oxidarse, los óxidos
resultantes ocupan un volumen mucho mayor que el del metal original. Como
resultado se dan grandes presiones hacia el exterior que ocasionan un severo
agrietamiento y astillado del concreto. Esto reduce al recubrimiento protector de
concreto para el acero y la corrosión se acelera. Además la adhesión entre el
concreto y el acero se reduce. El resultado de todos esos factores es una
reducción de la vida útil de la estructura.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
La sección 7.7.5 del código requiere que en ambientes corrosivos se
proporcione más recubrimiento de concreto al acero; también expresa que se
usen proporciones especiales en la dosificación del concreto.
La vida útil de tales estructuras puede incrementarse con el uso de barras de
refuerzo recubiertas con epóxico. Esas barras deben manejarse
cuidadosamente para no quebrar sus capas protectoras. Sin embargo, la
adhesión al concreto de tales varillas no es muy buena y sus longitudes deben
aumentarse.
IDENTIFICACION DE LAS MARCAS EN LAS BARRAS DE REFUERZO
Es importante que los trabajadores en el taller y en el campo puedan ser
capaces de identificar de un vistazo las dimensiones y grados de las barras de
refuerzo. Si no fuera así, pueden utilizar barras más pequeñas y de menor
grado que aquellas que el proyectista señaló. Para prevenir tales errores, las
barras tienen marcas de identificación impresas en su superficie. Estas marcas
se describen a continuación:
1. El fabricante se identifica con una letra.
2. El número con la dimensión de la barra (3 a 18) se da luego.
3. El tipo de acero se identifica con otra letra (S para lingote, la letra R con
un símbolo de riel para el acero de riel, A para el eje, W para bajas
aleaciones).
4. Finalmente, el grado de la barra se indica con números o con líneas
continuas. Un grado 60 puede tener el número 60 o una línea
longitudinal continua, además del corrugado. Una barra con grado 75
50
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
puede tener el número 75 o dos líneas continuas adicionales al
corrugado.
Tipo de acero:
S para el lingote que cumple los requisitos suplementarios S1 (A615)
N para lingote nuevo (A615)
R para el riel que cumple la ASTM A 617; prueba de doblez grado 60(A616) [de
acuerdo con ACI 318-99]
A para el eje (A 617)
W para el riel de baja aleación (A 706)
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Fig. 2. Marcas de identificación para barras estándar ASTM.
52
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
1.2 REGLAMENTACIÓN
Para realizar los cálculos de la placa será necesaria la consulta de los
reglamentos de construcción del Distrito Federal y del Código ACI.
CAPÍTULO ÚNICO
DISPOSICIONES GENERALES
ARTÍCULO 1.- Las disposiciones del presente Reglamento y de sus Normas
Técnicas Complementarias, son de orden público e interés social.
Las obras de construcción, instalación, modificación, ampliación, reparación y
demolición, así como el uso de las edificaciones y los usos, destinos y reservas
de los predios del territorio del Distrito Federal, deben sujetarse a las
disposiciones de la Ley de Desarrollo Urbano del Distrito Federal y su
Reglamento; de este Reglamento, sus Normas Técnicas Complementarias y
demás disposiciones jurídicas y administrativas aplicables.
Se aplicará de manera supletoria al presente Reglamento, la Ley de
Procedimiento Administrativo del Distrito Federal, además de las disposiciones
mencionadas en este ordenamiento.
ARTÍCULO 2.- Para los efectos del presente Reglamento, se entiende por:
I. Administración, a la Administración Pública del Distrito
Federal;
II. Ley, a la Ley de Desarrollo Urbano del Distrito Federal;
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
III. Ley Orgánica, a la Ley Orgánica de la Administración
Pública del Distrito Federal;
IV. Delegación, al Órgano Político- Administrativo de cada una
de las demarcaciones territoriales del Distrito Federal;
V. Reglamento, al presente Reglamento de Construcciones para
el Distrito Federal;
VI. Programa, al Programa General de Desarrollo del Distrito
Federal;
VII. Predio, al terreno sin construcción;
VIII. Edificación, a la construcción sobre un predio;
IX. Inmueble, al terreno y construcciones que en él se
encuentran;
X. Comisión, a la Comisión de Admisión de Directores
Responsables de Obra y Corresponsables, y
XI. Normas, a las Normas Técnicas Complementarias del
Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.
ARTÍCULO 3.- De conformidad con lo dispuesto por la Ley y la Ley Orgánica,
la aplicación y vigilancia del cumplimiento de las disposiciones de este
Reglamento corresponde a la Administración, para lo cual tiene las siguientes
facultades:
I. Fijar los requisitos técnicos a que deben sujetarse las
construcciones e instalaciones en predios y vía pública, a fin de que se
54
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
satisfagan las condiciones de habitabilidad, seguridad, higiene, comodidad,
accesibilidad y buen aspecto;
II. Fijar las restricciones a que deben sujetarse las
edificaciones y los elementos tales como fuentes, esculturas, arcos,
columnas, monumentos y similares localizados en Áreas de Conservación
Patrimonial incluyendo las zonas de monumentos Históricos de acuerdo a
la Ley Federal de Monumentos y Zonas Arqueológicos, Artísticos e
Históricos, la Ley de Salvaguarda del Patrimonio Urbanístico
Arquitectónico del Distrito Federal, así como a las Normas de Ordenación
de los Programas General y Delegacionales;
III. Establecer de acuerdo con las disposiciones legales
aplicables, los fines para los que se pueda autorizar el uso de los
predios y determinar el tipo de construcciones que se pueden edificar
en ellos, en los términos de lo dispuesto por la Ley;
IV. Registrar las manifestaciones de construcción, así como
otorgar o negar licencias de construcción especial y permisos para la
ejecución de las obras y el uso de edificaciones y predios a que se
refiere el artículo 1 de este Reglamento;
V. Llevar un padrón clasificado de Directores Responsables
de Obra y Corresponsables;
VI. Practicar visitas de verificación administrativa para que
durante el proceso de ejecución y para que el uso que se haga o se
haya hecho de un predio, estructura, instalación, edificación o
construcción, se ajuste a las características previamente registradas;
55
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
VII. Acordar las medidas que fueren procedentes en relación
con las edificaciones que pongan en peligro a las personas o sus
bienes, o en aquéllas que causen molestias;
VIII. Autorizar o negar, de acuerdo con este Reglamento, la
ocupación o uso de una instalación, predio o edificación;
IX. Realizar, a través del Programa al que se refiere la Ley,
los estudios para establecer o modificar las limitaciones respecto a los
usos, destinos y reservas referentes a: construcciones, tierras, aguas
y bosques, así como determinar las densidades de población
permisibles;
X. Ejecutar con cargo al propietario o poseedor, las obras
que se le hubiere ordenado realizar y que en rebeldía, el mismo no las
haya llevado a cabo;
XI. Ordenar la suspensión temporal o la clausura de obras en
ejecución o terminadas y la desocupación en los casos previstos por
la Ley, su Reglamento y este Reglamento;
XII. Ordenar y ejecutar demoliciones de edificaciones en los
casos previstos por este Reglamento;
XIII. Imponer las sanciones correspondientes por violaciones a
este Reglamento;
XIV. Expedir y modificar, cuando lo considere necesario, las
Normas de este Reglamento, los acuerdos, instructivos, circulares y
56
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
demás disposiciones administrativas que procedan para el debido
cumplimiento del presente Ordenamiento;
XV. Utilizar la fuerza pública cuando fuere necesario para
hacer cumplir sus disposiciones, y
XVI. Las demás que le confieren este Reglamento y las
disposiciones jurídicas aplicables.
ARTÍCULO 140.- El proyecto de las edificaciones debe considerar una
estructuración eficiente para resistir las acciones que puedan afectar la
estructura, con especial atención a los efectos sísmicos.
El proyecto, de preferencia, considerará una estructuración regular que cumpla
con los requisitos que establecen las Normas.
Las edificaciones que no cumplan con los requisitos de regularidad se
diseñarán para condiciones sísmicas más severas, en la forma que se
especifique en las Normas.
ARTÍCULO 141.- Toda edificación debe separarse de sus linderos con predios
vecinos la distancia que señala la Norma correspondiente, la que regirá
también las separaciones que deben dejarse en juntas de construcción entre
cuerpos distintos de una misma edificación. Los espacios entre edificaciones
vecinas y las juntas de construcción deben quedar libres de toda obstrucción.
Las separaciones que deben dejarse en colindancias y juntas de construcción
se indicarán claramente en los planos arquitectónicos y en los estructurales.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 142.- Los acabados y recubrimientos cuyo desprendimiento
pudiera ocasionar daños a los ocupantes de la edificación o a quienes transiten
en su exterior, deben fijarse mediante procedimientos aprobados por el Director
Responsable de Obra y por el Corresponsable en Seguridad Estructural, en su
caso. Particular atención deberá darse a los recubrimientos pétreos en
fachadas y escaleras, a las fachadas prefabricadas de concreto, así como a los
plafones de elementos prefabricados de yeso y otros materiales pesados.
ARTÍCULO 143.- Los elementos no estructurales que puedan restringir las
deformaciones de la estructura, o que tengan un peso considerable, muros
divisorios, de colindancia y de fachada, pretiles y otros elementos rígidos en
fachadas, escaleras y equipos pesados, tanques, tinacos y casetas, deben ser
aprobados en sus características y en su forma de sustentación por el Director
Responsable de Obra y por el Corresponsable en Seguridad Estructural en
obras en que éste sea requerido.
El mobiliario, los equipos y otros elementos cuyo volteo o desprendimiento
puedan ocasionar daños físicos o materiales ante movimientos sísmicos, como
libreros altos, anaqueles, tableros eléctricos o telefónicos y aire acondicionado,
etcétera, deben fijarse de tal manera que se eviten estos daños ante
movimientos sísmicos.
ARTÍCULO 144.- Los anuncios adosados, colgantes, en azotea, auto
soportados y en marquesina, deben ser objeto de diseño estructural en los
términos de este Título, con particular atención a los efectos del viento. Deben
diseñarse sus apoyos y fijaciones a la estructura principal y revisar su efecto en
la estabilidad de dicha estructura.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 145.- Cualquier perforación o alteración de un elemento estructural
para alojar ductos o instalaciones deberá ser aprobada por el Director
Responsable de Obra o por el Corresponsable en Seguridad Estructural, en su
caso.
Las instalaciones, particularmente las de gas, agua y drenaje que crucen
juntas constructivas estarán provistas de conexiones flexibles o de tramos
flexibles.
CAPÍTULO III
DE LOS CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL
ARTÍCULO 146.- Toda edificación debe contar con un sistema estructural que
permita el flujo adecuado de las fuerzas que generan las distintas acciones de
diseño, para que dichas fuerzas puedan ser transmitidas de manera continua y
eficiente hasta la cimentación. Debe contar además con una cimentación que
garantice la correcta transmisión de dichas fuerzas al subsuelo.
ARTÍCULO 147.- Toda estructura y cada una de sus partes deben diseñarse
para cumplir con los requisitos básicos siguientes:
I. Tener seguridad adecuada contra la aparición de todo estado
límite de falla posible ante las combinaciones de acciones más desfavorables
que puedan presentarse durante su vida esperada, y
II. No rebasar ningún estado límite de servicio ante
combinaciones de acciones que corresponden a condiciones normales de
operación.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
El cumplimiento de estos requisitos se comprobará con los procedimientos
establecidos en este Capítulo y en las Normas.
ARTÍCULO 148.- Se considerará como estado límite de falla cualquier
situación que corresponda al agotamiento de la capacidad de carga de la
estructura o de cualquiera de sus componentes, incluyendo la cimentación, o al
hecho de que ocurran daños irreversibles que afecten significativamente su
resistencia ante nuevas aplicaciones de carga.
Las Normas establecerán los estados límite de falla más importante para cada
material y tipo de estructura.
ARTÍCULO 149.- Se considerará como estado límite de servicio la ocurrencia
de desplazamientos, agrietamientos, vibraciones o daños que afecten el
correcto funcionamiento de la edificación, pero que no perjudiquen su
capacidad para soportar cargas. Los valores específicos de estos estados
límite se definen en las Normas.
ARTÍCULO 150.- En el diseño de toda estructura deben tomarse en cuenta los
efectos de las cargas muertas, de las cargas vivas, del sismo y del viento,
cuando este último sea significativo. Las intensidades de estas acciones que
deban considerarse en el diseño y la forma en que deben calcularse sus
efectos se especifican en las Normas correspondientes.
Cuando sean significativos, deben tomarse en cuenta los efectos producidos
por otras acciones, como los empujes de tierras y líquidos, los cambios de
temperatura, las contracciones de los materiales, los hundimientos de los
apoyos y las solicitaciones originadas por el funcionamiento de maquinaria y
60
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
equipo que no estén tomadas en cuenta en las cargas especificadas en las
Normas correspondientes.
