Tema 1 Visión Prospectiva de la Tecnología : Escenarios Deseables
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Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil
DISEÑO DE EDIFICIO MULTIFAMILIAR, PARA EL PROYECTO HABITACIONAL EN EL MUNICIPIO DE SANTA CATARINA MITA, JUTIAPA
MARVIN DANIEL CAHUEX LÓPEZ
Asesorado por Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta
Guatemala, noviembre del 2005
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DISEÑO DE EDIFICIO MULTIFAMILIAR, PARA EL PROYECTO HABITACIONAL EN EL MUNICIPIO DE SANTA CATARINA MITA, JUTIAPA
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
POR
MARVIN DANIEL CAHUEX LÓPEZ
ASESORADO POR: ING. MANUEL ALFREDO ARRIVILLAGA OCHAETA
AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
GUATEMALA, NOVIEMBRE DEL 2005
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA
NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA
DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos
VOCAL I
VOCAL II Lic. Amahán Sánchez Álvarez
VOCAL III Ing. Julio David Galicia Celada
VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz
VOCAL V Br. Elisa Yazminda Vides Leiva
SECRETARIO Ing. Marcia Ivonne Véliz Vargas
TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO
DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson
EXAMINADOR Inga. Crista del Rosario Classon de Pinto
EXAMINADOR Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta
EXAMINADOR Ing. Carlos Salvador Gordillo García
SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco
HONORABLE COMITÉ EXAMINADOR
Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San
Carlos de Guatemala, presento a su consideración el trabajo de graduación
titulado:
DISEÑO DE EDIFICIO MULTIFAMILIAR, PARA EL PROYECTO
HABITACIONAL EN EL MUNICIPIO DE SANTA CATARINA MITA, JUTIAPA,
tema que me fuera asignado por la Dirección de Escuela de Ingeniería Civil, con
fecha 22 de febrero de 2005.
Marvin Daniel Cahuex López
DEDICATORIA A:
DIOS Que sin Él nada podría lograr.
MIS PADRES Jorge Cahuex Sacalxot y Juana Isabel López Vásquez.
gracias por cada sacrificio hecho este triunfo es de Ustedes.
MI HERMANA Zoraida, gracias por tu solidaridad.
MIS SOBRINOS Jorge Javier y Adriana Isabel siempre están en mi corazón.
MIS ABUELOS Higinio Cahuex Sac, Maria Martina Sacalxot.
José S. López y Maria P. Vásquez.
Su recuerdo y amor vivirán siempre en mí.
MIS TÍOS Angelina, Auri, Julia y Edgar con cariño y aprecio
AGRADECIMIENTOS A:
DIOS Todo Poderoso Por haberme dado el privilegio de finalizar mi
carrera.
Mis padres Jorge Cahuex Sacalxot y Juana Isabel López
Vásquez.
Ing. Manuel Arrivillaga por el apoyo técnico y moral brindado de manera
incondicional y por su valiosa asesoría al presente
trabajo de graduación.
Mis amigos en especial a Fernando Salazar.
A mi familia especialmente a Hilda Laura Cahuex, la familia Mejía
Cahuex y Zelada Cahuex.
A una persona muy especial Gaby Morales gracias por tu apoyo.
I
ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE ILUSTRACIONES V LISTADO DE SÍMBOLOS VI GLOSARIO IX RESUMEN XI OBJETIVOS XIII INTRODUCCIÓN XV
1 MONOGRAFÍA DEL LUGAR 1.1 Proceso histórico 1
1.2 Aspectos geográficos 2
1.3 Vías de acceso 3
1.4 División político administrativa 3
1.5 Recursos naturales 3
1.6 Demografía 5
1.7 Vivienda 7
1.7.1 Condiciones físicas de las viviendas 7
1.7.2 Número de viviendas 7
1.8 Servicios 7
1.8.1 Agua potable 7
1.8.2 Drenaje 7
1.8.3 Energía eléctrica 8
1.8.4 Letrinas 8
1.8.5 Salud 8
1.8.6 Condiciones físicas de la infraestructura existente 9
1.8.7 Educación 9
1.9 Actividad Industrial y Agropecuaria 11
II
2 INVESTIGACIÓN SOBRE MULTIFAMILIARES Y SU DISEÑO 2.1 Reglamento de construcción 17
2.2 Distribución de ambientes 17
2.2.1 Dimensiones mínimas 17
2.2.2 Superficies mínimas 18
2.2.3 Requisitos Generales para otros elementos
o ambientes 18
2.2.3.1 Altura de techos 18
2.2.3.2 Escaleras 19
2.2.3.3 Elevadores 19
2.2.3.4 Voladizos, balcones y salientes 19
2.2.3.5 Ventanas 20
2.2.3.6 Criterios de conjunto 21
2.2.3.7 Criterios de iluminación 21
2.2.3.8 Otros criterios 22
2.2.3.9 Puertas 23
2.2.3.10 Juntas de dilatación 23
2.3 Normas y especificaciones aplicables a la construcción 24
2.3.1 Normas 24
2.3.2 Especificaciones 24
2.4 Tipología estructural 25
2.4.1 Elementos que integran el sistema 25
2.4.2 Características deseables de la concepción
estructural 27
2.5 Aspectos fundamentales del diseño estructural 28
2.5.1 Estructuración o concepción estructural 28
2.5.2 Aspectos teóricos de la concepción estructural 29
2.5.3 Predimensionamiento de elementos estructurales 32
III
2.6 Cargas de diseño 36
2.6.1 Cargas verticales 36
2.6.2 Cargas laterales 36
2.6.3 Calculo de cargas verticales de la estructura 37
2.6.4 Criterios para cargas sísmicas 39
2.6.5 Distribución de cargas sísmicas por marco 42
2.6.5.1 Cálculo de centro de masa 42
2.6.5.2 Cálculo de centro de rigidez 43
2.6.5.3 Cálculo de fuerzas por marco 45
2.6.6 Métodos aproximados de análisis 47
2.6.7 Combinación de cargas 48
2.7 Diseño de elementos de hormigón armado 49
2.7.1 Diseño de losas 49
2.7.2 Diseño de vigas 54
2.7.3 Diseño de columnas 56
2.7.4 Diseño de cimentación 61
2.7.5 Diseño de escaleras 65
3 DISEÑO DE EDIFICIO MULTIFAMILIAR, PARA EL PROYECTO HABITACIONAL EN EL MUNICIPIO DE SANTA CATARINA MITA, JUTIAPA. 3.1 Datos preliminares 69
3.1.1 Topografía 69
3.1.2 Estudio de suelos 70
3.2 Descripción de la distribución de ambientes 71
3.2.1 Infraestructura del edificio 71
3.2.2 Instalaciones 71
3.3 Diseño Estructural del Edificio 72
3.3.1 Selección del sistema estructural 72
IV
3.3.2 Predimencionamiento de elementos 72
3.3.3 Integración de cargas 78
3.3.3.1 Integración de cargas verticales 82
3.3.3.2 Integración de cargas laterales 84
3.3.3.3 Distribución de cargas por marcos 85
3.3.4 Análisis del sistema estructural 88
3.3.5 Diseño de Elementos de
Concreto Reforzado de edificio multifamiliar 89
3.3.5.1 Vigas 89
3.3.5.2 Columnas 90
3.3.5.3 Zapatas 91
3.3.5.4 Gradas 93
3.4 Análisis de presupuesto 95
3.4.1 Costos unitarios 95
3.4.2 Integración de costos 105
3.4.3 Presupuesto Final 106
4 RIESGO Y VULNERABILIDAD 4.1 Riesgo 107
4.2 Vulnerabilidad del proyecto 112
4.3 Medidas de mitigación 112
CONCLUSIONES 115
RECOMENDACIONES 117
REFERENCIAS 119
BIBLIOGRAFĺA 121 APÉNDICES A, ensayo de compresión triaxial 123
APÉNDICES B, planos típicos de edificio multifamiliar 125
V
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
FIGURAS
1. Elementos Verticales Sismos Resistentes 26
2. Elementos Verticales Sismos Resistentes en Elevación 26
3. Proporciones Máximas recomendadas de un edificio en función de 31
su ancho
4. Área tributaria de columnas 35
5. Área tributaria para Losa 37
6. Distribución de Carga Vasal en cada nivel 41
7. Modelo Matemático de gradas y momentos según ACI-318-95 67
8. Polígono del terreno del proyecto 69
9. Planta estructural de piso típica 73
10. Modelo Matemático de la estructura en yy 74
11. Modelo Matemático de la estructura en xx 74
12. Distribución de Elementos estructurales (vigas y columnas) en 75
Planta
13. Sección predimensionada de la viga 76
14. Planta de Losas Típicas 76
15. Planta de marco 1 con áreas tributarias. 83
16. Carga muerta en marco 1 86
17. Carga Viva en marco 1 87
18. Carga Sísmica en marco 1 87
VI
TABLAS
I. Población total y su distribución Porcentual 6
II. Dimensiones mínimas 17
III. Superficies mínimas 18
IV. Iluminación y Ventilación 20
V. Tabla 9.5(a) del código ACI-318-95 33
VI. Factores de Carga Especificados por algunos códigos 49
VII. Ecuaciones para el cálculo de acero (Asc) por corte en 55
Vigas
VIII. Integración de cargas sobre la columna 77
XI. Sección de Columna 77
XI. Secciones de Elementos 77
XI. Sentido en el que trabajan las losas 78
XII. Integración de cargas verticales sobre losa 79
XIII. Coeficientes para momentos en losas, método 3 del ACI 79
XIV. Momentos de las losas de entrepiso eje x-x 79
XV. Balanceo de momentos de las losas de entrepiso eje x-x 80
XVI. Momentos de las losas de entrepiso eje y-y 80
XVII. Balanceo de momentos de las losas de entrepiso eje y-y 81
XVIII. As de momento resistente 81
XIX. Diseño armado final de losa 82
XX. Integración de cargas gravitacionales sobre marco 1 83
XXI. Fuerza de sismo por nivel en x-x, y-y 84
XXII. Distribución de fuerzas de piso por marco 85
XXIII. Combinaciones de carga del ACI 318-95 88
XXIV. Envolventes de momentos de marco 1 para vigas 88
XXV. Envolvente de momento de columna 89
XXVI. Envolvente de momentos para zapata crítica 89
VII
LISTA DE SÍMBOLOS
1. Ag Área gruesa de la columna. 2. As Área de acero de refuerzo. 3. Az Área de zapata. 4. Av Área de estribo. 5. B Ancho del elemento. 6. C Contrahuella de escalera. 7. CM Carga muerta. 8. CR Centro de rigidez. 9. CU Carga última. 10. CV Carga viva. 11. D Peralte efectivo. 12. Di Distancia del centro de rigidez al eje del marco considerado. 13. ex Excentricidad de carga axial en el eje x. 14. ey Excentricidad de carga axial en el eje y. 15. Ec Módulo de elasticidad del concreto. 16. Es Módulo de elasticidad del acero. 17. cf ' Resistencia del concreto a los 28 días. 18. yf ' Esfuerzo de fluencia del acero. 19. FCU Factor de carga última. 20. I o Ig Inercia de la sección total del concreto respecto al eje centroidal. 21. Kp Factor de pandeo de la columna. 22. Lo Longitud de confinamiento de estribos. 23. Lu. Longitud libre de pandeo de la columna. 24. M Relación ancho y largo para losas. 25. M(+) Momento positivo.
VIII
26. M(-) Momento negativo. 27. Mb Momento balanceado. 28. Mu Momento último 29. Muy Momento último en dirección en y. 30. Mux Momento último en dirección en x. 31. P Carga aplicada a la columna 32. PCR Carga crítica de pandeo de Euler 33. P'u Carga de resistencia de la columna 34. Q Presión sobre el suelo 35. R Rigidez de un elemento 36. VC Fuerza de corte nominal que resiste el concreto. 37. Vn Fuerza de corte nominal que resiste el estribo y concreto. 38. Vs Fuerza de corte simple critica. 39. Vs Valor soporte del suelo. 40. Vu Fuerza de corte última. 41. W Carga total de la estructura. 42. 1β Constante de bloque compresivo. 43. δ Magnificador de momentos. 44. φ Diámetro. 45. φ Factor de reducción de capacidad. 46. Aψ Grado de empotramiento en la parte superior de la columna. 47. Bψ Grado de empotramiento en la parte inferior de la columna. 48. pψ Grado de empotramiento promedio. 49. cγ Peso volumétrico del concreto. 50. sγ Peso volumétrico del suelo. 51. sw Carga distribuida última.
IX
GLOSARIO
Carga muerta Son todas las fuerzas que actúan en forma permanente
así como los pesos propios de los elementos de la
estructura.
Carga viva Son todas aquellas fuerzas que actúan en forma no
permanente sobre los elementos que las soportan.
Esfuerzo Es la fuerza aplicada por unidad de área, que soporta el
material.
Especificaciones Son las normas generales y técnicas de construcción
contenidas en un proyecto, disposiciones especiales o
cualquier otro documento que se emita antes o durante
la ejecución de un proyecto.
Estructuras Son construcciones artificiales, en las cuales todos sus
elementos están en equilibrio y reposo, los unos con
relación a los otros.
Límite elástico El mayor esfuerzo que un material es capaz de
soportar, antes que ocurra la deformación permanente
al retirar el esfuerzo.
Mampostería Obra de albañilería formada por bloques de concreto o
arcilla unidas con mortero. La mampostería reforzada se
da cuando se le agrega acero de refuerzo.
Viga Pieza de madera, hierro, piedra u otro material colocada
horizontal o casi horizontal, para soportar una carga
entre apoyos.
XI
RESUMEN
El municipio de Santa Catarina Mita, Jutiapa sirve como plataforma, en
esa región, de las distintas formas de comercio, agricultura, ganadería y
zapatería, etc. Motivo por el cual a sufrido una emigración interna provocando
un crecimiento considerable en su población. Razón que ha llevado a la
municipalidad a crear proyectos de este tipo
Este informe se divide en tres partes fundamentales, la primera es la
investigación de los elementos arquitectónicos y estructurales que conforman la
edificación; la segunda muestra los procedimientos que deben seguirse para el
diseño de los diferentes elementos, sus limites máximos, mínimos, cargas a las
que estarán sometidos; también, el diseño particular de esta estructura, desde
el calculo del corte basal por el método UBC, losas típicas para los diferentes
apartamentos, vigas, columnas, zapatas y gradas.
Y un análisis de los diferentes riesgos a los que en un momento dado
será vulnerable dicho proyecto.
XIII
OBJETIVOS
General
Diseñar el edificio multifamiliar, para el proyecto habitacional en el
municipio de Santa Catarina Mita, Jutiapa.
Específicos
1. Investigar las normas y reglamentos que rigen el diseño, estructural y
arquitectónico, de edificios multifamiliares; así como los diferentes
elementos que llegan a formar parte de él.
2. Seleccionar la estructura a diseñar y determinar el tipo de elementos que
formaran parte de la misma, según las necesidades y factores de riesgo
de la zona en la que se construirá.
3. Determinar los costos y elaborar planos de la edificación.
XV
INTRODUCCIÓN
El Ejercicio Profesional Supervisado se realizó en el municipio de Santa
Catarina Mita, Jutiapa. Al elaborar el diagnostico de los proyectos que se tenían
contemplados, se pudo constatar que el crecimiento demográfico y la
emigración interna, provocan que exista al momento un déficit de vivienda del
diecinueve por ciento (19%).
El proyecto habitacional, que pretende llevar a cabo la municipalidad, es
el segundo de su tipo y será dirigido a personas que no posean al momento un
techo digno en donde poder vivir.
El diseño del edificio multifamiliar se realizó bajo los estándares de las
normas y especificaciones aplicadas en el país, además de contar con una
infraestructura y arquitectura acorde a las necesidades y clima de la región.
Se podrán observar todos los procedimientos y métodos para una
estructura de edificio multifamiliar, los planos y presupuestos detallados en la
parte final de este trabajo, son el aporte realizado por parte de la Facultad de
Ingeniería y Unidad de E.P.S. a esta comunidad.
1
1. MONOGRAFÍA DEL LUGAR
1.1 Proceso histórico Históricamente puede afirmarse que los primeros pobladores que
ocuparon la circunscripción territorial fueron: Los Pipiles, Toltecas y
Pocomanes. Las tribus Toltecas y Pipiles eran de procedencia mexicana,
quienes llegaron al lugar que ocupa la zona oriente de Guatemala, debido a la
desintegración del imperio Tolteca, en la meseta central de México entre el siglo
XI y XII de nuestra era, dispersándose por rumbos diferentes, entre ellas las
tierras del istmo centroamericano, donde formaron su estilo de vida y sus
normas. Debido al desplazamiento de estas etnias en toda la costa sur y
pasando por suelo jutiapaneco, nos hace suponer que Mictlán fue fundado
como consecuencia de este desplazamiento, ubicándose en la parte norte de
Jutiapa, poblando el extenso territorio que ellos llamaron MICTLAN.
El sometimiento de estas tribus al dominio español, constituye uno de los
hechos más interesantes en la historia del municipio, mostrando en ellas lo
fuerte y bravía de esta etnia. Los indígenas, antes de radicarse en un lugar
geográfico determinado, tomaban en cuenta las condiciones naturales que
ofrecía el ambiente. Esta fue una de las razones por las que escogieron el
Valle de Mictlán, para fincarse en ella, teniendo en contra el clima por ser
demasiado cálido y malsano, siendo tan insalubre que se producía
frecuentemente demasiadas defunciones entre sus habitantes. Estas
circunstancia motivó a sus moradores a llamarle a esta tierra: Mictlán (Mita),
palabra que significa Ciudad de los muertos (se deriva de las voces Mictl que
significa muerto, infierno, y Tlan que significa abundancia).
2
Antes de llegar los conquistadores, Mictlán era un extenso terreno. Sin
embargo, el gobierno estaba centralizado en la jurisdicción de los dos últimos
pueblos, los cuales eran uno solo (o cuando menos los dos sectores más
importantes), bajo responsabilidad política, administrativa, religiosa, etc., se
encontraban las demás comarcas. Los conquistadores comprendieron esta
realidad y aunque posteriormente, por razones de gobierno, dividieron el
territorio mictleco, dando a cada circunscripción nombres en castellano,
conservando para Santa Catarina y Asunción el nombre de Mita, siendo estos
los principales pueblos de la antigua Mictlán. En la época de la colonia, la
comarca perteneció a Chiquimula de la sierra, considerada como uno de los
más importantes dentro de la jurisdicción Serrana.
El 9 de noviembre de 1,853, se decreto que se segreguen del
departamento de Chiquimula y se agregan al departamento de Jutiapa, los
pueblos de Santa Catarina Mita y los Valles de Agua Blanca y el espinal.
1.2 Aspectos geográficos:
El municipio de Santa Catarina Mita, se encuentra situado al Norte del
departamento de Jutiapa, con una extensión territorial de 132 Km.² ubicado a
una altura de 700.02 metros sobre el nivel del mar, sus coordenadas se
localizan a 14°.27' 02" latitud norte, 89°.44' 34" latitud oeste.
El municipio colinda al Norte con el municipio de San Miguel chaparrón
(Jalapa) al Oeste con agua blanca, (Jutiapa); Al Sur con Asunción Mita, Jutiapa
y el Progreso (Jutiapa); al Oeste con el Progreso (Jutiapa) y Monjas (Jalapa).
La cabecera esta al Noroeste cerca de las faldas del volcán Suchitán, su
elevación es de 2040 msnm. Motivo por el cual las calles de la cabecera se
inclinan de sur a norte.
