MATERIALES Y CONSTRUCCION Gaspar de la Garza Construir con seguridad, confort, funcionalidad y estetica; es una necesidad de toda ciudad moderna, pero, Lque elementos influyen en el tipo de construction que se pretende erigir?, cual es el sistema constructivo idoneo?, e:que clase de cimentacion se debe hacer? Las respuestas a estas y otras interrogantes por el estilo, se encuentran en Materiales y construction, un texto cuyo proposito es familiarizar a los- estudiantes de arquitectura e ingenieria, asf como al personal tecnico que trabaja en la construction, con los conocimientos necesarios para iniciar y guiar una obra. Gaspar de la Garza divide su libro en 6 capitulos. En primer lugar realiza "Estudios preliminares", donde aborda los anteceden((41114)
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y
lours y 1114 pm localization general y particular del predio y su colindancia, analiza las caracteristicas del terreno y presenta los requisitos para elaborar el proyecto arquitectonico de la (d)ra, e. ()Iron leenam. exitittIsla lon “Tiabajoh
iniciales de la construction": trazos, niveles, excavaciones y cimientos, asi como la "Trasmision de cargas a la cimentaciOn". Un capitulo de suma importancia lo constituyen las "Estructuras" con sus diferentes tipos, de acero, vigas y armadura.
Materiales
y
Construccion
Catalogacion en la fuente Garza, Gaspar de la Materiales y construcciOn. -- Mexico : Trillas, 1991 (reimp. 1998). 117 p. : if. ; 23 cm. Bibliografia: p. 117 15B11 968-24-3615-X 1. Materiales de construcciOn. 2. Concreto Construcciones. 3. Construccion - Contratos y especificaciones. I. t. D- 721.044'G532m
LC- TA403'G3.5
La presentacion y disposicion en conjunto de MATERIALE5 Y COTI5TRUCCID11 son propiedad del editor. tlinguna parte de esta obra puede ser reproducida o trasmitida, mediante ningan sistema o metodo, electronic° o mecanico (incluyendo el fotocopiado, la grabacion o cualquier sistema de recuperacion y almacenamiento de informacion), sin consentimiento por escrito del editor Derechos reservados © 1991, Editorial Trillas, 5. A. de C. V., Division Administrativa, Av. Rib Churubusco 385, Col. Pedro Maria Anaya, C. P. 03340, Mexico, D. F. Tel. 6884233, FAX 6041364 Division Comercial, Calz. de la Viga 1132, C. P. 09439 Mexico, D. F. Tel. 6330995, FAX 6330870 Miembro de la Camara tiacional de la Industria Editorial. Reg. num. 158 Primera edicion, 1991 05811 968-24-3615-X)
Primera reimpresion, enero 1998 lmpreso en Mexico Printed in Mexico
2085
Prefacio El presente libro tiene como objetivo familiarizar at alumno de las carreras de arquitectura e ingenieria, asi como al personal tecnico que trabaja en las obras de construccibn, con los conceptos basicos necesarios que se deben tener presentes at iniciar una obra. Asimismo, este implicito tambien el deseo de fomentar y alentar a las personas interesadas a que eleven el nivel de conocimientos que tienen de su oficio. Si esta modesta obra cumpliese solo con este segundo propOsito, me dare por satisfecho. EL AUTOR
5
-
Indice de contenido Prefacio
5
Cap. 1. Estudios preliminares
9
1.1. Antecedentes prediales, 9. 1.2. LocalizedOn, 11. 1.3. Estudio de colindancias, 12. 1.4. Conocimiento y estudio del predio, 12. 1.5. Requisites para elaborar el proyecto arquitectonico, 14. 1.6. Requerimientos en el lugar de la obra, 14. 1.7. Investigacian de Is resistencia del terreno, 14. 1.8. Bulbos de presion, 16. 1.9. Diferentes pesos de materiales, 16. 1.10. Cargas vivas permanentes, 18.
Cap. 2. Trabajos iniciales de la construccidn
19
2.1. Trazos, 19. 2.2. Niveles, 21. 2.3. Excavaciones, 22. 2.4. Cimientos, 24. Cap. 3. Trasmisitin de cargas a Ia cimentaci6n
41
3.1. Tipos de loses, 41.3.2. Analisis de cargas, 41. 51
Cap. 4. Estructuras
4.1. Conceptos basicos, 51. 4.2. Tipos de estructuras, 51. 4.3. Estructuras de acero, 53. 4.4. Vigas, 62. 4.5. Armaduras, 63. 69
Cap. 5. Aplicacian de materiales en Ia obra
5.1. Concrete, 69. 5.2. Componentes del concrete, 69. 5.3. Proporcionamiento, 71. 5.4. Cantidad de agua, 72. 5.5. Cemento, arena y agregado grueso, 73. 5.6. Elaboracien del concrete, 74. 5.7. Vibrado de concrete, 77. 5.8. Pruebas pars determinar la calidad del concrete, 79. 5.9. Moldeo o cimbra, 80, 5.10. Concreto armado, 87. 5.11. Errores al usar concreto armado, 88. 5.12. Propiedades fisicas y datos para el diseno estructural, 88. 5.13. Especificaciones acerca del concreto armado, 89. 5.14. Tipos de varillas, 89. 5.15. Normas oficiales de las varillas de acero empleadas en el concreto armado, 89. 5.16. Ganchos, 92. 95
Cap. 6. Especificaciones de construccion
6.1. Impermeabilizacion sobre cadenas de desplante, 95. 6.2. Muros de tabique rojo recocido, de 0.14 cm de espesor, con cadenas y castillos de concrete armado, 95. 6.3. Acabados iniciales en muros, 97. 6.4. Firme de concrete integral, 98. 6.5. Fino pulido, 98. 6.6. Plafones, 98. 6.7. Aplanado de yeso, 99. 6.8. Acabados finales en muros, 99. 6.9. Lambrin de azulejo, 99. 6.10. Acabados iniciales en pisos, 100. 6.11. Pulido y brillado de pisos de mosaico, 101. 6.12. Instalacien hidraulica, 101. 6.13. Instalacien sanitaria, 101. 6.14. Registros, 105. 6.15. Instalacion electrica, 105. 7
Apendice. Calculo de losas A.1. Formulas, 109. A.2. FOrmulas pars calcular las losas [perimetralmente apoyadas) obtenidas de las formulas de la rigidez relativa, 110. A.3. Guia de peraltes y secciones en los diferentes tipos de estructura, 114.
109
Bibliografia
117
11
8
INDICE DE CONTENIDO
1 Estudios preliminares 1.1. ANTECEDENTES PREDIALES
dominantes influyen en el clime propio del edificio, a menos que este acondicionado artificialmente.
Los antecedentes prediales tienen como objetivo realizar un estudio de los elementos naturales, que de alguna manera influiran en la construcci6n; asi, se deben considerar: a) los vientos dominantes, bl el clime, c) las temperatures maxima y minima, y dl la precipitacion pluvial y su periodo.
1.1.2. El clima El estudio del clime es fundamental ya que el arquitecto debe considerar la temperatura, la humedad, las precipitaciones atmosfericas, los vientos y, principalmente, el asoleamiento, que influye en la mayoria de los otros fenamenos, sobre todo en la tecnica de la construction y en la election de los materiales, instalaciones y tipos de cerramientos; sin embargo, un analisis previo del asoleamiento servire pare orientar oportunamente el edificio y para utilizer elementos especiales de regulation de la entrada del sol, por media de aleros y volados, aislemiento mediante pantalla o celosia, etcetera.
1.1.1. Vientos dominantes Los vientos dominantes son de gran importancia para definir la situation climatica en conjunto con el asoleamiento; por ello, en todo proyecto se debe hacer el estudio correspondiente, porque los vientos
Pantalla
Celosia
Figura 1.2. Aislamiento por medio de pantalla 0 celosia.
Figura 1.1. Alero o volado.
9
a Queretaro C) Delegaciones Localizacien de colonia
a Pachuca
GUSTAVO A. MADERO
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a Cuernavaca
Figura 1.3. Plano de la ciudad de Mexico.
10
1.1.3. Temperatura
1.2.3. Localización en Ia manzana En este aspecto, se deben localizar los volumenes de los colindantes, a fin de disenar los equilibrios funcionales, estaticos y estaticos del proyecto por realizar y edificar.
Temperaturas maxima y minima El empleo de la vegetaciOn es basic() para lograr una temperature agradable en climes calidos o en templados con tendencia a calidos, sobre todo si son secos (en los climes Nos se limita a tener una proteccion contra los vientos). Los arboles refrescan la atmosfera por medio de la evaporaciOn que se produce a Craves de las hojas; edemas, sirven para moderar la intensidad de los vientos.
1.1.4. Precipitation pluvial y su periodo Las precipitaciones pluviales Ilegan a danar las construcciones si no se emplean los materiales y el sistema constructivo adecuado, asi como si no se cuenta con protection mediante sistemas de impernneabilizacion, aplicados correctamente por personal calificado para evitar humedad del terreno y en la cubierta de los edificios.
Figura 1.4. LocalizaciOn en la manzana.
-4--- Altura:
3.00 m
1.2. LOCALIZACION
La localizacion puede ser de tres tipos: a) De la zone en la ciudad. b) De Ia manzana en la delegation o zone correspondiente. 0) Del predio en la manzana, en el que se indiquen su numero y el numero del lote.
Altura: 6.00 m
Figura 1.5. LocalizaciOn de volumenes.
1.2.1. Localizacion en Ia ciudad Respecto a la localizaciOn en Ia ciudad, se deben estudiar las principales arterias que comunican con el predio (vease fig. 1.3).
En la localizacion de la manzana se acotaran todes las medidas del predio relacionadas con esta. La cota de la tome de ague se indica en referencia a una esquina, lo mismo que la conexion del drenaje. Ademas, se analizaran las banquetas pare determiner la altura maxima permitida en el predio y se tomare la medida que existe de paramento a paramento de construcciOn para una calle de seis metros de ancho. La altura maxima permitida es de 12 metros, segim el Reglamento de construed& del Departamen to del Distrito Federal. Ningun punto de un edificio podra estar a mayor altura que dos veces su distancia minima a un piano virtual, localizado sobre el alineamiento opuesto de la calle.
1.2.2. Localizackin en Ia zona En la localizaciOn en Ia zone o delegation se deben indicar los principales servicios pOblicos, por ejemplo: iglesias, farmacias, escuelas, mercados, cines, etc. Ademas, en el piano de la manzana se deben indicar las calles que la limitan, as( como acotar Ia anchura de estas e indicar los predios colindantes con el terreno, su tipo de construcciOn, medidas, alturas, etc., y algunos predios especiales. LOCALIZACION
+—Altura: 2.80 m
11
,4 = B x 2
clP
Edificio colindante
Predio
Figura 1.6. SecciOn de la calle.
1.3. ESTUDIO DE COLINDANCIAS
Figura 1.10. InvasiOn de un predio por desplante.