ARTÍCULO 151.- Se considerarán tres categorías de acciones, de acuerdo
con la duración en que obren sobre las estructuras con su intensidad máxima,
las cuales están contenidas en las Normas correspondientes.
ARTÍCULO 152.- Cuando deba considerarse en el diseño el efecto de
acciones cuyas intensidades no estén especificadas en este Reglamento ni en
sus Normas, estas intensidades deberán establecerse siguiendo los
procedimientos aprobados por la Secretaría de Obras y Servicios y con base
en los criterios generales que se mencionan en las Normas.
ARTÍCULO 153.- La seguridad de una estructura debe verificarse para el
efecto combinado de todas las acciones que tengan una probabilidad no
despreciable de ocurrir simultáneamente, considerándose dos categorías de
combinaciones que se describen en las Normas.
ARTÍCULO 154.- El propietario o poseedor del inmueble es responsable de los
perjuicios que ocasione el cambio de uso de una edificación, cuando produzca
cargas muertas o vivas mayores o con una distribución más desfavorable que
las del diseño aprobado. También es responsable de los perjuicios que puedan
ser ocasionados por modificaciones a la estructura y al proyecto arquitectónico
que modifiquen la respuesta de la estructura ante acciones sísmicas.
ARTÍCULO 155.- Las fuerzas internas y las deformaciones producidas por las
acciones se determinarán mediante un análisis estructural realizado por un
método reconocido que tome en cuenta las propiedades de los materiales ante
los tipos de carga que se estén considerando.
61
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 156.- Los procedimientos para la determinación de la resistencia
de diseño y de los factores de resistencia correspondientes a los materiales y
sistemas constructivos más comunes se establecen en las Normas de este
Reglamento.
En los casos no comprendidos en las Normas mencionadas, la resistencia de
diseño se determinará con procedimientos analíticos basados en evidencia
teórica y experimental, o con procedimientos experimentales de acuerdo con el
artículo 157 de este Reglamento. En ambos casos, el procedimiento para la
determinación de la resistencia de diseño deberá ser aprobado por la
Secretaría de Obras y Servicios. Cuando se siga un procedimiento no
establecido en las Normas, la Delegación previo dictamen de la Secretaría de
Obras y Servicios podrá exigir una verificación directa de la resistencia por
medio de una prueba de carga realizada de acuerdo con lo que dispone el
Capítulo XII de este Título.
ARTÍCULO 157.- La determinación de la resistencia debe llevarse a cabo por
medio de ensayes diseñados para simular, en modelos físicos de la estructura
o de porciones de ella, el efecto de las combinaciones de acciones que deban
considerarse de acuerdo con las Normas de este Reglamento.
Cuando se trate de estructuras o elementos estructurales que se produzcan en
forma industrializada, los ensayes se harán sobre muestras de la producción o
de prototipos. En otros casos, los ensayes podrán efectuarse sobre modelos de
la estructura en cuestión.
La selección de las partes de la estructura que se ensayen y del sistema de
carga que se aplique, debe hacerse de manera que se obtengan las
62
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
condiciones más desfavorables que puedan presentarse en la práctica, pero
tomando en cuenta la interacción con otros elementos estructurales.
Con base en los resultados de los ensayes, se deducirá una resistencia de
diseño, tomando en cuenta las posibles diferencias entre las propiedades
mecánicas y geométricas medidas en los especímenes ensayados y las que
puedan esperarse en las estructuras reales.
El tipo de ensaye, el número de especímenes y el criterio para la
determinación de la resistencia de diseño se fijará con base en criterios
probabilísticos y deben ser aprobados por la Secretaría de Obras y Servicios, la
cual podrá exigir una comprobación de la resistencia de la estructura mediante
una prueba de carga de acuerdo con el Capítulo XII de este Título.
ARTÍCULO 158.- Se revisará que para las distintas combinaciones de
acciones especificadas en el artículo 153 de este Reglamento y para cualquier
estado límite de falla posible, la resistencia de diseño sea mayor o igual al
efecto de las acciones que intervengan en la combinación de cargas en
estudio, multiplicado por los factores de carga correspondientes, según lo
especificado en las Normas.
los factores de carga se establecen en la Norma correspondiente.
También se revisará que bajo el efecto de las posibles combinaciones de
acciones sin multiplicar por factores de carga, no se rebase algún estado límite
de servicio.
ARTÍCULO 159.- Se podrán emplear criterios de diseño estructural diferentes
de los especificados en este Capítulo y en las Normas si se justifican, a
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
satisfacción de la Secretaría de Obras y Servicios, que los procedimientos de
diseño empleados dan lugar a niveles de seguridad no menores que los que se
obtengan empleando los previstos en este Reglamento; tal justificación debe
realizarse previamente a la declaración de la manifestación de construcción o a
la solicitud de la licencia de construcción especial.
CAPÍTULO IV
DE LAS CARGAS MUERTAS
ARTÍCULO 160.- Se consideran como cargas muertas los pesos de todos los
elementos constructivos, de los acabados y de todos los elementos que ocupan
una posición permanente y tienen un peso que no cambia sustancialmente con
el tiempo.
La determinación de las cargas muertas se hará conforme a lo especificado en
el CAPÍTULO V de las Normas:
CAPÍTULO V
DE LAS CARGAS VIVAS
ARTÍCULO 161.- Se consideran cargas vivas las fuerzas que se producen por
el uso y ocupación de las edificaciones y que no tienen carácter permanente. A
menos que se justifiquen racionalmente otros valores, estas cargas se tomarán
iguales a las especificadas en las Normas.
ARTÍCULO 162.- Para la aplicación de las cargas vivas unitarias se deben
tomar en consideración las que se indican en las Normas.
64
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 163.- Durante el proceso de la edificación deben considerarse las
cargas vivas transitorias que puedan producirse; éstas incluirán el peso de los
materiales que se almacenen temporalmente, el de los vehículos y equipo, el
de colado de plantas superiores que se apoyen en la planta que se analiza y
del personal necesario, no siendo este último peso menor de 1.5 KN/m2 (150
kg/m2). Se considerará, además, una concentración de 1.5 KN (150 kg) en el
lugar más desfavorable.
CAPÍTULO VIII
DEL DISEÑO DE CIMENTACIONES
ARTÍCULO 169.- Toda edificación se soportará por medio de una cimentación
que cumpla con los requisitos relativos al diseño y construcción que se
establecen en las Normas.
Las edificaciones no podrán en ningún caso desplantarse sobre tierra vegetal,
suelos o rellenos sueltos o desechos. Sólo será aceptable cimentar sobre
terreno natural firme o rellenos artificiales que no incluyan materiales
degradables y hayan sido adecuadamente compactados.
ARTÍCULO 170.- Para fines de este Título, el Distrito Federal se divide en tres
zonas con las siguientes características generales:
Zona I. Lomas, formadas por rocas o suelos generalmente
firmes que fueron depositados fuera del ambiente lacustre, pero en
los que pueden existir, superficialmente o intercalados, depósitos
arenosos en estado suelto o cohesivos relativamente blandos. En
esta Zona, es frecuente la presencia de oquedades en rocas y de
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
cavernas y túneles excavados en suelo para explotar minas de
arena;
Zona II. Transición, en la que los depósitos profundos se
encuentran a 20 m de profundidad, o menos, y que está constituida
predominantemente por estratos arenosos y limo arenosos intercalados con
capas de arcilla lacustre, el espesor de éstas es variable entre decenas de
centímetros y pocos metros, y
Zona III. Lacustre, integrada por potentes depósitos de arcilla
altamente comprensible, separados por capas arenosos con contenido diverso
de limo o arcilla. Estas capas arenosas son de consistencia firme a muy dura y
de espesores variables de centímetros a varios metros. Los depósitos lacustres
suelen estar cubiertos superficialmente por suelos aluviales y rellenos
artificiales; el espesor de este conjunto puede ser superior a 50 m.
La zona a que corresponda un predio se determinará a partir de las
investigaciones que se realicen en el subsuelo del predio objeto de estudio, tal
como se establecen en las Normas. En caso de edificaciones ligeras o
medianas, cuyas características se definan en dichas Normas, podrá
determinarse la zona mediante el mapa incluido en las mismas, si el predio
está dentro de la porción zonificada; los predios ubicados a menos de 200 m de
las fronteras entre dos de las zonas antes descritas se supondrán ubicados en
la más desfavorable.
ARTÍCULO 171.- La investigación del subsuelo del sitio mediante exploración
de campo y pruebas de laboratorio debe ser suficiente para definir de manera
confiable los parámetros de diseño de la cimentación, la variación de los
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
mismos en la planta del predio y los procedimientos de edificación. Además,
debe ser tal que permita definir:
I. En la zona I a que se refiere el artículo 170 de este
Reglamento, si existen materiales sueltos superficiales, grietas, oquedades
naturales o galerías de minas, y en caso afirmativo su apropiado tratamiento, y
II. En las zonas II y III a que se refiere el artículo 170 de este
Reglamento, la existencia de restos arqueológicos, cimentaciones antiguas,
grietas, variaciones fuertes de estratigrafía, historia de carga del predio o
cualquier otro factor que pueda originar asentamientos diferenciales de
importancia, de modo que todo ello pueda tomarse en cuenta en el diseño.
ARTÍCULO 172.- Deben investigarse el tipo y las condiciones de cimentación
de las edificaciones colindantes en materia de estabilidad, hundimientos,
emersiones, agrietamientos del suelo y desplomos, y tomarse en cuenta en el
diseño y construcción de la cimentación en proyecto.
Asimismo, se investigarán la localización y las características de las obras
subterráneas cercanas, existentes o proyectadas, pertenecientes a la Red de
Transporte Colectivo, de drenaje y de otros servicios públicos, con objeto de
verificar que la edificación no cause daños a tales instalaciones ni sea afectada
por ellas.
ARTÍCULO 173.- En el diseño de toda cimentación, se considerarán los
estados límite de falla y de servicio tal y como se indican en las Normas.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CAPÍTULO XII
DE LAS PRUEBAS DE CARGA
ARTÍCULO 185.- Será necesario comprobar la seguridad de una estructura
por medio de pruebas de carga en los siguientes casos:
I. En las obras provisionales o de recreación que puedan
albergar a más de 100 personas;
II. Cuando no exista suficiente evidencia teórica o experimental
para juzgar en forma confiable la seguridad de la estructura en cuestión, y
III. Cuando la Delegación previa opinión de la Secretaría de
Obras y Servicios lo determine conveniente en razón de duda en la calidad y
resistencia de los materiales o en cuanto al proyecto estructural y a los
procedimientos constructivos. La opinión de la Secretaría tendrá el carácter de
vinculatorio.
ARTÍCULO 186.- Para realizar una prueba de carga mediante la cual se
requiera verificar la seguridad de la estructura, se seleccionará la forma de
aplicación de la carga de prueba y la zona de la estructura sobre la cual se
aplicará, de acuerdo con las siguientes disposiciones:
I. Cuando se trate de verificar la seguridad de elementos o
conjuntos que se repiten, bastará seleccionar una fracción representativa de
ellos, pero no menos de tres, distribuidas en distintas zonas de la estructura;
II. La intensidad de la carga de prueba deberá ser igual a 85%
de la de diseño incluyendo los factores de carga que correspondan;
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
III. La zona en que se aplique será la que produzca los efectos
más desfavorables, en los elementos o conjuntos seleccionados;
IV. Previamente a la prueba se someterán a la aprobación de la
Secretaría de Obras y Servicios, el procedimiento de carga y el tipo de datos
que se recabarán en dicha prueba, tales como deflexiones, vibraciones y
agrietamientos;
V. Para verificar la seguridad ante cargas permanentes, la carga
de prueba se dejará actuando sobre la estructura no menos de 24 horas;
VI. Se considerará que la estructura ha fallado si ocurre una falla
local o incremento local brusco de desplazamiento o de la curvatura de una
sección. Además, si 24 horas después de quitar la sobrecarga la estructura no
muestra una recuperación mínima de 75 % de su deflexión, se repetirá la
prueba;
VII. La segunda prueba de carga no debe iniciarse antes de 72
horas de haberse terminado la primera;
VIII. Se considerará que la estructura ha fallado si después de la
segunda prueba la recuperación no alcanza, en 24 horas, el 75 % de las
deflexiones debidas a dicha segunda prueba;
IX. Si la estructura pasa la prueba de carga, pero como
consecuencia de ello se observan daños tales como agrietamientos excesivos,
debe repararse localmente y reforzarse.