3
1.3 Vías de acceso
El municipio de Santa Catarina Mita, tiene dos vías de acceso principales:
una de 19 km. por el municipio de El Progreso, la cual se encuentra asfaltada a
partir de la Aldea Horcones; y la otra de 10.5 km. por el suroriente vía la
Arenera, en la cabecera del municipio de El Progreso (Jutiapa) entronca las
rutas nacionales 19 y 2; en su km. 130.16, se inicia la carretera departamental
Jutiapa número 4 al noroeste tiene aproximadamente 18 km. a la cabecera de
Santa Catarina Mita, de allí siempre rumbo al noroeste unos 19 km. al Municipio
de Agua Blanca; de la Cabecera El progreso (Jutiapa) en dirección sur oeste
por la ruta Nacional 19, son unos 11 km. a la cabecera Departamental de
Jutiapa donde enlaza con la carretera Interamericana CA-1, que también
atraviesa parte del Municipio de Santa Catarina Mita, existen caminos, rodadas
y veredas que unen a los poblados y propiedades rurales entre si y con los
Municipios vecinos.
1.4 División político administrativa El municipio de Santa Catarina Mita, tiene un pueblo categoría “B”, 19
aldeas, 28 caseríos, 4 fincas y una hacienda, la cabecera con categoría de
Pueblo, Santa Catarina Mita, tiene sus barrios principales que son: El Centro, El
Barrial, La Javía, La Ermita, Santa Elena, Colonia Nueva, Col. Vista Hermosa,
Valle Nuevo.
1.5 Recursos naturales
Son todos aquellos bienes que posee una región determinada y
básicamente están formados por: Clima, suelos, precipitación pluvial, flora
fauna e hidrografía, y algunas zonas dependen directamente de ellos.
4
• Clima: el clima de Santa Catarina Mita, generalmente es cálido, en los
meses de marzo y abril el calor se acentúa, las aldeas y caseríos no
experimentan su acentuación por el lugar geográfico que ocupan
durante los meses de noviembre, diciembre y enero la temperatura baja.
El municipio como pueblo de la región oriental del país es un lugar
donde hay poca precipitación pluvial durante la época lluviosa
comparada con otras zonas del país. El tipo de bosques de esta región
corresponde a seco subtropical, las condiciones climáticas se
caracterizan por días claros y soleados durante los meses que no llueve
y parcialmente nublados durante los meses de enero a marzo. La época
de lluvia corresponde especialmente a los meses de Junio a Octubre.
El municipio posee un clima importante para la producción de frutas
siendo las que más se cosechan el mango, el zapote, chico-zapote y
nísperos, siendo este un factor bien importante para la economía familiar.
• Hidrografía: este es atravesado por el río Ostúa a orillas de la población,
el cual nace al pie de las montañas que circundan la Laguna de Ayarza
en el departamento de Santa Rosa, estimándose dicha corriente como
desagüe de esa laguna. Su longitud es de aproximadamente 100 Km.
su ancho es de 15 m. y la profundidad media de 1 m. desemboca en el
lago de Guija.
En cuanto a las fuentes de agua que proveen al municipio están los
ojos de agua: San Jerónimo conocido como “Chomo” y el “Sunzo”
situado a 1 Km. al norte del barrio El Barrial. Además, de los anteriores
existen afluentes del río Ostúa, siendo los principales la quebrada de la
barranca, el agua caliente, quebrada del pupujix, barranca honda, la javía
y otros.
5
• Flora y Fauna: en épocas anteriores, el Municipio contaba con una flora
variada. Este recurso ha sido y sigue siendo devastado por la tala
inmoderada de toda clase de árboles y donde también el agricultor con
sus rosas contribuye al deterioro y degradación de la misma. Dentro de
este recurso existen:
Plantas Frutales: mango, zapote, chico-zapote, mamey, limón, zunza y
jocote.
• Temperatura: temperatura media de 21 grados centígrados.
• Precipitación pluvial: es de 1000 milímetros anuales.
1.6 Demografía El municipio no cuenta con grupos étnicos se consideran que unos 40
años atrás existieron los pocomames y los xincas, existen nada más rasgos
físicos en una de las comunidades sin existir idiomas mayas.
Se observa que la población de Santa Catarina Mita, Jutiapa posee un alto
promedio de menores de edad un total de 3,050, lo que quiere decir que el
potencial infantil es bastante elevado y sobre la base de este deberá
proyectarse el desarrollo del municipio; el total entre hombres y mujeres
mayores de 18 años es de 3,949. El número de familias aproximadamente en
el área urbana es de 1,726, extendiéndose a nivel de población un total de
4,827 familias.
El núcleo familiar en el Municipio es de 4 a 5 miembros por familia
promedio, caracterizándose en el área rural un núcleo familiar de 6 a 8
miembros por familia.
6
El factor emigración ha venido a disminuir el crecimiento de la población
que predominantemente se mantenía en ese promedio.
Tabla I. Población total y su distribución porcentual, según lugares poblados
LUGAR POBLADO POBLACION DEL LUGAR PORCENTAJE CASCO URBANO 8,406 32.87 EL RODEO 766 3.00 LAS LAJAS 394 1.54 LOS SANDOVALES 142 0.56 EL QUEBRACHO 1,614 6.31 BUENA VISTA 338 1.32 BRASILAR 62 0.24 EL JOCOTILLO 74 0.29 LLANO DE CHINCHILLA 181 0.71 SAN NICOLAS 99 0.39 ALDEA NUEVA 344 1.34 SUCHITAN 2,505 9.80 CUESTA DEL GUAYABO 2,129 8.33 EL LIMON 1,568 6.13 HORCONES 1,117 4.37 LLANO DE LAGARTO 602 2.35 QUEBRADA DEL MUERTO 267 1.05 LA ARADA 376 1.47 LA ARADITA 247 0.97 EL ROBLAR 162 0.63 SABANETAS 76 0.30 SAN ISIDRO 32 0.12 SAN MIGUEL 16 0.06 CUESTA DE LOS AMBROCIOS 133 0.52 LA BARRANCA 283 1.11 EL PUENTE 191 0.75 CUESTA DE GARCIA 139 0.54 LOS ZORRILLOS 39 0.15 LLANO DE SAN VICENTE 27 0.10 SAN VICENTE 124 0.49 SANTA ROSA 145 0.57 EL GUAPINOL 110 0.43 ZACUAPA 161 0.63 EL MOSQUITO 15 0.06 MONTAÑITA 251 0.98 CARBONERA 661 2.58 JOCOTE DULCE 637 2.49 MAGUEYES 454 1.78 CORINTO 94 0.37 ULUMA 98 0.38 CASAS VIEJAS 18 0.07 SAN JORGE 48 0.19 LAGUNA DE SAN PEDRO 169 0.66 LA TUNA 46 0.18 AGUILARES 43 0.17 LOS TENAS 75 0.29 LAGUNA DE RETANA 94 0.37
TOTALES 25,572 100.00 Fuente: Municipalidad Santa Catarina Mita, Año 2002.
7
1.7 Vivienda
1.7.1 Condiciones físicas de las viviendas
La mayoría de las viviendas son casas formales, que poseen condiciones
físicas favorables, por muy sencillas que estas sean. Antes construían de
adobe y teja, poco a poco ha ido mejorando el tipo de construcción,
actualmente utilizan materiales como: block, ladrillo, piso de cemento.
1.7.2 Numero de viviendas
El número de viviendas en el área urbana es de 1843 mientras que el área
rural según datos del censo realizado por el centro de salud del municipio es de
2,977, haciendo un total de 4,820 viviendas.
1.8 Servicios
1.8.1 Agua potable
Existen 3,128 pajas de agua en general en el municipio, en el área urbana
se cuentan con 1,437 hogares con agua potable, algunas de ellas no
declaradas, en el área rural una población de 1.691 posee agua.
1.8.2 Drenaje
El área urbana cuenta con este servicio, aunque no en su totalidad. Los
hogares que se encuentran ubicados a orillas de la quebrada que cruza la
cabecera urbana, depositan sus desechos en ella provocando situaciones que
afectan la salud de la población y creando basureros clandestinos.
8
1.8.3 Energía eléctrica
Existen 2,577 viviendas con energía eléctrica según datos del INE en
1994, hasta la fecha se considera que en un 40% se han implementado
proyectos de electricidad en varias comunidades del municipio, el cual ha
venido a favorecer el desarrollo de las comunidades en todas las áreas, tal es el
caso de algunas colonias del municipio, así mismo, según datos del censo
urbano 98, existen 1,633 viviendas del casco urbano que poseen este servicio.
1.8.4 Letrinas
Este servicio se presta en el área rural del municipio, siendo el tipo de
letrinas más utilizadas el de pozo ciego, el tipo de letrina lavable, contamina el
ambiente, debido a que el agua servida desemboca en terrenos ajenos,
provocando malos olores y proliferación de mosquitos.
1.8.5 Salud
El municipio cuenta con un centro de salud tipo “B”, el cual pertenece al
Ministerio de Salud Pública y asistencia social, anexa a ella una sala de
maternidad, encontrándose sin equipo y sin ningún uso.
Del centro de salud dependen 4 puestos existentes en las aldeas de: La
Barranca, el cual recientemente fue construido por el Fondo de Inversión
Social; Jocote Dulce, el cual se encuentra en construcción por el FIS; Horcones
y Aldea Nueva, construidos desde hace unos 14 años atrás por el Ministerio de
salud. En el sector privado existe un sanatorio y dos clínicas, una de las
clínicas trabajan solo los domingos. El número de farmacias asciende 4 y una
farmacia de la comunidad.
9
1.8.6 Condiciones Físicas de la Infraestructura Existente
Estas se encuentran en buenas condiciones, principalmente en los
puestos de salud, así mismo en el sector privado. En lo que respecta el Centro
de Salud sus condiciones son regulares, ya que se necesitan mejores
condiciones ambientales y entre estas tenemos: ventilación, iluminación y
reparación de techo, encontrándose este apolillado afectando el material que se
encuentra en este.
Medios que utilizan para curar enfermedades Los medios utilizados para curar enfermedades se encuentran las
medicinas que vienen directamente del Ministerio de Salud a través del Centro
de Salud. Así mismo, se brindan en algunos casos medidas preventivas de las
cuales debe ser una de sus funciones principales del centro de salud, pero la
cual ha venido tomando acciones curativas las cuales no colaboran a prever
las enfermedades, por las condiciones y medidas que estos presentan no
alcanzan a cubrir las necesidades. En el área rural del municipio, utilizan la
medicina natural para curar enfermedades, cuando los habitantes de la
comunidad en caso de emergencia no pueden salir, la utilizan para prevenirlas
y como medio curativa, entre algunas utilizadas se encuentran: la ruda, la
hierba buena, la cancerina, eucalipto, el apazote y otros, estos contribuyen a la
economía familiar.
1.8.7 Educación La población alfabeta de la cabecera municipal es de 4,901, datos
proporcionados por el censo urbano realizado en Agosto de 2,002. Mientras la
población analfabeta es de 892, constituyendo el 16% de la población, no
existen datos por sexo, ni la población analfabeta en el ámbito rural.
10
La causa del analfabetismo es la misma que se da en Guatemala, su
mayoría por falta de oportunidades y la pobreza
En el nivel primario del área urbana y rural se cuenta con una población
escolar de 3,127 alumnos de los cuales 1,852 son hombres y 1275 son
mujeres, comprendidos entre las edades de 6 a 15 años. En el nivel básico
encontramos una población de 519, donde 253 son hombres y 266 son mujeres
comprendidos entre las edades de 12 a 20 años, tomados de todos los
establecimientos educativos de ese nivel, estos datos incluyen también el sector
privado de Educación. En el nivel pre-primaria no se encontraron datos por
sexo, existiendo una población entre los niveles básico y primario un total de
3,127 alumnos.
La deserción escolar para el año 2,002 por nivel escolar es de:
• Pre-primaria 32
• Primaria 459
• Básico 43
• Adultos 11
Con un total de 545 alumnos desertados constituyendo un 12% de la
población escolar.
Existen en el Municipio 16 establecimientos educativos, contando con 2
centros de nivel pre-primaria del sector oficial y 3 del sector privado, con un total
de 5 centros educativos del nivel pre-primaria.
En el nivel primario cuenta con 3 centros Educativos del sector oficial 5
del sector privado, sumando un total de 8 centros Educativos; en el nivel básico
existe, en el área urbana 1 Instituto de Educ. básica, sector oficial, mientras que
en el sector privado 2 inst. De Educ. Básica.
11
En el área rural existen en tres comunidades Institutos por Cooperativa
que ha venido a favorecer la educación rural en ese nivel.
En el área rural se cuenta con 38 centros Educativos. En el nivel pre-
primaria de sector oficial encontramos 4 centros en el nivel primario del sector
oficial existen 32 centros Educativos, para el próximo año existirán 2 escuelas
de pre-primaria en el ámbito rural. Las escuelas cuentan con servicios básicos
de: letrinas, energía eléctrica y agua (si en estas existe el servicio). En los
centros educativos del área urbana las escuelas oficiales que poseen
infraestructura propia, poseen los mismos servicios que en el área rural, agua,
letrinas, energía eléctrica, drenajes, lo mismo en los centros educativos
privados, además la escuela y el Instituto de Educ. Básica poseen canchas de
básquet bool. En lo que respecta al servicio sanitario de la Escuela Oficial
cabe mencionar que se encuentran en malas condiciones, debido al deterioro
que ha sufrido por el tiempo de construcción de la escuela, en ésta también
existen letrinas, las cuales se encuentran deterioradas por el mal uso que se le
ha brindado. En su mayoría las Escuelas no poseen los servicios básicos
mínimos que se necesitan para brindar una mejor atención a la población
escolar.
1.9 Actividad Industrial y Agropecuaria No existe un estudio que muestre o que de a conocer el régimen o
tenencia de la tierra; empíricamente se considera que debido al minifundio, la
región se destina a satisfacer las necesidades internas, comercializando y auto
consumiendo el producto, no permitiendo evolucionar los patrones tecnológicos,
ni los niveles de producción.
12
Así mismo, se considera, por el hecho del minifundio, que el área de nuestro
Municipio predomina el trabajador familiar no remunerado, siendo su
característica principal su dependencia económica de la familia para lo cual
realiza trabajos no remunerados, aunque cabe suponer que en cierto tiempo del
año realizan actividades agrícolas asalariadas.
El uso de los recursos naturales en la producción Agropecuaria contribuye
al desarrollo económico, pues proporciona ocupación a determinado
contingente de fuerza de trabajo. Las regiones o países, especialmente
aquellos donde la agricultura es importante y demanda estacionalmente
grandes cantidades de mano de obra. Muchos campesinos no logran asegurar
el abastecimiento de alimento, por lo que se ven obligados a buscar otras
fuentes de ingresos fuera de sus unidades productivas.
En términos generales la población de Santa Catarina Mita, es
predominantemente agrícola en la composición de su actividad económica
absorbiendo alrededor del 56% de la población ocupada, siendo la principal
actividad económica, los cultivos predominantes son: Maíz, tomate, cebolla,
café, fríjol, chile y frutas.
Los productos que originan mayores recursos son: tomate y cebolla, para
su producción se destina la mayor cantidad de tierras cultivables del Municipio.
En lo que respecta a la siembra del maíz y fríjol, la mayor parte es para
consumo familiar y se dedica al comercio algún pequeño excedente que puede
resultar después de seleccionar una parte de la producción para ser utilizada
como semilla en la próxima cosecha. El maicillo en pequeña escala, estos se
cultivan una vez al año en forma extensiva, es decir están supeditados a la
lluvia, por no contar con sistemas de riego; en los meses de época seca o de
verano estas tierras son utilizadas únicamente para pastizales.
13
No existen datos que den a conocer directamente la producción agrícola.
En cuanto a la tecnología, se nota la persistencia de la agricultura tradicional al
nivel de los pequeños agricultores en general, en donde la tecnología no se ha
hecho presente y los agricultores trabajan rudimentariamente en estos
quehaceres.
En lo que se refiere al destino de la producción agrícola, el tomate y la
cebolla son comercializados hacia el Salvador y a la ciudad capital
aproximadamente en un 80% y 20% respectivamente.
En cuanto a la actividad pecuaria, se da principalmente la crianza de
ganado vacuno para la producción de leche y sus derivados, lo cual permite el
excedente para la satisfacción de otras necesidades. Adicionalmente las vacas
no productoras son objetos de comercialización, aunque en menor escala. Se
cría también el ganado porcino (para consumo familiar y comercialización). Así
como mular, caballar y asnal (casi exclusivamente para ser utilizados como
fuerza de trabajo).
En el Municipio de Santa Catarina Mita, se desarrollan actividades
productivas, adicionales a la agricultura, contando con 3 áreas importantes en
campo industrial siendo éstas:
- La Zapatería
- La tenería
- La cerámica.
14
La zapatería constituye la mayor fuente de trabajo para la población
catarineca, en donde la fabricación de calzado ha sido realizada por familias del
área urbana durante varias generaciones, operando en casco urbano más de
200 talleres de calzado en donde se fabrican botas, botines, zapato de dama,
zapatillas, zapato de niña y niño; empleando a personal desde los 7 años de
edad, y en donde se ocupan aproximadamente a 1,000 personas.
Esta actividad ha permitido el desarrollo económico del municipio. En la
actualidad este es el sector proporciona mayor fuente de trabajo para la
comunidad y la mayor fuente de ingresos económicos en la cabecera municipal,
actualmente esta actividad se desarrolla de manera artesanal en la mayoría de
talleres, desde el diseño de moldes y corte de piezas, hasta el cocido y el
enzuelado del zapato.
El destino de este producto es diverso y es comercializado básicamente
por el mismo dueño del taller, convirtiéndose en productor intermediario a la
vez. Los principales mercados donde se venden son: La ciudad capital,
Escuintla, Retalhuleu, Mazatenango, Quetzaltenango, Izabal, Petén y
Chiquimula.
En cuanto a la artesanía en años anteriores se contaba con la cerámica en
gran cantidad, hoy en día existen nada más 2 familias dedicadas a esta
actividad, los productos elaborados son: comales, ollas, cucúas, éstos para ser
elaborados previamente son encargados por su poco uso.
15
En lo que respecta a la tenería en tiempos pasados el municipio contaba
con 8 tenerías denominadas curtiembres, que es lugar donde sacan o producen
material para calzado como piel y suela de los cueros de reces y cerdos,
actualmente solo existen 2 de ellas, quienes surten a las zapaterías de calzado
específicamente quienes trabajan la bota, otro de los puntos de
comercialización es el municipio del Progreso. Las tenerías que trabajan
producen a la semana 8 rollos de suela y 10 de piel.
17
2. INVESTIGACIÓN SOBRE MULTIFAMILIARES Y SU DISEÑO
2.1 Reglamento de construcción
Actualmente la municipalidad de Santa Catarina Mita jutiapa no cuenta
con reglamento de construcción, y las dimensiones mínimas, que fueron
utilizadas están contenidas en el reglamento de planificación y construcción del
Fomento de Hipotecas Aseguradas.
2.2 Distribución de ambientes
2.2.1 Dimensiones mínimas
Las dimensiones mínimas que se expresan a continuación son libres sin
incluir gruesos de muros, enlucidos ni espacios para closets.