En los edificios colindantes se debe estudiar el tipo de cimentacion y estructuracion, asi como su estado. Si existen cuarteaduras o desperfectos en las construcciones colindantes, se debe investigar las causas que produjeron dichas fallas. Para no tener este problema, se necesita tomer fotografias del estado de las construcciones vecinas y levantar un acta notarial que conste como antecedente.
II II II II II II II II 1.1
II
Figura 1.11. Invasion de un predio por volumen = desplome.
Figura 1.7. Viga normal.
Cuando aparezcan cuarteaduras en la construcclan se deben colocar testigos de yeso y observer su avance . Si el testigo no se rompe en 15 dies, signif icare que la estructura se asienta normalmente; por el contrario, si el testigo se rompe a los dos o tres dies de colocado se procedera de acuerdo con el criterio del constructor, quien tomara las decisiones necesarias para resolver el problema.
Figura 1.8. Viga cuarteada.
Ademas, se deben rectificar las medidas del predio que puedan ser afectadas por desplomes de las construcciones vecinas, que afecten el terreno donde se construira.
1.4. CONOCIMIENTO Y ESTUDIO DEL PREDIO En el conocimiento y estudio del predio se deben tener en cuenta los factures siguientes: orientation, vientos dominantes, dimensiones rectas y angulares, configuration del terreno, reacciones del terreno segt.in las capas, profundidad del colector en la calle, banquetas del predio, &boles dentro del predio, construcciones antiguas del terreno Is' las hay).
1.4.1. Orientation Para que cualquier proyecto de edificios este bien orientado se debe eludir el norte por ser extremoso, ya que en invierno las fachadas orientadas a el no reciben los rayos solares; por lo contrario, en verano estan asoleadas totalmente. Para las casas y viviendas construidas en hileras, conviene dar a
Figura 1.9. Hundimiento del edificio que afecta al predio.
12
CAP. 1. ESTUDIOS PRELIMINARES
Corte A—A'
Figura 1.12. Curvas de nivel en el predio.
sus fachadas una orientaci6n de 20 a 30 grados al sureste o suroeste. De esta manera, el sol penetrare en el patio a ambds lados del edificio. Para edificios escolares y de oficinas, Ia orientacion podra ser suroeste y noreste, o sur y norte.
Tierra vegetal
Arena y grave
1.4.2. Vientos dominantes Tepetate
Los vientos dominantes tienen gran importancia pars definir Ia situation climatica en conjunto con el asoleamiento. En el Valle de Mexico, los vientos dominantes soplan del noreste y del norte.
ReacciOn del terreno: 3 500 kg/m2
Figura 1.13. Corte del terreno.
1.4.3. Dimensiones rectas y angulares En las dimensiones rectas y angulares se debe efectuar un levantamiento del terreno, pare tener las medidas reales.
1.4.6. Profundidad del colector en Ia calle que da al predio La profundidad del colector tiene como objetivo permitir el drenaje de la obra.
1.4.4. Configuration del terreno Es importante tener la topograffa del terreno, por lo que se debe elaborar un levantamiento de este pars definir las curves de nivel.
1.4.7. Banquetas del predio En las banquetas del predio se debe reviser lo siguiente:
1.4.5. Reacciones del terreno segtin capas Los terrenos pueden ser de diferentes constituciones, segun el luger donde esten ubicados. [STUDIO DEL PREDIO
13
a) Las coladeras de calle en su limite longitudinal.
b) Los tipos de postes de luz, telefonos, vialidad y ornato. c) Las posiciones de algun arbol y sus dimensiones. d) Las lineas de telefono y luz.
piloto encendido, pero en sentido contrario al viento dominante.
1.6. REOUERIMIENTOS EN EL LUGAR DE LA OBRA El lugar de Ia obra debe cumplir con los requisitos siguientes:
1.4.8. Arboles dentro del predio Este prohibido derribar arboles, salvo casos autorizados expresamente por el Departamento del Distrito Federal. Si se solicita permiso para derribarlos, se debe considerar su tipo, diametro y altura, de acuerdo con las normas de la Secretaria de ReforestaciOn.
a] Un letrero con el croquis del lote, el tipo de obra por construirse, el nombre de Ia compania constructora o del dueno, el nombre del proyectista, el nombre del perito con su numero de registro, la delegacion politica a que pertenece y el numero y fecha de licencias. Un letrero del sindicato de trabajadores de la construccian, con el que se firma el contrato. c) La afiliacion de los trabajadores al Institute Mexicano del Seguro Social y al Institute del Fondo Nacional de la Vivienda para los Trabajadores. d) Los pianos y licencias aprobados. e) Los equipos contra incendio y los nUmeros de telefono en caso de emergencia. fl El lugar de higiene personal para los trabajadores. g) Un velador o bodeguero de planta.
1.4.9. Construcciones antiguas En el conocimiento y estudio del predio se debe ver si el terreno tiene alguna construcciOn antigua, como locales de habitacion, pozos en patios, cimientos, tuberias, etc., los cuales habran de demolerse y extraerse; tambien se procurara que no hays deslaves por excavacion o bufamientos en el terreno.
1.5. REOUISITOS PARA ELABORAR EL PROYECTO AROUITECTONICO En Ia elaboracion de todo proyecto arquitectonico se deben cumplir los requisitos siguientes:
a] Obtencian del alineamiento oficial previo al proyecto arquitectonico. b) Uso del suelo correspondiente. c) Restricciones variables de acuerdo con cada fraccionamiento. • Limitaciones de cualquier tipo, como resultado de pianos reguladores futuros. e) Espacios disenados con confort y sin ruidos. fl Numero adecuado de habitantes urbanisticamente.
1.7. INVESTIGACION DE LA RESISTENCIA DEL TERRENO El terreno interesa por su constitucion y su forma, ya que de sus caracteristicas de resistencia, homogeneidad y otras depende el tipo de cimentaclan que se emplee. En general, la resistencia del terreno en el Valle de Mexico es de dos a cinco toneladas por metro cuadrado y su constitucion es como se indica en la figura 1 .14.
1.7.1. Pruebas para conocer la resistencia del terreno
g)
Lugares de estacionamiento, con salida independiente para cada auto. h) Equipos contra incendio efectivos y verificados para cada caso, asi como salidas de humo y de emergencia. DesagOe de aguas negras y pluviales entubadas, accesibles, ventilados y con pendientes requeridas para cada caso. fi AlimentaciOn de agua -Fria y su depOsito de gasto diario y emergencia, sin fugas y con cameras revisables. k) Instalacian visible de gas con tuberfas apropiadas y Ilaves de seguridad, asi como dep6sitos con garantia de fabrics, localizados en lugares exteriores y a una distancia minima de tres metros de alg6n
La resistencia del terreno se puede efectuar de varias maneras, a saber: • • • • •
Directa. Por perforaciOn. Por percusion. Por extraccion de muestras. Por comparacion de los terrenos cercanos cargados.
Directa La investigaciOn directa consiste en aplicar una carga sobre una o varias superficies pequenas de
14
CAP.1. ESTUDIOSPRELIMINARES
te: si se tiene una barreta de acero, con una seccion de 4 cm2 , colocada sobre at nivel del terreno y se pone una pesa que la golpee, se sabra la resistencia del terreno.
ReacciOn Norte
2 kg/2 m = 4km R x 2 cm = R x 0.02 m R = resistencia c
Reaccian
4 kg = R x 0.02
ReacciOn -
50 kg /cm2
•
— 2.5 kg/cm2
20 (Coef. de se g.) i Resistencia = 25 ton/ m2
0.02— 200 kg
—
kg/cm2 50 ,
4 cm2 4km
2 kg
De40 a 50 cm de tierra vegetal
Oe 2a 2.20 m de arcilla
Aguas freaticas
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IM11 11I 11p Nl,ipli ii NIIiii itlisi 111) igi 1: }
Resistencia: 2 y 5 ton/m2
Figura 1.15. Metodo de martinete.
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Por extraction de muestras
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Arcilla con grava
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La investigation por extraction de muestras obtenidas a profundidades diferentes es buena, sobre todo porque requiere una perforaci6n previa. Para el tecnico preparado, es mas perfecta que el simple sondeo, porque edemas de que se dificulta determiner la resistencia de un terreno si se toman como base las pruebas realizadas en la muestra, no siempre es indispensable, ya que pars una cimentaci6n lo importante no es Ia clase de terreno, sino Ia resistencia y el espesor de sus capas.
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Figura 1.14. Corte de un terreno en el Valle de Mexico.
terreno (por ejemplo, mediante una mesa a la que se han puesto determinados pesos) y observer cuanto resiste por unidad el terreno sin asentarse. Este procedimiento no es muy conveniente, sobre todo cuando se emplean cargas pequenas.
Por comparacion de los terrenos
cercanos cargados
El metodo de perforaciOn es mas exacto y consiste en hincar un barreton mediante un martinete, de modo que se puedan analizar las capas que atraviesa. El martinete indicara la resistencia del terreno y la profundidad; lo mismo sucede con la extraction de muestras que se envian at laboratorio.
La observation cuidadosa del estado de los edificios en la misma zone es muy apropiada porque si Ia construction esta en buenas condiciones, el terreno sera resistente; por lo contrario, si se ehcuentra cuarteada o hundida, el terreno sera falso y debe estudiarse de modo especial Ia cimentacion, en caso de que, por las caracteristicas del terreno, se deban realizar excavaciones profundas hasta encontrar Ia capa resistente o, en su caso, emplear una losa de cimentaciOn.
Percusion
1.7.2. Diferentes tipos de terrenos
En la investigation de la resistencia del terreno por percusi6n es conveniente dar el ejemplo siguien-
Los terrenos se dividen en duros y suaves. La resistencia en los primeros Ilega a ser de 60 a
Perforation
RESISTENCIA DEL TERRENO
15
De aluvibn En el Valle de Mexico
300 t/m2 , mientras que en los segundos la resistencia es de 2 a 50 t/m2.
De 5 a 15 t/m2 De 2 a 5 t/m2
Caracteristicas del terreno en el Valle de Mexico
1.7.3. Reaction en los terrenos La reaction en los terrenos es como sigue:
El terreno en el Valle de Mexico este constituido por tierras de acarreo que se depositaron paulatinamente en un lecho acuoso; edemas, su estructura es cavernosa y celular, cuyas particulas estan Ilenas de agua. En algunas zones de la Ciudad de Mexico existen grietas y cuevas en el subsuelo, de modo que al construir puede haber,derrumbes en la obra, como en el pedregal de San Angel A y Las Lomas. Las fallas son bruscas y de consecuencias graves. Dicho problema tambien se debe a la existencia de cauces de antiguos rios, come en las avenidas Rio Consulado, Rio Churubusco y Melchor Ocampo.