Podrá considerarse que los elementos horizontales han pasado la prueba de
carga, aún si la recuperación de las flechas no alcanzaran en 75 %, siempre y
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
cuando la flecha máxima no exceda de 2 mm + L 2 /(20,000h), donde L, es
el claro libre del miembro que se ensaye y h su peralte total en las mismas
unidades que L; en voladizos se tomará L como el doble del claro libre;
X. En caso de que la prueba no sea satisfactoria, debe
presentarse a la Delegación un estudio proponiendo las modificaciones
pertinentes, el cual será objeto de opinión por parte de la Secretaría de Obras y
Servicios. Una vez realizadas las modificaciones, se llevará a cabo una nueva
prueba de carga;
XI. Durante la ejecución de la prueba de carga, deben tomarse las
medidas necesarias para proteger la seguridad de las personas;
El procedimiento para realizar pruebas de carga de pilotes será el incluido en
las Normas, y
XII. Cuando se requiera evaluar mediante pruebas de carga la
seguridad de una edificación ante efectos sísmicos, deben diseñarse
procedimientos de ensaye y criterios de evaluación que tomen en cuenta las
características peculiares de la acción sísmica, como son la aplicación de
efectos dinámicos y de repeticiones de carga alternadas. Estos procedimientos
y criterios deben ser aprobados por la Secretaría de Obras y Servicios.
TITULO SÉPTIMO DE LA CONSTRUCCIÓN
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 187.- Una copia de los planos registrados y de la licencia de
construcción especial, debe conservarse en las obras durante la ejecución de
éstas y estar a disposición de la Delegación.
Durante la ejecución de una obra deben tomarse las medidas necesarias para
no alterar la accesibilidad y el funcionamiento de las edificaciones e
instalaciones en predios colindantes o en la vía pública.
Deben observarse, las disposiciones establecidas por la Ley Ambiental del
Distrito Federal y su Reglamento, así como las demás disposiciones aplicables
para la Protección del Medio Ambiente.
ARTÍCULO 188.- Los materiales de construcción, escombros u otros residuos
con excepción de los peligrosos, generados en las obras, podrán colocarse en
las banquetas de vía pública por no más de 24 horas, sin invadir la superficie
de rodamiento y sin impedir el paso de peatones y de personas con
discapacidad, previo permiso otorgado por la Delegación, durante los horarios y
bajo las condiciones que fije en cada caso.
ARTÍCULO 189.- Los vehículos que carguen o descarguen materiales para
una obra podrán realizar sus maniobras en la vía pública durante los horarios
que autorice la Delegación, mismo que será visible en el letrero de la obra a
que hace referencia el artículo 35 fracción VI de este Reglamento; y se apegará
a lo que disponga al efecto el Reglamento de Tránsito del Distrito Federal.
ARTÍCULO 190.- Los escombros, excavaciones y cualquier otro obstáculo
para el tránsito en la vía pública, originados por obras públicas o privadas,
serán protegidos con barreras, cambio de textura o borde en piso a una
distancia mínima de un metro para ser percibidos por los invidentes y
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
señalados por los responsables de las obras con banderas y letreros durante el
día y con señales luminosas claramente visibles durante la noche, de acuerdo
al Manual de Dispositivos para el Control de Tránsito en Zonas Urbanas y
Suburbanas emitido por la Secretaría de Transporte y Vialidad.
ARTÍCULO 191.- Los propietarios o poseedores están obligados a reparar por
su cuenta las banquetas y guarniciones que hayan deteriorado con motivo de la
ejecución de la obra. En su defecto, la Delegación ordenará los trabajos de
reparación o reposición con cargo a los propietarios o poseedores. Si se trata
de esquinas y no existen rampas peatonales, se realizarán de acuerdo con lo
establecido en las Normas.
ARTÍCULO 192.- Los equipos eléctricos en instalaciones provisionales,
utilizados durante la obra, deben cumplir con las Normas Oficiales Mexicanas
que correspondan.
ARTÍCULO 193.- Los propietarios o poseedores de las obras cuya
construcción sea suspendida por cualquier causa por más de 60 días naturales,
están obligados a dar aviso a la autoridad correspondiente, a limitar sus predios
con la vía pública por medio de cercas o bardas y a clausurar los vanos que
fuere necesario, a fin de impedir el acceso a la construcción.
ARTÍCULO 194.- Los tapiales, de acuerdo con su tipo, deberán ajustarse a las
siguientes disposiciones:
I. De barrera: cuando se ejecuten obras de pintura, limpieza o
similares, se colocarán barreras que se puedan remover al suspenderse el
trabajo diario. Estarán pintadas y tendrán leyendas de "Precaución". Se
construirán de manera que no obstruyan o impidan la vista de las señales de
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
tránsito, de las placas de nomenclatura o de los aparatos y accesorios de los
servicios públicos, en caso necesario, se solicitará a la Administración su
traslado provisional a otro lugar;
II. De marquesina: cuando los trabajos se ejecuten a más de 10
m de altura, se colocarán marquesinas que cubran suficientemente la zona
inferior de las obras, tanto sobre la banqueta como sobre los predios
colindantes. Se colocarán de tal manera que la altura de caída de los
materiales de demolición o de construcción sobre ellas, no exceda de cinco
metros;
III. Fijos: en las obras que se ejecuten en un predio a una
distancia menor de 10 m de la vía pública, se colocarán tapiales fijos que
cubran todo el frente de la misma. Serán de madera, lámina, concreto,
mampostería o de otro material que ofrezca garantías de seguridad. Tendrán
una altura mínima de 2.40 m; deben estar pintados y no tener más claros que
los de las puertas, las cuales se mantendrán cerradas. Cuando la fachada
quede al paño del alineamiento, el tapial podrá abarcar una franja anexa hasta
de 0.50 m sobre la banqueta. Previa solicitud, la Delegación podrá conceder
mayor superficie de ocupación de banquetas; siempre y cuando no se impida el
paso de peatones incluyendo a personas con discapacidad;
IV. De paso cubierto: en obras cuya altura sea mayor de 10 m y
en aquellas en que la invasión de banqueta lo amerite, la Delegación exigirá la
construcción de un paso cubierto, además del tapial. Tendrá, cuando menos,
una altura de 2.40 m y una anchura libre de 1.20 m, y
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
En casos especiales, la Delegación podrá permitir o exigir, en su caso, otro
tipo de tapiales diferentes a los especificados en este artículo.
Ningún elemento de los tapiales quedará a menos de 0.50 m de la vertical
sobre la guarnición de la banqueta.
CAPÍTULO III
DE LOS MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN
ARTÍCULO 200.- Los materiales empleados en la construcción deben
ajustarse a las siguientes disposiciones:
I. La resistencia, calidad y características de los materiales
empleados en la construcción, serán las que se señalen en las
especificaciones de diseño y los planos constructivos registrados, y deben
satisfacer las Normas de este Reglamento, y las Normas Oficiales Mexicanas o
Normas Mexicanas, y
II. Cuando se proyecte utilizar en una construcción algún
material nuevo del cual no existan Normas o Normas Oficiales Mexicanas o
Normas Mexicanas, el Director Responsable de Obra debe solicitar la
aprobación previa de la Secretaría de Obras y Servicios para lo cual presentará
los resultados de las pruebas de verificación de calidad de dicho material.
ARTÍCULO 201.- Los materiales de construcción deben ser almacenados en
las obras de tal manera que se evite su deterioro y la intrusión de materiales
extraños que afecten las propiedades y características del material.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 202.- El Director Responsable de Obra, debe vigilar que se cumpla
con este Reglamento y con lo especificado en el proyecto, principalmente en lo
que se refiere a los siguientes aspectos:
I. Propiedades mecánicas de los materiales;
II. Tolerancias en las dimensiones de los elementos
estructurales, como medidas de claros, secciones de las piezas, áreas y
distribución del acero y espesores de recubrimientos;
III. Nivel y alineamiento de los elementos estructurales, y
IV. Cargas muertas y vivas en la estructura, incluyendo las que se
deban a la colocación de materiales durante la ejecución de la obra.
ARTÍCULO 203.- Podrán utilizarse los nuevos procedimientos de construcción
que el desarrollo de la técnica introduzca, previa autorización de la Secretaría
de Obras y Servicios, para lo cual el Director Responsable de Obra debe
presentar una justificación de idoneidad detallando el procedimiento propuesto
y anexando, en su caso, los datos de los estudios y los resultados de las
pruebas experimentales efectuadas.
ARTÍCULO 204.- Deben realizarse las pruebas de verificación de calidad de
materiales que señalen las normas oficiales correspondientes y las Normas. En
caso de duda, la Administración podrá exigir los muestreos y las pruebas
necesarias para verificar la calidad y resistencia especificadas de los
materiales, aún en las obras terminadas.
El muestreo debe efectuarse siguiendo métodos estadísticos que aseguren
que el conjunto de muestras sea representativo en toda la obra.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
La Secretaría de Obras y Servicios llevará un registro de los laboratorios o
empresas que, a su juicio, puedan realizar estas pruebas.
ARTÍCULO 205.- Los elementos estructurales que se encuentren en ambiente
corrosivo o sujetos a la acción de agentes físicos, químicos o biológicos que
puedan hacer disminuir su resistencia, deben ser de material resistente a
dichos efectos, o recubiertos con materiales o sustancias protectoras y tendrán
un mantenimiento preventivo que asegure su funcionamiento dentro de las
condiciones previstas en el proyecto.
En los paramentos exteriores de los muros debe impedirse el paso de la
humedad; el mortero de las juntas debe resistir el intemperismo.
CAPÍTULO IV
DE LAS MEDICIONES Y TRAZOS
ARTÍCULO 206.- En las edificaciones en que se requiera llevar registro de
posibles movimientos verticales, de acuerdo con el artículo 176 de este
Reglamento, así como en aquellas en que el Director Responsable de Obra lo
considere necesario o la Administración lo ordene, se instalarán referencias o
bancos de nivel, suficientemente alejados de la cimentación o estructura de
que se trate, para no ser afectados por los movimientos de las mismas o de
otras cargas cercanas, y se referirán a éstos las nivelaciones que se hagan.
En este caso, también se efectuarán nivelaciones a las edificaciones ubicadas
en los predios colindantes a la construcción con objeto de observar su
comportamiento.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 207.- Antes de iniciarse una construcción debe verificarse el trazo
del alineamiento del predio con base en la constancia de alineamiento y
número oficial, y las medidas de la poligonal del perímetro, así como la
situación del predio en relación con los colindantes, la cual debe coincidir con
los datos correspondientes del título de propiedad, en su caso. Se trazarán
después los ejes principales del proyecto, refiriéndolos a puntos que puedan
conservarse fijos. Si los datos que arroje el levantamiento del predio exigen un
ajuste de las distancias entre los ejes consignados en los planos
arquitectónicos, debe dejarse constancia de las diferencias mediante
anotaciones en bitácora o elaborando planos del proyecto ajustado. El Director
Responsable de Obra debe hacer constar que las diferencias no afectan la
seguridad estructural ni el funcionamiento de la construcción, ni la separación
exigida entre edificaciones adyacentes a que se refiere el artículo 166 de este
Reglamento. En caso necesario deben hacerse las modificaciones pertinentes
al proyecto arquitectónico y al estructural.
CAPÍTULO V
DE LAS EXCAVACIONES Y CIMENTACIONES
ARTÍCULO 208.- Para la ejecución de las excavaciones y la construcción de
cimentaciones se observarán las disposiciones del Capítulo VIII del Título
Sexto de este Reglamento, así como las Normas. En particular se cumplirá lo
relativo a las precauciones para que no resulten afectadas las edificaciones y
predios vecinos ni los servicios públicos, de acuerdo con lo dispuesto en el
artículo 172 de este Reglamento.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ARTÍCULO 209.- Si en el proceso de una excavación se encuentran restos
fósiles o arqueológicos, se debe suspender de inmediato la excavación en ese
lugar y notificar a la Delegación para que lo haga del conocimiento de las
dependencias de la Administración Pública Federal y/o Local competentes.
ARTÍCULO 210.- El uso de explosivos en excavaciones queda condicionado a
la autorización y cumplimiento de los ordenamientos que señale la Secretaría
de la Defensa Nacional y a las restricciones y elementos de protección que
ordene la Delegación.
1.3 Proyecto
Se pretende realizar un proyecto donde se aplique toda la información obtenida
durante nuestro curso. En este caso se resuelve un edificio con destino para
talleres a base de placas plegadas y con una superficie de 20x60 m
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CAPITULO II
ACCIONES
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CAPITULO II.- ACCIONES.
2.1 Cargas Gravitacionales.
Cargas muertas: son cargas de magnitud constante que permanecen en un
mismo lugar; constan del peso propio de la estructura y de otras cargas que
están permanentemente unidas a ellas. En un edificio con una estructura de
concreto reforzado, alguna de las cargas muertas son la estructura en sí, las
paredes, los pisos, las escaleras, los techos y las instalaciones.
Cargas vivas: son cargas que pueden cambiar de magnitud y posición, estas
incluyen cargas de ocupantes, cargas de materiales en bodegas, cargas de
materiales de construcción, cargas de grúas viajeras, cargas de equipo de
operación, etcétera. Por lo general son cargas inducidas por la gravedad.