Tabla II. Dimensiones Mínimas
a) Lado menor de sala o comedor y sus combinaciones 3.00 m.
b) Lado menor de dormitorios 2.80 m.
c) Lado menor de dormitorios de servicio 2.10 m.
d) Lado menor de baño principal 1.20 m.
e) Lado menor de baño de servicio 0.90 m.
f) Ancho mínimo de pasillo o vestíbulo-pasillo 0.90 m.(*)
g) Lado menor de cocina 1.50 m.
h) Lavandería 1.50 m.
(*) 0.90 m. hasta 3.00 m. de longitud; 1.00 m. de 3.01 a 5.00 m. y por cada metro adicional agregar 5 cm. de ancho. Fuente: Fomento de Hipotecas Aseguradas. Normas de Planificación y Construcción 1987, p. 4-03
18
2.2.2 Superficies mínimas
En la tabla siguiente se señalan las superficies mínimas (m2) que se
aceptan para los diferentes ambientes, de acuerdo con el tipo de vivienda, en
este caso se toma la combinación sala-comedor con 3 dormitorios, sin incluir
área para closets.
Tabla III. Superficies Mínimas
Dormitorios Tipo Sala-Comedor Cocina 1 2 3 4
Viv. de 1 dorm. 15.00 5.50 9.00 Viv. de 2 dorm. 18.00 5.50 9.00 9.00 Viv. de 3 dorm. 21.00 6.00 9.00 9.00 7.84 Viv. de 4 dorm. 24.00 7.00 9.00 9.00 7.84 7.84
Fuente: Fomento de Hipotecas Aseguradas. Normas de Planificación y Construcción 1987, p. 4-04
2.2.3 Requisitos generales para otros elementos o ambientes
2.2.3.1 Altura de techos
El clima de la localidad, donde se construirá la vivienda, será base
fundamental para la determinación de la altura de piso a cielo.
Clima templado 2.40 m.
Clima calido 2.60 m.
Fuente: Fomento de Hipotecas Aseguradas. Normas de Planificación y Construcción 1987, p. 4-09
19
2.2.3.2 Escaleras Las escaleras en edificios multifamiliares se calculara de acuerdo a las
normas de la municipalidad local, pero en ningún caso se aceptara un ancho
libre menor de 1.20 m.
Deben de ser de materiales incombustibles, para proveer seguridad, se
colocara por lo menos 1 pasamanos a 90 centímetros de altura. En los lugares
que se requiera por seguridad, deberá instalarse barandal de 90 cm. de altura
mínima, con una separación máxima entre barrotes o elementos verticales que
lo formen de 20 cm.
Las huellas, contrahuellas y descansos deben proporcionar un elevado
factor de seguridad:
Contrahuella máxima: 20 cm.
Huella mínima: 28 cm.
2.2.3.3 Elevadores
Se deberá instalar elevador o elevadores en edificios que tengan más de
tres niveles o plantas de alto.
2.2.3.4 Voladizos, balcones y salientes
Los balcones abiertos a más de 3 metros de altura podrán sobresalir hasta
1 m. siempre y cuando tengan por lo menos 50 cm. menos de ancho que la
acera y ninguno de sus elementos queden a menos de 2 m. de una línea de
transmisión eléctrica.
20
Deberá proveerse de barandal de por lo menos 90 cm. de alto en todo su
perímetro y la separación máxima entre barrotes o elementos verticales que los
formen es de 15 cm.
2.2.3.5 Ventanas Para las diferentes partes de una vivienda se requerirán diferentes áreas
mínimas de iluminación y ventilación, según su importancia. Las dimensiones
de dichas áreas se obtendrán de acuerdo con porcentajes del área de piso de
los ambientes, no siendo aceptable en ningún caso ventanas menores de 0.50
m2.
Tabla IV. Iluminación y Ventilación Iluminación Ventilación
Porcentaje Áreas Porcentaje Áreas Ambiente Área del piso Mínimo SAP Mínima Real Mínimo SAP Mínima Real
T 12% 6% Dormitorios (1) C 12% 10%
T 15% 6% Sala-comedor C 20% 16%
T 15% 12% (3) Cocina (2) C 20% 20% (3)
T 10% Baños C 10%
5%
T 10% Lavandería C 10%
5%
Estudios T 20% Bibliotecas C 20% Salas de juego
6%
Estacionamientos 10% 10% (3) (1) Incluye dormitorios de servicio (2) Recomendable el uso de campanas sobre la estufa para su correcta ventilación (3) Puede sustituirse por un sistema de ventilación forzada T Clima Templado T Clima Calida SAP Sobre área de piso Fuente: Fomento de Hipotecas Aseguradas. Normas de Planificación y Construcción 1987, p. 4-13
21
2.2.3.6 Criterios de conjunto
• Orientación del edificio: La orientación ideal es de norte a sur, de
preferencia abriendo las ventanas hacia el norte; sin embargo, la
orientación será definida en el terreno.
• Superficie y altura del edificio: la superficie varía en función de las
necesidades a satisfacer, tanto en capacidad como el confort que se
desee en cada ambiente.
2.2.3.7 Criterios de iluminación
Generalidades de la iluminación en el edificio: la iluminación debe ser
abundante y uniformemente distribuida, evitando la proyección de sombras y
contrastes muy marcados. Para lograr lo anterior, deben tomarse en cuenta los
siguientes criterios:
• Es importante el número, tamaño y ubicación de las ventanas y/o
lámparas.
• Un local pequeño recibe mejor iluminación que uno grande, pero sus
dimensiones dependen de los requerimientos de espacio.
• Los acabados más brillantes permiten mayor reflexión de la luz y, dan
como resultado, una mejor iluminación.
Tipos de iluminación: Por su procedencia, la iluminación se divide en
natural y artificial. La iluminación natural, por la ubicación de las ventanas, se
divide en unilateral, bilateral y cenital. Se describen a continuación:
22
• Iluminación natural unilateral: cuando sólo un lado del ambiente tiene
ventanas
• Iluminación natural bilateral: cuando existen ventanas en las paredes
laterales del ambiente.
• Iluminación natural cenital: la iluminación es por medio de ventanas
colocadas en el techo del ambiente, para esta iluminación se toma
como área de ventanas del 15% al 20% del área total de piso.
• Iluminación artificial: debe ser difusa, para evitar molestias en la vista;
también debe ser lo más parecido a la iluminación natural.
2.2.3.8 Otros criterios Ventilación: cruzada, preferiblemente debe de entrar por la parte sur y salir al
norte o viceversa, esto permitirá una buena circulación del aire.
Confort acústico: es necesario que no exista ninguna interferencia sonora
entre los ambientes, ni ruidos que sobrepasen los límites aceptables de
tolerancia.
Los ruidos en una unidad pueden venir del exterior, de ambientes vecinos,
o de la calle. Para prevenirlos, se pueden tomar las precauciones siguientes:
• Para que no interfiera el ruido proveniente del exterior, se debe
orientar el edificio de manera que el viento se lleve los ruidos.
• Para prevenir la interferencia entre ambientes, separar los ambientes
ruidosos de los tranquilos, tomando en cuenta la dirección del viento.
• Para disminuir el ruido interno del ambiente, construir con materiales
porosos, ya que éstos absorben el ruido.
23
2.2.3.9 Puertas La altura mínima aceptable es de 2.10 m.
El ancho mínimo aceptable en viviendas es de
0.90 m. para puertas principales
0.75 m. para puertas secundarias
2.2.3.10 Juntas de dilatación
• Deberán añadirse juntas con una separación mínima de 3 cm. Libres
entre losas, paredes y cimientos.
• En todos los casos, las superficies entre juntas no deben tener
contacto entre si, debiendo quedar libres de rebabas de mortero,
concreto u otro materiales en toda su longitud y altura.
• Todas las juntas deben quedar protegidas adecuadamente con
tapajuntas que impidan el paso del agua y sean a prueba de
roedores.
24
2.3 Normas y Especificaciones Aplicables a la Construcción
2.3.1 Normas
Las estructuras están diseñadas y calculadas de acuerdo a los siguientes
códigos:
• Reglamento para las construcciones de concreto estructural A.C.I.
318-95.
• Normas de Planificación y Construcción del Fondo de Hipotecas
Aseguradas.
• Uniform Building Code 1994.
• Normas Estructurales de Diseño Recomendadas para la Republica de
Guatemala A.G.I.E.S. NR-1:2000.
2.3.2 Especificaciones
• Resistencia del concreto a la compresión a los 28 días 280 Kg./cm2.
• El esfuerzo de fluencia del acero de 2,810 Kg./cm2. o grado 40.
• Las dimensiones mínimas aceptables de elementos de concreto para
refuerzo vertical serán:
• En el sentido normal a la pared: no menos que el grueso del muro.
• En el otro sentido:
Refuerzo con armado de 4 varillas o más: no menos que el
grueso del muro.
Refuerzo con armado de 2 varillas: 10 cm.
25
• Recubrimientos mínimos del acero serán:
- En zapatas, cimientos, y cualquier otro elemento estructural que
permanezca en contacto con el suelo 7.5 cm.
- 2 cm. el recubrimiento para losas.
- Y un recubrimiento de 4 cm. para vigas y columnas principales.
2.4 Tipología Estructural
2.4.1 Elementos que integran el sistema
Generalmente las estructuras de los edificios están constituidas por una
retícula ortogonal en tres direcciones: Una vertical definida por las columnas y
dos horizontales definidas por los trabes (vigas).
Cuando los marcos forman ángulos rectos, intentar hacer un análisis
tridimensional puede resultar laborioso e impractico, por lo que el problema se
puede reducir a un sistema de marcos planos en dos direcciones que da por
resultado una forma aproximada de análisis simplificado aceptable.
Los sistemas fundamentales de trabajo estructural se basan en como se
transmiten las fuerzas cortantes horizontales generadas por un sismo:
• Por medio de muros de corte que pueden ser de concreto o de
mampostería.
• Marcos rígidos (losa-viga-columna).
• Por combinación de marco rígido y muros de corte o por marcos
contraventeados.
• Marcos elásticos unidos con nudos rígidos de concreto reforzado, con
losas planas de concreto reforzado
26
Figura 1. Elementos verticales sismorresistentes
COMBINA CIÓNPORTICO - MURO
ESTRUCTURA A PORTICA DA
MURO
VIGA
COLUMNA
Fuente: Raúl Gómez Tremari. Fundamentos de diseño y construcción p. 90
Los marcos generalmente forman ángulos rectos entre si, pueden ser resueltos
con una estructura porticada (trabes y columnas) ó combinando esta con muros
de cortante. La introducción de los muros de corte tiene como intención
proporcionar resistencia y rigidez al sistema. Los sistemas de poso actúan
como diafragmas rígidos, que además de ligar el sistema estructural distribuyen
las fuerzas inerciales a los elementos sismorresistentes verticales (muros y
columnas) en proporción relativa a las rigideces de los mismos.
Figura 2. Elementos verticales sismorresistentes en elevación
ELEVA CIÓN
SISTEMA LOSA - VIGA(DIA FRA GMA RÍGIDO)
COLUMNA
VIGA
Fuente: Raúl Gómez Tremari. Fundamentos de diseño y construcción p. 91
27
2.4.2 Características deseables de la concepción estructural No existe una configuración universal ideal para un tipo particular de
estructura; sin embargo, hay ciertas características generales deseables que
una estructura debe tener, para lograr un comportamiento sísmico satisfactorio:
• Ser liviana.
• Poseer una configuración estructural que presente:
1) Simetría, regularidad y sencillez en planta
2) Simetría, regularidad y sencillez en elevación
3) Baja esbeltez
4) Uniformidad en la distribución de la resistencia, rigidez y
ductilidad.
5) Hiperestaticidad y líneas escalonadas de defensa
6) Capacidad torcional
• Adicionalmente, en el diseño se buscará:
Que los miembros horizontales (vigas) fallen primero y después los
miembros verticales (columnas).
28
2.5 Aspectos fundamentales del diseño estructural
El diseño estructural es el procedimiento mediante el cual se define los
elementos que integran una estructura, materiales, dimensiones, uniones,
detalles en general y su ubicación en la estructura. Estos elementos deberán
presentar un comportamiento adecuado en condiciones de servicio y tener la
capacidad para resistir las fuerzas a las que estén sometidos sin que se
presente el colapso de la estructura.
2.5.1 Estructuración o concepción estructural La estructuración de un edificio es la primera etapa del diseño estructural.
En ella se define el tamaño y la forma del edifico, la naturaleza, tamaño y
ubicación de todos los elementos estructurales.
Así como la naturaleza, tamaño y ubicación de todos los elementos no
estructurales que puedan influir en el comportamiento de la estructura.
Comprende la definición de geometría general de la estructura (planta y
elevación), se establecen los materiales a emplear (concreto reforzado,
mampostería reforzada, acero estructural, etc.) se determinan los sistemas
estructurales resistentes tanto a cargas gravitacionales como sísmicas, se
establecen los claros de vigas, tableros de losas y las alturas libres de los
entrepisos, se proponen secciones y dimensiones tentativas de los elementos
estructurales.
29
2.5.2 Aspectos teóricos de la concepción estructural
Son las consideraciones que deben tomarse en cuenta al momento de
proceder a la estructuración de un edificio. Si estas nociones son aplicadas
correctamente podremos obtener edificios bien concebidos estructuralmente.
Los primeros aspectos se relacionan con la naturaleza de los movimientos
sísmicos. Los siguientes corresponden a las propiedades mecánicas de las
edificaciones ante cargas sísmicas.
• Inercia
Propiedad de la materia de resistencia al movimiento o cambio de
dirección del mismo. La inercia de una edificación es proporcional a su masa y
las fuerzas a aplicar para simular un sismo en un modelo son un porcentaje del
peso total de la estructura.
• Amortiguamiento
Mecanismo mediante el cual un sistema masa-resorte disipa energía y
vuelve a su estado original de reposo. En las estructuras, el amortiguamiento
es proporcionado por el rango elástico de deformación de las vigas y columnas.
• Ductilidad Propiedad de la materia que permite su deformación sin que la misma se
rompa o astille. En estructuras, la ductilidad se utiliza, como mecanismo de
disipación de energía, para evitar el colapso de la edificación cuando se ha
excedido su capacidad estimada de carga lateral o vertical.
30
En un sismo, las cargas laterales reales pueden exceder los valores
estimados en el cálculo, proporcionando de esta manera, la ductilidad de los
miembros estructurales, el mecanismo último de disipación de energía.
• Rigidez
La rigidez es la capacidad de resistencia de un cuerpo a cambiar por la
acción de fuerzas exteriores sobre el mismo. En estructuras el concepto de
rigidez es relativo a la capacidad de deformación de un miembro estructural
(viga, columna, muro) ante la acción de fuerzas externas.
La importancia del concepto, radica en que la rigidez determina las
deflexiones que presenta un miembro ante cargas externas y es por eso que la
mayoría de métodos de análisis estructurales utilizan matrices de rigideses para
cuantificar fuerzas internas de una estructura. Toda deformación de un
miembro es proporcional a su rigidez. Un sistema de marcos generalmente se
encuentra sujeto por una losa (diafragma rígido), que ocasiona que la
distribución de fuerzas sea proporcional a la rigidez de cada tramo.
• Simetría El termino simetría, generalmente se refiere a una propiedad geométrica
del edificio. Un edificio puede ser simétrico respecto a dos ejes si su geometría
es idéntica en cualquier lado del eje (configuración cuadrada, rectangular,
circular etc.).
31
Una construcción puede tener una configuración geométrica simétrica
respecto a dos ejes y aun ser clasificada como irregular debido a la distribución
de la masa o a los elementos verticales de resistencia sísmica. Esto equivale a
decir, que la simetría geométrica no es condición suficiente para que un edificio
sea regular. Simetría estructural significa que el centro de masa y el centro de
rigidez estén localizados en el mismo punto.
• Las proporciones También se deben guardar proporciones razonables de altura y largo con
respecto al ancho que les confieran cierta robustez.
En el diseño sísmico, las proporciones de un edificio pueden ser más
importantes que su tamaño absoluto. Para edificios altos, su relación de
esbeltez (altura/ancho), calculada de la misma manera que para una columna
individual, es una consideración más importante que sólo su altura.
Figura 3. Proporciones máximas recomendadas de un edificio en función de su
ancho
M a x . 3 B
Max
. 4B
B
Fuente: Raúl Gómez Tremari. Fundamentos de diseño y construcción sismo-resistente p. 84
32
Entre más esbelto es el edificio, mayores serán las acciones de
compresión sobre las columnas, perimetrales, causándose así mismo los
efectos de volteo. La transmisión del momento de volteo a la planta baja y
cimentación será más efectiva si se respetan las proporciones adecuadas.
• Centro de masa y centro de rigidez El centro de masa (C.M.) es el centro de gravedad de las cargas verticales
de un nivel, si están distribuidas uniformemente, el centro de masas, coincide
con el centroide geométrico de de la planta del piso, y será el punto donde se
considera aplicada la fuerza horizontal que incide en ese nivel. El centro de
rigidez (C.R.) de un nivel, será el centro de gravedad de las rigideces de los
elementos que definen la conformación estructural (muros y columnas). Es
importante tratar de que el centro de masas coincida con el centro de rigidez
para evitar efectos torsionantes en la estructura.
2.5.3 Predimensionamiento de elementos estructurales En el proceso de diseño estructural la estimación de las secciones
preliminares, es decir el Predimensionamiento, busca satisfacer los criterios
relativos a los estados límites de falla y de servicio, establecidos en los
reglamentos.
El predimensionamiento es un proceso en el cual el diseñador podrá
emplear cualquier criterio para predimensionar los elementos1; ya que en la
parte final del diseño verificara si las secciones propuestas satisfacen las
condiciones de establecidas por el o los reglamentos que empleé.
33
• Predimesionamiento de vigas
Para calcular el peralte (d) de la viga se recomienda una relación; de 6 a 8 cm.
de peralte por metro lineal de claro, y un ancho (b), de ⅓ a ½ de d:
claromlcmd )86( −
= , (Ecc. 2.1)
db )2/13/1( −= , (Ecc. 2.2)
La tabla 9.5 (a) del código ACI318-95:
En la tabla 9.5 (a); del código ACI318-95 encontramos otro referente para el
predimensionamiento de las vigas no pretensazas, en función del claro que
cubren. Es de hacer notar que esta tabla es aplicable a elementos de hormigón
armado de un f’c y grado de acero de refuerzo ya establecidos.
En caso de quererse aplicar a miembros de distinto f’c o grado de refuerzo, se
deben aplicar las correcciones especificadas en la misma.
34
Tabla V. Tabla 9.5(a) del código ACI 318-95 TABLA 9.5 (a).
Alturas o espesores mínimos de vigas no pretensadas o losas armadas en una dirección a menos que se calculen las deformaciones*.
Espesor Mínimo, h Simplemen-te
apoyados Con un extremo continuo
Ambos extremos continuos
En voladizo
Elementos que no soporten o estén ligados a divisiones u otro tipo de elementos susceptibles de dañarse por grandes deformaciones.
Losas macizas en una dirección 20
l
24l
28l
10l
Vigas o losas nervadas en una dirección
16l
5.18l
21l
8l
* La luz l está en mm. Los valores dados en esta tabla se deben usar directamente en elementos de hormigón de peso normal (wc = 2 400 kg/m3) y refuerzo grado 420 MPa. Para otras condiciones, los valores deben modificarse como sigue: (a) Para hormigón liviano estructural de peso unitario dentro del rango de 1 500 a 2 000 kg/m3, los valores de la tabla deben multiplicarse por (1.65 - 0.0003 wc), pero no menos de 1.09, donde wc es la densidad en kg/m3. (b) Para otros valores de fy distintos de 420 MPa, los valores de esta tabla deben multiplicarse por (0.4+fy/700).