Terrenos duros
300 t/m2 Roca granitica Piedra caliza en lechos 250 t/m2 compactos 200 t/m2 Piedra arenisca Conglomerados o De 80 a 100 t/m2 brechas De 80 a 100 t/m2 Roca blanda Gravas y arenas De 60 a 100 t/m2 compactas 60 t/m2 Gravas secas arenosas
1.8. BULBOS DE PRESION Terrenos soaves
Por bulbos de presibn se entiende la fatiga producida en el terreno al aplicar una carga. Cuando las fatigas son exageradas, pueden defier la construccion.
Gravas y arenas mezcladas con De 40 a 60 t/m2 arcilla seca 40 t/M2 Arcilla seca en capas gruesas Arcilla medianamente seca en 30 t/m2 capas gruesas De 10 a 15 t/m2 Arcilla blanda Arena compacta conglutinada 40 t/m2 o encerrada Arena limpia y seca en lechos 20 t/m2 naturales Tierra firme y seca en !echos 40 t/m2 naturales
1.9. DIFERENTES PESOS DE MATERIALES A continuation se muestran los diferentes pesos de materiales en mamposteria de piedras naturales, en rnamposteria de piedras artificiales, en morteros para aplanados, en madera, en hierro y acero, en tierra, arena y grave, y en vidrio.
Cimiento
41—
4
Puente
Grieta Asentamiento lento Derrumbe fuerte
Figura 1.16. Cimentaci6n en grietas y cuevas al torte, con peligro de derrumbes graves.
16
Carga
Cimiento
Bulbos de presiOn
Terreno sobrefatigado
Figura 1.17. SobreposiciOn de bulbos de presian.
Azulejo o loseta Mosaico
1.9.1. Mamposteria de piedras naturales
Chiluca Basalto Granito Recinto Arenisca Piedra brasa Marmol Tezontle Tepetate
2 2 2 1 1 1 2 1 1
300 200 600 900 800 800 700 300 100
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
1 800 kg/m3 2 000 kg/m3
1.9.3. Morteros para aplanados
Mortero de cemento y arena Mortero de cal y arena Mortero de yeso Mortero de pbmez
2 000 kg/m3 1 500 kg/m3 1 500 kg/m3 1 600 kg/m3
1.9.4. Maderas
Pino u ocote Oyamel Encino Roble Haya
1.9.2. Mamposteria de piedras artificiales
Concreto simple Concreto armado Adobe Tabique rojo macizo prensado Tabique rojo macizo hecho a mano Tabique rojo hueco hecho a mano Tabique hueco prensado Tabique ligero de cemento macizo Tabique ligero de cemento hueco Block hueco de concreto PESOS DE MATERIALES
2 200 kg/m3 2 400 kg/m3 1 400 kg/m3 1 800 kg/m3
600 600 950 800 700
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
1.9.5. Hierro y acero
1 500 kg/m3
Hierro laminado y acero Hierro fundido Aluminio Bronce Latbn Plomo Cobre Zinc Estatio
1 200 kg/m3 900 kg/m3 900 kg/m3 800 kg/m3 1 200 kg/m3
17
7 7 2 8 8 11
600 kg/m3 200 kg/m3 800 kg/m3 500 kg/m3 500 kg/m3 400 kg/m3 900 kg/m3 7 000 kg/m3 7 400 kg/m3
350 kg/m2
Vidrio estructural: Tabiques de vidrio pare muros Tabiques prismaticos para tragaluz
1 800 kg/m3
• Bibliotecas • Museos • Aulas • Banos publicos • Restaurantes • Sales de espera • Fumadores • Sales de reunion • Sales de juego • Clubes • Casinos
2 000 kg/m3
1.9.6. Tierra, arena y grava
Tierra suelta seca Tierra suelta hbmeda Tierra apretada seca Tierra apretada humeda Arena-grava suelta y seca Arena-grava apretada y seca Arena-grave mojada Arena de tepetate
1 200 kg/m3 1 300 kg/m3 1 400 kg/m3 1 600 kg/m3 1 600 kg/m3 1 650 kg/m3 1 700 kg/m3 800 kg/m3
1.10.1. Lugares de reunion
350 kg/m2 • Templos • Salones de espectaculos • Teatros, cines y auditorios
1.9.7. Vidrio
Vidrio sencillo Vidrio semidoble o media doble Vidrio grueso (4 mm) Vidrio triple (5 mm) Vidrio triple (6 mm) Vidrio triple \Are° Vidrio translUcido (3.5 mm) Vidrio translUcido (5 mm) Vidrio rayado (5 mm)
6 kg/m2 9 kg/m2 12 kg/m2 15 kg/m2 17 kg/m2 17 kg/m2 13 kg/m2 14 kg/m2 15 kg/m2
1.10.2. Dormitorios de internados
450 kg/m2 • • • • •
Escuelas Cuarteles Garceles Hospitales Correccionales
1.10. CARGAS VIVAS PERMANENTES 1.10.3. Lugares de comunicacian de use publico
Las cargas vivas permanentes que se toman coma base para los calculos de estabilidad deben ser como minimo as siguientes:
550 kg/m2
170 kg/m2
• • • • •
• Residencies • Departamentos • Viviendas • Cuartos de hotel • Pisos en locales de habitacibn
Pasillos Escaleras Rampas Banquetas Pasajes y lugares en que puede haber aglomeracian
Cuando es azotea: de 100 a 150 kg/m2 Con pedientes: de 0 a 50/o Comercio al
Mayoreo
Menudeo
Fabricas y talleres
Bodegas
Ligero Semipesado Pesado
350 kg/m2 450 kg/m2 550 kg/m2
300 kg/m2 400 kg/m2 550 kg/m2
400 kg/m2 550 kg/m2 600 kg/m2
450 kg/m2 550 kg/m2 650 kg/m2
18
CAP. 1. ESTUDIOS PRELIMINARES
2 Trabajos iniciales de la construccian 2.1. TRAZOS Uno de los aspectos mas importantes de la construccion es el trazo correcto de los ejes de la cimentacion y sus anchuras, asi como de los ejes principales del edificio, porque de este actividad depende en
gran medida el exito de todo el desarrollo de la obra. Dicha operaci6n se efectua con diversos implementos, como estacas de madera e hilos, en las que se marca el ancho de la cimentacibn para efectuar la excavacion. Las estacas que se emplean son de madera, de 2.5 a 5 cm por lado y 30 cm de largo.
4— Ejes del cimiento Puente de nivel
4—Estaca de madera
4
El puente de nivel es pare marcar los ejes de la cimentaciOn. Los ejes se marcan con cal. Voltear escuadra
Figura 2.1. Trazo de los ejes de la cimentaciOn.
Paramento de la barda o de la construccion.
Figura 2.2. Trazo de obra en el terreno.
19
N
Figura 2.4. Escuadra de maclera
Figura 2.3. Verification mediante escuadra de los ejes de toda la obra.
Bancos de nivel
Puentes de nivel
n
o
Figura 2.5. Trazo de los ejes en el predio.
20
2.2. NIVELES
Polines fijos que se usan en el terreno para realizar nivelaciones.
Otro aspecto tan importante como el de la secclan anterior es la corrects nivelaciOn de las partes de una construccion, ya sea interiores o exteriores. En este caso se puede utilizer el nivel de manguera, pero cuando la obra sea de una magnitud considerable se podran emplear el teodolito y el transito.
Figura 2.6. Pianta del terreno. 1
N+ 1.00m
N000 m
I/V000
m
Meted° de nivel de manguera
Figura 2.7. Corte del terreno.
N+ 0.15m N+ 0.10m N+ 000 m Nivel de manguera
Nivel de agua igual Manguera transparente
Nivel maestro: En el terreno donde se construire se cobca un nivel maestro, que consiste en un polin enterrado en algtin lugar estrategico, donde se verifican Codas las alturas de la construcciOn.
Figura 2.8. Manguera para efectuar nivelaciones.
Figura 2.9. Corte en el nivel maestro.
21
cl Excavaciones mediante explosivos. Estes son comunes en terrenos como roca basaltica, las areniscas y conglomerados muy cementados.
2.3. EXCAVACIONES Segun como se hagan, las excavaciones se clasifican en: a mano, mecanicas y mediante explosivos.
al Excavaciones a mane. En estas, se utili-
Al efectuar Ia excavaciOn, se debe guitar la capa superficial de tierra vegetal y desplantar la cimentacion sobre una capa de terreno resistente. Es mejor que la capa sobre la que se apoyara la cimentacion quede arriba del nivel de aguas freaticas, porque asi la constituciOn del terreno no se alterara y no se utilizara drenaje ni bombeo.
zan coma elementos de ataque Ia pale y el pico, y coma elemento de transporte el chunde y la carretilla.
2.3.1. Angulo de reposo de los materiales Cuando se quiera evitar el empleo de refuerzos fabricados para impedir desprendimientos en los paramentos de los bancos, coma atagulas, ademes, etc., debe observarse el angulo de reposo de los materiales. Al respect°, es valid° el listado siguiente:
Angulos
Materiales
33° 36° 36° 26° 36° 45° . 36°
Arena limpia Arena y arcilla Arcilla seca Arcilla semihameda Grave y roca suelta Piedra picuda Piedra redonda
Figura 2.10. Excavaciones a mano, en las que se utiliza el chunde como elemento de transporte.
b] Excavaciones mecanicas. Son aquellas en las que se emplea maquinaria especifica, como Ia pale mecanica y la draga.
Figura 2.12. Angulo de repose de los materiales.
2.3.2. Abundamiento de material en excavaciones Al realizar la excavacion se debe considerar el incremento de volumen de los materiales al sacarlos de los bancos. El corte de la cepa se hare conforme al talud natural del terreno. Ademas, se debe empezar a construir el cimiento de piedra longitudinal y trabajar en retrospective.
Draga para terrenos suaves y semiduros.
Figura 2.11. Excavaciones mecanicas con maquinaria.
22
CAP. 2. TRABAJOS INICIALES
1 . 00 M3 -1 de 41 tierra
-
Sacados de los bancos
Figura 2.13. Abundamiento del material, producto de la excavacion.
El corte de la cepa se hard conforme al talud natural del terreno
Figura 2.14. Corte de la cepa de cimentacion.
Hay que empezar a construir el cimiento de piedra longitudinalmanta y trabajar hacia atras.
0.30 m
Cimiento Espacio suficiente
Para trabajar
0.70 m
6.1,4psincriow..
InME=1,7 Planta
0.70m•
Figura 2.15. Construction de cimentacion de mamposterfa de piedra brasa.
23
2.4. CIMIENTOS Se entiende por cimentacion aquellos elementos de trasmisiOn de cargas de las partes estructurales de un edificio al terreno. Segun su forma y distribucibn de cargas, las cimentaciones se clasifican en superficiales y profundas. • Las superficiales pueden ser: aisladas, corridas en un solo sentido, y corridas en ambos sentidos o en plataforma corrida. • Las profundas pueden ser por: sustitucion, flotacion y pilotes. Las cimentaciones profundas y las superficiales se emplean segun el tipo de carga que requiera la construccibn.