Cargas Vivas Unitarias en kg/m2
Destino de piso o cubierta W Wa Wm
a) Habitación (casa-habitación, departamentos, viviendas, dormitorios, cuartos de hotel,
internados de escuelas, cuarteles, cárceles, correccionales, hospitales y similares)
70 90 170
b) Oficinas, despachos y laboratorio 100 180 250
c) Aulas 100 180 250
d) Comunicación para peatones (pasillos, escaleras, rampas, vestíbulos y pasajes de acceso
libre al público)
40 150 350
e) Estadios y lugares de reunión sin asientos individuales 40 350 450
f) Otros lugares de reunión (bibliotecas, templos, cines, teatros, gimnasios, salones de baile,
restaurantes, salas de juego y similares)
40 250 350
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS” g) Comercios, fábricas y bodegas 80 90 Wm
h) Azoteas con pendiente no mayor de 5% 15 70 100
i) Azoteas con pendiente mayor de 5%, otras cubiertas, cualquier pendiente 5 20 40
j) Volados en vía pública (marquesinas, balcones y similares) 15 70 300
k) Garajes y estacionamientos (exclusivamente para automóviles) 40 100 250
2.2 Proposición Geométrica.
• La propuesta geométrica estará basada en una PLACA PLEGADA DE
FORMA TRAPEZOIDAL. Para un proyecto destinado a talleres de torno.
•
141 450 100
• 100
100 141 100 141 100
2.3. Análisis de Cargas.
Losa: 1.0 x 1.0 x 0.10 x 2400___________________________ = 240 kg. /m2
Impermeabilizante de fieltro y pintura anti reflejante 3 capas: _ = 45 kg. /m2
Aplanado de yeso: 1.0x1.0x.03x1500_____________________= 45 kg. /m2
Suma = 330 kg. /m2
84
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
85
Carga Viva: __ (ver inciso h tabla de arriba)________________= 100 kg. /m2
TOTAL = 430 kg. /m2
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CAPITULO III
ANALISIS ESTRUCTURAL
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CAPITULO III.- ANALISIS ESTRUCTURAL.
3.1. Software de aplicación.
Se presenta al final de esta sección.
3.1.1. Análisis Transversal.
Se considerará para los efectos del Análisis Transversal, la fachada que
presenta la placa plegada por su lado corto, misma que tiene la siguiente
geometría:
141 450 100
• 100
100 100 100 100 100
FACHADA TRANSVERSAL
Asimismo, consiste en “desdoblar” la placa. Tomar una franja unitaria y tratarla
como si fuera una viga continua, ya que cada pliegue equivale a un apoyo,
teniendo especial cuidado en trabajar con la componente normal de la carga en
cada tramo, tal y como se indica en la siguiente figura.
Wcosα
α
W
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
ANGULO α
Wcosα Wcosα 430cos450= 304 kgs/m SE USARAN 300 KG/M
430KG/M 430 KG/M 430 KG/M
l2 l1 l2 l1 l2 l1 l2 l1 l2 l1 l2 l1 l2 l1 l2 l1
3.1.2. Análisis Longitudinal.
Se considerará para los efectos del Análisis Longitudinal, la fachada que
presenta la placa plegada por su lado longitudinal.
141 450 100 sentido longitudinal
• 100 L= 20m
100 100 100 100 100
l1=100 l2=100
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Consiste en tomar cada sección de la losa plegada como una viga simplemente
apoyada o continua según el caso.
3.2. Determinación de elementos mecánicos.
Se dice que una estructura o elemento mecánico es rígido cuando no se
deforma, flexiona o tuerce con facilidad al aplicársele exteriormente una fuerza,
un momento flexionante o uno de torsión. Pero si el desplazamiento debido a la
perturbación es grande, entonces se dice que el elemento es flexible. Los
términos rigidez y deformación son expresiones cualitativas que dependen del
caso. Un ejemplo del caso es la horquilla de una bicicleta, las cuales al ser
utilizadas presentan poca deformación debido a que son de estructura rígida
(Obviamente cuenta con un módulo de elasticidad que le permite deformarse
elásticamente, pero en pequeñas magnitudes). Para el caso de estructura
flexible se pueden mencionar también los casos de los cables de los frenos de
las bicicletas que son de formación rígida para la tensión pero totalmente
flexible para la flexión, en todo su recorrido de la palanca hasta la pastilla.
Para este caso en particular, al ser iguales las longitudes de los tramos, no hay
desequilibrio pudiéndose considerar que en cada tramo puede hacerse el
89
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
90
análisis detallado mediante el método de CROSS, o bien aplicar la ecuación de
la continuidad siguiente:
M M M M M M
l2 l1 l2
M = - .
Para el caso de obtener el momento flexionante de la losa en el
sentido longitudinal de su desarrollo se tiene lo siguiente:
M=
M= . . 73330.00
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
3.3. Construcción de Diagramas.
Diagrama de Momentos para el caso de la viga transversal
M= wCos?L1
12
M= wCos?L1
24
2
2
Diagrama de Momentos para el caso de la viga longitudinal.
91
Wl2/8 El diagrama anterior es el típico representativo para este modelo de placas.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Tablas de resultados ******************************************************* * R E S U L T A D O S * ******************************************************* COMBINACION DE LOS SIGUIENTES CASOS DE CARGA 1.00 DEL CASO DE CARGA 1 DESPLAZAMIENTO NODO X Y ROTACION 1 0.0000000 0.0000000 0.0000000 2 0.0000000 0.0000000 0.0000000 3 0.0000000 0.0000000 0.0000000 4 0.0000000 0.0000000 0.0000000 5 0.0000000 0.0000000 0.0000000 6 0.0000000 0.0000000 0.0000000 7 0.0000000 0.0000000 0.0000000 8 0.0000000 0.0000000 0.0000000 9 0.0000000 0.0000000 0.0000000 FUERZAS Y MOMENTOS EN VIGAS VIGA NODO AXIAL CORTANTE MOMENTO 1 1 0.000 215.000 35.833 2 0.000 215.000 -35.833 2 2 0.000 215.000 35.833 3 0.000 215.000 -35.833 3 3 0.000 214.320 50.365 4 0.000 214.320 -50.365 4 4 0.000 215.000 35.833 5 0.000 215.000 -35.833 5 5 0.000 214.320 50.365 6 0.000 214.320 -50.365 6 6 0.000 215.000 35.833 7 0.000 215.000 -35.833 7 7 0.000 215.000 35.833 8 0.000 215.000 -35.833 8 8 0.000 215.000 35.833 9 0.000 215.000 -35.833 REACCIONES NODO FUERZA X FUERZA Y MOMENTO Z
96
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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1 -0.000 -215.000 -35.833 2 -0.000 -430.000 -0.000 3 -0.000 -429.320 -14.532 4 -0.000 -429.320 14.532 5 -0.000 -429.320 -14.532 6 -0.000 -429.320 14.532 7 -0.000 -430.000 -0.000 8 -0.000 -430.000 -0.000 9 -0.000 -215.000 35.833
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CAPITULO IV
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA
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CAPITULO IV.- DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA.
4.1 Diseño de la placa.
TEORIA PLASTICA
ANALISIS DE LA CARGA:
WTOTAL= 430 Kg/m2 (EN TRAMOS HORIZONTALES)
WTOTAL= Wcosα = Wcos450= 430x0.707=304.01Kg/m2 (EN TRAMOS
INCLINADOS), SE USARAN 300.00 Kg/m2
1.- Sentido Transversal.
1. A.- LA VIGA CONTINUA SERIA:
430kg/m 300 430 300 430kg/m
1.0 1.0 1.41 1.0 1.41 1.0 1.0 1.0
APLICANDO EL SOFTWERE DE CALCULO, PARA ENCONTRAR LOS
ELEMENTOS MECANICOS, SE OBTUVIERON LOS SIGUIENTES
RESULTADOS:
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Tablas de resultados ******************************************************* * R E S U L T A D O S * ******************************************************* COMBINACION DE LOS SIGUIENTES CASOS DE CARGA 1.00 DEL CASO DE CARGA 1 DESPLAZAMIENTO NODO X Y ROTACION 1 0.0000000 0.0000000 0.0000000 2 0.0000000 0.0000000 0.0000000 3 0.0000000 0.0000000 0.0000000 4 0.0000000 0.0000000 0.0000000 5 0.0000000 0.0000000 0.0000000 6 0.0000000 0.0000000 0.0000000 7 0.0000000 0.0000000 0.0000000 8 0.0000000 0.0000000 0.0000000 9 0.0000000 0.0000000 0.0000000 FUERZAS Y MOMENTOS EN VIGAS VIGA NODO AXIAL CORTANTE MOMENTO 1 1 0.000 215.000 35.833 2 0.000 215.000 -35.833 2 2 0.000 215.000 35.833 3 0.000 215.000 -35.833 3 3 0.000 214.320 50.365 4 0.000 214.320 -50.365 4 4 0.000 215.000 35.833 5 0.000 215.000 -35.833 5 5 0.000 214.320 50.365 6 0.000 214.320 -50.365 6 6 0.000 215.000 35.833 7 0.000 215.000 -35.833 7 7 0.000 215.000 35.833 8 0.000 215.000 -35.833 8 8 0.000 215.000 35.833 9 0.000 215.000 -35.833
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REACCIONES NODO FUERZA X FUERZA Y MOMENTO Z 1 -0.000 -215.000 -35.833 2 -0.000 -430.000 -0.000 3 -0.000 -429.320 -14.532 4 -0.000 -429.320 14.532 5 -0.000 -429.320 -14.532 6 -0.000 -429.320 14.532 7 -0.000 -430.000 -0.000 8 -0.000 -430.000 -0.000 9 -0.000 -215.000 35.833
Momentos Negativos
M (-) = 50.36 Kg-m
Momentos Positivos:
PUDIENDOSE CONSIDERAR EL POSITIVO COMO LA MITAD DE ESTE
VALOR, YA QUE NO ES TAN SIGNIFICATIVA LA DIFERENCIA ENTRE LAS
LONGITUDES DE LOS CLAROS
Por lo tanto:
Vmax = 215 kgs.
Mu max = 50.36kg/m x (1.4) = 70.504 kg-m.
Sección propuesta:=10 cms
r=recubrimiento=2 cms
Peralte efectivo = d = 10-2=8 cms
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CONSTANTES DE LOS MATERIALES: f’c= 210 kg/cm² fy= 4200 kg/cm² f*c= 0.8f’c =168 kg/cm²
f’’c= 0.85 f*c= 142.8 kg/cm²
′′ 1 0.5
í 0.7′
0.7210
0420 . 002415
′′ 4800
60142.8 4800
000 4200 0.016 00 4200 6
′′0.016 4200
142.8 0.47
Peralte necesario:
′′ 1 0.5
.. . . . .
=1.2352cms
1.2352 8
Por razones de construcción, se usara d= 8 cms.
Recubrimiento = 2 cms
h total = 8+2 = 10cms
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Armado a flexión
′′ 1 0.5
1 0.5 ′′
′′.
. .0.00857162
′′ 142.84200 .034
Obtenemos el valor de ω de la tabla apéndice A del RDDF, ω=0.034
Tabla 6.2 Apéndice A del RDDF
ω=0.034
0.034 0.034 0.00102
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Se utiliza el mínimo que es 0.0024
Cálculo del área de acero
0.0024 100 10 2.4
Usando varilla del #3:
..
3.38 4 en 100 cm
Separación ó. .
25
vs #3 @ 25cm. Lo mismo en acero positivo que en negativo.
Revisión por fuerza cortante
Fuerza Cortante que absorbe el concreto
Como 0.0024 0.01 r epo lo tanto, s usa:
.
0.8 √168100 8 0.2 30 0.0024
22 3 15 56.3 2
Por lo tanto la sección propuesta (h=10cm) pasa por fuerza cortante
Área de acero por temperatura
0.002 0.002 100 10 2.0
Se propone a v rilla #3
..
2.81 2.81 1 3.81 4 en 100 cm
Separación ó. .
25
Varilla #3 @ 25 cm
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#3@25
10 CMS EJE DE SIMETRIA
CROQUIS DEL ARMADO DE LA LOSA EN EL SENTIDO TRANSVERSAL.
2.- SENTIDO LONGITUDINAL
2.1.-- DIMENSIONES REALES:
141 450 100 2000
• 100
100 100 100 100 100 Línea de Simetría para el análisis
ACOTACIONES AL CENTIMETRO.
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2.2.- DIMENSIONES EQUIVALENTES:
2.00 M 20.00 M
0.0965 M 2.3.- CARGA POR METRO: 430X(0.50+1.41+1.00+0.50=3.41)=1466.30KG/M 2.4.- MOMENTO FLEXIONANTE: M= . . 73330.00
2.5.- ARMADO:
′′7333000
. 90 9.65 200 142.8 0.14781675
′′ 142.84200 .034
Obtenemos el valor de ω de la tabla 6.2 Apéndice A del RDDF, ω=0.155
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0.034 0.155 0.00527
0.00527 MAYOR QUE EL MINIMO REQUERIDO, SE USA 0.00527
0.00527 9.65 200 10.1711 2
Suponiendo un peralte EFECTIVO de 175 cms
Proponiendo # 4 de 1.27 cm2
..