Fuente: Código ACI318-95. p. 40
• Predimensionamiento de columnas
Criterios de diseñadores guatemaltecos:
Se propone calcular el área gruesa de columnas a través de la relación:
PuPact 20.0= , (Ecc. 2.3) Donde; ∑ ++= )( .sup.colvigasentrepisoact PPPP ; (Ecc. 2.4)
así el Ag esta dada por: cf
PA actg '17.0= , (Ecc. 2.5)
35
Figura 4. Área tributaria de columnas
CL
CL
CL CL
CL
CL
CL
LCP
P
Columna
Columna
A
Fuente: Ángel Sic García. Guía teórica y práctica del curso de concreto Armado 2. p.203
Pentrepiso = (Area1 o 2) (cargas factorizadas)
Columnas: el método que se utiliza para predimensionar las columnas
determina la sección y se basa en la carga aplicada a ésta. En este caso en
particular se desea guardar simetría en las dimensiones de las columnas, por
tal razón se toma la columna crítica, es decir, la que soporta mayor carga. La
medida resultante se aplica a todas las demás.
Fórmula: P = 0.8 (0.225f’cAg + FyAs); 1%Ag ≤As ≤ 8%Ag (ecc. 2.6)
36
2.6 Cargas de diseño
Las cargas son fuerzas externas que actúan sobre la estructura. Estas se
clasifican de acuerdo con la dirección de su aplicación en: cargas verticales y
cargas laterales.
2.6.1 Cargas verticales
También llamadas cargas por gravedad, comprenden la carga viva y carga
muerta.
Carga viva3: Es la que soporta el edificio de manera temporal, se pueden
aplicar por varias horas o años, su magnitud depende del uso que va a darse a
la edificación. Entre las cargas vivas se incluyen; el peso de los ocupantes, la
nieve, los vehículos, muebles, productos de almacenes, vehículos, etc.
Carga muerta: Incluye el peso de todos los componentes permanentes de una
estructura, como vigas, columnas, losas de pisos, techos, cubiertas de puentes,
también incluyen componentes arquitectónicos, como cielos rasos, acabados y
muros divisorios de habitaciones.
2.6.2 Cargas laterales Las constituyen aquellas fuerzas que actúan transversalmente o casi,
respecto a la línea de acción de la gravedad. Se dividen en cargas de: sismo,
viento y de presión. En el país son consideradas las cargas, laterales de sismo
y viento. Esta última depende de la magnitud e incidencia en una estructura,
sobre un área grande de exposición o bien por las condiciones del lugar. Para
éste trabajo únicamente tomaremos en cuenta el efecto de las cargas sísmicas.
37
2.6.3 Cálculo de cargas verticales de la estructura
Integración de cargas verticales por el método de áreas tributarias El área tributaria es el área de influencia de carga de un elemento estructural y
debería incluir toda la porción de la construcción en la cual, si se aplica una
carga, se afecta la fuerza interna en la sección que se está considerando.
Aquella área que, multiplicada por la carga uniformemente distribuida, define la
carga total que se debe considerar actuando sobre el elemento y que produce
efectos iguales a los de la distribución real de cargas sobre la estructura. El
área tributaria debe calcularse, también para fines de obtener la carga total
sobre un elemento estructural.
Figura 5. Área tributaria para losa
Fuente: Noel J. Everard. Diseño de concreto armado. p. 34
38
Calculamos la carga viva y la carga muerta de la siguiente manera:
para la viga en a
bhWvm 21
=−ω , (Ecc. 2.7)
Donde:
B = Base del triangulo (medido a rostro interior de viga)
H = Altura del triangulo (medido a rostro interior de viga)
W = Carga viva o muerta no factorada
Calculamos la carga viva y la carga muerta de la siguiente manera:
para la viga en b
hWbBvm 2
+=−ω , (Ecc. 2.8)
Donde:
B = Lado mayor del paralelepipedo (medido a rostro interior de viga)
H = Altura del paralelepipedo (medido a rostro interior de viga)
W = Carga viva o muerta no factorada
39
2.6.4 Criterios para cargas sísmicas
El principal documento de diseño en los Estados Unidos para zonas con
alto riesgo sísmico es el Uniform Building Code, el cual incorpora los criterios de
diseño desarrollados por la Structural Engineers Association of California.
El UBC permite el diseño de las estructuras considerando unas cargas
laterales estáticas equivalentes o mediante un análisis de la respuesta dinámica
de la estructura en el tiempo. El método utilizado para determinar las cargas
depende de la zona sísmica y el tipo de estructura. El UBC clasifica el más
simple entre dos posibles métodos de carga estática equivalente bajo el criterio
de “fuerzas o cargas laterales mínimas de diseño”, mientras que el más
complejo de los métodos de carga estática equivalente, al igual que los análisis
de respuesta en el tiempo, se especifican bajo “procedimientos de carga lateral
dinámica”.
Procedimiento de carga lateral mínima de diseño2
Los procedimientos de carga lateral mínima de diseño del código UBC se
utilizan para todas las estructuras irregulares de no más de 5 pisos o 65 pies de
altura en las zonas 3 y 4.
Los procedimientos de carga lateral mínima de diseño consideran el
cálculo de una carga lateral total, definida como el cortante de diseño en la
base, el cual distribuye posteriormente en toda la altura del edificio. El cortante
de diseño en la base, V, se calcula en una dirección dada de acuerdo con la
ecuación (7-652):
WRZICVω
= (Ecc. 2.9)
40
Donde
W = carga muerta sísmica total (carga muerta total mas la porción aplicable de otras cargas)
Rw =
Coeficiente numérico que depende del sistema estructural. Los valores de Rw para estructuras de concreto varían de 4 a 12, con base en la habilidad del sistema estructural para soportar la carga sísmica y para disipar energía.
Z = factor de zona sísmica5 = 0.075 para la zona 1, 0.15 para la zona 2A, para la zona 2B es 0.20, 0.30 para la zona 3 y 0.40 para la zona 4
I = factor de importancia = 1.25 o 1.00 dependiendo de la categoría de ocupación
C = coeficiente basado en el coeficiente de sitio, S, y en el periodo de la estructura, T, y el valor máximo de C es 2.75 según sección 2312 (e) 1D2 del UBC
3/225.1TSC = (Ecc. 2.10)
Donde S depende del tipo de perfil de suelo y es igual a 1, 1.2, 1.5, o 2.0 a
medida que el perfil de suelo cambia desde condiciones tipo roca o suelo rígido
(1.0) hasta arcillas blandas (2.0) de acuerdo con el UBC el periodo T se calcula
utilizando uno de dos métodos. Se describe el más simple de los dos.
4/3)( nt hcT = (Ecc. 2.11)
Donde hn = altura de la estructura en pies por encima del nivel de la base
Ct = 0.030 para pórticos de concreto reforzado resistentes a momento y pórticos
arriostrados excéntricamente, y 0.20 para todos los otros edificios de concreto
reforzado
41
El cortante total de diseño en la base, V, se distribuye en la altura de la
estructura de acuerdo con las ecuaciones
∑=
+=n
iit FFV
1 (Ecc. 2.12)
Donde Ff es la fuerza concentrada aplicada en la parte superior de la
estructura
VTVtF 25.007.0 ≤= (Ecc. 2.13)
sec7.00 ≤= paraT
La porción restante del cortante en la base se distribuye en la altura de la
estructura incluyendo el nivel superior, n, de acuerdo con la expresión
∑ =
−= n
i ii
xxtx
hwhwFVF
1
)( (Ecc. 2.14)
Figura 6. Distribución de carga basal en cada nivel
hx
hn
nivel x
Fuente: Arthur H Nilson. Diseño de estructuras de concreto. p. 654
42
2.6.5 Distribución de cargas sísmicas por marco La distribución de cargas sísmicas dependerá de la existencia o no de
simetría estructural, ya que de existir excentricidades entre el C.R. y el C.M. La
capacidad torsional del edificio se vera afectada y por ello los marcos que
tengan una mayor excentricidad; experimentaran una fuerza de marco (Fm) mayor, a los que posean menor excentricidad. Por ello deberán ser diseñados
para soportar mayores cargas sísmicas.
Fm cuando no existe simetría estructural Cuando no existe simetría estructural, se deberán determinar los centros
de masa y rigidez y la excentricidad del edificio; para poder calcular las fuerzas
totales por marco Fm.
2.6.5.1 Cálculo de centro de masa (C.M.)
El centro de masa coincide con el centroide geométrico de la planta del
edificio; por lo tanto si nuestra planta presenta una forma simétrica, las
coordenadas de su C.M., serán:
2xCM xx =− , (Ecc. 2.15)
2yCM yy =− , (Ecc. 2.16)
donde:
X = longitud del edificio respecto al eje x-x
Y = longitud del edificio respecto al eje y-y
43
2.6.5.2 Cálculo de centro de rigidez (C.R.) Se localiza el centro de rigidez del edificio, en base a los elementos
estructurales verticales de éste (columnas, muros de corte). Aplicando los
siguientes pasos:
I. Determinar las rigideces de los marcos
II. Se refiere la planta de la estructura a un par de ejes coordenados,
aplicando en los ejes de los elementos en x y en y.
III. Se calculan las coordenada de dx y dy con la fórmula:
∑∑=KmKl
d yx, , (Ecc. 2.17)
Donde:
∑Kl = Sumatoria del producto de la rigidez de marco Km por la distancia
del eje coordenado al marco analizado dmxx,yy
∑K = Sumatoria de las rigideces del marco Km
Según el tipo de estructura que se este analizando, así será el tipo de
apoyo, y por lo tanto, la ecuación de rigidez a utilizarse:
I. Voladizo: condición presentada en edificios de un nivel o en los últimos
niveles de edificios multiniveles, su formula de rigidez es:
AGPh
EIPh
Kc2.1
3
13
+= , (Ecc. 2.18)
44
II. Doblemente empotrado: condición que se da a los primeros niveles o
niveles intermedios de edificios multiniveles, su formula de rigidez es:
AGPh
EIPh
Kc2.1
12
13
+= , (Ecc. 2.19)
Donde:
P = Carga asumida, generalmente 10000 kg.
h = Altura del muro o columna analizado E = módulo de elasticidad del concreto cfE '15100= I = inercia del elemento 312/1 bhI = A = sección transversal del muro o columna analizado
G = modulo de rigidez EG 4.0=
Cálculo de excentricidad (e) La excentricidad (e) esta dada por:
yxyxyx dCMe ,,, −= , (Ecc. 2.20)
Cuando la estructura es simétrica en alguno de los ejes, se calculara la
excentricidad únicamente en el eje donde no exista simetría.
Excentricidad Accidental La excentricidad calculada no podrá ser menor que la excentricidad
accidental de lo contrario los cálculos a realizar deberán hacerse con la
excentricidad accidental.
ea = 0.05l
45
2.6.5.3 Cálculo de fuerzas por marco Para distribuir la fuerza lateral de sismo por nivel Fi, a cada marco en el
análisis simple, se consideran sólo los marcos paralelos a la dirección en que
esta actúa y dos efectos sobre ellos: uno de traslación en una misma dirección
y otro de rotación respecto del centro de rigidez cuando este no coincide con el
centro de masa.
En el análisis simple, la fuerza que llega a cada marco, se determina por
medio de la suma algebraica de la dirección de la fuerza por torsión Fi’’ (fuerza
rotacional) y la fuerza directamente proporcional a la rigidez de los marcos Fi’
(fuerza trasnacional).
''' iim FFF ±= , (Ecc. 2.21)
La fuerza trasnacional Fi’ se define por:
ii
mi F
KK
F∑
=' , (Ecc. 2.22)
Donde:
mK = rigidez del marco que se esta analizando
∑ iK = Sumatoria de las rigideces de los marcos paralelos a la carga
iF = fuerza por nivel
46
La fuerza torsional se define por:
ii FEieF ='' , (Ecc. 2.23)
donde:
e = Excentricidad
iF = Fuerza por nivel Ei = relación entre rigideces y brazo de palanca de cada marco
Ei se define por:
diKdiK
Eim
m∑=2
, (Ecc. 2.24)
donde:
di = distancia entre el centro de rigidez de la estructura y el eje de cada marco
mK = Rigidez del marco que se esta analizando
Se hace notar que al momento de encontrar el C.R. de la estructura, el eje
coordenado en el sentido de la excentricidad que se este analizando, se debe
correr al C.R.
Por lo que todos los marcos que queden hacia la izquierda o hacia abajo del
C.R., tendrán brazos de palanca con signo negativo (-); y todos los marcos que
queden hacia la derecha o hacia arriba, tendrán brazos de palanca con signo
positivo (+).
47
Si Fm es menor que Fi’, se debe tomar Fi’’ como la fuerza en el marco. Si
el valor Fm es mayor que Fi’’; Fm será el valor del marco analizado. Es decir se
toman los valores más críticos.
2.6.6 Métodos aproximados de análisis
Estos métodos son utilizados en diseños preliminares y sirven además
como comprobaciones rápidas de los resultados de métodos más refinados. En
esta sección solo se mencionaran algunos métodos aproximados de análisis y
las condiciones donde es posible aplicarlos, ya que este no es uno de los
objetivos del presente trabajo, el entrar en detalle en esta materia.
Método de estimación de la curva elástica y ubicación de los puntos de inflexión: Aplicable a vigas y marcos simétricos de preferencia para obtener
mayor exactitud. Es usado exclusivamente para estructuras sometidas a
cargas verticales.
Método del portal: Método aproximado de análisis estructural, utilizado
para estructuras sometidas ha cargas laterales, en marcos cuya altura total es
menor a su ancho total.
Método del voladizo: Método aproximado para analizar estructuras altas,
bajo cargas laterales; cuya relación de esbeltez es grande (altura mucho mayor
a ancho).
48
Método de Cross: Método exacto iterativo, aplicable a vigas y marcos
rígidos, simétricos o asimétricos, sometidos a cargas laterales y o verticales.
Sus conceptos básicos son: - Momento fijo (Mf); Es el momento necesario en el extremo de un
miembro de una estructura, para que el giro en ese extremo sea cero.
- La rigidez (K) es la acción necesaria para producir una deformación
unitaria en cualquier miembro19. La rigidez en un voladizo por definición
es igual a cero.
- El factor de distribución (Dij); es el valor por el cual se debe multiplicar el
momento aplicado a un nudo rígido, para obtener el momento que
absorbe cada uno de los miembros que concurren a ese nudo, se
encuentra en función de las rigideces de los miembros conectados a el.
- Un momento aplicado en un extremo empotrado de un miembro
trasmitirá al extremo contrario, un momento de magnitud igual a la mitad
del valor del primero y de signo contrario (factor de transporte);
- Para que el ciclo de iteraciones concluya, el momento que se transmite
con el factor de de transporte deber ser 0.10 Mf menor;
- El momento final será igual al Mf final más los efectos que le llegaron. A
modo de comprobación, la suma de los momentos finales en cada
miembro debe ser igual a cero.
2.6.7 Combinaciones de carga Cualquiera de todas las cargas mencionadas puede actuar sobre una
estructura en un momento dado. Sin embargo es entrar prácticamente al
campo de la especulación; el que se produzca algún tipo de carga crítica.
49
Es por ello que los códigos de construcción establecen combinaciones de
cargas específicas, que los miembros estructurales deben estar en capacidad
de soportar para tratar de evitar el colapso de la estructura. 0.9CM + 1.3S
Tabla VI. Factores de carga especificados por algunos códigos
Código Combinaciones Gravitacionales
Combinaciones excepcionales
Combinaciones para volteo
AGIES 1.4CM + 1.7 CV 1.05CM +1.275CV + 1.275S 0.8CM + S
ACI 1.4CM + 1.7 CV 1.05CM +1.275CV + 1.275S SCM 3.19.0 ±
2.7 Diseño de elementos de hormigón armado
2.7.1 Diseño de losas
Diseño de losas en una dirección: primero procedemos a calcular
determinar el espesor (t) de losa, aplicando la tabla 9.5 (a) del código ACI 318-
95. Después procedemos a integrar cargas, de la siguiente manera:
tPCM UC ×= , (Ecc. 2.25)
aSobrecCV arg= , (Ecc. 2.26)
Para después con los valores de carga muerta y viva obtener la carga
última (W), sobre la losa:
CVCMW 7.14.1 += , (Ecc. 2.27)
50
Para poder calcular los momentos que actúan en el sentido que trabaja la
losa. Utilizamos las siguientes relaciones13:
Momento positivo Vanos extremos
El extremo discontinuo no está restringido wuln2 /11
El extremo discontinuo es monolítico con el apoyo wuln2 /14
Vanos interiores wuln2 /16
Momento negativo en la cara exterior del primer apoyo interior Dos vanos wuln2 /9
Más de dos vanos wuln2 /10
Momento negativo en las demás caras De apoyos interiores wuln2 /11
Momento negativo en la cara de todos los apoyos para: Losas con luces que no excedan de 3 m, y vigas
en las cuales la relación entre la suma de las
rigieses de las columnas y la rigidez de la viga
exceda de 8 en cada extremo del vano
wuln2 /12
Momento negativo en la cara interior de los apoyos exteriores para los elementos construidos monolíticamente con sus apoyos Cuando el apoyo es una viga de borde wuln2 /24
Cuando el apoyo es una columna wuln2 /16
51
Estas relaciones son aplicables siempre y cuando las losas cumplan los
siguientes requisitos:
a. Haya dos o más vanos,
b. Los vanos sean aproximadamente iguales, sin que el mayor de los vanos
adyacentes exceda en más de 20% al menor,
c. Las cargas estén uniformemente distribuidas,
d. La sobrecarga unitaria no exceda en 3 veces la carga permanente
unitaria,
e. Los elementos sean prismáticos.
Para calcular el área de acero (As), primero se calcula el momento
resistente (MU), del área de acero mínimo de la losa (Asmín). Para determinar
en cuales son los momentos a los que hay que reforzar con una cuantia mayor
a la del Asmín.
Asmín, esta dada por:
bdf
Asy
mín1.1440.0 ×= , (Ecc. 2.28)
donde:
b = 1.00 m
d = peralte efectivo
Mu, esta dado por:
−=
bffA
dfAMc
ysysu '7.1
φ , (Ecc. 2.29)
donde:
b = 1.00 m
As, esta dada por:
yfcf
cfMdbdbdAs '85.0
'003825.0)( 2
−−= , (Ecc. 2.30)
donde:
b = 1.00 m
d = peralte efectivo
52
También se calcula acero por temperatura (Ast), el cual esta dado por:
btAst 002.0= , (Ecc. 2.31)
donde:
b = 1.00 m
t = espesor de losa
El espaciamiento máximo (S), estará dado por:
tSmáx 3= , (Ecc. 2.32)
Diseño de losas en dos direcciones: en las losas en dos direcciones el
espesor (t), se calcula por la siguiente fórmula:
180Pt = , (Ecc. 2.33)
donde:
P = perímetro de la losa a claros libres
Los momentos de las losas en dos sentidos, se calculan generalmente con
el método 3, del ACI. A continuación expondremos sus conceptos básicos:
Notación:
a = longitud del claro libre corto
b = longitud del claro libre largo
C = coeficientes para el calculo de momentos
tiene subíndices de identificación, como:
CaCM, CaCV, CbCM y CbCV m = relación a/b
W = carga ultima uniforme, se calcula igual que para losas en un sentido
53
Los momentos en cada lado (a y b), están dados por las ecuaciones:
Ma(-) = CaCMWa2
Ma(+) = CaCVa2(1.4CM + 1.7CV)
Mb(-) = CbCMWb2
Mb(+) = CbCVb2(1.4CM + 1.7CV)
En los bordes discontinuos se usara un momento negativo igual a un
tercio (1/3) del momento positivo. Cuando el momento negativo en un lado de
un apoyo es mayor del 80% que el otro lado, la diferencia se distribuirá en
proporción a la rigidez relativa de las losas; y si es menor la diferencia se puede
distribuir por el promedio de ambos momentos. Los cálculos de As y Smáx, son
exactamente iguales que en las losas en un sentido, solo que ahora se realizan
en ambos sentidos.