2.4.1. Cimentaciones superficiales Como su nombre lo indica, las cimentaciones superficiales son aquellas que descansan en las capas superficiales del terreno. Se designan con ese nom-
bre por tener las capas la suficiente resistencia para soportar las construcciones. En el Valle de Mexico se puede emplear este tipo de cimentacion en un edificio de hasta cinco niveles, segun el terreno. En construcciones de mas de 12 m de altura, se deben utilizer cimentaciones profundas.
Materiales Los materiales que se emplean en la construccion de cimentaciones superficiales son: piedra brasa, piedra laja, piedra bola, sillares, y ciclopeo (piedra y concretal de concretos simple y armado. Todo material destinado a formar parte de una cimentacion debe reunir los requisitos que siguen: ser resistente tanto al desgaste como a los agentes propios y destructivos del terreno, capaz de resistir el peso que recibe y, par supuesto, que pueda trasmitir el peso al terreno. La piedra brasa se clasifica en tres tipos: china, intermedia y limpia. Las piedras deben formar un angulo de 90° con respecto al talud y a las juntas cuatrapeadas.
Las piedras deben estar cuatrapeadas para interrurnpir la continuidad.
La rajuela se coloca sobre la piedra y luego el mortero.
Figura 2.16. Angulo de 60°, angulo de reposo, piedra brasa y
angulo de 90° con respecto al talud.
Piedra bola
Mortero acumulado
Figura 2.17. Cimiento de piedra bola.
24
Piedra china
Piedra laja
La piedra china este Ilene de huecos y tiene el aspecto de esponja, lo cual no la hace nada recomendable para la construcci6n de cimientos; por tanto, se debe emplear solo en bardas de colindancias y muros divisorios.
Piedra intermedia
Figura 2.18. Cimiento mixto, con piedra brasa y laja.
La piedra intermedia es de mejor calidad que Ia anterior, pero tambien tiene multiples orificios, aunque mas aislados que la piedra china. Su empleo que da supeditado tambien a muros divisorios.
Piedra limpia
Las caras de cimiento no deben presentar angulos menores de 60° con respecto a la relacibn horizontal, y su anchura no debe ser superior a 1.50 m.
Cimientos ciclopeos
La piedra limpia tiene una textura continua y uniforme, por tanto es idbnea para construir cimientos de piedra brasa.
Morteros Se conoce como mortero a la mezcla de cemento con calidra, arena y ague. Los morteros mas comunes empleados para pegar las piedras de la cimentachin son: a) El mortero de cal y arena en proporciOn • de 1:6, cuya resistencia a Ia compresibn es de 10 kg/cm2 y al esfuerzo cortante es de 1 kg/cm2 . Tiene un coeficiente de seguridad de 1/10. b) El mortero de cemento y arena en proporcibn de 1:6, cuya resistencia a la cornpresibn es de 20 kg/cm 2 y al esfuerzo cortante es de 3.75 kg/cm'. Tambien tiene un coeficiente de seguridad de 1/10. c) El mortero de cemento, cal y arena en proporciones de 1:3:15. d) El mortero de plasto cemento en las proporciones de 1:3, 1:4, 1:5, 1:6 y 1:7, con una resistencia a la compresibn de 28 kg/cm2 a los 28 dies de vide. Su mayor resistencia la adquiere al ano, cuando los 28 kg/cm2 se transforman en 75 kg/cm 2. Es conveniente procurar que las piedras se acoplen entre si, a fin de poner la menor cantidad posible de mortero, debido a que la zone ocupada por el mortero ofrece menor resistencia. De esto se deduce por que el cimiento de piedra bola no es muy recomendable, ya que en el entra gran cantidad de mortero; en cambio, el cimiento de piedra laja es conveniente, porque entre piedra y piedra se requiere una cantidad insignificante de mortero. CIMIENTOS
Piedra bras?
25
Estos cimientos, Ilamados tambien de renchido, se construyen como se indica a continuacibn: se cave una zanja y en ella se vierten piedras desde 5 hasta 40 cm de ancho, de modo que se vacia al mismo tiempo concreto en proporciones de 1:3:6, en vez de mortero comUn. Estos cimientos se emplearan solo de manera informal. Otro requisito que se debe cumplir es que el terreno permita construir la zanja perfectamente a plomo, de modo que forme angulos de 90°.
Figura 2.19. Cimiento ciclOpeo.
Cimientos de piedra brasa
En los cimientos de piedra brasa son aplicables las consideraciones siguientes:
a] En el Distrito Federal, Ia piedra brasa que rompen las quebradoras tiene un minim° de 30 cm por piedra, por lo cual la corona del cimiento as de 30 cm. b) Las superficies de 30 cm son muy reducidas para lograr el cuatrapeo, el angulo del talud es de 60° y esta inclinacibn es la mas adecuada porque constituye el angulo de reposo de Ia piedra brasa, c) La piedra debe colocarse de tal manera que presente un angulo de 90° con respecto al talud o escarpio y la trasmisibn de las cargas se haga de forma normal a sus caras.
Colacer en el sentido largo
Figura 2.20.
Cimentacion de piedra brasa y juntas cuatrapeadas.
Figura 2.22. Forma correcta de colocar las piedras en la ciment
el La plantilla de cimentaci6n es necesaria
d) Para el desplante del cimiento, el lado
cuando existan aguas freaticas porque pueden dear a Ia piedra y al mortero.
mss grande de Ia piedra se debe colocar como cara de apoyo de la cimentacibn.
Cimiento Plantilla de cimentaciOn de grava
Aguas freaticas
Figura 2.23. Plantilla de cimentaciOn de grava.
f) En Ia preparacibn del mortero se debe emplear arena de buena calidad, de preferencia arena de mina azul. La arena de rio y Ia de mar no deben utilizarse, excepto si se limpian perfectamente, de manera que corra agua hasta eliminar toda particula perjudicial.
Cara de apoyo
Figura 2.21. Colocaci6n de una piedra mss grande, como apoyo de la cimentaciOn.
Cadena de concreto l'C = 14014gicm' Prop. 12:4 Armada con yarilla del num 3 y estribos a 25 cm del num. 2 amarrados con alambre recocido del Plantilla de cimentacion con pedacena de tabique y mortero pciere La plantilla se ernpleara en el te• rreno cuando ex Stan aguas freaticas y no contara corn° elemento eStructurat
num. 18 30 cm Corona minima 90. con respect° al talud
Piedra °rasa limpia Cuatrapeado
Mortero de cements y arena 1:6 Cabe rajuelearse. a fin de gun no se coma la piedra. Terreno compactado
• • •••••• ,, .g5,..,.
biro
Figura 2.24. Cimiento de mamposterfa, y especificaciones de construcciOn. Itr-ot#69M..
26
120 000 k/cm = momento de volteo
Cimiento de piedra en colindancia
El momento resistente debe ser igual al momento de volteo; asi:
Cuando se tiene un cimiento de piedra colindante, es conveni'ente colocarlo mss profundo que los demas. Con ello se logran las ventajas siguientes:
Momento resistente —
a) El escarpio no resulta tan inclinado, porque el momento de volteo lo disminuye. b) Ayuda a evitar complicaciones en el caso de que exists una excavacibn exagerada en el predio colindante. c) Ayuda a contrarrestar el volteo producido por la resultante de las cargas y de la reaccibn del terreno, al no ser colineales estas.
4m
Ty C = 1 000 kg
fs = 1 265 kg/cm2
En vez de un tensor, se debe introducir una dela a lo largo de 4 m; entonces: 1 000 kg A=
— 0.79 cm2 x 4 = 3.16 cm2. 1 265 kg/cm2
Varilla de 1/2 = 1.27 cm2, de modo que se tiene:
4 000 kg/m
3.16 cm2
Momento de volteo = 4 000 km x 0.30 = 1 200 k x 1 ml = 1 200 km
P=
1.27 cm2
— 2.5 e 1/2" = 3 varillas de 1/2" del numero 4.
16 000 kg
Tensor 20 cm
120 cm Longitud: 4 m R. T. 5 000 kg/m2
20 cm
1.20m
10 cm 30 cm 20 cm
t'
A
1 000 kg
120 cm tfatiga de trabajo en acero de refuerzol
Respecto al momento de volteo de un brazo de palanca de 30 cm, se debe calcular el tensor colocado a lo largo de los 4 metros a cada metro asi:
16 000 kg _
120 000 kg/cm _
40 cm
+t Reaccion del terreno
40 cm 80 cm
Figura 2.25. Cimientos de piedra en colindancia.
27
Cimiento aislado o corrido En el cimiento aislado o corrido se deben tener en cuenta las consideraciones siguientes: a) Se debe emplear si se trate de una columna o muro de carga. bl Estudiar Ia resistencia del terreno y conocer el subsuelo. cl Conocer Ia carga que soportara (un apoyo aislado se puede convertir en cimiento corrido por la carga). dl Conocer las condiciones especiales (estructuras).
Respecto a la proteccibn de las cimentaciones vecinas en cimentaciones superficiales, existen dos metodos: el primero consiste en dejar un talud natural de tierra excavado, con to cual el cimiento requiere un trabajo normal. El segundo metodo consiste en dejar de 40 a 50 cm de ancho sin tener que excavar totalmente. Al excavar para construir el cimiento colindante, se corre el peligro de que el cimiento colindante de la construcciOn vecina se desmorone y Ia tierra se venga abajo. Para evitar lo anterior se debe hacer una excavacion por tramos atternados a cada 2 m, como se indica en el croquis de la figura 2.30.
Columna Contratrabe o cadena de liga
Cimiento aislado
Cimiento corrido
Figura 2.26. Diferentes tipos de cimentacion de piedra.
28
Talud natural de tierra
• Talud de protecciOn para prevenir un derrumbe
Figura 2.27. Corte de excavackin segi.in el primer metodo.
Figura 2.28. Corte de excavaciOn de acuerdo con el segundo metodo.
t'fa:
Desmoronamiento de tierra
Yi
41 A te.
Figura 2.29. Corte de excavacion en el que se aprecia el riesgo de esta.
41/
2.00 m 1'
OD ea OM 65 • I SM
4—
Cimiento vecino
-
Planta
Cada 2.00 m se cimenta rapidamente y se tapa con tierra
Figura 2.30. Cimentacian por tramos alternados a cada dos metros.
29
Isometric°
Cimiento de piedra
Zapata de concreto armado
Figura 2.31. Solucion de cimentaciOn en colindancia.
Para resolver una cimentaci6n en colindancia mediante zapata de concreto armado que de el ancho requerido se construye sobre la zapata un cimiento de piedra brasa. Cimientos de concreto armado. Zapatas aisladas De acuerdo con la calidad del terreno donde descansa, asi como Ia exageracion de fenomenos de los bulbos de erasion, este tipo de cimientos no es recomendable en subsuelos como el del Valle de Mexico, especialmente cuando se encuentran sometidos a cargas considerables.