8 varillas
Se usaran 8#4 en el lecho bajo de cada losa. El resto lleva un armado de
#3@20 por especificación.
#3@20
8#4
CROQUIS DEL ARMADO EN EL SENTIDO LONGITUDINAL.
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4.2 DISEÑO DEL TIMPANO:
A) CARGA SOBRE EL TIMPANO
SU PERIMETRO ES DE 1.0+1.41+1.0+1.41+1.0=5.82 M. DE DESARROLLO.
..
6551.30 /
1.41
1.00
3.82
PESO PROPIO:
AREA1= . . . = 3.398≈3.40M2
AREA2=1.00X3.82=3.82 M2
AREA1+AREA2= 3.40+3.82=7.22M2
CONSIDERANDOLE UN ESPESOR DE 0.4M
PESO= 7.22X0.4X2400=6931.20KGS
PESO X METRO= 6931.20/3 = 2310.40 KG/M
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B) MOMENTOS:
Negativos:
M(-) = . . 57758.3
Positivos:
M(+)=28879.16kg/m
2 ′′ 1 0.5
1 0.5 ′′
′′2887916
90 40 142.8 0.01834331 . 175
′′ 142.84200 .034
Obtenemos el valor de ω de la tabla 6.2 Apéndice A del RDDF, ω=0.018
367 0.034 0.018 0.00062
′′0.00062367 4200
142.8 0.0183
Peralte necesario:
′′ 1 0.5
. . . . . =175.8≈176 cms
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SE USARA UN:
d= 176 cms
h= 200 cms
D) ARMADO:
NEGATIVO:
As = máx.
Se utiliza el mínimo porcentaje de acero que es 0.0024 0.00062367
As 0.0024x40x176 16.896 cm2 ..
= 3.32 # 8 se usaran 4#8
POSITIVO:
As = 10 cm2 = 2#8
*Cálculo del cortante que absorbe el concreto
Vt= . . 34655
Vc = FR bd (0.2 + 30
Vc = 0.80 x40 x176 0.2 30x 0.0024 √143
Vc= 18321.57 kgs Vc < Vt 18321.57 kgs < 34655 kg
Falla por cortante, por lo tanto el espaciamiento se calcula:
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S= Fr Av fy d sen θ cosθ
Vu Vc
Fr Av fy
3.5 b
S = . . . ..
51.4 34
Se usaran estribos # 3 @ 30
4#8
200
2#8
40
4.3 DISEÑO DE LA COLUMNA:
A) ANALISIS DE CARGAS:
P= 6931.20 ≈ 6930; P=6930X10= 69300 KG DE CARGA TOTAL SOBRE LA
COLUMNA (Este valor será el que se considerara para el análisis de la
columna)
B) COEFICIENTE SISMICO
CONSIDERANDO UN VALOR DE 0.08 SEGÚN REGLAMENTO DE LA CFE.
ASIGNADO PARA DURANGO.
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B) FUERZA HORIZONTAL:
P= 69300X0.08=5544≈5540 KGS
C) MOMENTO:
Altura de la columna (h) =5.00m
P=5540.00 KGS
M= Pxh= 5540x5.00=27,700kg-m
D) DISEÑO:
ELEMENTOS MECANICOS DE DISEÑO:
P= 69300.00 KGS
M= 27700.00 kg-m
LA EXCENTRICIDAD (e) = 0.3997 0.4m=40 cms
E) SE PROPONE:
F’c= 210 kgs/cms2
Fs= 2100 kgs/cm2
Es= modulo de elasticidad del acero = 2100,000 kgs
Ec = modulo de elasticidad del concreto = 14894√ ’
Relación de módulos= n = 10
P=% por cara=1.5%
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Pn= 0.015X10= 0.15
RECUBRIMIENTO (d’)=0.10 del lado mayor
Se propone una sección de 40x60 (bxh)
Para una relación de
= 0.66›0.3, rebasa el límite de 0.3, por lo tanto no es el caso de la
grafica1 y nos manda directamente al caso 2, que es como sigue:
= 1.5
F) CONSTANTES DERIVADAS DE LA GRAFICA
C=5.6 , K= 0.52
G) VERIFICACION DE LOS ESFUERZOS:
EN EL CONCRETO:
fc = C
fc admisible=0.45 f’c=.45x210=94 kg/cm2
fc = 5.6 =107.72 kg/cms2 94 kg/cm2 tiene un 12.8% más de lo
especificado, por lo tanto proponemos un concreto de mas Resistencia, uno de
250 kg/cm2,
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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fc admisible=0.45 f’c=.45x250=112.5 kg/cm2 105.7 kg/cm2 con lo que queda
subsanado la deficiencia de esfuerzos en el concreto, el resto del cálculo no
nos afecta.
EN EL ACERO:
fs = nfc’
1 2100 / 2
Para un concreto f’c=250 kg/cm2 n=8
fs=8x112.5..
.1 =484.615 kg/cm2 2100 kgs/cm2 POR LO TANTO SE
ACEPTA.
H) AREA DE ACERO:
As = pAg = 0.015x40 x 60= 36 cms2
Se usaran 10 #8 equivalentes a 2.1%(10varillasx5.07 cms2de area de acero de
c/u/40x60)
J) ESTRIBOS
POR ESPECIFICACION:
EL MENOR DE CUALQUIERA DE LOS SIGUIENTES TRES CRITERIOS:
a) Lado menor de la sección = 40
b) 48 veces el diámetro del estribo =48 x 1cm=48 cms
c) 12 veces según las normas DIN, o 16 según el ACI, el diámetro de acero
de refuerzo principal: 12x2.54=30.48 cms
Se usara # 3@ 30 cms
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CAPITULO VI
DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
5.1) ELECCION DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
GENERALIDADES
El objetivo de una cimentación es el de proporcionar el medio para que las cargas de
la estructura, concentradas en columnas o en muros, se trasmitan al terreno
produciendo en este un sistema de esfuerzos que puedan ser resistidos con
seguridad sin producir asentamientos o con asentamientos tolerables, ya sean estos
uniformes o diferenciales.
PARTES DE UNA ESTRUCTURA
En toda estructura se distinguen dos partes principales: La Superestructura y la
Subestructura.
La Superestructura de un edificio, es aquella parte de la estructura que esta formada
por losas, trabes, muros, columnas, etc.
La Subestructura es la parte de la estructura que sirve para transmitir las cargas de
esta al suelo de cimentación.
CLASIFICACION
Las cimentaciones poca profundas son aquellas en las cuales los elementos
verticales de la superestructura se prolongan hasta el terreno de cimentación
descansando directamente sobre él mediante el ensanchamiento de su sección
transversal con el fin de reducir el esfuerzo unitario que se transmite al suelo.
Los tipos más frecuentes de cimentaciones poco profundas son: Las Zapatas
Aisladas, Zapatas corridas, Zapatas Ligadas y Losas de Cimentación.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Súper-Estructura
Sub-Estructura
ZAPATAS AISLADAS
Las zapatas aisladas son elementos estructurales, generalmente cuadrados o
rectangulares y raramente circulares, que se construyen bajo las columnas con el
objeto de trasmitir la carga de estas, incluyendo su propio peso, a una mayor área de
terreno de modo que la intensidad de las presiones que transmita se mantenga
dentro de los limites permitidos por el suelo que la soporta. En algunas ocasiones las
zapatas aisladas soportan mas de una columna, y su construcción es de concreto
reforzado.
ZAPATAS CORRIDAS
Son aquellas que la longitud supera mucho al ancho. Soportan varias
columnas o un muro y pueden ser de concreto reforzado o mampostería esto en el
caso de que la carga que soporte no sea muy grande. La zapata corrida es una
forma evolucionada de la zapata aislada, en el caso de que la resistencia que ofrece
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
el suelo es baja que obligue al empleo de mayores áreas de repartición o en el caso
de que deban transmitirse al suelo grandes cargas.
ZAPATAS LIGADAS
Este tipo de cimentación se emplea comúnmente cuando se tienen zapatas de
lindero sencillas, cuya distribución de presiones no es uniforme por la carga
excéntrica que soportan; por lo tanto para evitar que se inclinen se puede lograr de
dos maneras:
a) Se ligan a una zapata interior por medio de una trabe de concreto reforzado.
b) Se aprovecha la carga de un muro para centrar las reacciones en la zapata de
lindero
LOSAS DE CIMENTACIÓN
Cuando la resistencia del terreno sea muy baja o las cargas sean muy altas, las
áreas requeridas para apoyo de la cimentación deben aumentarse, llegándose al
empleo de verdaderas losas de cimentación, los que pueden llegar a ocupar toda el
área construida.
No existe ningún criterio preciso para distinguir los tipos de cimentación
anteriores, siendo la practica, la norma para su distinción.
También existen multitud de variedades de cimentaciones combinadas, en las
que los tipos básicos se entremezclan al gusto del proyectista, que se esforzara por
extraer del suelo el mayor partido posible, combinando los factores estructurales con
las características del terreno.
Si aun en el caso de emplear una losa corrida la presión transmitida al subsuelo
sobrepasa la capacidad de carga de este, es evidente que habrá de recurrir a
soportar la superestructura en estratos mas firmes que se encuentran a mayores
profundidades, llegándose así a las cimentaciones profundas.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CIMENTACIONES COMPENSADAS
El principio en que se basan las cimentaciones es sencillo; se trata de desplantar
a una profundidad tal que el peso de la tierra excavada iguale al peso de la
estructura; de manera que el nivel de desplante del suelo, por así decirlo, no sienta
la sustitución efectuada por no llegarle ninguna presión añadida a la originalmente
existente.
Este tipo de cimentación exige, que las excavaciones efectuadas no se rellenen
posteriormente, lo que se logra o con la losa corrida en toda el área de cimentación
o construyendo cajones huecos en el lugar de cada zapata. El primer tipo de
cimentación es usual en edificios compensados y el segundo en puentes.
Las cimentaciones compensadas han sido particularmente utilizadas para evitar
asentamientos en suelos altamente compresibles.
Como el proceso de carga no es simultáneo con el de descarga, resultado de la
excavación tienen lugar expansiones en el fondo de esta que se traduce en
asentamientos cuando por efecto de la carga de la estructura dicho fondo regresa a
su posición original. La excavación necesaria generalmente es profunda. Estas
cimentaciones son denominadas de compensación total, en las que el peso de la
estructura es igual al de la tierra excavada.
FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE CIMENTACIÓN
Los factores que influyen en la correcta selección de la cimentación pueden
agruparse en tres clases principales:
a) Los relativos a la superestructura, como son: las cargas que transmite el suelo,
materiales que la constituyen, etc.
b) Los relativos al suelo, que se refieren a sus propiedades mecánicas,
especialmente su resistencia y compresibilidad, a sus condiciones hidráulicas, etc.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
c) Los factores económicos, que deben balancear el costo de la cimentación en
comparación con la importancia y aun con el costo de la superestructura.
Puede decirse que un análisis preeliminar (un balance meditado) de los factores
anteriores permite a un proyectista con experiencia eliminar todos aquellos tipos de
cimentación inadecuados para escoger de entre estos el proyecto final.
Al balancear los factores anteriores, adoptando un punto de vista estrictamente
de ingeniería debe estudiarse no solo la necesidad de proyectar una cimentación
que se sostenga en el suelo sin falla o colapso sino que no tenga durante el
transcurso de su vida asentamientos o expansiones que interfieran con la función de
la estructura.
Por otro lado, abordando el problema de Capacidad de Carga, se trata de
conocer el nivel de esfuerzos que la cimentación puede transmitir al suelo sin
provocar un colapso o falla brusca, generalmente por otro lado, será necesario
calcular los asentamientos o expansiones que el suelo va a sufrir con tales
esfuerzos, cuidando que estos queden siempre en niveles tolerables para la
estructura que se trate. Ambos aspectos anteriores deberán ser tomados en cuenta
simultáneamente y de su justa apreciación dependerá el éxito o fracaso en un caso
dado.
CRITERIOS DE DISEÑO PLASTICO (TEORIA DE ZAPATAS)
Factores de carga:
1. Para combinaciones que incluyen exclusivamente acciones permanentes y
variables se toma fc =1.4 excepto cuando se trate de estructuras que soportan pisos
en los que puede haber normalmente aglomeraciones de personas tales como
centros de reunión, escuelas, salas de espectáculos, locales para espectáculos
deportivos y templos, o de construcciones que tengan equipo sumamente valioso,
incluyendo los museos en cuyo caso se tomara fc = 1.5.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
2. Para combinaciones que incluyan una acción accidental, además de las
acciones permanentes y variables se toma fc = 1.1.
3. Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto sea favorable a la resistencia o
estabilidad de la estructura se tomara fc = 0.9.
4. Para revisión de estados limites de servicios se tomara en todos los casos fc=
1.0.
MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO.
Para concretos de peso normal de modulo de elasticidad se supone igual a 10
000 √f’c en kg/cm².