54
2.7.2 Diseño de vigas Determinadas las dimensiones de una viga, las cargas y los momentos de
servicio, las vigas deben de cumplir los siguientes parámetros:
Requisitos de armando para flexión:
El área de acero mínimo de refuerzo será igual a: bdf
Asy
mín5.14
= , (Ecc. 2.34)
El área de acero máximo de refuerzo será igual a:
bdff
cfAsyy
+×=
)6100(6100'85.05.0 1max β , (Ecc. 2.35)
donde: 2
1 /280'85.0 cmkgcf ≤⇒=β , (Ecc. 2.36) 2
1 /560'65.0 cmkgcf ⟩⇒=β , (Ecc. 2.37)
El área de acero estará dada por:
y
u
fcf
cfdM
bdbdAs '85.0'003825.0
)( 2
−−= , (Ecc. 2.38)
En el armado de la cama superior e inferior de la viga, se utilizarán por lo
menos 2 barras corridas de refuerzo.
El refuerzo positivo corrido (cama inferior), será el mayor de los siguientes
valores:
Asmín
0.5 As(+)
0.5 As(-)
El refuerzo negativo corrido (cama superior), será el mayor de los
siguientes valores: Asmín ⅓ As(-)
El refuerzo negativo y positivo en cualquier sección de la viga, no debe ser
menor a ¼ del refuerzo al rostro de la columna.
55
Requerimiento de armando para refuerzo transversal (estribos): Los estribos son requeridos para una longitud igual a dos veces al peralte
de la viga, a partir del rostro de la columna.
Cuando sean necesarios los estribos, el espaciamiento de los mismos no
excederá:
1/2 d
8 veces la barra longitudinal más pequeña
24 veces el diámetro del estribo (usualmente 3/8” = 9” = 0.22 m)
60 cm
Donde los estribos no sean requeridos, se colocarán los mismo con un
espaciamiento máximo de ½ d
Para el refuerzo transversal, debemos calcular los estribos en función de la
fuerza por corte factorizada (Vu), al rostro de la columna, obtenido del diagrama
de corte y se compara con el corte que resiste concreto (Vc), en caso de no ser
mayor (Va < Vr), se utiliza el espaciamiento (S) de ½ d, si el Va es mayor a Vr (Va
> Vr), se ha de calcular el espaciamiento S.
Tabla VII. Ecuaciones para el cálculo de acero por corte (Asc) en vigas Esfuerzo de corte en la viga:
bdVv = , (Ecc. 2.39)
Corte resistente del concreto:
bdcfVc '55.0= , (Ecc. 2.40)
Espaciamientos de estribos: ra
yv
VVdfA
S−
= , (Ecc. 2.41)
56
2.7.3 Diseño de columnas Los parámetros que deben cumplir las columnas como elementos
sismorresistentes son:
Requisitos de armando para esfuerzos de flexión: La carga axial factorada sobre la columna será menor que:
10'cfA
P gA ⟨ , (Ecc. 2.42)
La dimensión menor de la sección transversal de la columna será igual o
mayor a 0.30 m
La relación de las dimensiones de la columna será mayor o igual a 0.4
El As para zonas sísmicas esta comprendido dentro de:
gsg AAA 06.001.0 ≤≤
Requerimientos armando para confinamiento: Se armara una longitud de confinamiento (Lo) a partir del rostro de la viga.
La longitud de confinamiento será el valor mayor de las siguientes condiciones:
- El lado mayor de la columna
- 1/6 de la altura libre de la columna
El espaciamiento de la longitud de confinamiento (So), será el menor de
las siguientes consideraciones:
- ¼ del lado menor de la columna
- 0.10 m
- El So calculado
- El primer espaciamiento será igual a So/2
So esta dado por:
ρnv
o LA
S2
= , (Ecc. 2.43)
57
Donde:
vA = área varilla de estribo
nL = longitud máxima no soportada por el estribo ρ = relación volumétrica
ρ esta determinada por:
ych
g
f
cf
A
A '85.0145.0 ×
−=ρ , (Ecc. 2.44)
donde:
gA = área varilla de estribo
chA = longitud máxima no soportada por el estribo
Fuera de la longitud de confinamiento, los estribos tendrán el menor
espaciamiento (S’) de los siguientes:
- 6 vφ
- 0.15 m
vφ = diámetro barra longitudinal principal
Previo al diseño de una columna, se evalúan los efectos de esbeltez para
obtener los momentos y cargas de diseño.
La ecuación para considerar los efectos de esbeltez es la siguiente:
rKL
E n= , (Ecc. 2.45)
cuando:
22⟨E ; no se magnifican momentos
10022 ≤≤ E ; se magnifican momentos
100≥E ; no es recomendable construir
donde:
E = esbeltez
K = factor de pandeo
nL = longitud libre
r = radio de giro, donde;
r = 0.30 hx ó 0.30hy (el menor)
58
El valor K se determina con la siguiente ecuación:
prompromK ψ
ψ+
−= 1
2020
; cuando promψ < 2, (Ecc. 2.46)
promK ψ+= 190.0 ; cuando promψ ≥ 2, (Ecc. 2.47)
2ba
promψψ
ψ+
= , (Ecc. 2.48)
donde
aψ y bψ corresponden a la sumatoria de rigideces en ambos extremos de
apoyo de la la columna y se expresan de la siguiente forma:
∑∑=−
vigas
colba LEI
LEI//
ψ , (Ecc. 2.49)
La ecuación de magnificación de momentos es la siguiente )( dM :
ud MM δ= , (Ecc. 2.50)
Donde:
uM = Momento último
δ = Magnificador de momentos
δ , se expresa por:
cr
u
PPφ
δ−
=1
1 , (Ecc. 2.51)
Donde:
uP = carga última actuante
crP = carga crítica de pandeo (Euler)
φ = factor de compresión
(φ ) = (0.70 para estribos según reglamento ACI)
59
crP , se expresa por:
2
2
)( ncr KL
EIP π= , (Ecc. 2.52)
donde:
E = modulo de Young
I = momento de inercia
K = factor de pandeo
nL = longitud libre entre apoyos
EI , se expresa por:
d
gc IEEIβ+
=1
5.2, (Ecc. 2.53)
donde:
cE = módulo de elasticidad del concreto
cfEc '15100=
gI = momento de inercia centroidal de la columna
123bhI g =
dβ = factor de flujo plástico
u
ud C
CMCVCM
CM=
+=
7.14.14.1β
10 ≤≤ dβ
60
Para diseñar columnas tomando en cuenta su carga axial y los dos
momentos actuantes se utilizara la ecuación de Bressler:
oyxr PPPP1111
−+= , (Ecc. 2.54)
donde:
rP = carga máxima que soporta una
columna con excentricidad “e”
xP = carga máxima que soporta una
columna con excentricidad “ex”
yP = carga máxima que soporta una
columna con excentricidad “ey”
oP = carga axial que soporta una
columna
En el presente trabajo para simplificar el cálculo, de la carga máxima que
soporta la columna con flexión biaxial. Utilizaremos la ecuación de Bressler,
pero la solucionaremos de una forma alterna; asumiendo que las distintas
cargas se encuentran en función de constantes alfa (α), de la siguiente forma:
oyxr αααα1111
−+= , (Ecc. 2.55)
de donde:
rr cbhfP α'85.0= , (Ecc. 2.56)
simplificando la ecuación 2.54, tenemos:
oyx
r
ααα
α 1111
−+= , (Ecc. 2.57)
61
oα , esta expresada por:
ωα += 1o , (Ecc. 2.58) donde:
ω = cuantía de acero en el diagrama de interacción
ω , esta expresada por:
cff y
'85.0ρω = , (Ecc. 2.59)
donde:
ρ = cuantía de acero propuesta
xα y yα se encuentran interpolando en los diagramas de interacción los valores
de; ω con xe y ye , las cuales se definen como:
u
dxx P
Me = , (Ecc. 2.60)
u
dyy P
Me = , (Ecc. 2.61)
donde:
dxM = momento de diseño en x
dyM = momento de diseño en y
uP = carga ultima actuante
2.7.4 Diseño de cimentación El tipo de cimentación para el proyecto será una zapata aislada.
La losa de las zapatas deberá dimensionarse para soportar todas las cargas
factorizadas aplicadas
Una vez que se determina la presión admisible del suelo, a partir de los
datos disponibles del lugar, de los principios de la Mecánica de Suelos y de los
reglamentos locales; el tamaño del área de la zapata se calcula con las cargas
no factorizadas (de servicio).
62
En la zapatas en una dirección y zapatas cuadradas en dos direcciones, el
refuerzo de flexión se debe distribuir uniformemente en todo el ancho de la
zapata. Se puede asumir que el peralte efectivo es igual en ambas direcciones.
El comportamiento de la zapata en cortante no es diferente del de las
vigas y losas de entrepiso y se aplican los mismos principios y expresiones que
se utilizan para cortante.
Se supone que la sección critica de cortante en losas y zapatas se
extiende en un plano, a través de todo el ancho y que se localiza a una
distancia “d”, a partir de la cara de la carga concentrada o área de reacción. Y
se utiliza la ecuación 2.40 para determinar el corte.
El cortante proporcionado por sus cualidades debe de ser mayor que el
cortante actuante, al menos que se proporcione refuerzo por cortante.
La sección crítica de punzonamiento (corte punzonante) se presenta a una
distancia d/2 a partir de la cara del apoyo y no a la distancia d, como en la
acción de viga.
El peralte mínimo de las zapatas no debe ser menor de 15 centímetros
para zapatas apoyadas sobre el terreno y un recubrimiento mínimo de 7.5
centímetros.
Estimación de área de zapatas
VsP /5.1 (Ecc. 2.62)
63
La zapata en sí es un sistema sometido a carga y a flexión biaxial, por lo
que se deben chequear las presiones que provocan las cuatro esquinas de las
zapatas, obtenidas por la ecuación de esfuerzos combinados:
YY
YCGY
XX
XCGX
z
z
SM
SM
AP
q−
−
−
− ±±= , (Ecc. 2.63)
donde:
YCGYXCGX MM −− , : Momento del centro de gravedad en el eje X-X; y
Momento del centro de gravedad en el eje Y-Y.
YCGYXCGX SS −− , : Módulo de sección en el centro de gravedad en el eje X-X; y
Módulo de sección en el centro de gravedad en el eje Y-Y.
SCGX-X, esta dada por:
LBS XCGX261=− , (Ecc. 2.64)
SCGX-X, esta dada por: 261 BLS YCGY =− , Ecc. 2.65)
que debe cumplir:
sVq <++ , (Ecc. 2.66)
0≥−−q , (Ecc. 2.67)
Por motivos de diseño se trabajara con una presión constante debajo de la
zapata la cual puede ser un valor que se encuentre entre qMED y qmax
La qDIS = (qmax)(fcu)
Para calcular la cantidad de acero de refuerzo, tanto del acero longitudinal
como el transversal utilizaremos las ecuaciones de la sección 2.7
64
En el diseño por corte simple de la zapata utilizaremos la expresión: de la
ecuación 2.40
Observando que el corte resistente (Vc) siempre sea mayor que el corte
actuante (Va) a rostro externo de la columna:
bdfV cc `)53.0(φ= , (Ecc. 2.68)
))(2/( DISa qdlbV −= (Ecc. 2.69)
Para el diseño de por corte punzonate de la zapata utilizaremos la
expresión:
pr bPcfV '06.1φ= , (Ecc. 2.70)
pP , se le conoce como perímetro punzonante y esta dado por la relación:
( )dhhP yxp 22 ++= , (Ecc. 2.71)
Observando que el corte punzonante resistente (Vr) siempre sea mayor
que el corte punzonante actuante (Vpa):
par VV > , (Ecc. 2.72)
El Vpa, esta dado por:
( )( )[ ] DISyxZAPATApa qdhdhAV ++= , (Ecc. 2.73)
65
Donde:
φ = 0.85
xh = lado en el sentido x-x de la columna
yh = lado en el sentido y-y de la columna
d = Peralte efectivo de la zapata
2.7.5 Diseño de escaleras Para el diseño de escaleras primero se debe de determinar las
condiciones de apoyo de las mismas, si se encuentran; empotradas en un
extremo y simplemente apoyadas en otro, con ambos extremos empotrados o
con extremos empotrados y descanso en voladizo. En el presente trabajo
diseñamos escaleras con ambos extremos empotrados.
Relaciones que deben cumplirse para comodidad: El que la escalera sea cómoda y segura dependerá de la pendiente, una
escalera cómoda esta comprendida entre 25 y 37 grados. Las siguientes
relaciones nos pueden garantizar la comodidad de una escalera:
I. C ≤ 0.20 m
II. H > c
III. 2c + H ≤ 0.64 m
IV. c + H ≈ 0.45 a 0.48 m
V. (c)(H) ≈ 480 a 500 cm2
Cálculo de armado de acero El cálculo de espesor t esta dado por la tabla V:
24nlt = , (Ecc. 2.74)
66
Donde:
nl = claro que cubre la escalera
Integración de cargas: Carga muerta, primero procedemos a determinar el área del escalón; con
esta calculamos su peso volumétrico y lo multiplicamos por el número de
escalones le sumamos el peso del descanso y obtenemos la caga muerta
AcabadosEscalera PPPPCM += (Ecc. 2.75)
Donde:
PPescalera = Wc(t+c/2)
Carga viva, en escaleras para multifamiliares la carga viva recomendada
es de 270 a 400 Kg./m2
Carga última, esta dada por:
CVCMCU 7.14.1 +=
Los momentos son determinados según la sección 2.7.1
67
Figura 7. Modelo matemático de gradas y momentos según ACI-318
M(-) = WL^2/14M(-)
M(+) = WL^2/9
Fuente: Ángel Roberto Sic García. Guía teórica practica del curso de concreto armado 2. P.247
El cálculo del acero se realiza por medio de las ecuaciones 2.34 a la 2.38 ya
que es igual al diseño de de una viga. El detalle del armado de las escaleras,
se presenta en el apéndice II.
69
3. DISEÑO DE EDIFICIO MULTIFAMILIAR, PARA EL PROYECTO HABITACIONAL EN EL MUNICIPIO DE SANTA
CATARINA MITA, JUTIAPA
3.1 Datos preliminares
3.1.1 Topografía
El levantamiento topográfico que se realizo fue cerrado utilizando el
método de conservación de azimut.
El área total del terreno es de 23,345.42 m2, ubicada en el casco urbano
del municipio de Santa Catarina Mita, Jutiapa y posee una pendiente
aproximadamente del 1%.
Figura 8. Polígono del terreno del proyecto
proyectoMultifamiares
Terreno Area: 23345.42
3
4
5
6
7
8
9
10
111213
14
15
16
17
1
2N
70
3.1.2 Estudio de suelos
Para determinar las propiedades del suelo el tipo de muestra que se tomo
fue inalterada, ya que se necesitaba que el suelo guardara las mismas
condiciones que cuando se encontraba en el terreno de donde procedía, y se
describe el procedimiento mediante el cual se obtuvo:
• Se limpia y alisa la superficie del terreno y se marca el contorno del
trozo
• Se excava una zanja alrededor de este.
• Se ahonda la excavación y se cortan los lados del trozo, empleando
un cuchillo de hoja delgada.
• Se corta el trozo con el cuchillo y se retira del hoyo.
• La cara del trozo extraído que corresponda al nivel del terreno se
marca con una señal cualquiera para conocer la posición que
ocupaba en el lugar de origen. Se achaflanan inmediatamente las
aristas de la muestra y se le aplican tres capas de parafina caliente
con una brocha.
• Si la muestra no va a ser usada pronto, necesita una protección
adicional a las tres capas de parafina ya indicadas, esta protección
consiste en envolver la muestra con una tela blanda, amarrándola con
un cordel. Hecho esto se sumerge la muestra entera en parafina
fundida.
Sumergiendo la muestra repetidas veces en la parafina fundida puede
alcanzar un espesor de 3 mm, suficiente para garantizar su impermeabilidad.
Si las muestras inalteradas necesitaran ser enviadas a un laboratorio muy
lejano del lugar de extracción de las mismas, entonces necesitara aún mayor
protección.
71
El ensayo realizado en el laboratorio fue el de compresión triaxial y los
resultados obtenidos se pueden observar en el apéndice I
3.2 Descripción de la distribución de ambientes.
3.2.1 Infraestructura del edificio Para diseñar este edificio se proponen apartamentos con los siguientes
ambientes:
• 3 dormitorios
• Sala-comedor
• Baño
• Cocina
• Lavandería
3.2.2 Instalaciones
Las instalaciones en los apartamentos son hidráulicas, sanitarias y
eléctricas. En su diseño y colocación se debe garantizar lo siguiente:
• Seguridad de operación
• Capacidad adecuada para prestar el servicio
• Duración razonable y economía de mantenimiento
• Servicio constante
• Protección contra agentes nocivos, principalmente ambientales
72
3.3 Diseño Estructural del Edificio
3.3.1 Selección del sistema estructural
En la elección del sistema estructural influyen los factores de desempeño,
economía, estética, materiales disponibles en el lugar y la técnica para realizar
la obra. El resultado debe comprender el tipo estructural, formas y dimensiones,
los materiales y el proceso de ejecución.
Para este caso, se ha elegido el sistema estructural de marcos elásticos
unidos con nudos rígidos de concreto reforzado, con losas planas de concreto
reforzado.
3.3.2 Predimensionamiento de Elementos En esta sección propondremos secciones de elementos estructurales,
para iniciar el proceso diseño estructural. En la parte final del diseño
verificaremos si las mismas cumplen los requisititos necesarios.
Propiedades de los materiales: Concreto: f’c =
Ec =
Wc =
281 kg/cm2
15,100 cf '
2,400 kg/cm2
Acero: fy =
Ec =
2,800 Kg./cm2
2.04×106 Kg./cm2
Datos de diseño: Vs = 17.00 ton/m2
Ø = 15.0º
73
Cargas vivas en la edificación3:
Tipo de ocupación o uso Carga Viva
Azotea con acceso privado 200.00 (kg/m2)
Habitaciones (aplica entrepisos) 200.00 (kg/m2)
Escaleras 400.00 (kg/m2)
Pesos muertos de los materiales:
Material Peso Muerto
Concreto reforzado 2,400 (kg/m3)
Acabados 90 (kg/m2)
Carga de tuberías y cables 15 (kg/m2)
Figura 9. Planta estructural de piso típica
4
3
2
1
7
4 5 6
1 2 3
DCBA
X
Y
74
Figura 10. Modelo matemático de la estructura en y-y
3.4
3.4
0.4
1234
Figura 11. Modelo matemático de la estructura en x-x
0.4
3.4
3.4
DCBA
75
Figura 12. Distribución de elementos estructurales (vigas y columnas) en
planta
Col.