Zapatas corridas Es mss conveniente emplear cimentaci6n corrida o con base en zapatas corridas, as cuales son adecuadas para tipos de estructuras hechas con muros de carga y para estructuras con columnas en cuyo case Ia contratrabe soportara solo la reaccion que le permita el terreno. Dichos cimientos, igual que los aislados, se de-
"I'1 11 1 11111 1 1 1"""-
ben calcular para la flexion, en que Ia fatiga de trabajo del concreto es de 0.45 de la fatiga de ruptura del concrete a la compresion fc = 0.45 f'c, ya sea por flexiOn, por adherencia o por deslizamiento u = 0.375, v = esfuerzo cortante unitario = fatiga del concreto v = 0.02 f'c. Si se encuentra entre 0.06 f'c, el esfuerzo lo absorbers el concrete; si liege hasta 0.12, lo tomara el acero de refuerzo, y si rebasa este limite, se debe cambiar el peralte. Asi, se tiene que: fc = fatiga de trabajo del concreto, y f'c = fatiga de rupture a la compresien del concrete. Si la cimentaciOn es para una estructura a base de columnas, la liga se realizara por media de contratrabes, las cuales soportaran los esfuerzos de flexiOn producidos por la reaccion del terreno. La contratrabe depende de la reaccion del terreno por metro cuadrado. Las contratrabes se apoyan sobre las losas de cimentacion o zapatas corridas, mientras que su armado principal es en la parte superior. Dos ejemplos de zapata aislada de concreto armada se ilustran en las figuras 2.32. y 2.33.
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-
""1
Grafica de momentos fiexionantes
al
Figura 2.32. a) Zapata aislada de concreto armado (corte), y b) armado de una zapata aislada (isometrico).
(Esfuerzo cortante) 114 Armada de zapata aislada fierro de refuerzo minima del nUm. 3
Esfuerzo cortante Fella a 45°
112 Armada at doble de separaci6n en los cuartos extremos 1/4
Figura 2.36. Corte de un cimiento de concreto armado, que 114
1/2
1/4
indica la falla que se puede producir por esfuerzo cortante.
Figura 2.33. Planta del armado de zapata aislada de concreto.
Las especificaciones minimas de dichos cimientos se muestran en las figuras 2.34 y 2.35. Siempre se asienta una mas que otra
==72;?=1:=9:zz=z2=9===?...
5cm
Minima 5cm de recubrimiento
Figura 2.34. Corte de un cimiento de concreto, asi como armado y recubrimiento mil-limo de concreto.
Cimiento corrido de concreto armada
RelaciOn maxima de pendiente 1:10 + 7 cm minimo —1-10 cm Optima Figura 2.35. Corte de un cimiento de concreto armada, que indica los peraltes minim() y Optima.
Zapata aislada de concreto armada
Figura 2.37. Bulbos de presiOn en cimientos de concreto armada.
SegCin la seccion de la columna y el esfuerzo de penetracion y carte (esfuerzo cortantel, se puede presentar la fella en el cimiento (vease fig. 2.36). Los inconvenientes que presentan las zapatas aisladas son los asentamientos provocados por las cargas de Ia estructura al terreno porque siempre se asientan una m6s que otra. CIMIENTOS
31
El asentamiento diferencial en las zapatas aisladas se debe a una sobrefatiga en el terreno, ya que los bulbos de presion aparecen en todo el perimetro de Ia zapata. La reaccion del terreno recomendable para este tipo de cimentacian es de 25 t/m2,
Esfuerzo cortante o esfuerzo de penetraciOn:
Todos los cimientos se deben calcular por flexibn, de modo que:
v = esfuerzo cortante total (vease fig. 2.40). fc = fatiga de trabajo del concreto, f'c = falta de ruptura del concreto a la compresibn, y 0.45 = coeficiente de seguridad.
_ V u
bjcl
V = esfuerzo cortante total
Por penetracion fc = 0.12 f' c
Por flexibn fc = 0.45f'c fc = 0.45 x 140 kg /orn2
Figura 2.40. Corte de un cimiento de concreto armado, en el cual se aprecia la falla que puede producirse por penetracion. R.T.
En las loses de cimentacion, aisladas y continues, los valores del esfuerzo cortante deben quedar siempre dentro de lo permisible para el concreto, porque no se acostumbra armarlas para Ia tension diagonal. La tension diagonal es un esfuerzo combinado y representa una funcibn del esfuerzo cortante y del esfuerzo de flexion. El esfuerzo cortante unitario es como sigue:
Figura 2.38. Corte de un cimiento de concreto armado, que muestra la falla que puede producirse por flexiOn.
En seguida se debe reviser el calculo por adherencia o deslizamiento = u. Por adherencia o deslizamiento: u = 0.057 f'c, para barras corrugadas con anclaje extrema Neese fig. 2.39).
v—
bjd
donde: v = 0.02 fc(admisible), b= 100cm, j = 0.85 a 0.86 como dato constante, y d = peralte efectivo. Asimismo: d= M max 013 donde: d = peralte efectivo sin recubrimiento desde la varilla inferior, y O = constante grande del concreto.
R.T. Figura 2.39. Corte de un cimiento de concreto armado, en el cual se observa la falla que puede producirse por adherencia.
Cuando la cimentacian este sometida a cargas iguales, la zapata aparece de Ia manera siguiente:
32
CAP. 2. TRABAJOS I NICIAL ES
P= 100T
P= 100 T R.C.
Nivel del terreno
R.T.
La resultante de las cargas y la reacci6n del terreno son colineales. La cimentacibn as halla en equilibrio.
Alzado
+
4
Planta
Figura 2.41. Cimentacian corrida de concreto armado con
cargas iguales.
Para que exista equilibrio en una zapata corrida, es necesario que la resultante de las cargas y la del terreno sean colineales. En caso contrario, se producira un momento de volteo con cargas desiguales.
r
P= 50 T Volteo .---. 47.4
(
P= 100T ■
. C.
F
Nivel del terreno
Alzado
Planta
Figura 2.42. Cimentacion corrida de concreto armado con
cargas desiguales.
33
Para evitar el armada desigual, se procede de la manera siguiente:
Figura 2.43. Planta de cimentacion corrida de concreto armado con cargas desiguales.
De acuerdo con el momento flexionante o momenta de flexion, se ha visto que el maxima momenta se requiere en el centro; en cambio, en los extremos es nulo. Segun la grafica, se puede disminuir el area de acero de refuerzo, conforme disminuya el momento de flexion. A fin de lograr una economia referente al acero de refuerzo, estas piezas se pueden armar de dos modos: varillas de igual longitud y varillas de dos longitudes diferentes. Cuando la superficie de la cimentacion abarca el 80% del terreno, debe cubrirse la superficie total con una losa de cimentacion o plataforma corrida.
Loses corridas de concreto armada Si sabre un cimiento se aplica una carga P, aqua! dara una anchura x. Si sabre Is carga P se aplica una segunda carga P1, la anchura del cimiento aumentara proporcionalmente; pero si a esa segunda carga se le aplica una tercera carga P + + P2, logicamente la anchura del cimiento continuara aumentando, hasta que Ilegue un momenta en que las zapatas de un entreeje se junten con las zapatas del otro entreeje. En este caso debe emplearse una losa corrida de cimentacion. Esta Ultima cambia par completo su trabajo, porque en vez de funcionar en voladizo (cantiliverl, puede hacerse que trabaje coma una losa apoyada en las contratrabes. El calculo y armado de dicha losa es exactamente igual al de cualquier otra, pero las cargas, en vez de actuar de arriba hacia abajo, actuan de abajo hacia arriba y son iguales a la reaccibn del terreno o fatiga que se estipule por m 2. El armada para el momenta flexionante positivo va en Is parte superior, mientras que para el momento flexionante negativo va en Is parte inferior (veanse figs. de la 2.45 a la 2.48). Para evitar espesores muy grandes en estas loses, es conveniente que los claros maximos oscilen entre 4 y 5 m por Iado, de manera que aquellas actOen como loses perimetrales. Para la estabilidad de toda la cimentacion, es requisito indispensable que la resultante de las cargas y la reaccion del terreno sean colineales.
P
+
P2
CC •-)
Varillas de igual tamano 1 L
C-
C C
I
J
Varillas de dos longitudes diferentes
Figura 2.45. Corte de una cimentacion de- concreto armada, en la que se aprecia el increment° de ancho al aplicar mas carga.
Figura 2.44. Armado de cimentacion de concreto.
34
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o
O 0
Lose de cimentacion. Peralte, y losa de 0.20 m Cejempia • ..
+ L/5 +
+ L/5 + L15 +
+ L/5 +
L
L
Figura 2.47. Corte armada de una losa de cimentacion.
Detalle de un armado de losa de cimentacion y contratrabe:
Contratrabe de 0.60 x 0.20 m 4 4, # 6 Estribos # 3 a 0.12 m Prefuerzo otro sentido
2 4, # 3
F° de refuerzo # 4 a 12 cm Lecho superior Verities at mismo nivel (se indicaron asi para su mejor entendimiento)
#4 corrido
" :•v•-•• -1.i>•.; ..:.;;;;;•-•••-;;'w" :;45° •• -•" ' :• . • .-;-; .- A-- •••••
•
4— Recubrimiento 5 cm Plantilla de concreto f' c 90 kg/cm2
Armado y contratrabe 24)# 6
L/5 Verities at mismo nivel Easton F° refuerzo. Lecho inferior # 480.24 m
Figura 2.48. Corte de una losa de cimentacion.
36
nes, deben emplearse materiales de relleno colocados entre cada contratrabe; por ejemplo: se debe utilizar tierra o grava, que es mss pesada, en aguellos lugares donde las cargas sean mas ligeras, y material mas ligero en los espacios donde las cargas sean mas fuertes. En muchos casos, dicho tipo de cimentacion se cubre con una losa que descansa sobre las contratrabes. Cuando esto sucede, es conveniente dejar huecos para incluir registros de 0.65 x 0.65 m.
En zapatas aisladas y en zapatas corridas con cargas simetricas no hay problems, pero cuando se trata de cimentaciones con cargas asimetricas o de forma trapezoidal, asi como de losas de cimentacion corrida, es dificil lograr la colinealidad. Por ello, es necesario revisar y rectificar los momentos estaticos de la resultante de las cargas y de la resultante de la reacci6n del terreno. EstaItima resultante ocurre en el centroide de la figura 2.49. Para lograr el equilibrio en tal tipo de cimentacio-
Lose como tape de concreto armada.
R.C.
/
4
,
Contratrabe Relleno pesado con grave, para hacer coincidir el centro de la resultante de las cargas con la resultante del terreno.
Huecos o registros de 0.65 x 0.65 m. R. T.
Figura 2.49. Corte de una losa como tapa de cimentacion, en el cual se aprecia el relleno, para que este en equilibrio la resultante de las cargas del edificio con la reaccian del terreno.
Losa tapa
Registros de 0.65 x 0.65 m para guitar la cimbra e instalaciones.
Contratrabe
Espacios para lastrar el edificio
Losa de cimentacion
Figura 2.50. Corte de una losa de cimentacion.