RESISTENCIA NORMAL DEL CONCRETO A COMPRESIÓN f*c.
Para diseñar se usara el valor nominal f*c con la expresión siguiente: f*c =0.8
f’c.
FACTORES DE RESISTENCIA.
Las resistencias deben afectarse por un factor de reducción fr. que valdrá 0.9
para flexión y 0.8 para cortante y tensión. En flexo compresión fr = 0.85.
ESFUERZO CORTANTE f’’c.
Se tomara f’’c = 0.85f*c si f*c es menor o igual a 250 kg/cm² o igual a (1.05-f*c/1250) f*c si f*c es mayor que 250kg/cm².
REFUERZO MINIMO
El área mínima de un esfuerzo rectangular o cuadrada de concreto reforzado
de peso normal, puede calcularse con la siguiente expresión:
As =0.7√f´c bd Fy
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Donde b y d son el ancho y el peralte efectivo de la sección. El objeto de L
refuerzo mínimo es cortar la falla súbita que se pronunciaría al agrietarse el
miembro.
REFUERZO MAXIMO.
En miembros o elementos a flexión se forman partes de sistemas que deban
resistir fuerzas sísmicas el refuerzo máximo de acero de tensión será 75 % de lo
correspondiente al área de acero máximo.
Al imitar la cantidad de refuerzo a tensión se logra que el elemento tengo un
compartimiento dúctil que sea capaz de disipar cierta energía antes de romperse.
As max = ( f´´c) (4800) b d
Fy fy +6000
FUERZA CORTANTE QUE TOMA EL CONCRETO VCR
En vigas con relación claro a peralte total (L / h) no menor de 5.0 la fuerza
cortante que toma el concreto (vcr) se calcula con el criterio siguiente
Si p <0.01Vcr = Fr bd(0.2+30 p)√ f*c..........................(1)
Si p ≥0.01Vcr =0.5Frdb√f*c....................................... (2)
Si L / h es menor que 4.0 y las cargas y reacciones comprimen directamente las
cargas superiores de la viga, VCR se obtendrá multiplicando el valor que de la
segunda ecuación (3.5-2.5M/VD) mayor que uno pero sin que tome VCR mayor que
1.5fr VD√ f*c
En el factor anterior “M” y “V” son el momento flexiónate y la fuerza cortante que
actúa en la sección.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Para valores intermedios de L / h el valor de VCR se obtendrá por medio de
interpolación.
FUERZA CORTANTE EN LOSAS Y ZAPATAS.
Si no hay transmisión de momentos entre losa o zapata y la columna, el
esfuerzo cortante de diseño se calculara con Vu=vu/bo d donde “bo” es el perímetro
de la sección critica (Vu) la fuerza cortante de diseño en dicha sección.
Cuando no haya transferencia de momentos que una fracción del momento
dada por:
Φ = 1 - 1 1+0.67√C1+d/ C2d
Se transmite por excentricidad de la fuerza cortante total, con respecto al
centroide de la sección critica. En columna rectangular (C1) es la dimensión paralela
al momento transmitido (C2) es la dimensión perpendicular a C1.
RECUBRIMIENTO.
El recubrimiento de toda barra no será menor de 1.0 cm, ni menor que su
diámetro. El de paquete de barras no será menor de 1.0 ni que 1.5 veces el diámetro
de la barra mas gruesa del paquete. En miembros estructurales colados
directamente contra el suelo, sin uso de plantilla, el recubrimiento libre mínimo será
de 5.0 cm, si se usa plantilla de recubrimiento libre mínimo será de 3.0 cm.
ESPESOR MINIMO DE ZAPATAS DE CONCRETO.
El espesor mínimo de una zapata reforzada será de 10 cm. Si la zapata apoya
sobre pilotes, dicho espesor mínimo será 30 cm.
- 127 -
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
5.2) DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
DISEÑO DEL DADO DE CIMENTACIÓN
P = 0.85 ((Ag (0.25 f’c + fs �g)) Ag = Area del concreto
ρg = Porcentaje de acero
ρg min = 1 %; ρg max = 8 %
Ag propuesta 50 cm. x 70 cm. = 3500 cm. ² > Ag mínima = 900 cm ² ρg propuesto = 1 % = 0.01
CAPACIDAD DE CARGA DEL DADO
P = 0.85 (3500 (0.25(250) + 2100 (0.01))) = 185955.35 Kg. Carga sobre el dado = 69300.00 Kg. + pp. de la columna(0.4x0.6x5.0hx2400) Carga sobre el dado = 69300.00 Kg. + 2880.00 Kg. = 72180.00 Kg. P = 185955 Kg. > 72180 Kg. BIEN As = ρg (Ag) = 0.01 (3500 cm ²) = 35 cm ² Varillas del # 5 (que es el mínimo) = 35 cm. ² / 2.87 cm ² = 12#6 La separación de estribos será la que resulte menor de los siguientes casos; proponiendo estribos con varilla del # 3
1. 16 ∅ de la varilla longitudinal = 16 ( 1.90 ) = 30.4 CMS 2. 48 ∅de la varilla para estribos = 48 ( 0.95 ) = 45 CMS
3. La menor dimensión del dado = 50 CMS
- 128 -
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
70 cms 66 cms 4 cms 12#6 46 cms 50 cms E#3@30 4 cms
CROQUIS DE ARMADO DEL DADO
12 # 6; EST VAR # 3 @ 30 CMS
DISEÑO DE LA ZAPATA AISLADA SUJETA A CARGA CONCENTRADA DATOS: P qa = 15 Ton / m ² ( resistencia del terreno ) f’c = 300 kg / cm ² fy = 4200 kg / cm ² P = 72180.00 Kg. P = (CM + CV) = 1.4 (72180) = 101052 Kg.
- 129 -
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CONSTANTES DE CÁLCULO
f*c = 0.8 f’c = 0.8 ( 300 ) = 240 Kg. / cm ² < 250 Kg. / cm ² f”c = 0.85 f*c = 0.85 ( 240 ) = 204 Kg. / cm ² ρmin =0.7 f’c / fy =0.7 300 / 4200 = 0.002886 ρmax= ( f”c / fy )( 4800 / ( fy + 6000 ) )= ( 204 / 4200 )( 4800 / ( 4200 + 6000 ) ) = 0.0228
DETERMINACION DEL AREA DE LA ZAPATA
qa = P / A ; A = P / qa = 101.052 / 15 = 6.74 m ² Proponiendo una zapata cuadrada A = B ² = 6.74 m ² B = 6.74 = 2.60 B = 2.60 m
CALCULO DEL PERALTE POR FLEXION
Mu = FR b d² f”c w (1 – 0.5 w) d = Mu / (FR b f”c w (1 - 0.5 w) w = ρmin fy / f”c; w f”c = ρmin fy sustituyendo en d d = Mu / (FR b ρmin fy (1 – (0.5 ρmin fy / f”c)) q real = 101.052 Ton / 2.60² = 14.948≈ 15 Ton/m² 50 cm 1.05 m 2.60 m
- 130 -
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
M = q real L² / 2 M = 15(1.05) ² / 2 = 8.26 Ton-m Proponiendo ρmin = 0.002886 d = 826000 kg-cm /(0.90 (100) (0.0028) (4200) (1 – (((0.5) (0.002886) (4200))/204)) d = 27.97 CMS≈28 cms SE USARA d= 30 cms
REVISION DEL PERALTE POR CORTANTE
En vigas con relación claro a peralte total no menor que 5 la fuerza cortante que toma el Concreto es: Si < 0.01 Vcr = FR b d (0.2 + 30 ) f*c
Si >= 0.01 Vcr = 0.5 FR b d f*c
En esta zapata L / h = 2.60 / 0.30 + 0.05 (recubrimiento) = 7.428.> 5 Y utilizada es 0.0028 < 0.01 por lo tanto Vcr = 0.8 (100) (30) (0.2 + 30 (0.0028) 240 Vcr = 10559.30 Kg≈ 10.56 TON
- 131 -
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CORTANTE EN LA SECCION CRITICA
La sección crítica se encuentra a un peralte del paño de la columna d d
L = 1.05 m Vu’ w 0.75 m W = 10560 (1.05) = 11.088 Ton L = 1.05 – 0.30 = 0.75 m. Vu’ = wL = 11.088 (0.75) = 10.22 Ton. Por triángulos semejantes 10.22 -------- 1.05 Vu’ --------- 0.75 Vu’ = 10.22 (0.75) / 1.05 = 7.3 Ton. Como Vcr > Vu’ se acepta el peralte propuesto de 30 CMS.
- 132 -
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
REVISIÓN POR PENETRACIÓN
Si no hay transmisión de momento entre la losa o zapata y la columna el esfuerzo Cortante de diseño será: vu = Vu / ( bo d ) = P / ( bo d ) donde : Vu = Fuerza cortante de diseño en dicha sección. Bo = Perímetro de la sección critica, la sección critica se encuentra a d/2 del paño de la Columna. d / 2 50 cm. d / 2 d / 2 70 cm. d / 2 bo = ( 50 + 15 + 15 ) 2 + ( 70 + 15 + 15 ) 2 = 160+200=360 cm. Vu = 7300 Kg. / ( ( 360 ) ( 30 ) ) = 0.6759 Kg / cm² ≈0.67 El esfuerzo cortante máximo no debe exceder de FR f*c FR f*c = 0.8 300 = 240 kg / cm ² > 0.67 kg / cm ² Se acepta la sección d = 30 CMS
DETERMINACIÓN DEL AREA DE ACERO
As = ρb d = 0.0028 (100) (30) = 8.40 cm. ²
Con # 4; as = 1.27 cm. ²
Separación (s) = 100 as / As = 100 (1.27) / 8.40 = 15.11 cm.
Se usara #4@15
- 133 -
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CROQUIS DE ARMADO
- 134 -
50 cm. h = 37 cm d = 30 cm Varillas # 4 @ 15 cm en ambos sentidos
260 cm # 4 @ 15 cm 260 cm 70 cm # 4 @ 15 cm 50 cm
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CAPITULO VI
COSTOS Y PRESUPUESTOS OPUS VERSION AEC 10
135
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
CAPITULO VI. COSTOS Y PRESUPUESTOS (OPUS AEC 10).
6.1. CRACTERÍCAS GENERALES SOBRE LOS COSTOS.
6.1.1. INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES DE LOS COSTOS
Es el valor de lo que sale, medido en término monetario, potencialmente en
vías de ser incurridos, para alcanzar un objetivo específico.
De manera, que si adquirimos materias prima, pagamos mano de obra,
reparamos maquinarias con el fin de fabricar, vender o prestar algún servicio, los
importes gastados se denominan costos.
Clasificación de los costos
Los costos, en cuanto a la época en que obtienen, se dividen en:
Costos históricos: son aquellos que se obtienen después de que el
producto ha sido elaborado, es decir, son costos que se han incurrido y cuya
cuantía es conocida.
Costos predeterminados: son los que se calculan antes de realizar la
producción sobre la base de condiciones futuras especificadas y las mismas se
refieren a la cantidad de artículos que se han de producir, los precios a que la
gerencia espera pagar los materiales, el trabajo, los gastos y las cantidades que
se habrán de usar en la producción de los artículos.
Existen dos tipos de costos predeterminados y la diferencia más notable entre
ellos es la manera de calcularlos:
a) costos estimados: es la cantidad, que según la empresa, costará
realmente un producto o la operación de un proceso durante un período
de tiempo.
136
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Este se calcula a base de la mejor información disponible; se
caracteriza por una predeterminación un tanto general y poca profunda,
sobre los costos más recientes.
b) costos estándares: son los costos predeterminados de
fabricar una sola unidad o un período de tiempo, sobre la base de
ciertas condiciones supuestas de eficiencias económicas y otras.
Requiere estándares científicos completos, análisis sistemáticos de
producción, o sea, estudios hechos por ingenieros sobre la actual
capacidad productiva ó sobre la que se espera en el futuro.
6.1.2. CARACTERISTICAS DE LOS COSTOS
Los costos deben de reunir 4 características fundamentales:
1) veracidad: los costos han de ser objetivos y confiables y con una técnica
correcta de determinación.
2) Comparabilidad: los costos aislados son pocos comparables y sólo se
utilizan en valuación de inventarios y para fijar los precios. Para fijar los
precios, Para tener seguridad de que los costos son estándar comparamos
el costo anterior con el costo nuevo.
3) Utilidad: el sistema de costo ha de planearse de forma que sin faltar a los
principios contables, rinde beneficios a la dirección y a la supervisión, antes
que a los responsables de los departamentos administrativos.
4) Claridad: el contador de costos debe tener presente que no sólo trabaje
para sí, sino que lo hace también para otros funcionarios que no tienen un
amplio conocimiento de costos. Por esto tienen que esforzarse por
presentar cifras de forma clara y compresiva.
137
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
6.1.3. COSTOS INDIRECTOS
Desembolsos que no pueden identificarse con la producción de mercancías o
servicios específicos, pero que sí constituyen un costo aplicable a la producción en
general. Se conocen generalmente como gastos indirectos de manufactura.