VigaCol.
3
2
1
6
5
4
7
1234
AB
CD
Predimensionamiento de vigas
Utilizaremos en este caso los criterios de Estructuralistas guatemaltecos,
para determinar el peralte (d) de las vigas; aplicándolas sobre el claro más
grande 5.00 m, obtenemos:
De donde proponemos: d = 40.00 cm.
tenemos; 3
3 dbbd
=⇒≤ tenemos:
33.13340
==b
También tenemos, 30≤bl entonces: 305.36
33.1333.13500
≥=−
De donde observamos que la relación l/b no se cumple por lo que proponemos:
165402
52
≅×
=⇒= bdb La cual si cumple
con: 3020 ≤=
bl
76
De donde proponemos: b = 20.00 cm. Figura 13. Sección predimensionada de la viga
d =
0.4
0b=0.20
Espesor de losas (t) Observamos que la losa 7 por ser la de mayor es la que impone su espesor
(esto debido a que es la losa de mayor área y por ende la que mayores
momentos flectores soporta). Por lo que aplicamos la tabla 9.5ª del A.C.I.
11.028
=l
Entonces el espesor general de las losas de todos los niveles será de 11 cm.
Figura 14. Planta de losas típicas
3.8 0.2 1.3 4.30.2
1 2 3
4 5 6
73.2
0.2
3.2
40.
2
77
Predimensionamiento de columnas
Para predimensionar las columnas de este proyecto en particular
tomaremos en cuenta
Fórmula: P = 0.8 (0.225f’cAg + FyAs); 1%Ag ≤As ≤ 6%Ag
Procederemos ha calcular la carga actuante en la columna más crítica;
Tabla VIII. Integración de cargas sobre la columna 2º Nivel Elemento Peso (Kg./m2) Área (m2) Pact (Kg.) Losa 856.60 11.40 9765.24Vigas 2400 0.377 904.801º Nivel Pact2 = 10670.00Elemento Peso (kg/m2) Área (m2) Pact (Kg.) Losa 856.60 11.40 9765.24Vigas 2400.00 0.377 904.80Columna 2 2400.00 0.1875 450.00 Pact2 = 10670.00
Pact1 = 21709.00
De la ecuación 2.3 PuPact 20.0= , y de la ecuación 2.5 cf
PA actg '17.0=
Entonces tenemos que:
Tabla IX. Sección de columna Nivel Pact Ag (cm2) hx (cm) hy (cm)
2 10670 121.62 25 25 1 21790 44.67 25 25
Tabla X. Secciones de Elementos
Sección de columnas Sección de vigas
hx hy d (cm) b (cm)
25.00 25.00 40.00 20.00
78
Cálculo de elementos de hormigón armado
Como no es objetivo del presente informe de E.P.S. el elaborar una
memoria de cálculo detallada, únicamente tabularemos, los cálculos
desarrollados para determinar el refuerzo de acero que necesitan los elementos
de hormigón reforzado.
3.3.3 Integración de Cargas Cálculo de losas6
Para calcular las losas de los entrepisos y la terraza del proyecto hacemos
uso de la teoría desarrollada en la sección 2.7. Los detalles de armado se
podrán consultar en el apéndice II.
Tabla XI. Sentido en el que trabajan las losas
Losa A b m Sentido o tipo 1 3.80 4.00 0.95 2 Sentidos 2 1.30 4.00 0.33 1 Sentido 3 4.30 4.00 0.93 2 Sentidos 4 2.80 3.20 0.84 2 Sentidos 5 1.30 3.20 0.41 1 Sentido 6 4.00 4.30 0.74 2 Sentidos 7 3.20 9.80 0.33 1 Sentido
Como se aprecia las losas: 2,5 y 7, trabajan en 1 sentido; mientras el resto
de losas, trabajan en dos sentidos.
79
Tabla XII. Integración de cargas verticales sobre la losa
CMlosa PUCtb 312.00 kg/m2
Sobrecarga Sob 105.00 kg/m2
CM 264.00 kg/m2
CMu 1.4CM 516.60 kg/m2
CV Sob(t) 200.00 kg/m2
CVu 1.7CV 340.00 kg/m2
Cu CMu+ CVu 856.60 kg/m2
Tabla XIII. Coeficientes para momentos en las losas, método 3 del ACI
Coeficientes M3 ACI M(-) M(+)
CM CV Losa M Ca- Cb- Ca- Cb- Ca- Cb-
1 0.95 0,055 0,045 0,030 0,024 0,035 0,029 3 0.93 0,057 0,042 0,032 0,023 0,037 0,028 4 0.84 0,050 0,045 0,029 0,017 0,041 0,022 6 0.74 0,062 0,035 0,037 0,013 0,050 0,016
Tabla XIV. Momentos de las losas de entrepiso eje x-x
Momentos eje x-x (Kg.-m) ML1 ML2 ML3
M(-) M(+) M(+) M(-) M(+) 680 396 145 665 396
ML4 ML5 ML6 M(-) M(+) M(+) M(-) M(+) 235 557 161 554 225
80
Tabla XV. Balanceo de momentos de las losas de entrepiso eje x-x Balanceo de momentos x-x
ML1 ML2 680 145
D1 0.25 D2 0.75-133.75 401.25546.25 546.25
ML2 ML3 145 665
D1 0.23 D2 0.77-400.40 119.6
545.4 545.4ML4 ML5
557 145D1 0.25 D2 0.75
-103 309454 454
ML5 ML6 145 554
D1 0.23 D2 0.77314.93 -94.07459.93 459.93
Tabla XVI. Momentos de las losas de entrepiso eje y-y
Momentos eje x-x (Kg.-m) ML1 ML7 ML4
M(-) M(+) M(+) M(-) M(+) 617 356 877 439 296
ML3 ML7 ML6 M(-) M(+) M(+) M(-) M(+) 781 466 877 544 370
81
Tabla XVII. Balanceo de momentos de las losas de entrepiso eje y-y Balanceo de momentos x-x
ML1 ML4 617 439
D1 0.44 D2 0.56-78.32 99.68538.68 538.68
ML4 ML7 439 877
D1 0.50 D2 0.50219 -219658 658
ML3 ML6 781 544
D1 0.44 D2 0.56-104.28 132.72676.72 676.72
ML6 ML7 544 877
D1 0.50 D2 0.50166.50 -166.50545.4 545.4
Diseño de armado:
t = 11.00 cm.
Øv = 3/8”
D = 9.15 cm. Y según las ecuaciones, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7 y 5.8; tenemos:
f'c = 280 Kg./cm2
fy= 2800 Kg./cm2
Tabla XVIII. As de momento resistente MAsmin (Kg.-m) Asmin (cm2) SAsmin (cm.) Ast (cm2) S (cm.) Usar
455 2.15 33.00 2.20 0.25 1 Nº 3 @ 0,25
82
Tabla XIX. Diseño armado final de losa Calculo de As para momentos mayores a MAsmin en el eje y-y
Mu (kg-m) As (cm2) S (cm) Usar 877 4.20 0.17 1 Nº 3 a/c 0.15 711 3.40 0.20 1 Nº 3 a/c 0.20 677 3.22 0.33 1 Nº 3 a/c 0.30 658 3.13 0.33 1 Nº 3 a/c 0.30 539 2.55 0.25 1 Nº 3 a/c 0.25
Calculo de As para momentos mayores a MAsmin en el eje x-xMu (kg-m) As (cm2) S (cm) Usar
546 2.60 0.25 1 Nº 3 a/c 0.25 466 2.20 0.25 1 Nº 3 a/c 0.25 460 2.17 0.25 1 Nº 3 a/c 0.25
El diseño del armado final de las losas de los entrepisos, es exactamente
igual, y el detalle del armado de las losas de ambos pisos puede ser consultado
en el apéndice II.
3.3.3.1 Integración de cargas verticales
Cálculo de cargas sobre la estructura3 Se aclara que previamente a la elaboración del presente informe se ha
realizado el diseño estructural determinado; debido a limitaciones de espacio,
se presenta la integración de cargas y el análisis estructural del marco 1.
83
Figura 15. Planta de marco 1 con áreas tributarias 1
Viga A
-C
Viga C
-D
Tabla XX. Integración de cargas gravitacionales sobre marco 1
Marco 1
Elemento
área tributaria
(m2) W(Kg./m2)
Peso propio de viga (kg./m)
CM (kg./m)
CV (kg./m)
Losa de A-C 7.36 369.00 ----- 662.00
Losa de C-D 5.76 369.00 ----- 640.00
Viga de A-C ----- 2,400 168.00 168.00
Viga de C-D ----- 2,400 168.00 168.00
Carga viva de A-C 7.36 200.00 268.00
Carga viva de C-D 5.76 200.00 256.00
84
3.3.3.2 Integración de cargas laterales (método UBC-94)9
V = WRZICω
Z = 0.40 (Guatemala en relación con el área sísmica
en E.U.A. según mapa sísmico UBC)
I = 1 (multifamiliares)
C = 3/225.1T
S
S = 1 Roca o suelo rígido
ωR = 8 marcos de concreto
4/3)( nt hcT = Ct = 0.30 marcos concreto,
H = altura del edificio en pies
4/3)93.34(030.0=T = 0.43 seg.
3/2)43.0()1(25.1
=C = 20.28
Además C no debe de exceder de 2.75
La altura del edificio en pies es de 34.93 pies
.)385,446(8
)75.2)(1)(4.0( lbV = = 61,377.94 lb.
Tabla XXI. Fuerza de sismo por nivel en x-x, y-y
NIVEL Wx (lb) hx (pies) ∑Wihi Fxnivel (Kg.)1 173914,4 12,39 10017906,82 5,9922 136235 23.37 10017906,82 8,861
85
Hallando centro de masa
211
=−xxCM = 5.50 m
210
=− yyCM = 5.00 m
3.3.3.3 Distribución de cargas por marcos Como vimos en la sección 2.6.5, podemos aplicar los conceptos para
determinar si existen efectos torsionales debido a la carga aplicada a cada
nivel. Este proyecto no cuenta con simetría estructural en ningún eje.
Tabla XXII. Distribución de fuerzas de piso por marco
Primer nivel sentido X Marco Km Di (Km)(di) (Km)(di)2 Ei Fi1 Fi11 Fm
1 10,76 -5,65 -60,79 343,486 -13,91 1.198,18 -236,87 961,312 14,35 -2,25 -32,29 72,647 -26,20 1.597,94 -125,80 1.472,143 14,35 1,15 16,50 18,978 51,26 1.597,94 64,30 1.662,244 14,35 5,35 76,77 410,733 11,02 1.597,94 299,12 1.897,06
53,81 845,844 5.992,00 5.992,75 Segundo nivel sentido X Marco Km Di (Km)(di) (Km)(di)2 Ei Fi1 Fi11 Fm
1 10,76 -5,65 -60,794 343,486 -13,913 1.771,87 -350,28 1.421,592 14,35 -2,25 -32,288 72,647 -26,197 2.363,04 -186,03 2.177,013 14,35 1,15 16,503 18,978 51,255 2.363,04 95,08 2.458,134 14,35 5,35 76,773 410,733 11,018 2.363,04 442,34 2.805,39
53,81 845,844 8.861,00 8.862,11
86
Primer nivel sentido Y
Marco Km Di (Km)(di) (Km)(di)2 Ei Fi1 Fi11 Fm D 14,35 -4,93 -70,75 348,775 -10,32 1.712,17 -290,17 1.422,00 C 10,76 -0,93 -10,01 9,306 -72,99 1.283,83 -41,04 1.242,79 B 10,76 0,57 6,13 3,496 119,10 1.283,83 25,16 1.308,99 A 14,35 5,07 72,75 368,865 10,04 1.712,17 298,41 2.010,58
50,22 730,443 5.992,00 5.984,35 Segundo nivel sentido Y Marco Km Di (Km)(di) (Km)(di)2 Ei Fi1 Fi11 Fm
D 14,35 -4,93 -70,746 348,775 -10,325 2.531,97 -429,11 2.102,86 C 10,76 -0,93 -10,007 9,306 -72,995 1.898,53 -60,70 1.837,84 B 10,76 0,57 6,133 3,496 119,097 1.898,53 37,20 1.935,73 A 14,35 5,07 72,755 368,865 10,040 2.531,97 441,29 2.973,26
50,22 730,443 8.861,00 8.849,69 Figura 16. Carga muerta en el marco 1
640
662 640
662
A C D
87
Figura 17. Carga viva en el marco 1
268 256
256
DCA
268
Figura 18. Carga sísmica en el marco 1
1,198
1,772
DCA
88
3.3.3 Análisis del sistema estructural4 Ya habiendo determinado las cargas actuantes sobre la estructura
podemos proceder al análisis estructural de la misma, este fue realizado con el
software; Etabs 8 Nonlinear.
Diseñaremos elementos que satisfagan las resistencias requeridas por el
ACI, se determinan las cargas de diseño a través de las siguientes
combinaciones de carga:
Tabla XXIII. Combinaciones de carga del ACI 318-95 C1 = 1.4 CM + 1.7 CV
C2 = 0.75 (1.4 CM + 1.7 CV + 1.87 S)
C3 = 0.75 (1.4 CM + 1.7 CV - 1.87 S)
C4 = 0.9 CM + 1.43 S
C5 = 0.9 CM - 1.43 S
Se presentarán las envolventes de momentos tabuladas de los niveles 1,2
y la zapata crítica, los cuales son elementos que determinan el diseño típico del
resto de los componentes.
Tabla XXIV. Envolventes de momentos de marco 1 para vigas
Vigas
Primer nivel M(-)izq (kg.-m)
M(+) (kg.-m)
M(-)der (kg.-m) Vizq (ton) Vder (ton)
V1A-C 3,645 2,015 3,572 3,200 2,950 V1C-D 2,179 1,288 2,347 4,155 2,315
Segundo nivel M(-)izq (kg.-m)
M(+) (kg.-m)
M(-)der (kg.-m) Vizq (ton) Vder (ton)
V1A-C 3,661 2,017 3,556 4,355 4315 V1C-D 2,144 1,293 2,382 3,955 3,815
89
Tabla XXV. Envolvente de momento de columna Columna
eje x-x eje y-y Primer nivel Msup
(kg.-m) Minf
(kg.-m) Msup
(kg.-m) Minf
(kg.-m) Axial (kg.)CB3 1,939 2,839 2,599 3,479 21,790 Tabla XXVI. Envolvente de momentos para zapata crítica Zapata
Mx-x (kg.-m) My-y (kg.-m) Axial (ton) Zapata CB3 2,839 3,479 22.24
3.3.4 Diseño de elementos de concreto reforzado de edificio multifamiliar
3.3.4.1 Vigas7
En esta sección diseñaremos la viga crítica del marco 1 siguiendo los
pasos y ecuaciones de la sección 2.7.2.
Datos: Recubrimiento d = 40.00 cm 4.00 cm b = 20.00 cm Asmin (cm2) defe = 36 cm 3.59 f’c =281 kg/cm2 Asmax (cm2) fy = 2810 kg/cm2 17.81 Momentos de diseño Segundo nivel M(-)izq
(kg.-m) M(+)
(kg.-m) M(-)der (kg.-m) Vizq (ton) Vder (ton)
V1A-C 3,661 2,017 3,556 4,355 4315 As(+)= 2.54 cm2
As(-) = 4.26 cm2
90
Los chequeos para acero por flexión, positivo y negativo son12:
Asmin ‹ As(-) ‹ Asmax 3.72 4.22 13.31 Asmin ‹ As(+) ‹ Asmax 1.49 2.27 13.31
El armado propuesto es:
Cama superior 2 Nº 3 corridas + 4 Nº 3 bastones
Cama inferior 2 Nº 4 corridas
El cortante que resiste el concreto es:
355,4.638,6 ⟩= kgVc
Solamente necesitara refuerzo mínimo
Av propuesta = Nº 2 a cada 15 cm.
El armado de las vigas se pueden observar en el apéndice II
3.3.4.2 Cálculo de columnas8 Procederemos a calcular la columna más crítica (del primer nivel), su
refuerzo estructural será el mismo para las columnas de ambos niveles.
Utilizando magnificadores de momentos, estos serán iguales en las dos
direcciones pues la sección de la columna es cuadrada.
Momentos de diseño en columna típica 1º nivel Sentido x-x – Sentido y-y
Ψa Ψb Ψprom 1 + Ψprom 0.30 0.00 0.15 Ψprom < 2 1.15
K KL R 1.06 381.6 7.5
Como la relación de esbeltez es 50.88 entonces se magnifica EI Pcr dβ yx δδ − 206.00 139.62 0.60 1.28
91
Refuerzo de As, columna típica 1º nivel
Pu (ton) Mdisx-x Mdisy-y 21.79 2.48 3.32
fy (kg/cm2) f'c (kg/cm2) dx (cm) dy (cm) dx/t2810.00 281.00 21.00 21.00 0.52
dy/t ex ey ex/t ey/ t0.71 0.11 0.15 0.44 0.60
Asmin (cm2) Ast (cm2) 6.25 10.16 αx αy αr Pr P'u (ton)
0.38 0.26 0.20 32.00 31.12P'r (ton) > P'u (ton) P'r (ton) > P'u (ton)
32.00 > 31.12 si cumpleUsar 8 Nº 4 corridas
Refuerzo de As a corte, columna típica 1º nivel
Confinamiento Lo Øvr Ln/6 (m) d (m) b (m)
Nº 4 0.60 0.25 0.25
ρc S (m) S fuera de Lo (cm)
0.033 0.04 0.10Usar 1 est. Nº 4 a 0.04; resto a/c 0.10
3.3.4.3 Zapatas10
Diseño de cimentación Del análisis estructural determinamos que la zapata crítica es la que se ubica en
los ejes B y 3. Se procede a calcular el peso propio de la columna, para poder
dibujar el diagrama de cargas del sistema:
92
Datos:
Pu 22.24 ton Mux 2.839 ton Muy 3.479 ton f'c 281 (kg/cm2) fy 2810 (kg/cm2) sueloγ 1.4 ton
concretoγ 2.4 ton FCU 1.51 Vs 17.00 ton/m2
Ø 15.0º
Sección columnas: Hxx, Hyy = 0.25 m Profundidad de cimiento: 0.90 m
Cargas de trabajo
P 14.72 ton Mx 1.88 ton My 2.30 ton
Primera estimacion de area de zapata
lx= 1.20 m
ly= 1.50 m
Comprobación de presiones
Pz/Az (t/m2) Mcgxx/Sxx (t/m2) Mcgyy/Syy (t/m2) q++ (t/m2) q-- (t/m2) 9.83 5.22 5.11 22.70 -0.50
q++ > Vs aumentar b q-- > 0 no aprueba
Por lo que proponemos una nueva área y revisamos: Nueva comprobación de presiones
Pz/Az (t/m2) Mcgxx/Sxx (t/m2) Mcgyy/Syy (t/m2) q++ (t/m2) q-- (t/m2) 8.23 3.76 3.77 15.80 0.74
q++ < Vs Aprueba q++ > 0 Aprueba
93
Ya que chequean las presiones, procedemos a calcular las presiones
actuantes.
