Diseño de muros para Mampostería Confinada Las consideraciones aquí consignadas corresponden al desarrollo y explicación de lo enunciado en el E.3.5 de la Norma Sismo Resistente de 2010 al E.3.6.6 de la misma. Conforme se desarrolla en el aula de clase.
E.3.5 ESPESOR DE MUROS Iniciamos con este tema considerando primero lo detallado en el E.3.5.3 ESPESOR MÍNIMO DE MUROS ESTRUCTURALES CONFINADOS, en este se establece la tabla E.3.5-1 en la cual se especifica el ancho mínimo de los muros estructurales considerando dos variables: 1. Zona de Amenaza Amenaza Sísmica Sísmica (Alta, (Alta, Media y Baja) 2. Número de niveles de construcción (Un piso o dos pisos) Considerando una vivienda de construcción informal urbana se recomienda que el diseñador considere la proyección al segundo piso, por lo cual el espesor mínimo del muro para el primer piso o nivel de una vivienda es de 110mm. Para el segundo nivel, aun cuando es posible disminuir el ancho del muro se recomienda que constructiva mente se m antenga el espesor seleccionado en el primer piso, aun cuando el calculo de la longitud mínima de muros confinados utilice un espesor nominal menor.
El espesor mínimo afecta directamente a la altura libre (descrita en E.3.5.1) y a la longitud libre horizontal (descrita en E.3.5.2), tal como lo muestra la imegen adju nta.
E.3.6 LONGITUD DE MUROS CONFINADOS Los muros confinados estructurales deben ubicarse principalmente lo m as cerca de la periferia buscando la mejor simetría y la mayor m ayor rigidez torsional. Para desarrollar el calculo de este procedimiento se utiliza una estructura sencilla con las
siguientes dimenciones: Vivienda de Ejemplo: Descripción: Una vivienda unifamiliar de 6m*8m de dos pisos con cubierta liviana superior ubicada en Bogotá y con muros de 20cm de espesor. PRIMER NIVEL SEGUNDO NIVEL
CUBIERTA
Mo Coeficiente que se lee en la Tabla E.3.6-1 este valor depende de la ZONA SÍSMICA y del coeficiente Aa (el cual es el coeficiente que representa la aceleración horizontal pico efectiva, para diseño).
Para la ciudad de Bogotá el valor de Mo corresponde a 13.
Ap Es el área del piso que soporta los muros que se están calculando, como ejemplo para la figura se anexa la siguiente tabla:
Nivel de piso Ap del primer nivel
Ap del segundo nivel
Total de Ap
Primer Nivel
40.96 m2
40.96m2*2/3=27.31m2
68.27m2
Segundo Nivel
No Aplica
40.96m2*2/3
27.31m2
t Es el espesor del muro en este caso se tomo un espesor de 20cm en milímetros 200mm
Lmin La longitud mínima de muros estructurales en cada di rección (m) y en cada nivel se encuentra en la siguiente tabla: Nivel de piso Mo Ap t Operación Lmin Primer Nivel
13
Segundo Nivel
13
68.27 m2 27.31 m2
200mm 13*68.27/200 4.44m 200mm 13*27.31/200 1.78m
7 Cimentaciones para viviendas La cimentación para una vivienda o para una edificación tiene el objetivo de transmitir las cargas de la super estructura (vivienda) al suelo de forma integral y equilibrada. Aun cuando lo ideal es cimentar según las indicaciones de la NSR10, frecuentemente se encuentra situaciones completamente diferentes que afectan las condiciones de la cimentación. La situación mas importante que varia el desarrollo de la misma corresponde a la pendiente ( grado de inclinación del terreno).
Condiciones de la cimentación por pendiente Tipo de Terreno Pendiente Estructuras de contención
Terrenos Planos
Terrenos pendiente
Terrenos muy pendientes
0% al 17% No aplica o son prediseñadas
17% al 30% Se requieren para nivelar el terreno pero su altura no supera un piso.
Mayores al 30% Son de obligatorio diseño, tanto para nivelación como estructuras de mitigación de riesgos por remosión en masa
Sondes o apique
Un apique a dos (2) m Un apique de dos (2) m de Estudio geotécnico según el de profundidad profundidad para titulo H de la NSR10 reconocimiento de viviendas o un estudio geotécnico según el titulo H de la NSR10 (3) sondeos de 6m de profundidad)
Características de la cimentación según la NSR10 La cimentación para este tipo de viviendas debe configurar anillos rectangulares en planta (Véase E.2.1.4), teniendo en cuenta que ningún elemento de la cimentación puede ser discontinuo. En la siguiente imagen se puede observar la modulación de la cimentación para una vivienda de 6.30m de ancho por 10.30m de largo, se puede observar anillos rectangulares los cuales son completamente continuos, a su vez las distancias internas entre las vigas no excede los 4m de longitud lo cual se ajusta a lo especificado en la NSR10.
Un error de discontinuidad es el que se presenta como lo especifica la imagen siguiente, en ella se observa una viga de cimentación que nace del eje 1 de la imagen y termina a la mitad de la luz correspondiente, este es un error que se puede cometer cuando se desea cimentar un muro adicional o en un reforzamiento solo se interviene el el sector del muro que se quiere reforzar, la intervención optima debe ser la construcción y el diseño de una viga de cimentación que inicie y termine en una viga, cerrando el anillo o generando uno nuevo con dimensiones menores.
La configuración en planta de la cimentación debe considerar de forma adicional los siguientes los limites de estos anillos, que son: 1. Las dimensiones interiores no pueden ser mayores de 4m 2. Evitar hacer el anillo muy rectangular, es decir la relación entre un largo y el otro del anillo debe ser menor a 2. La solución al presentarse estos inconvenientes es el incluir en la configuración una nueva viga de cimentación la cual incluso puede ser de área transversal menor que las consideradas normalmente (20cm*20cm), siempre y cuando sobre esta no se apoye un m uro, de lo contrario se debe construir como se determina en la Tabla E.2.2-1.
En la imagen se observa una configuración para una vivienda en la cual las dimensiones interiores para dos de los cuatro anillos es mayor a los 4m permitidos, como solución se plantea la consideración en el diseño de dos vigas para el primer anillo la viga adicional se ubica en la mitad de la luz originando espacios menores de los 4m y para el segundo
a anillo la viga considerada se ubica a los 1.5m del segundo eje de esta manera generan anillos de menos de 4m (ver la figura siguiente).
Dimensiones, resistencia de los materiales y refuerzo de las cimentaciones Para el caso de Bogotá, en la selección de valores mínimos establecidos en la Tabla E.2.2-1, se recomienda suponer una vivienda de dos (2) pisos aun cuando el diseño sea solicitado para un (1) solo piso, dado que se a evidenciado que el desarrollo es progresivo en el tiempo y al menos se debe garantizar por parte del diseñador esta posibilidad, dado esto las dimensiones de la viga son de 30cm*30cm en concreto de 17MPa (2400PSI), tal como se observa en la figura.
Para la construcción de este elemento se debe mantener una distancia mínima entre el suelo natural y el refuerzo, distancia que según la norma en el punto C.7.7.1 - Concreto construido en sitio, el recubrimiento especificado es de 75mm, véase el detalle en la siguiente figura.