6.1.4. COSTOS DIRECTOS
Son los cargos por concepto de material, de mano de obra y de gastos,
correspondientes directamente a la fabricación o producción de un artículo
determinado o de una serie de artículos o de un proceso de manufactura.
6.2. INTEGRACIÓN DE LOS COSTOS INDIRECTOS.
6.2.1. GENERALIDADES.
Los costos indirectos son los desembolsos que no pueden identificarse con la
producción de mercancías o servicios específicos, pero que sí constituyen un
costo aplicable a la producción en general. Se conocen generalmente como
gastos indirectos de manufactura.
6.2.2. COSTOS INDIRECTOS DE OPERACIÓN
La organización central de una empresa, particularmente, constructora
proporciona el soporte técnico necesario para llevar a cabo obras de naturaleza
diversa, en forma eficiente, y consecuentemente, éstas absorben un cargo por
este concepto, lo cual se sugiere realizarlo en forma porcentual, con base a tiempo
y costo, es decir, obtener el costo de la organización central para un periodo de
tiempo y para este mismo periodo, estimar el probable volumen de ventas a costo
directo que en forma realista pueda contratar, y así permitir determinar de cada
peso contratado a costo directo, cuánto debe incrementarse para cubrir los gasto
de la oficina central.
138
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Cabe hacer mención —excepcionalmente—, la existencia de obras que por su
importancia y localización, hace necesario la concentración de todo el personal y
recursos de la empresa en la obra misma, anulando por lo tanto el cargo de
oficinas centrales y reduciéndolo al de la obra.
La organización de una empresa constructora, varía, dependiendo de su
localización, tipo y continuidad de venta, así como el volumen que maneja, sin
embargo, pueden distinguirse tres áreas básicas:
Área de producción.- la que realiza las obras.
Área de control de producción.- aquella que controla resultados y cumple
requisitos legales, y
Área de producción futura.- La que genera las ventas y extrapola los resultados.
En virtud que la demanda de servicios, en una empresa constructora, es cíclica, la
organización debe contemplar la posibilidad de colapsarse, en otras palabras,
crecer al crecer la demanda y disminuir cuando ésta disminuye hasta un límite
mínimo de eficiencia.
Costo de la oficina central
Para el análisis del costo de una organización central, independientemente de su
estructura orgánica, sus gastos pueden agruparse en cuatro principales rubros,
que en forma enunciativa y no limitativa, pueden ser:
Gastos administrativos y técnicos.- Son los gastos que representan la estructura
ejecutiva, técnica, administrativa y de staff de una empresa, tales como honorarios
o sueldos de ejecutivos, consultores, auditores, contadores, técnicos, secretarias,
recepcionistas, jefes de compras, almacenistas, choferes, mecánicos, veladores,
139
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
dibujantes, personal de limpieza, mensajeros, igualas por asuntos fiscales y
jurídicos, etcétera.
Alquileres y depreciaciones.- Son aquellos gastos por conceptos de bienes,
inmuebles, muebles y servicios necesarios para el buen desarrollo de las
funciones ejecutivas, técnicas, administrativas y de staff de una empresa, tales
como rentas de oficinas y almacenes, servicios de teléfonos, luz eléctrica, correos
y telégrafos, servicios de internet, gastos de mantenimiento del equipo de
almacén, de oficinas y de vehículos asignados a la oficina central, así como
también, depreciaciones —que deberán separarse para la reposición oportuna de
los equipos antes mencionados—, al igual que la absorción de gastos efectuados
por anticipado, tales como gastos de organización y gastos de instalación.
Obligaciones y seguros.- Se refiere a los gastos obligatorios para la operación de
la empresa y convenientes para la dilución de riesgos a través de seguros que
impidan una súbita descapitalización por siniestros; pudiéndose enumerar entre
otros: inscripción en la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción,
cuotas a Colegios y Asociaciones Profesionales, seguros de vida, de accidentes,
de vehículos, de robo, de incendio y, actualmente cuota al Sistema de Información
Empresarial Mexicano, etcétera.
Materiales de consumo.- Estos son los gastos en artículos de consumo necesarios
para el funcionamiento de la empresa, tales como: combustibles y lubricantes de
vehículos al servicio de la oficina central, gastos de papelería en general, artículos
de oficina, copias heliográficas y reproducciones, artículos de limpieza, pasajes,
aúcar, café y gastos del personal técnico administrativo por alimentos.
140
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Capacitación y promoción.- Son los gastos referidos al derecho que todo
trabajador tiene para capacitarse, en las empresas constructoras, su personal
mínimo, tiene una carga de trabajo múltiple y es de difícil sustitución, por tanto
esta capacitación debe buscarse aún invirtiendo tiempo de descanso del
capacitando. Por otra parte, en las empresas constructoras la promoción no es
semejante a otras empresas y sólo a través de una continua seriedad en
compromisos de tiempo, costo y calidad pactados, podrá incrementarse la venta
de los servicios de la empresa, incluyendo al personal ejecutivo, dado que éstos
son la base de las ventas.
Existe otro gasto promocional, muy importante, el de los concursos que en un
porcentaje muy alto no son ganados por la empresa ponente, además de los
gastos de proyectos que después de fuertes erogaciones no son ejecutados.
En resumen, los gastos de capacitación y promoción son: cursos a obreros y
empleados, cursos y gastos de congresos a funcionarios, gastos de actividades
deportivas, de celebraciones de oficina, de honorarios extraordinarios con base a
la productividad, regalos anuales a clientes y empleados, atención a clientes,
gastos de concursos no obtenidos y gastos de proyectos no realizados.
6.2.3. COSTOS INDIRECTOS DE OBRA.
Los costos indirectos se definen como la suma de todos los gastos que, por su
naturaleza intrínseca, son aplicables a todos los conceptos de una obra en
especial.
Cálculo de los costos indirectos de obra
141
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Los componentes de los costos indirectos de obra se dividen en dos: costos
indirectos fijos y costos indirectos variables.
Los factores componentes que pueden aplicarse a una obra —en forma no
limitativa— en el cálculo de los costos indirectos fijos son:
• Superficie ocupada.
• Repercusión en los impuestos.
• Valor de piezas de refacción.
• Costos de demoras.
• Costos del tiempo ocioso.
• Cambios en el ritmo de producción.
Los factores componentes de los costos indirectos variables —en forma no
limitativa— son:
• Gerencia.
• Gastos de viaje en investigación.
• Costos de relevos.
• Adiestramiento —Capacitación o entrenamiento— del personal.
• Tiempo extra requerido para compensar pérdidas o atrasos de producción.
• Volumen de trabajo en curso.
• Cargos a la operación después de depreciación total.
• Maniobras de obras rechazadas o equipos devueltos.
Es necesario hacer notar, y reconocer, que las decisiones usuales entre opciones
selectivas contienen muchos factores, aparte de los que pueden expresarse
razonablemente en términos monetarios. Por ejemplo, una lista abreviada de los
142
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
objetivos que no son de lucro llevado al máximo, ni de reducción al mínimo de los
costos, y que puede tener trascendencia para toda empresa es:
• Reducir al mínimo el riesgo de sufrir pérdidas.
• Acrecentar al máximo la seguridad.
• Aumentar las ventas al máximo.
• Llevar a su máximo la calidad del servicio.
• Reducir al mínimo las fluctuaciones cíclicas de la empresa.
• Reducir al mínimo las fluctuaciones económicas cíclicas.
• Llevar al máximo el bienestar de los trabajadores.
• Crear o mantener una imagen favorable ofrecida al público.9
Los análisis económicos y de costos se reducen solamente a tomar en cuenta
aquellos objetivos o factores que pueden expresarse en términos de dinero. Los
resultados de estos análisis deberán ponderarse, a la par que otros objetivos y
factores —inexpresables en dinero—, antes de poder toma una determinación
definitiva.
6.2.4. UTILIDAD
Las utilidades son la medida de un excedente entre los ingresos y los costos
expresados en alguna unidad monetaria.
6.2.5. FINANCIAMIENTO
El financiamiento es el mecanismo el cual tiene por finalidad obtener recursos con
el menor costo posible. Tiene como principal ventaja la obtención de recursos y el
pago en años o meses posteriores a un costo de capital fijo llamado interés, por lo
143
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
general es una tasa de interés es compuesto lo que significa que son capitalizados
cada mes.
Ahora las empresas lo utilizan para agenciarse recursos para sus operaciones e
inversiones. Un financiamiento puede darse con recursos propios o de terceros
(préstamos bancarios ) Ahora si tu costo de capital entiéndase tasa de corte es del
orden del 10% y una inversión alternativa tiene una rentabilidad del orden del 20%
entonces puede ser posible que en base a estudios posteriores resulte beneficiosa
esa alternativa para la empresa y por tanto es allí donde deciden utilizar recursos,
pero resulta que no tienen los recursos necesarios en un momento justo para
echarlo a andar, por lo que necesitarían hacer uso de recursos externos y deciden
hacer uso de un préstamo bancario a una tasa de interés X , si la rentabilidad de
este proyecto cubre los gastos financieros incurridos en el préstamo, sus intereses
y recursos propios entonces se acepta el financiamiento de ese proyecto y por
ende el proyecto mismo. De lo contrario será rechazado.
Para eso se hace uso de fórmulas financieras para la evaluación de proyectos de
inversión como el Tir y el Van
6.2.6. CARGO ADICIONAL
Los cargos adicionales son las erogaciones que realiza "el contratista" por
estipularse expresamente en el contrato de obra como obligaciones adicionales,
así como los impuestos y derechos locales y federales que se causen con motivo
de la ejecución de los trabajos y que no están comprendidos dentro de los cargos
144
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
directos, ni en los indirectos, ni en la utilidad. Los impuestos y cargos adicionales
se expresaran porcentualmente sobre la suma de los cargos directos, indirectos y
utilidad, salvo cuando en el contrato, convenio o acuerdo se estipule otra forma de
pago.
Los cargos adicionales no deben ser afectados por la utilidad. Las obligaciones
adicionales a que se refiere este cargo se determinan en base a un porcentaje
sobre el precio final de los trabajos ejecutados.
6.2.7. DEFINICIÓN DE PORCENTAJES INDIRECTOS.
Son aquellos los cuales definen los costos indirectos y se obtienen de todos los
gastos administrativos que no inciden en los materiales y mano de obra que se
ocupan, por ejemplo el pago del teléfono, el pago de renta de oficinas y locales, el
pago de agua, el pago de luz, el pago a gestores por las fianzas manifestaciones
etc.; se suman todos esos gastos mensuales y se promedian entre el número de
obras que se pretenden o se realizan en ese mes. Se tienen así indirectos de
oficina e indirectos de campo.
6.3. INTEGRACIÓN DE LOS CATÁLOGOS DE MATERIALES, MANO DE
OBRA, HERRAMIENTA Y EQUIPO.
6.3.1. MATERIALES.
6.3.1.1 GENERALIDADES.
145
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Un material de construcción es una materia prima o con más frecuencia un
producto manufacturado, empleado en la construcción de edificios o de obras de
ingeniería civil.
6.3.1.2. ESPECIFICACIONES.
La especificación es una clasificación condensada, calificando a un material
aislado determinado, o a un conjunto de materiales unidos entre sí, por sus
cualidades o características que lo identifican, clasifican perfectamente y con
claridad, y lo diferencian de otros similares. En la actualidad se ha llegado a la
estandarización en los materiales más usados en las obras, y hay especificaciones
empleadas por rutina para contratos o para obras comunes y corrientes, tomadas
de libros o presupuestos similares. Las especificaciones hechas en esta forma, lo
más probable es que adolezcan de serios y grandes defectos, pudiendo notar,
desde luego, que en muchos casos el material especificado puede no encontrarse
en el lugar donde se va a ejecutar la obra, y que la adquisición del mismo resulte
incosteable, o que habiendo alguno similar, tenga cualidades muy distintas en su
composición. Así, por ejemplo, diremos que es muy común emplear cuando se
usa arena, la especificación de arena de mina azul. Esta especificación de arena
es sumamente vaga y no indica la calidad requerida, ni las características propias
del material y, al igual que éste podríamos citar muchos otros ejemplos de
materiales tales como la grava, tabique, fierro, en que se dan por hechas las
especificaciones a ellos referidas, sin pensar que precisamente estamos dando la
oportunidad de que sean interpretadas en forma equivocada.