Chequeo corte simple
t (cm) defec (cm) Vr (ton) Vay-y Vax-x Vr > Va 30.00 22 38.74 15.45 12.99 Aprueba
Chequeo corte punzonante
t (cm) defec (cm) Vr (ton) Vpa (ton) Vr > Vpa 30.00 22.00 62.47 47.92 Aprueba
Refuerzo por flexión (As)
Sx (m) Mrx (t-m) Asf (cm2) Usar 0.15 4.99 9.86 Nº 4 a/c 0.15
Sy (m) Mry (t-m) Asf (cm2) Usar 0.20 3.08 6.04 Nº 4 a/c 0.20
3.3.4.4 Gradas11
Como ya hemos aclarado diseñaremos las escaleras del edificio como
vigas empotradas en ambos extremos, por lo que procedemos a tabular:
Relaciones de comodidad que debe cumplir la escalera C ≤ 0.20 m De donde: C = 0.17 m ≤ 0.20 m
H > C H = 0.29 > C
2C + H ≤ 0.64 m 2(0.17) + 0.29 = 0.63 m ≤ 0.64 m
C + H ≈ 0.45 a 0.48 m 0.17 + 0.29 = 0.46 m ≈ 0.45 a 0.48 m
(C)(H) ≈ 480 a 500 cm2 (17)(29) = 493 cm2 ≈ 480 a 500 cm2
94
De la ecuación 2.74, tenemos: mt 14.024
)00.132.2(≈
+=
Con lo cual podemos integrar las cargas sobre la escalera para después
proceder a calcular los momentos actuantes, con ellos el As de acero y su
armado.
Integración de carga muerta sobre la escalera CM (kg/m) = 2400(0.14+0.17/2)+50 (repello, cernido) = 470.00
CMu (kg/m) = 658.00
CV (kg/m) = 400.00
CVu (kg/m) = 860.00
Cálculo de momentos sobre la escalera
Cu (kg/m) M(+) (kg-m) M(-) (kg-m) 1,338.00 2,124.00 1,366.00
Cálculo de As, escaleras defec (cm) db (cm
2) As(+) (cm
2) As(-) (cm
2) Ast (cm
2) Asmin (cm
2) Asmax (cm
2)
14.87 1486.50 8.06 5.10 2.80 5.73 28.44
Chequeo de corte y calculo de espaciamientos Vr (ton) Va (ton) S+ (m) S- (m) St (m) Smax (m)
13.18 4.77 0.20 0.11 0.42 0.54
Armado de As en gradas
Usar Cama Superior 1 Nº 4 a/c 0.15 Cama inferior 1 Nº 4 a/c 0.20 Ast 1 Nº 3 a/c 0.20
95
3.4 Análisis del presupuesto 3.4.1 Costos Unitarios
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 0 Bodega y guardianía Unidad Clavo 2 1/2" Lb 8,25 Q 3,00 Q 24,75 Lamina zinc 12' unidad 21 Q 46,00 Q 966,00 Regla 3" x 3" pie/tab 90,75 Q 4,25 Q 385,69 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 650,00 Q 650,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 195,00 Q 195,00 Prestaciones % 33,00 Q 8,45 Q 278,85 Total Q 2.500,29
Precios Unitarios
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 1 Trabajos Preliminares Global Limpieza General m² 818,40 Q 3,00 Q 2.455,20 Nivelación acarreo de basura y maleza m³ 123,00 Q 25,00 Q 3.075,00 Elaboración de puentes Unidad 64,00 Q 16,00 Q 1.024,00 Trazo y Estaqueado ml 316,00 Q 3,00 Q 948,00 Excavación zapata y cimiento corrido m³ 63,50 Q 20,00 Q 1.270,00 Relleno m³ 27,00 Q 15,00 Q 405,00
Prestaciones % 33,00 Q 91,77 Q 3.028,48 Total Q 12.205,68 DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 2 Materiales para Trab. Preliminar Regla (2x3) para puentes Pie/tab 175,00 Q 4,25 Q 743,75 Tabla (1x6) para puentes Pie/tab 90,00 Q 4,25 Q 382,50 Clavo (4) para puentes lb 40,00 Q 4,00 Q 160,00
Total Q 1.286,25
OBRA GRIS DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 3 Zapatas 1 Unidad Hierro No.4 varilla 1,85 Q 44,00 Q 81,40
Alambre lb. 1,50 Q 3,70 Q 5,55 Cemento sacos 3,56 Q 39,50 Q 140,62 Arena m³ 0,15 Q 125,00 Q 18,75 Piedrín m³ 0,20 Q 175,00 Q 35,00 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 15,00 Q 15,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 4,50 Q 4,50 Prestaciones % 33,00 Q 0,20 Q 6,44 Total Q 307,26
96
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
4 Zapatas 2 Unidad Hierro No.4 varilla 4,55 Q 44,00 Q 200,20 Alambre lb 2,50 Q 3,70 Q 9,25 Cemento sacos 10,00 Q 39,50 Q 395,00 Arena m³ 0,43 Q 125,00 Q 53,75 Piedrín m³ 0,57 Q 175,00 Q 99,75 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 17,00 Q 17,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 7,50 Q 7,50 Prestaciones % 33,00 Q 0,25 Q 8,09
Total Q 790,54
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 5 Zapatas 3 Unidad
Hierro No.4 varilla 10,00 Q 44,00 Q 440,00 Alambre lb 2,50 Q 3,70 Q 9,25 Cemento sacos 12,43 Q 39,50 Q 490,99 Arena m³ 0,53 Q 125,00 Q 66,25 Piedrín m³ 0,70 Q 175,00 Q 122,50 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 18,00 Q 18,00
Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 5,40 Q 5,40 Prestaciones % 33,00 Q 0,23 Q 7,72
Total Q 1.160,11
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 6 Cimiento corrido 30x25cm ml
Hierro No.3 varilla 0,60 Q 25,40 Q 15,24 Hierro No.2 varilla 0,60 Q 11,00 Q 6,60 Alambre lb 1,00 Q 3,70 Q 3,70 Cemento sacos 0,95 Q 39,50 Q 37,53 Arena m³ 0,04 Q 125,00 Q 5,00 Piedrín m³ 0,06 Q 175,00 Q 10,50 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 17,00 Q 17,00
Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 5,10 Q 5,10 Prestaciones % 33,00 Q 0,22 Q 7,29 Total Q 107,96
97
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 7 Solera de Humedad 20x15 cm ml
Hierro No.3 varilla 0,75 Q 25,40 Q 19,05 Hierro No.2 varilla 0,50 Q 11,00 Q 5,50 Alambre lb 1,00 Q 3,70 Q 3,70 Cemento sacos 0,30 Q 39,50 Q 11,85 Arena m³ 0,02 Q 125,00 Q 2,50 Piedrín m³ 0,03 Q 175,00 Q 5,25 Madera Formaleta Pie/tab 8,00 Q 4,25 Q 34,00 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 4,70 Q 4,70 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 1,41 Q 1,41 Prestaciones % 33,00 Q 0,06 Q 2,02 Total Q 89,98
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 8 Solera Intermedia ml
Block en U Unidad 3,00 Q 2,25 Q 6,75 Hierro No.3 varilla 0,40 Q 25,40 Q 10,16 Hierro No.2 varilla 0,30 Q 11,00 Q 3,30 Alambre lb 1,00 Q 3,70 Q 3,70 Cemento sacos 0,15 Q 39,50 Q 5,93 Arena m³ 0,03 Q 125,00 Q 3,75 Piedrín m³ 0,04 Q 175,00 Q 7,00 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 4,20 Q 4,20 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 1,26 Q 1,26 Prestaciones % 33,00 Q 0,05 Q 1,80 Total Q 47,85
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 9 Sillar ml
Hierro No.3 varilla 0,60 Q 25,40 Q 15,24 Hierro No.2 varilla 0,50 Q 11,00 Q 5,50 Alambre lb 1,00 Q 3,70 Q 3,70 Cemento sacos 0,35 Q 39,50 Q 13,83 Arena m³ 0,02 Q 125,00 Q 2,50 Piedrín m³ 0,03 Q 175,00 Q 5,25 Madera Formaleta Pie/tab 8,00 Q 4,25 Q 34,00 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 5,70 Q 5,70 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 1,71 Q 1,71 Prestaciones % 33,00 Q 0,07 Q 2,45 Total Q 89,87
98
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 10 Dintel ml
Hierro No.3 varilla 0,55 Q 25,40 Q 13,97 Hierro No.2 varilla 0,55 Q 11,00 Q 6,05 Alambre lb 1,00 Q 3,70 Q 3,70 Cemento sacos 0,35 Q 39,50 Q 13,83 Arena m³ 0,02 Q 125,00 Q 2,50 Piedrín m³ 0,03 Q 175,00 Q 5,25 Madera Formaleta Pie/tab 8,00 Q 4,25 Q 34,00 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 5,70 Q 5,70 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 1,71 Q 1,71 Prestaciones % 33,00 Q 0,07 Q 2,45 Total Q 89,15
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
11 Levantado de Pared block m² Block de pomez Unidad 13,00 Q 2,25 Q 29,25 Cemento sacos 0,05 Q 39,50 Q 1,98 Arena m³ 0,02 Q 125,00 Q 2,50 Cal sacos 0,08 Q 19,00 Q 1,52 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 7,50 Q 7,50 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 2,25 Q 2,25 Prestaciones % 33,00 Q 0,10 Q 3,22 Total Q 48,21
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
12 Columnas A Unidad Hierro No.4 varilla 5,50 Q 44,00 Q 242,00 Hierro No.4 varilla 9,30 Q 44,00 Q 409,20 Alambre Lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento sacos 2,60 Q 39,50 Q 102,70 Arena m³ 0,11 Q 125,00 Q 13,75 Piedrín m³ 0,15 Q 175,00 Q 26,25 Madera Formaleta Pie/tab 27,00 Q 4,25 Q 114,75 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 33,00 Q 33,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 9,90 Q 9,90 Prestaciones % 33,00 Q 0,43 Q 14,16 Total Q 984,21
99
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
13 Columnas B Unidad Hierro No.3 varilla 2,60 Q 25,40 Q 66,04 Hierro No.2 varilla 1,45 Q 11,00 Q 15,95 Alambre lb 3,00 Q 3,70 Q 11,10 Cemento sacos 1,00 Q 39,50 Q 39,50 Arena m³ 0,04 Q 125,00 Q 5,00 Piedrín m³ 0,03 Q 175,00 Q 5,25 Madera Formaleta Pie/tab 27,00 Q 4,25 Q 114,75 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 23,00 Q 23,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 6,90 Q 6,90 Prestaciones % 33,00 Q 0,30 Q 9,87 Total Q 297,36
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
14 Columnas C Unidad Hierro No.3 varilla 1,60 Q 25,40 Q 40,64 Hierro No.2 varilla 1,00 Q 11,00 Q 11,00 Alambre lb 2,00 Q 3,70 Q 7,40 Cemento sacos 0,70 Q 39,50 Q 27,65 Arena m³ 0,03 Q 125,00 Q 3,75 Piedrín m³ 0,04 Q 175,00 Q 7,00 Madera Formaleta Pie/tab 13,00 Q 4,25 Q 55,25 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 19,00 Q 19,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 5,70 Q 5,70 Prestaciones % 33,00 Q 0,25 Q 8,15 Total Q 185,54
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
15 Columna tipo D Unidad Hierro No.3 varilla 0,65 Q 25,40 Q 16,51 Cemento sacos 0,50 Q 39,50 Q 19,75 Arena m³ 0,02 Q 125,00 Q 2,50 Piedrín m³ 0,03 Q 175,00 Q 5,25 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 15,00 Q 15,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 4,50 Q 4,50 Prestaciones % 33,00 Q 0,20 Q 6,44 Q 69,95
100
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
16 Viga 1 Unidad Hierro No.3 varilla 13,45 Q 25,40 Q 341,63 Alambre lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento sacos 5,20 Q 39,50 Q 205,40 Arena m³ 0,22 Q 125,00 Q 27,50 Piedrín m³ 0,30 Q 175,00 Q 52,50 Madera Formaleta Pie/tab 54,00 Q 4,25 Q 229,50 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 45,00 Q 45,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 13,50 Q 13,50 Prestaciones % 33,00 Q 0,59 Q 19,31 Total Q 952,84
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
17 Viga 2 Unidad Hierro No.3 varilla 10,00 Q 25,40 Q 254,00 Alambre lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento sacos 4,50 Q 39,50 Q 177,75 Arena m³ 0,20 Q 125,00 Q 25,00 Piedrín m³ 0,26 Q 175,00 Q 45,50 Madera Formaleta Pie/tab 45,00 Q 4,25 Q 191,25 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 38,00 Q 38,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 11,40 Q 11,40 Prestaciones % 33,00 Q 0,49 Q 16,30 Total Q 777,70
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 18 Viga 3 ml
Hierro No.4 varilla 0,65 Q 44,00 Q 28,60 Hierro No.3 varilla 9,00 Q 25,40 Q 228,60 Alambre lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento sacos 4,50 Q 39,50 Q 177,75 Arena m³ 0,20 Q 125,00 Q 25,00 Piedrín m³ 0,26 Q 175,00 Q 45,50 Madera Formaleta Pie/tab 42,00 Q 4,25 Q 178,50 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 38,00 Q 38,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 11,40 Q 11,40 Prestaciones % 33,00 Q 0,49 Q 16,30 Total Q 768,15
101
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
19 Viga 4 ml Hierro No.3 varilla 3,65 Q 25,40 Q 92,71 Alambre lb 3,00 Q 3,70 Q 11,10 Cemento sacos 1,35 Q 39,50 Q 53,33 Arena m³ 0,06 Q 125,00 Q 7,50 Piedrín m³ 0,08 Q 175,00 Q 14,00 Madera Formaleta Pie/tab 15,00 Q 4,25 Q 63,75 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 12,75 Q 12,75 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 3,83 Q 3,83 Prestaciones % 33,00 Q 0,17 Q 5,47 Total Q 264,43
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
20 Viga 5 ml Hierro No.4 varilla 5,50 Q 44,00 Q 242,00 Hierro No.3 varilla 1,20 Q 25,40 Q 30,48 Alambre lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento sacos 3,40 Q 39,50 Q 134,30 Arena m³ 0,14 Q 125,00 Q 17,50 Piedrín m³ 0,20 Q 175,00 Q 35,00 Madera Formaleta Pie/tab 37,00 Q 4,25 Q 157,25 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 32,00 Q 32,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 9,60 Q 9,60 Prestaciones % 33,00 Q 0,42 Q 13,73 Total Q 690,36
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 21 Losas Ambos Sentidos m²
Hierro No.3 varilla 3,90 Q 25,40 Q 99,06 Alambre lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento sacos 1,35 Q 39,50 Q 53,33 Arena m³ 0,60 Q 125,00 Q 75,00 Piedrín m³ 0,80 Q 175,00 Q 140,00 Madera Entarimado 1"x12" Pie/tab 10,50 Q 4,25 Q 44,63 Madera Apuntalamiento 3"x3" Pie/tab 29,50 Q 4,25 Q 125,38 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 17,20 Q 17,20 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 5,16 Q 5,16 Prestaciones % 67,00 Q 0,22 Q 14,98
Total Q 593,23
102
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 22 Losas en un Sentido 15cm esp. m²
Hierro No.3 Varilla 2,50 Q 25,40 Q 63,50 Alambre Lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento Sacos 1,35 Q 39,50 Q 53,33 Arena m³ 0,60 Q 125,00 Q 75,00 Piedrín m³ 0,80 Q 175,00 Q 140,00 Madera Entarimado 1"x12" Pie/tab 10,50 Q 4,25 Q 44,63 Madera Apuntalamiento 3"x3" Pie/tab 29,50 Q 4,25 Q 125,38 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 17,20 Q 17,20 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 5,16 Q 5,16 Prestaciones % 67,00 Q 0,22 Q 14,98
Total Q 557,67
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 23 Losas en un Sentido 25cm esp. m²
Hierro No.3 Varilla 1,50 Q 25,40 Q 38,10 Alambre Lb 5,00 Q 3,70 Q 18,50 Cemento Sacos 1,35 Q 39,50 Q 53,33 Arena m³ 0,60 Q 125,00 Q 75,00 Piedrín m³ 0,80 Q 175,00 Q 140,00 Madera Entarimado 1"x12" Pie/tab 10,50 Q 4,25 Q 44,63 Madera Apuntalamiento 3"x3" Pie/tab 29,50 Q 4,25 Q 125,38 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 17,20 Q 17,20 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 5,16 Q 5,16 Prestaciones % 67,00 Q 0,22 Q 14,98
Total Q 532,27
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 24 Gradas Unidad Hierro Nº 4 varilla 42,9 Q 44,00 Q 1.887,60 Hierro Nº 3 varilla 9,9 Q 25,40 Q 251,46 Hierro Nº 2 varilla 4,4 Q 11,00 Q 48,40
Cemento saco 37,2 Q 39,50 Q 1.469,40 Arena m3 1,5 Q 125,00 Q 187,50 Piedrín m3 1,75 Q 175,00 Q 306,25 Block 40 x 15 unidad 164,4 Q 2,25 Q 369,90 Tabla 1" pie/tab 200 Q 4,25 Q 850,00 Parales 3" x 3" pie/tab 190 Q 4,25 Q 807,50 Clavo 2 1/2" lb 3 Q 4,25 Q 12,75 alambre de amarre lb 5 Q 5,00 Q 25,00 Mano de Obra Calificada lb 1,00 Q 878,00 Q 878,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 263,40 Q 263,40 Prestaciones % 67,00 Q 11,41 Q 764,74
Total Q 8.121,90
103
ACABADOS
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
25 Cernido y Repello
Cemento sacos 0,02 Q 39,00 Q 0,78 Cal sacos 0,04 Q 18,00 Q 0,72 Arena m³ 0,03 Q 125,00 Q 3,75 Mano de Obra Calificada Unidad 1,00 Q 6,00 Q 6,00 Mano de Obra no Calificada Unidad 1,00 Q 1,80 Q 1,80 Prestaciones % 67,00 Q 0,08 Q 5,23 Total Q 18,28
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 26 Piso Granito de Mármol m² Piso Granito de Mármol m² 1,00 Q 65,00 Q 65,00 Cemento sacos 0,03 Q 39,00 Q 1,17 Arena de río m³ 0,01 Q 100,00 Q 1,00 Selecto m³ 0,05 Q 100,00 Q 5,00 Mano de Obra Calificada m² 1,00 Q 20,00 Q 20,00 Total Q 92,17
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 27 Piso (Torta cemento 10 cm) m² Cemento sacos 0,75 Q 39,00 Q 29,25 Arena m³ 0,05 Q 100,00 Q 5,00 Piedrín m² 0,07 Q 125,00 Q 8,75
Mano de Obra Calificada m² 1,00 Q 20,00 Q 20,00 Total Q 63,00
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 28 Azulejo m² Piso Granito de Marmol m² 1,00 Q 45,00 Q 45,00 Cemento sacos 0,03 Q 39,00 Q 1,17 Arena de río m³ 0,01 Q 100,00 Q 1,00 Selecto m³ 0,05 Q 100,00 Q 5,00 Mano de Obra Calificada m² 1,00 Q 20,00 Q 20,00
Total Q 72,17 DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 29 Plomería Global Juego de Inodoro + lavamanos m² 8,00 Q 950,00 Q 7.600,00 Lavatrastos sacos 8,00 Q 350,00 Q 2.800,00 Mezcladora Ducha m³ 0,01 Q1.200,00 Q 12,00 Mezcladora Lavatrastos m³ 0,05 Q 450,00 Q 22,50 Total Q 10.434,50
104
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 30 ELECTRICIDAD (FUERZA)
TOMACORRIENTE 128 U Q 18,00 Q 2.304,00 FLIPON 16 U Q 25,00 Q 400,00 ALAMBRE N.12 24 ROLLOS Q 150,00 Q 3.600,00 VARILLA DE COBRE 8 U Q 200,00 Q 1.600,00 CAJAS RECTANGULARES 128 U Q 7,00 Q 896,00 TABLEROS 8 DADOS 4 U Q 200,00 Q 800,00
INSTALACION Global Q 4.500,00 Q 14.100,00
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
31 ELECTRICIDAD (ILUMINACION) PLAFONERAS 64 U Q 7,00 Q 448,00 INTERRUPTORES SIMPLES 100 U Q 18,00 Q 1.800,00 INTERRUPTORES DOBLES 30 U Q 24,00 Q 720,00 LAMPARAS 64 U Q 400,00 Q 25.600,00 ALAMBRE N.12 24 ROLLOS Q 150,00 Q 3.600,00 BOMBILLAS 64 U Q 4,50 Q 288,00 INSTALACION Global Q 4.500,00 Q 36.956,00 SUB-CONTRATOS
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 32 Accesorios y Plomería Global 1,00 Q 37. 900 Q 37.000,00 DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total
33 Ventanas Ventanas 1.80x2.00m Unidad 16,00 Q 900,00 Q 14.400,00 Ventanas 1,80x1.50m Unidad 16,00 Q 700,00 Q 11.200,00
Q 25.600,00
DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 34 Puertas Unidad Puertas de 0.85x2.10 Unidad 40,00 Q1.800,00 Q 72.000,00 Puertas de 0.75x2.10 Unidad 8,00 Q1.600,00 Q 12.800,00
Q 84.800,00 DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad P.U. Total 35 Balcones y baranda Unidad 4,00 Q1.800,00 Q 10.700,00
105
3.4.2 Integración de Costos
INTEGRACION DE PRECIOS UNITARIOS DESCRIPCION Unidad Cantidad P.U. Total (Q) Total ($)