37
aguas freaticas a Ia cimentacion, asf como hacer coincidir el centro de gravedad de Ia estructura con el centro de empuje, a fin de evitar volcamientos o desplomes del edificio.
2.4.2. Cimentaciones profundas
Sustituchin La sustitucion consiste en reemplazar un volumen de tierra con un peso predeterminado por un peso similar, que es la estructura. Al realizar las excavaciones debe tenerse especial cuidado en que el terreno sobre el cual se apoyara la cimentaciOn permanezca lo menos inalterado posible, en sus condiciones tanto mecanicas como de humedad. Cimentacion par flotacitin Este tipo de cimentaciOn consiste en hacer flotar un edificio segiin el principio de que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascendente, que es igual al peso del volumen del fluido desalojado. En este tipo de cimentacian debe tenerse especial cuidado de que no existan filtraciones o pasos de
Cimentacien par pilotes Los pilotes se emplean para trasmitir Ia carga de un edificio a capas mas profundas y resistentes; edemas, generalmente son precolados de concreto armado y de secciones variables. De acuerdo con las caracteristicas del edificio que soportara, se emplean secciones I y.H, cuadrados y cilindricos. Un ejemplo de cimentaciones profundas se ilustra en la figura 2.51. En la figura 2.52. se muestra un ejemplo de pilotes precolados de concreto armado. Un pilote cuadrado hincado, previa perforacion, en el que se emplee bentonita, evita derrumbes y obstrucciones. Este tipo de pilote se arma y se cuela en obra y se cure con vapor.
Edificio
Edificio
Terreno excavado
jt It Ji JI
Pilotes
SustituciOn FlotaciOn
Figura 2.51. Cimentaciones profundas.
38
Placa metalica para recibir otra seccion de pilote, unidas con soldadura electrica.
**.
En secciOn
En secciOn
Figura 2.52. Pilotes precolados de concreto armado.
39
SecciOn circular
3 Trasmision de cargas a la cimentacion La trasmision de cargas a Ia cimentacibn es producida por la relacibn de claros en Ia losa de la cubierta y por las condiciones en que este apoyada, sea por muros de carga o sabre trabes de concreto armado y estas, a su vez, sobre columnas. 3.1. TIPOS DE LOSAS Lose perimetral, relacion 1:1
Las losas pueden tener as relaciones siguientes: a) 1:1, en la que se reparte el peso en cuatro lados iguales, con pesos iguales. b) 1:2, en la que se reparte el peso en cuatro lados desiguales, con pesos desiguales. c) 1:3, en la que se reparte el peso en dos lados iguales, con pesos iguales.
2
3.2. ANALISIS DE CARGAS Losa perimetral, relacion 1:2
-I-- 1 —F
3.2.1. Analisis de una losa de concreto armada Cargas muertas
Losa de 10 cm: 2 400 kg/m3 x 0.10 m = 240 kg/m2 Tezontle de 15 cm: 1 300 kg/m3 x 0.15 m = 195 kg/m2 Entortado de mortero: 2 000 kg/m3 x 0.03 m = 60 kg/m2 Impermeabilizante: 10 kg/m2 Yeso de 2 cm: 1 500 kg/m3 x 0.02 m = 30 kg/m2 Carga viva en Ia azotea: 100 kg/m2 Peso de Ia losa en la azotea:
3
Losa apoyada en dos lados, relaciOn 1:3
635 kg/m2
Figura 3.1. Reparticion de cargas en las losas.
41
Impermeabilizante Entortado de cemento y arena Relleno de tezontle
•-••••—•:. ••• • • ••••,
•:••••••• •
„._
47-'1' o t
Losa de concreto armado — Yeso y pintura
Figura 3.2. Corte de losa de azotea.
•
El promedio del relleno se obtiene de la manera siguiente:
20/ode 6.00 m = 12 cm
15 cm
12 cm 3 cm minimo
3 cm
BAP
15 + 3 = 18 cm
••
18 = 9 cm de promedio 2
Figura 3.3 Forma de obtener el promedio de relleno en una losa de azotea.
3.2.2. Analisis de cargas de un muro de 14 cm
Tabique recocido de 14 cm
Cargas muertas
Tabique de 14 cm recocido: 2 Pane 1 500 kg/m3 x 0.14 m = 210 kg/m Azulejo de 2 cm: 1 800 kg/m3 x 0.02 m = 36 kg/m2
Mortero en proportion 1:4
246 kg/m2
Azulejo de 11 x 11 cm
Figura 3.4. Corte de un muro de tabique con recubrimiento de azulejo.
42
3.2.3. Analisis de un muro con recubrimiento de cantera
(Altura: 2.40 m) Varilla del num. 6
Carga muerta
Tabique recocido: 1 500 kg/m3 x 0.14 m = 210 kg/m2 Cantera (incluido el aplanado de morterol: 2 000 kg/m3 x 0.05 m = 100 kg/m2 Aplanado de cemento: 2 000 kg/m3 x 0.02 m = 40 kg/m2
20 cm
18 cm
350 kg/m2 28 cm
30 cm
Tabique de barro recocido
Recubrimiento de yeso con esquineros metalicos Estribos del num. 2 Alambre recocido del num. 18
Aplanado de cemento
Cantera
Figura 3.6. Columna de concreto armado en planta. Rano
3.2.5. Analisis de una trabe de concreto Ware de 5 m)
Concreto: 0.25 m x 0.50 m x 5 m= 0.625 m3 0.625 m3 x 2 400 kg/m3 = 1 500 kg Losa de 10 cm: 0.10 m x 0.25 m x 5 m= 0.125 m3 0.125 m3 x 2 400 kg/m3 = 300 kg 1 500 kg — 300 kg = 1 200 kg
Se cuela
Alambre Cantera
Muro Figura 3.5. Muro de tabigue con recubrimiento de cantera. 0.10 cm lose (se recta)
3.2.4. Analisis de una columna de concrete con una altura de 2.40 m
50 cm
Carga muerta (con una altura de 2.40 m)
Concreto: 0.20m x 0.30m x 2.40m = 0.144 m3 0.144 m3 x 2 400 kg/m3 = 345 kg
25 cm
Yeso:
0.20m x 0.30m x 2.40m = 0.144 m3 0.18m x 0.28m x 2.40m = 0.120 m3 0.024 m3 36 kg 0.024 m3 x 1 500 kg/m3 =
Peso de la columna: 345 kg + 36 kg = ANALISIS DE CARGAS
Figura 3.7. Corte de una trabe de concreto armado.
381 kg
43
3.2.7. Peso de las trabes
3.2.6. Calculo del peso de losas diferentes
Trabe 1-2 claro con 3 m y 10% de peralte = 30 cm Peso propio: 0.30 m x 0.15 m x 3m x 2 400 kg/m3 = 325 kg Tipo de losa apoyada en cuatro columnas con una relaciOn 1:2.
Trabe a-b claro con 6 m y 100/o de peralte = 60 cm Peso propio: 0.30 m x 0.60 mx 6mx 2 400 kg/m3 = 2 592 kg
(Altura: 3.00 m) R.T. = 5 T/m2
30 cm
Figura 3.8. Bajada de cargas en planta
.
15 cm
Figura 3.11. Secci6n de una trabe con un claro de 3 metros.
Peso de la losa por m2 = 600 kg/m2 Peso total de la losa: 600 kg/m2 x 3m x 6 m = '10 800 kg
60 cm
30 cm
Figura 3.12. Secci6n de una trabe con un claro de 6 metros. Figura 3.9. Peso total de una losa en planta.
Area de los triangulos:
3 x 1.50 — 2.25 m 2 x 600 kg/m2 = 1 350 kg 2 Area de los trapecios:
6 + 3 x 1.50 = 6.75 m2 x 600 kg/m2 = 4 050 kg 2 4 050 kg Peso del trapecio:
Peso propio de la columna
= 298 kg 4 456.50 kg
Fatiga = peso Area — peso fatiga area 4 456.50
— 0.89 m2
5 000 kg/m2 Area = 0.89 m2
Ancho = ,J0.89 = 0.94 m
El coronamiento del cimiento es de 30 cm; asi:
4 050 kg 1 350 kg
1 350 kg
= 4 158.50 kg
Total de la carga al cimiento
1 350 kg
Peso del triangulo:
Bajada de cargas en cada columna
tg 30 —
0.32 h
4 050 kg
h—
0.32 0.577 — 55 cm
Figura 3.10. Reparticion del peso de acuerdo con las caracteristicas de la losa.
44
CAP. 3. TRASMISION DE CAHGAS
6 642 kg
T - 2 592 kg L - 4 050 kg
T- 325 kg L - 1 350 kg
T -
325 kg
1 675 kg
L - 1 350 kg L - 4 050 kg T - 2 592 kg
1— 6 642 kg
3 321 kg 837.5 kg
3 321 kg 837.5 kg
Peso propio de la columns _ 0.20 m x 0.20 m x 3.00 m x 2 400 kg/m3 = 288 kg 3 321 kg 837.5 kg
3 321 kg 837.5 kg
Figura 3.13. DistribuciOn de cargas a las columnas.
3.2.8. Peso propio del cimiento
430 cm+
Superficie menor = 0.30 m x 0.30 m = 0.09 m2 Superficie mayor = 0.94 m x 0.94 m = 0.88 m 2 Total = 0.97 m2 0.97 m2 — 0.485 m2 2 Volumen: 0.485 m2 x 0.55 m = 0.266 m3 Peso propio: 0.266 m3 x 1 800 kg/m3 = 479 kg
55 cm
Promedio:
94 cm -I-32 cm-F-30 cm-I-32 cm+
+30 cm -I+
al Corte
30 cm
Base menor
30 cm
55 cm
Cimiento aislado de piedra brasa
Peralte
H— 94 cm
55 cm 94 cm
Base mayor
94 cm bl Isometric°
Figura 3.15. Promedio de las bases del cimiento, para calcular Figura 3.14. Secciones del cimiento isometric°.
el peso propio.
45
4 456.50 kg 479.00 kg 4 935.50 kg
Peso anterior: Peso propio del cimiento:
a
p
4 935.50 kg
f
5 000 kg/102
— 0.9871 rn2
Ancho = V, 0.9871 = 0.99 = 1.00 m
-1- 30 cm-h0.35 tg 30° = 0.35 h=
h 60cm
0.60 m
0.577
100cm -1- 35 cm 430 cm -1-- 35cm
Figura 3.16. Secciones del cimiento, en las que se considers el peso propio.
I
• 1160 ,
..0
Figura 3.17. Ejemplo de bajada de cargas en planta.
46
Altura libre: 3 m
/
Fatiga del terreno: 3 t/m2
R=—
0.17m 0.14m
=1 2%
Promedio
0.03 m
0.03 m
-r
7m 5m
Impermeabilizante En ladrillado Mortero Relleno de tezontle
h = V5 2 + 5 2 = V25 + 25 = V 50= 7m 0.17 + 0.03 0.20 2 2 — 0.10 m Promedio del relleno
Losa Figura 3.18. Corte de una losa, con sus caracteristicas.