146
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Para hacer una buena especificación de todos los materiales de una obra, se
deben primero valorizar aquellos de más importancia sobre los cuales deberá
llegarse más al detalle, y los más usuales resumirlos y precisarlos en forma tal que
se obtenga una escala correcta de valores. Es, desde luego, aconsejable
especificar resistencias, pruebas de laboratorio, etc., con objeto de que la
ejecución del proyecto se apegue en todo a los cálculos previos, los cuales
deberán estar basados sobre pruebas hechas sobre materiales regionales. Toda
buena especificación debe ir acompañada de un croquis, generalmente una
sección transversal del material o detalle constructivo en que se indica el espesor
a escala, así como los diferentes elementos que lo forman. Cuando más detalles
tenga esta especificación, mejor será el resultado, y cuanto más clara, concisa y
resumida, ayudará a una más fácil comprensión de parte del constructor de los
proveedores de materiales y, en general, de todos aquellos elementos que
intervienen regularmente en la obra. Hecho en esta forma y aclarando siempre el
por qué se usa un material en determinados casos, se facilitará la substitución del
mismo por otro similar conservando la parte fundamental de la especificación
pedida. Esto, en pocas palabras, será la flexibilidad de la especificación que en
muchos casos reportará beneficios de economía y rapidez, pues una
especificación rígida casi siempre será totalmente contraproducente. Las
especificaciones deberán ser complemento de los planos constructivos tanto
generales, como de detalle, y así, al trazar una línea en el papel, el arquitecto
deberá pensar lo que significa, es decir, el material que deberá emplearse y el
procedimiento constructivo que se seguirá para hacerlo posible, todo ello encierra,
de hecho, el concepto de especificación.
147
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
6.3.1.3. INVESTIGACIÓN DE MANO DE OBRA, MATERIALES Y EQUIPO.
Se consideraron los salarios actuales de acuerdo a la región donde se encontrara
la obra, así como los materiales y equipo con el que se encuentran cercanos a la
obra.
6.3.1.4 COSTO DIRECTO BÁSICO DE MATERIALES.
Es cualquier costo de producción que es directamente identificable en el producto
final.
6.3.2 MANO DE OBRA.
Es el costo total que representa el montante de trabajadores que tenga la empresa
incluyendo los salarios y todo tipo de impuestos que van ligados a cada trabajador.
La mano de obra es un elemento muy importante, por lo tanto su correcta
administración y control determinará de forma significativa el costo final del
producto o servicio.
6.3.2.1 COSTO UNITARIO DE TRABAJO.
Es el costo que se le impone a la unidad de trabajo realizada.
6.3.2.2 SALARIO BASE.
El Salario base de cotización, también conocido como Salario diario integrado, es
utilizado en México por el Instituto Mexicano del Seguro Social, para determinar
las cuotas obrero patronales, mensuales y bimestrales que se pagan bajo el
régimen obligatorio.
148
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Se calcula en base a una serie de criterios establecidos en el segundo capítulo de
la Ley del seguro social y tomando en cuenta los días del mes natural.
6.3.2.3 PRESTACIONES DE ACUERDO A LA LFT.
1. Jornada de Trabajo.
2. Descansos.
3. Vacaciones.
4. Prima Vacacional.
5. Aguinaldo.
6. Capacitaciones
Estas prestaciones involucran obligatoriedad para patrones y empleados, por lo
que no pueden ser renunciables o cambiadas y marcan el mínimo que deberá de
cubrir la labor realizada.
Las prestaciones son normativas y señaladas en la Ley Federal del Trabajo,
donde se estipula su seguimiento por parte de las autoridades del trabajo.
• Las jornadas de trabajo se refieren al número de horas a laborar por día.
• Los descansos señalan los periodos de interrupción durante el día y los días de
descanso obligatorios.
• Las vacaciones señalan los días de desarrollo de actividades de esparcimiento
familiar.
• La Prima Vacacional se refiere al apoyo extraordinario que se otorga al
trabajador durante los días de vacaciones.
• El aguinaldo se refiere a la prestación de recibir días de apoyo frente a los gastos
anuales del trabajador.
149
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
• Las capacitaciones se refieren a las jornadas de formación didáctica de los
trabajadores que les permitan ser más eficientes en su labor cotidiana, así como la
obligatoriedad de estas.
Jornada De Trabajo
Las jornadas de trabajo pueden ser:
DIURNA (06:00—20:00 HORAS)
NOCTURNA (20:00—06:00 HORAS)
MIXTA (ABARQUE AMBOS TURNOS)
El número de horas máximo podrá ser:
DIURNA en 8 horas.
NOCTURNA en 7 horas.
MIXTA en 7 horas y media.
La jornada de trabajo se establece en el momento de la contratación y no podrá
modificarse hasta un nuevo contrato.
Solo podrá ampliarse en casos de peligro de muerte de los trabajadores, en otros
casos, no existe obligación.
Descansos
Durante jornadas continuas de trabajo (ininterrumpidas), se otorga un descanso de
media con goce de salario.
Por cada seis días de trabajo, el trabajador gozara de un día de descanso
obligatorio por lo menos, con goce de salario integro.
Conforme a las necesidades del servicio, de común acuerdo el patrón y los
trabajadores determinaran el día de descanso semanal obligatorio, procurando
que este sea el día domingo.
150
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
Los trabajadores que presten servicio el día domingo, tendrán derecho a una
prima adicional del 25% sobre el salario de los días ordinarios.
Descanso Obligatorio En El Año:
1. El 1o. de enero;
2. El primer lunes de febrero en conmemoración del 5 de febrero;
3. El tercer lunes de marzo en conmemoración del 21 de marzo;
4. El 1o. de mayo;
5. El 16 de septiembre;
6. El tercer lunes de noviembre en conmemoración del 20 de noviembre;
7. El 1o. de diciembre de cada seis años, cuando corresponda a la transmisión del
Poder Ejecutivo Federal;
8. El 25 de diciembre, y
9. El que determinen las leyes federales y locales electorales, para efectuar la
jornada electoral.
Vacaciones
Los trabajadores que tengan más de un año de servicios disfrutarán de un período
anual de vacaciones pagadas, que en ningún caso podrá ser inferior a seis días
laborables, y que aumentará en dos días laborables, hasta llegar a doce, por cada
año subsecuente de servicios.
Si la relación de trabajo termina antes de que se cumpla el año de servicios, el
trabajador tendrá derecho a una remuneración proporcionada al tiempo de
servicios prestados.
Las vacaciones deberán concederse a los trabajadores dentro de los seis meses
siguientes al cumplimiento del año de servicios.
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
PRIMA VACACIONAL
Los trabajadores tendrán derecho a una prima no menor de veinticinco por ciento
sobre los salarios que les correspondan durante el período de vacaciones.
Las vacaciones y la prima se pagara en la quincena que se hayan tomado los
días, si las vacaciones abarcan dos o más quincenas, se pagaran los días
correspondientes en cada quincena.
Aguinaldo
Los trabajadores tendrán derecho a un aguinaldo anual que deberá pagarse antes
del día veinte de diciembre, equivalente a quince días de salario, por lo menos.
CAPACITACION
La capacitación del trabajador es obligatoria y deberá de realizarse en horario de
trabajo, salvo que por necesidades de servicio se modifique.
Se le enterará de los días y numero de capacitaciones a las que deberá de acudir,
en caso contrario, se entenderá que podrá rescindirse el contrato donde se señala
la obligatoriedad de la capacitación del trabajador.
6.3.2.4 INTEGRACIÓN DEL FACTOR DE SALARIO REAL
Se deberá entender al factor de salario real “Fsr”, como la relación de los días
realmente pagados en un periodo anual, de enero a diciembre, dividido entre los
días efectivamente laborados durante el mismo periodo.
Para su determinación, únicamente se deberán considerar aquellos días que estén
dentro del periodo anual referido y que, de acuerdo con la Ley Federal del Trabajo
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
y los Contratos Colectivos, resulten pagos obligatorios, aunque no sean
laborables.
El factor de salario real deberá incluir las prestaciones derivadas de la Ley Federal
del Trabajo, de la Ley del Seguro Social, de la Ley del Instituto del Fondo Nacional
de la Vivienda para los Trabajadores o de los Contratos Colectivos de Trabajo en
vigor.
Determinado el factor de salario real, éste permanecerá fijo hasta la terminación
de los trabajos contratados, incluyendo los convenios que se celebren, debiendo
considerar los ajustes a las prestaciones que para tal efecto determina la Ley del
Seguro Social, dándoles un trato similar a un ajuste de costos.
Cuando se requiera de la realización de trabajos de emergencia originados por
eventos que pongan en peligro o alteren el orden social, la economía, los servicios
públicos, la salubridad, la seguridad o el ambiente de alguna zona o región del
país, las dependencias o entidades podrán requerir la integración de horas por
tiempo extraordinario, dentro de los márgenes señalados en la Ley Federal del
Trabajo, debiendo ajustar el factor de salario real utilizado en la integración de los
precios unitarios.
6.3.2.5 COSTO DIRECTO REAL DE MANO DE OBRA
El costo directo por mano de obra es el que se deriva de las erogaciones que hace
el contratista por el pago de salarios reales al personal que interviene
directamente en la ejecución del concepto de trabajo de que se trate, incluyendo al
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
primer mando, entendiéndose como tal hasta la categoría de cabo o jefe de una
cuadrilla de trabajadores. No se considerarán dentro de este costo, las
percepciones del personal técnico, administrativo, de control, supervisión y
vigilancia que corresponden a los costos indirectos.
6.3.2.6 FORMACIÓN DE CUADRILLAS DE TRABAJO
Es el grupo de personas que se necesitan para realizar una actividad dentro de
una obra. Las cuadrillas se forman dependiendo del tipo de actividad, por lo que
se debe de conocer cada uno de los frentes de la obra para signarles cuadrillas a
cada una.
6.4 ESTRUCTURA PARA INTEGRAR EL CATALOGO DE LOS PRECIOS
UNITARIOS
6.4.1 COSTOS DIRECTOS DE MATERIALES, MANO DE OBRA Y EQUIPO
El costo directo de mano de obra se ha mencionado en unos párrafos atrás por lo
que se habla del costo directo por materiales que es el correspondiente a las
erogaciones que hace el contratista para adquirir o producir todos los materiales
necesarios para la correcta ejecución del concepto de trabajo, que cumpla con las
normas de calidad y las especificaciones generales y particulares de construcción
requeridas por la dependencia o entidad.
Los materiales que se usen podrán ser permanentes o temporales, los primeros
son los que se incorporan y forman parte de la obra; los segundos son los que se
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
utilizan en forma auxiliar y no pasan a formar parte integrante de la obra. En este
último caso se deberá considerar el costo en proporción a su uso.
El costo directo por maquinaria o equipo de construcción es el que se deriva del
uso correcto de las máquinas o equipos adecuados y necesarios para la ejecución
del concepto de trabajo, de acuerdo con lo estipulado en las normas de calidad y
especificaciones generales y particulares que determine la dependencia o entidad
y conforme al programa de ejecución convenido.
El costo por maquinaria o equipo de construcción, es el que resulta de dividir el
importe del costo horario de la hora efectiva de trabajo, entre el rendimiento de
dicha maquinaria o equipo en la misma unidad de tiempo.
6.4.2 COSTOS INDIRECTOS DE OPERACIÓN, DE CAMPO,
FINANCIAMIENTO, Y UTILIDAD ADICIONAL.
El cargo por utilidad, es la ganancia que recibe el contratista por la ejecución del
concepto de trabajo; será fijado por el propio contratista y estará representado por
un porcentaje sobre la suma de los costos directos, indirectos y de financiamiento.
Este cargo, deberá considerar las deducciones correspondientes al impuesto
sobre la renta y la participación de los trabajadores en las utilidades de las
empresas.
El costo por financiamiento deberá estar representado por un porcentaje de la
suma de los costos directos e indirectos y corresponderá a los gastos derivados
por la inversión de recursos propios o contratados, que realice el contratista para
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CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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dar cumplimiento al programa de ejecución de los trabajos calendarizados y
valorizados por periodos.
El procedimiento para el análisis, cálculo e integración del costo por financiamiento
deberá ser fijado por cada dependencia o entidad.
El costo por financiamiento permanecerá constante durante la ejecución de los
trabajos, y únicamente se ajustará en los siguientes casos:
I. Cuando varíe la tasa de interés, y
II. Cuando no se entreguen los anticipos durante el primer trimestre de cada
ejercicio subsecuente al del inicio de los trabajos.
6.5 CATALOGO DE PRESUPUESTOS
Estos se verán reflejados en el presupuesto presentado mediante el software
utilizado para el catalogo de conceptos, los números generadores y la
cuantificación total del proyecto.
CURSO DE TITULACION “SISTEMAS DE PLACAS PLEGADAS”
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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Al finalizar este trabajo, podemos concluir que se ha pretendido dar
importancia a la ejecución de las PLACAS PLEGADAS, de diversos tipos o
formas y a sus materiales, y las cuales representan un uso alterno a los
métodos de construcción tradicionales por excelencia en materia de losas..
La información que se recopilo es de muy diversas procedencias, aunque es
menos detallada que la original, resultara útil para los interesados en el tema.
Los diversos capítulos que trata este trabajo son relativamente extensos
porque sirven para presentar ciertos principios generales que relacionan las
losas con el comportamiento estructural de conjunto del edificio.
En si este trabajo nos ha exigido un gran esfuerzo, por todos los conocimientos
que en si representan.