0 Bodega y guardianía unidad 1,00 Q 2.500,29 Q 2.500,29 329,42
1 Trabajos Preliminares Global 1,00 Q 12.205,68 Q 12.205,68 1.608,13
2 Material para Trabajo Preliminar Global 1,00 Q 1.286,25 Q 1.286,25 169,47
3 Zapatas 1 Unidad 32,00 Q 307,26 Q 9.832,16 1.295,41
4 Zapatas 2 Unidad 16,00 Q 790,54 Q 12.648,56 1.666,48
5 Zapatas 3 Unidad 12,00 Q 1.160,11 Q 13.921,28 1.834,16
6 Cimiento corrido 40*20cm ml 290,40 Q 107,96 Q 31.351,00 4.130,57
7 Solera de Humedad 20x15 cm. ml 290,40 Q 89,98 Q 26.129,12 3.442,57
8 Solera Intermedia ml 581,00 Q 47,85 Q 27.798,99 3.662,58
9 Sillar ml 96,00 Q 89,87 Q 8.627,55 1.136,70
10 Dintel ml 96,00 Q 89,15 Q 8.558,43 1.127,59
11 Levantado de Pared de Block m² 1.155,00 Q 48,21 Q 55.685,44 7.336,68
12 Columnas A Unidad 120,00 Q 984,21 Q 118.104,84 15.560,58
13 Columnas B Unidad 32,00 Q 297,36 Q 9.515,42 1.253,68
14 Columnas C Unidad 128,00 Q 185,54 Q 23.749,25 3.129,02
15 Columnas D Unidad 24,00 Q 69,95 Q 1.678,68 221,17
16 Viga 1 Unidad 8,00 Q 952,84 Q 7.622,68 1.004,31
17 Viga 2 Unidad 8,00 Q 777,70 Q 6.221,62 819,71
18 Viga 3 Unidad 48,00 Q 768,15 Q 36.871,30 4.857,88
19 Viga 4 Unidad 24,00 Q 264,43 Q 6.346,31 836,14
20 Viga 5 Unidad 48,00 Q 690,36 Q 33.137,18 4.365,90
21 Losas Ambos Sentidos m² 466,50 Q 593,23 Q 276.740,02 36.461,14
22 Losas en un Sentido 15 m² 250,90 Q 557,67 Q 139.918,45 18.434,58
23 Losas en un Sentido 25 m² 74,90 Q 532,27 Q 39.866,74 5.252,53
24 Gradas Unidad 1,00 Q 8.121,90 Q 8.121,90 1.070,08
25 Cernido y Repello m² 2.244,00 Q 18,28 Q 41.011,34 5.403,34
26 Piso Granito de Mármol m² 863,30 Q 92,17 Q 79.570,36 10.483,58
27 Torta Cemento m² 38,40 Q 63,00 Q 2.419,20 318,74
28 Azulejo m² 43,40 Q 72,17 Q 3.132,18 412,67
29 Plomería Global 1,00 Q 10.434,50 Q 10.434,50 1.374,77
30 Electricidad (Fuerza) Global 1,00 Q 14.100,00 Q 14.100,00 1.857,71
31 Electricidad (Iluminación) Global 1,00 Q 36.956,00 Q 36.956,00 4.869,04
32 Accesorios y Plomería Global 1,00 Q 37.000,00 Q 37.000,00 4.874,84
33 Ventanas Global 1,00 Q 25.600,00 Q 25.600,00 3.372,86
34 Puertas Global 1,00 Q 84.800,00 Q 84.800,00 11.172,60
35 Balcones Global 1,00 Q 10.700,00 Q 10.700,00 1.409,75
36 Imprevistos % 7,50 Q 12.617,88 Q 94.812,20 12.491,72
37 Fletes % 5,00 Q 12.617,88 Q 63.208,14 8.327,82
38 Dirección Técnica % 10,00 Q 12.617,88 Q 126.416,27 16.655,64
TOTAL DEL PROYECTO Q 1.546.099,04 $ 204.031,54
106
3.4.3 Presupuesto final
El valor total del proyecto asciende a la cantidad de Q.11546,099.04, el tipo de cambio es 7.59 al 27 de octubre del 2005 y el costo por metro cuadrado de construcción es de Q. 1,756.93.
107
4. RIESGO Y VULNERABILIDAD EN CONSTRUCCION DE VIVIENDAS MULTIFAMILIARES
4.1 Riesgo
La satisfacción de la necesidad de vivienda lleva a una serie de acciones
constructivas que incluyen el uso de tierras inadecuadas para habitar, la
generalizada autoconstrucción, entre otras formas de satisfacer la demanda.
Así, con las viviendas se produce diversidad de condiciones de riesgo derivados
tanto de los sistemas constructivos como los uso del suelo. Tanto la localización
en territorios de alto riesgo como la baja calidad de materiales, su uso
inadecuado y el desconocimiento de las técnicas, implican la construcción de
refugios que se pueden convertir en trampas mortales.
Los factores que determinan los riesgos al momento de la construcción de
edificios de vivienda son lo siguientes:
• Debilidad jurídica: los reglamentos son desconocidos (en
particular en zonas rurales o conglomerados urbanos pobres) y son
poco utilizados por constructores de diversa condición, no solo los
auto/constructores; de hecho existen muchos ejemplos de diseños
de profesionales hacen caso omiso de algunos aspectos de los
reglamentos en sus obras en razón de costos o de conceptos,
asumiendo que tales limitaciones son demasiado onerosas y
excesivamente rigurosas: suponen que sus obras podrán tener una
vida útil suficientemente larga como para que no haya necesidad de
cumplir con restricciones relativas a eventos que probablemente no
ocurrirán o se presentarán en grados relativamente más benignos.
108
En segundo término, los municipios no poseen el soporte técnico y
financiero para controlar la aplicación de los reglamentos emitidos
por ellos mismos. Los municipios y otros entes contralores tienden a
limitarse a cobrar las tarifas y sellar los planos, pero lo que se
construye puede ser muy distinto; en particular en viviendas
individuales de bajo presupuesto, las que comúnmente se modifican
en el sitio de construcción y terminan siendo muy distintas de lo que
está dibujado en los planos constructivos aprobados. Esto se suma
a aquellas viviendas aparentemente bien construidas que se hacen
al margen de los reglamentos o que cumplen con estos en los
planos, recibiendo los correspondientes permisos, pero que
presentan serias deficiencias en las construcciones que no
siguieron las especificaciones de los diseños.
• Los costos de construcción: tienen un gran impacto en calidad y
resistencia, dada la escasa disponibilidad o capacidad de pago de
los usuarios, en particular los de bajo y medio ingreso, y dada la
poca accesibilidad o inexistencia de sistemas financieros o de
subsidio directo para tales sectores en nuestro país.
Los riesgos a lo que están expuestos los edificios en general o cualquier
tipo de urbanización son:
a) Riesgos geológicos y geomorfológicos: entre los fenómenos peligrosos
de origen geológico y geomorfológico se encuentran los sismos, el vulcanismo,
los movimientos de masa y algunos procesos asociados a éstos.
109
En el territorio guatemalteco se localizan zonas sísmicas muy activas, que
generan sismos de diversas magnitudes e intensidades, así como actividad
volcánica. Una clasificación sismológica con base en la intensidad de los
fenómenos para fines urbanos o de vivienda puede catalogarse de la siguiente
manera:
Daño menor: Corresponde a la intensidad VI en la escala MM; por ejemplo la
mayoría de la gente siente el sismo, se aprecia movimiento en árboles, postes y
otros objetos, algún mueble pesado se mueve, en algunos casos se caen los
revestimientos de las paredes, el daño es leve.
Daño moderado: Corresponde a la intensidad VII-VIII; por ejemplo daño
insignificante en edificios bien construidos, de leve a moderado en estructuras
comunes bien construidas, considerable en estructuras pobremente construidas
o mal diseñadas.
Daño mayor: corresponde a las intensidades IX y X; por ejemplo daños graves
y hasta colapsos parciales o totales en estructuras de pobre construcción,
dificultad para conducir automóviles, grietas visibles en el suelo, caída de
objetos.
Para determinar el peligro volcánico se definen las áreas de peligros por
flujos de materiales volcánicos que descienden a grandes velocidades sobre las
laderas del volcán en:
Peligro mayor: Posible afectación por derrames de lava, flujos piroclásticos y
de lodo e inundaciones producidas por erupciones similares a las que han
ocurrido al menos dos veces en los últimos 1,000 años.
Peligro moderado: Posible afectación por los mismos peligros mencionados en
anteriormente, producidos por erupciones similares a las que han ocurrido al
menos 10 veces en los últimos 15, 000 años.
110
Peligro menor: Posible afectación por los mismos peligros mencionados en 1 y
2, pero producidos por erupciones muy grandes similares a las que han ocurrido
al menos 2 veces en los últimos 40, 000 años.
El último de los riesgos geológicos para la vivienda y el desarrollo urbano son la
presencia de fallas y lineamientos. Estos se distribuyen de manera generalizada
por todo el país y deben tomarse en cuenta dentro de los programas de
desarrollo urbano de cada entidad para determinar la susceptibilidad al riesgo
particular.
b) Riesgos hidrometorológicos: este Apartado corresponde al estudio de los
fenómenos atmosféricos y los relacionados con la hidrología superficial, entre
ellos se encuentran: lluvias torrenciales y trombas, granizadas, heladas,
tormentas eléctricas, temperaturas extremas, sequías e inundaciones.
Las lluvias torrenciales y trombas se deben a fenómenos convectivos, aunque
dicha influencia es limitada por las principales sierras del país, que actúan como
barreras montañosas impidiendo que el aire proveniente de las costas
descargue la humedad en las laderas de sotavento, la humedad que logran
pasar los vientos que atraviesan las sierras es suficiente para provocar lluvias
torrenciales que afectan, sobretodo, a las áreas urbanas o asentamientos en
condiciones precarias de ubicación o de construcción.
Las tormentas máximas observadas y probables para un periodo de 24 horas
son fundamentales para los estudios de planeación, diseño, construcción y
operación de obras hidráulicas con dos objetivos relevantes: el
aprovechamiento de los recursos de agua y segundo, la protección contra
inundaciones por exceso en el drenaje pluvial en los asentamientos humanos.
111
Desde la perspectiva de esta parte del trabajo el segundo aspecto es el
más importante a considerar, toda vez que las fuertes precipitaciones pluviales
representan el gatillo que dispara los mecanismos que provocan inundaciones,
movimientos de masa y flujos que transportan lodos, rocas, arenas entre otros
materiales, de manera que éstos causan graves destrucciones a la población y
sus bienes, como ejemplo pérdidas de la vivienda, caída de puentes, daños en
carreteras.
Las tormentas eléctricas son definidas como la actividad de las nubes de
desarrollo vertical (cúmulonimbus) expresada a través de súbitas descargas
eléctricas conocidas como relámpagos. El impacto de las descargas eléctricas
puede causar la muerte o herir a las personas y provocar incendios forestales,
así como afectar aparatos electrodomésticos, e interrupción del servicio de luz.
Para el caso de la ubicación de la vivienda y del crecimiento de los
asentamientos humanos resulta imprescindible realizar el análisis del peligro
para detectar los espacios que constantemente se inundan, conocer las causas
y diferenciar los tipos de inundación.
c) Riesgos físico-químicos: en este grupo están clasificados los incendios
forestales y urbanos, fugas y derrames de hidrocarburos. La información al
respecto generalmente es escasa, no se registra, se minimiza, tiene sesgos o
es “confidencial”. Los incendios urbanos en su mayoría se deben principalmente
a la falta de mantenimiento en los sistemas eléctricos así como al uso
inadecuado de aparatos eléctricos y velas.
d) Riesgos sanitarios y ambientales: en los riesgos sanitarios y ambientales
se incluyen la degradación de tierras, la contaminación de suelo, agua y aire y
los eventos relacionados con enfermedades y epidemias.
112
e) Riesgos socio – organizativos: en este rubro se incluye a los accidentes y
actos que son resultado de las actividades humanas. Además se incluyen las
fallas e interrupción en el suministro y operación de servicios públicos y
sistemas vitales.
4.2 Vulnerabilidad del Proyecto El proyecto es vulnerable a
• Sismos
• Incendios
• El edificio puede no ser resistente por no seguir las
especificaciones de los materiales, calidad de los mismos, y
cambio de dimensiones en los planos elaborados.
4.3 Medidas de mitigación
Entre las principales medidas de mitigación, o sea acciones para atenuar
el riesgo, en el caso de las viviendas se encuentra los códigos y la
especificación de materiales de construcción según el tipo de amenaza
(inundación o sismo).
El desarrollo de proyectos municipales y comunitarios con apoyo técnico
en diseño y construcción con materiales locales y disposición de tierra
constituye una forma de superación de la autoconstrucción improvisada. El
ahorro local y familiar puede complementarse con sistemas constructivos de
bajo costo y control local de parte de organismos comunitarios y no
gubernamentales que aseguren la apropiada localización y diseño de las
urbanizaciones. Normas estandarizadas mediante manuales de construcción en
vez de reglamentos inaplicables.
113
Los proyectos de vivienda deberán diseñarse –e invertir en ello- con
salidas amplias y seguras en caso de emergencia y las protecciones frente a
incendio (en forma de hidrantes y otros aditamentos mínimos) y otros peligros
colectivos, incluyendo aquellos de carácter sanitario (como la disposición sana
de residuos sólidos y líquidos)
Con una adecuada y constante supervisión del proyecto se obtendrán
mejores resultados en la construcción del mismo. Además de contar con
personal (maestro de obra) que puedan llevar una mejor secuencia de la
construcción.
La gestión del riesgo se debe entender como la planificación y la
consecuente aplicación de medidas (por parte del sector público y la iniciativa
privada, en forma de acciones positivas, reglamentación o limitación de
potestades) orientadas a impedir o reducir los efectos adversos de eventos
dañinos sobre la población, los bienes, servicios y el ambiente.
Un modelo de gestión de riesgos consiste en construir la información
mínima que permita calcular el riesgo que se va a asumir (tanto en los
asentamientos como en las viviendas) y prever las reservas (financieras,
sociales, psicológicas, emocionales, étnicas, culturales, etc.) que permitirían la
supervivencia en condiciones adecuadas, a pesar de la ocurrencia de los
impactos previstos como probables en períodos de tiempo también previamente
establecidos.
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CONCLUSIONES
1. El diseño del edificio tomó en consideración los riegos a los que éste
puede ser vulnerable, sismos y se utilizaron los reglamentos del A.C.I.
318-95 y UBC-94.
2. La localización del edificio permite que no existan riegos de inundación y
debe de diseñarse un adecuado sistema de alcantarillado pluvial para el
proyecto habitacional
3. Cada apartamento fue diseñado para un máximo de seis personas de
acuerdo a la densidad de vivienda del municipio de Santa Catarina Mita y
vendrá a coadyuvar el déficit de vivienda existente en el mismo.
4. El costo del proyecto, asciende a la cantidad de Q.11546,100.00, un millón
quinientos cuarenta y seis mil cien quetzales, con un total de 8
apartamentos de 110 metros de construcción cada uno.
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RECOMENDACIONES
1. Al iniciarse la ejecución del proyecto; la municipalidad de Santa Catarina
Mita, debe verificar que el contratista cumpla con las especificaciones
establecidas en los planos estructurales.
2. La supervisión de un profesional es fundamental, al momento de la
construcción del edificio y se asegurará una adecuada funcionalidad del
mismo al enfrentar riesgos de sismos e incendios, a los cuales es
vulnerable.
3. Las especificaciones y calidad en los materiales de los elementos
estructurales no deben de ser reemplazadas, en prejuicio de economía,
pues lo único que se obtendrá, es una edificación que no pueda
responder de manera confiable a las condiciones de uso para las que fue
diseñado.
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REFERENCIAS 1 Los predimensionamientos pueden basarse en la experiencia adquirida y basarse en los distintos códigos que se manejan en nuestro medio. 2 Para consultar otros métodos de cálculo de cargas sísmicas se puede ver: Ramírez Figueroa, Fredy A. Guía Práctica dirigida del curso de diseño estructural. Tesis Ingeniero Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2003. p.p. 39-54 3 Para las cargas vivas del proyecto de multifamiliares se tomaran las de la Structural Engineers Association of California y A.C.I. 4 Para realizar los cálculos de análisis estructural existen otros paquetes que brindan resultados satisfactorios como lo son el SAP 2000 y el análisis por marcos del programa de Corado Franco, Julio. JC-Concreto. Tesis Ingeniero Civil. Guatemala, Universidad de san Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2001. 5 Para Guatemala se tomara el valor de la zona 4 pues se considera que Guatemala es un país con alto riesgo de sismo. 6 Para clasificar las losas en uno o dos sentidos ver sección 2.7.1 7 Para diseñar se utiliza el procedimiento descrito y las ecuaciones de la sección 2.7.2 8 Para diseñar se utiliza el procedimiento descrito y las ecuaciones de la sección 2.7.3 9 Este método utiliza unidades del sistema ingles por lo que se necesita utilizar los factores de conversión de Kg.-lb. y m-pies 10 Para diseñar se utiliza el procedimiento descrito y las ecuaciones de la sección 2.7.4 11 Para diseñar se utiliza el procedimiento descrito y las ecuaciones de la sección 2.7.5
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12 Los aceros mínimos se decidieron tomar según los procedimientos de, Sic García, Ángel Roberto. Guía teórica y práctica del curso de concreto 2. Tesis de Ingeniero Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1988. 294 pp.
13 Estas relaciones fueron obtenidas del ACI 318-95.
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