I
3.2.9. Analisis de cargas
•0•1■ 111M■ 111110,
Cargas muertas
50 cm
Enladrillado 0.03 m x 1 500 kg/m3 Impermeabilizante Mortero de cemento y arena: 0.02 m x 2 000 kg/m3 Relleno de tezontle: • 0.10 m x 1 300 kg/m3 Losa de concreto armado: 0.10 m x 2 400 kg/m3 Yeso: 0.02 nn x 1 500 kg/m3
240 kg/m2 30 kg/m2
Carga viva de la azotea:
495 kg/m2 100 kg/m2
45 kg/m2 10 kg/m2 •
40 kg/m2 +25 cm+
130 kg/m2
595 kg/m2
Figura 3.19. SecciOn de una trabe con un claro de 5 metros.
Peso propio del muro: 4.50 m x 0.14 m x 3.00 m x 1 500 kg/m3 = 2 800 kg
3.2.10. Peso propio de la losa
ri Losa I y II iguales Losa I=5m x 5m= 25 m2 x 595 kg/m2 = 14 850 kg Trabe h = 1/10 del claro recomendable b = 1/2 hpreviocalculo Claro: 100/o de 5 m = 50 cm de peralte 25 cm de base Peso propio de la trabe: 0.25 m x 0.50 m x 5.00 m x 2 400 kg/m3 = 1 500 kg ANALISIS DE CARGAS
rm
3-
++ 0.25m
4.50m
++
0.25m
Figura 3.20. Alzado del eje 1 entre A y B.
47
Peso propio del castillo: 0.14 m x 0.25 m x 3.00 m x 2 400 kg/m3 = 250 kg Peso propio de la cadena: 0.20 m x 0.20 m x 5.00 m x 2 400 kg/m3 = 480 kg Eje 1 —a—b Losa Losa Losa Trabe Trabe Cadena Castillo Castillo Muro
3 700 kg 1 850 kg 1 850 kg 750 kg 750 kg 480 kg 250 kg 250 kg 2 900 kg
El coronamiento minim° de cimientos de piedra es de 25 cm. El angulo donde trabaja mejor el cimiento es de 60°, y no conviene que bale, porque es el angulo de reposo de la piedra brasa. La suma de los angulos interiores de un triangulo es de 180°. tg 30° = 0.
275
h=
0.275 = 0.48 m 0.577
El minimo peralte en cimientos que permite el Reglement° de construed& del Departamento del Distrito Federal es de 55 cm.
12 780 kg = 12 800 kg 0.48 m
0 T = 1 500 kg
-----1
°). Figura 3.23. Angulo de reposo de la piedra brasa (60
= 3 700 kg
El calculo del peso propio del cimiento es como = 3 700 kg
sigue: i Peso prop o
= 3 700 kg T = 1 500 kg
0.85 m + 0.30 m x 0.48 m x 5.00 m 2 x 1 800 kg/m3 = 2 484 kg
Carga total: Peso anterior = 12 800 kg Peso propio = 2 484 kg
Figura 3.21. Bajada de cargas en el eje 1 entre A y B.
15 284 kg 12 800 kg a = 2- a —
f
3 000 kg/m2
— 4.26 m2
4.26 m2 — 0.85 m Ancho del cimiento = 5. 00 m Altura del cimiento de piedra
+ 30 cm -t
el area del cimiento se vuelve a calcular y queda: 15 284 kg
f
= 5.09 m2 3 000 kg/m2 2 5.09 m — 1.02 m Ancho del cimiento: 5.00 m a = 12-- a —
a
+30 cm -I-
tg 30° h
27.5 cm + 30 cm 1- 27.5 cm
Figura 3.22. Ancho del cimiento.
0.36 m
0.36
0.577
h - 0.62m
--I- 36cm +30 cm --H 36cm 102cm Figura 3.24. Secciones del cimiento, incluido el peso propio.
Otro procedimiento
Peso propio de la trabe:
a— b h— 2 tan 30° 72 72 h = . 102 — 30 — 62 cm 2 tan 30° 2 x 0.577 1.154 1 b
50 cm 0.50 m x 0.25 m x 5.00 m x 2 400 kg/ m3 = 1 500 kg 25cm
50 cm
h
25cm
a
Figura 3.27. Seccion de fa trabe.
Figura 3.25. Calculo de la altura del cimiento mediante otro
procedimiento.
Suma de las cargas del eje 2-a-b Losa 1/2 losa 1/2 losa Trabe 1/2 trabe 1/2 trabe' 1 /2 trabe 1/2 trabe
0 750 kg 1/2 T L
750 kg T= 1/2A — —1 —
3 1 1 1
700 kg 850 kg 850 kg 500 kg 750 kg 750 kg 750 kg 750 kg
Peso de las columnas 900 kg Peso de la cadena 480 kg 13 280 kg
= 1 850 kg, £1 /2 T 750 kg
13 280 kg
Area =
L =1 3 700 kg
—
4.42 m2
3 000 kg/m2
T = 11 500 kg
Ancho = 4.42 m2 _ 0.89 m 5.00 m
Nr 750 kg 1/2 trabe L= 1 850 kg 750 kg 1/2 T
750 kg /2 trabe
tg 30° =
0.295 h = 0.295 _ 0.51 m h 0.577
25cm
Peso propio del cimiento:
25cm
0.89 m + 0.30 m x 0.51 m x 5.00 m 2 x 1 800 kg/m3 = 2 731.05 kg Peso propio de Is columns:
Carga total:
0.25 x 0.25 x 3.00 m x 2 400 kg/m3 = 450 kg
Peso anterior = 13 280 kg Peso propio = 2 731.05 kg 16 011.05 kg
Figura 3.26. Bajada de cargas en el eje 2 entre A y B.
49
4- 30 cm +
30 cm 4-
51 cm
67 cm
-429.5 cm4 30 cm 429.5 crnial
89 cm -I--
-1- 38.5 cm --F 30 cm + 38.5 cm-} b)
Area =
107 cm
2 16 011.05 kg_ 5.33 m 3 000 kg /m2
5.33 m2 - 1.07 m 5.00 m 0.385 0.385 - 0.67 m h = tg 30° 0.577
Ancho -
Figura 3.28. Secciones del cimiento sin y con peso propio.
50
4 Estructuras 4.1. CONCEPTOS BASICOS Las estructuras son el elemento basica de toda construccibn y su funcibn es recibir y trasmitir su peso y el de las fuerzas exteriores al terreno, de manera que todos sus elementos esten en equilibrio. La trasmisiOn de dichos esfuerzos se logra mediante la transformacibn en esfuerzos internos y su distribucibn a lo largo de las piezas estructurales.
a comprender la razOn de estas estructuras. En el caso de estructuras planes, al pasar de ciertas dimensiones, son antieconomicas y muy pesadas. Por ejemplo: se tiene una losa de concreto armado con un claro de 4 x 4 m, a Ia cual se aplica Ia fbrmula siguiente:
Perimetro de la losa 180
4.1.1. Forma de trabajo Peralte Por su forma de trabajo, las estructuras pueden ser activas o pasivas.
16 m
180
— 088 m ---- 0.09 m
En el ejemplo anterior, el espesor es el minimo que se requiere para evitar deformaciones y deflexiones en la losa. d,Cual es el claro maxim° para utilizer tal tipo de cubierta? El claro no debe ser mayor que los 6 m, de modo que Ia operacibn vuelve a efectuarse:
a) Estructuras activas: son capaces de modificar que las fuerzas hagan rodeos a traves de una estructura, arcos, dinteles, etcetera. b) Estructuras pasivas: trasmiten los esfuerzos en forma directa, como en un muro de carga o una columna, porque estos solo son elementos interpuestos entre las cargas y el terreno.
24m
— 0.133m
180
4.2. TIPOS DE ESTRUCTURAS
4.2.2. Estructuras de concreto armado
En Mexico, las viviendas y construcciones en general tienen una estructura mixta, constituida por muros de carga de mamposteria, asi como por columnas, trabes y cubiertas de concreto armado, Ilama d as estructura tradicional.
Las estructuras de concreto armado tienen gran aplicacion en la construccibn, debido a las ventajas siguientes: Bajo costo.
b) Facilidad de ejecucibn, incluso por mano
4.2.1. Estructura tradicional
de obra no calificada ni especializada. Facilidad de diseno de formas mediante el moldeo.
Los conceptos y nociones acerca de la diferencia del grado de elasticidad de los materiales ayudan 51
Por otra parte, el concreto se emplea en diversos tipos de estructuras, constituidas por columnas, trabes y loses.
4.2.3. Cubierta reticular Estas loses estan constituidas por pequenas vigas de concreto que pueden colocarse de manera que formen una reticule, la cual podra apoyar en dos sentidos en el caso de loses perimetrales. Cuando se trate de loses apoyadas, se podra evitar la reticule y correran as nervaduras en un solo sentido (el corto). El elemento resistente de la losa queda constituido por las nervaduras, mientras que los espacios entre ellas podrian dejarse vacios; sin embargo, a fin de obtener un piso, dicho espacio se Ilene con tabiques, bloques especiales, etcetera. Por lo general, se emplean bloques de barro o cemento; por otra parte, al calcularse los entrepisos reticulares, se puede estimar que las loses trabajan con o sin capa de compresion. Este tipo de losa tiene las ventajas siguientes:
a) Para claros superiores de 4 x 4 m y hasta 7 x 7 m, resulta mas economic° que las loses comunes o planes, siempre que no se disminuya en exceso el peralte. b) El hecho de tener bloques huecos le da caracteristicas de aislante termico y acOstico. Elimina el costo en el acero y en concreto. d) Se eliminan las cargas motivadas por reIleno en entrepisos. e) Es incombustible.
La denomination estructura de acero se emplea para designer perfiles laminados, barras y planchas preparadas para ensamblado, mediante punzonado, remachado, soldado y cepillado. El acero para estructuras se emplea en la construcciOn de edificios, puentes, torres con estructuras similares que requieren armazones resistentes pare sostener cargas considerables y para resi stir fuerzas de indole diverse. Para tales propositos, el acero laminado es uno de los materiales de cons-trucciOn mejor conocido y mas confiable, por las razones que se expondran a continuation. Adernas, es especialmente apropiado para armaduras de puentes y edificios sobre vanos largos, asi como pare vigas, tirantes y columnas cuando la rigidez, las limitaciones de espacio, el peso, la rapidez de la construcciOn y la economia son factores que deban tenerse en cuenta. El acero se ha utilizado como material de construcci6n durante mas de un siglo, tiempo en el cual se ha sometido a pruebas, estudios y analisis mas minuciosos y estrictos que cualquier otro material de construction, por ejemplo, todas las laminaciones de acero para estructuras se prueban fisica y quirnicamente.
4.3.1. Ventajas de las estructuras de acero El acero se recomienda especialmente como material de construccion por las rezones siguientes: a) Su metodo de manufacture este tan controlado y mecanizado, que sus propiedades fisicas son casi invariables; edemas, sus elementos (como carbono, hierro, etc.) se combinan con gran exactitud cientifica, segUn formulas perfeccionadas despues de ensayos completos. b) Cada particula de acero se somete a prueba antes de hacerse su comprobacion final. c) Es muy resistente a esfuerzos de toda clase, como tracciOn, compresion, torte, torsion, curvature, etc. d) Es un material homogeneo, cuyas propiedades pueden determinarse con exactitud. La distribution de esfuerzos en una viga de acero puede establecerse con exactitud, mediante analisis matematico. Su modulo de elasticidad se conoce muy Bien y es practicamente una constante tanto para la traccion como para la compresiOn, dentro de los 'finites de trabajo. e) Los esfuerzos en las estructuras de acero se pueden calcular con exactitud
En la consideraciOn del calculo existen dos procedimientos para soportar las loses: a) la losa nervada, apoyada sobre trabes, y b) la lose nervada, que funciona con capiteles en las columnas.
4.2.4. Cubierta prefabricada La cubierta prefabricada este constituida por viguetas de concreto pretensadas y bovedillas de cemen to hueco; edemas, tiene las ventajas de reducir considerablemente los gastos de cimbra y mano de obra y hay rapidez en la ejecucion de la obra. Los elementos de apoyo de las cubiertas varian de acuerdo con cada proyecto. Por tanto, pueden ser sobre muros de carga de piedra, tabique, block hueco de cemento o de tabique prensado de barro, o sabre una estructura de columnas y trabes de concreto armado. ESTRUCTURAS DE ACERO
4.3. ESTRUCTURAS DE ACERO
53
11-.4
r.. zzlc 401.1
Figura 4.3. Cubierta reticular.
Bloques huecos de cemento
Tra bes de concreto a rmado
r
-o C.>
CD
n.
ro
a)
.6
CD
tr.
co '15
O
O
m
F igura 4.5. Estruc tura met a lica.
Cubierta
Vigueta "I" Vigueta "I" apoyada en trabe principal.
Placa soldada a Is vigueta de Is columna y utilizando pernos, en la union con Is trabe.
Columns vigueta "I"
Figura 4.6. Deta I le de estructura metal ica.
grandes esfuerzos, debido a golpes o impactos fuertes y repentinos. n) Tiene valor especial para regiones afectadas por terremotos, debido a la gran resistencia que ofrece en proporcibn a su peso, porque los esfuerzos producidos por un terremoto son proporcionales al peso de la estructura. o) Por su gran resistencia en relaciOn con su peso, resulta ventajoso para reducir las cargas en las cimentaciones, cuando se emplea en terrenos de alta compresibilidad. 13 ) La estructura de acero bien realizada, si se le da un destino no previsto o se le sobrecarga, no se desplomara sin que ello se advierta anticipadamente, a menos que falle la cimentaci6n. Como es elastico par naturaleza, el acero presenta una deformaciOn considerable antes de fallar totalmente.
si se aplican las formulas de mecanica conocidas. f) Los esfuerzos utiles o de trabajo por area unitaria son mayores para el acero que para otros materiales de construccion; por tanto, las vigas de acero son de menor tamano y, a menudo, de menor peso que las de otros materiales. g) Antes de ser entregados, los elementos de acero para estructuras se pueden preparar, acabar y prober completamente, listos para emplearse, en longitudes o tamanos convenientes que facilitan el trasporte a cualquier lugar, ya sea por ferrocarril o camiOn. h) Las partes de acero por usar en estructuras grandes y complicadas se arman con facilidad mediante remache y soldadura, a menudo, con pocos elementos y personal sin mayor destreza, bajo vigilancia adecuada. 11 Las estructuras de acero se pueden alterar o ampliar facilmente. Las estructuras de acero se pueden desmontar con facilidad, de manera que el material vuelva a usarse en otro lugar o para otros fines, con un valor de recuperacion satisfactorio. k) Es incombustible. No se alabea, hincha, quiebra o cede, ni lo atacan muchos elementos destructivos que afectan a otros materiales. m) Por sus propiedades elasticas, resiste
4.3.2. Columnas de acero
Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento unico (veanse figs. 4.7 y 4.8), o de perfiles compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, la place, la solera, el canal y el tuba, y el angulo de lados iguales y desiguales (yeanse figs. 4.9 a la 4.21).
58
CAP. 4. ESTRUCTU RAS
Columna de acero
Tuerca Perno anclado en cimentaciOn
Figura 4.9. Seccion "H" para columna.
Soldadura Placa
I 1 I
Figura 4.7. Columna de acero. Figura 4.10. Viguetas.
Figura 4.11. Solera.
Figura 4.12. Canal.
Figura 4.13. Angulo de lados desiguales
Figura 4.8. Detalle de union: vigueta de acero con columna.
Figura 4.14. Angulo de lados iguales.
59
Figura 4.15. Circulares.
IJOr /A
Figura 4.20. Dos canales y dos placas.
Figura 4.16. Placas.
Figura 4.17. Dos canales.
Figura 4.18. Angulos iguales.
Figura 4.19. Angulos desiguales.
Figura 4.21. Angulos y solera
Uniones en una estructura metalica
combinados con elementos estructurales, placas y angulos. Las secciones y los perfiles se producen en forma comercial.
Las uniones en una estructura metalica se hacen mediante: al pernos y remaches, b) remaches y angulos, remaches, angulos y placas, y dl soldadura, al solder miembro con miembro o al hacer conexiones mediante el empleo de placas o angulos.
4.3.3. Sold aduras
Pernos y remaches
Los pernos o remaches se usan en uniones o conexiones para armados y estructuras, por lo general
La soldadura que comunmente se emplea es de dos tipos: a) de arco electrico, y b) autagena (gas). Actualmente, la primera es la mas usual en las estructuras porque la segunda tiene el inconveniente de debilitar las piezas, debido al adelgazamiento de estas; sin embargo, la aut6gena es muy util para cortar piezas estructurales. 11
,
Cabeza
-6-
Ag rre
Pernos
0 0 0 Remaches y placas
Figura 4.22. Conexion en estructura de acero.
Figura 4.23. Remaches y angulos.
61
L Longitud necesaria
a) Revisar las soldaduras por radiograffa. ID) Emplear personal especializado. G.) Observer que las soldaduras no presenten porosidades. d) Como coeficiente de trabajo para las soldaduras, aplicar 400 kg/cm2, o por lo menos la resistencia de la soldadura debe ser igual a los esfuerzos que soporten las piezas.
4.3.4. Ventajas de emplear soldadura electrica en las estructuras a)
b) cl d) e)
La soldadura conserve Integras las secciones de las piezas, porque no se descuenta nada de la seccion por el use de taladros para remaches. Se pueden unir con facilidad piezas que practicamente no son remachables. Los cortes incorrectos de las piezas no impiden un ajuste adecuado. Es un procedimiento silencioso. Frecuentemente se puede evitar el emplea de las conexiones de Angulos, places y remaches porque son soldables pieza con pieza.
4.4. VIGAS 4.4.1. Empleo de vigas en las estructuras Las vigas de acero que se emplean en las estructuras pueden ser elementos simples o vigas estructurales de tipo comercial iviguetas H o n .
4.3.5. Recomendaciones generales Al verificar las soldaduras, se debe tener en cuenta lo siguiente:
P MP,
Figura 4.24. Soldadura y placas
RECTANGULAR
.
DOBLE -V-
V.
ODBLE "J-
DOBLE U .
Figura 4.25. Diversos tipos de soldadura.
62
BISEL
4.4.2. Vigas armadas parcialmente
Las vigas armadas parcialmente son aquellas que se combinan con una seccibn estructural.
gan entre si las armaduras y las hacen trabajar como un conjunto ante los esfuerzos horizontales. Por su tipo, las armaduras se pueden clasificar en rectas o de cuerdas paralelas Warren o Vierendel.
4.5.2. Techumbre de armaduras 4.4.3. Vigas armadas totalmente Mediante las secciones comerciales, bstas integran sus elementos, path y alma; tambien pueden ser de tipo estructural o tubular.
4.5. ARMADURAS 4.5.1. Empleo de armaduras Mediante su empleo se pueden salvar grandes claros en forma econbmica, porque se aumenta la seccibn resistente por medio del peralte fijado a las estructuras, al ligar las barras que absorben los trabajos de tension y de compresion. Las estructuras tienen resistencia por carga axial, pero, aisladamente no tienen capacidad para tomar esfuerzos horizontales. Para resolver el problema se emplean las piezas en contraventeo, que li-
Las armaduras disenadas para salvar grandes claros se pueden techar con varios materiales, como el siporex; sin embargo, los mas usuales son la lamina acanalada (el mas econOmico), el aluminio, el fierro de lamina galvanizada o esmaltada, y el asbesto cemento (veasa fig. 4.29). Cuando en el disetio de una cubierta se desea salvar grandes claros, el techo debe ser lo mas ligero posible. En caso contrario, se incrementara Boone).micamente el costo de las armaduras debido al aumento de las secciones por la techumbre que soporta. Esto convierte a la lamina, ya sea metalica o de asbesto, en uno de los materiales mas usuales. Los techos para grandes claros presentan serias deformaciones originadas por los cambios termicos, lo cual hace que la construcci6n del techo sea a bas4 de material seccionado que permita tomar las diferencias de la estructura, sin perjuicio de causar problemas de infiltracibn de agua.
Placa (patio; Placa (patin)
4_ Angulos pars armar D os canales (alma)
4— Placa (alma)
•
Tubular Estructural
Figura 4.26. Vigueta estructural compuesta.
Figura 4.27. Secc)On tubular compuesta.
63
Tipo Warren a dos aguas Esfuerzo vertical
4— Esfuerzo horizontal
Armadura
Contraviento
Armaduras de cuerdas paralelas:
Tipo Pratt
Tipo Warren
Armadura a dos aguas
Figura 4.28. Diversos tipos de armaduras.
64
Armadura parabblica
65
a)
1.22 Lamina plena
b)
7 7
Lamina acanalada
77/7
70 / 0,00 x 4000: 0
Figura 4.29. Laminas de asbesto.
4
15 cm traslape
Con salida de chimenea
66
SD
Fibra de vidrio
el
Con tragaluz
0.33
Cabaltete con visera
a 5,'
Grapa
Clavo
g)
1
Grapa TM
67
II
5 Aplicacion de materiales en la obra 5.1. CONCRETO El concreto es un conglomerado de particulas de arena, confitillo u otros materiales inertes naturales o producto de la trituracion, unidos entre si por una mezcla de cemento y ague.
facilidad si se expone a la humedad. Por tanto, debe almacenarse en lugar seco y alejado de las paredes. Si hay peligro de que Ia humedad provenga del piso, se debe colocar sobre una plataforma que lo aisle.
5.2.2. Arena 5.2. CO MPONENTES DEL CONCRETO 5.2.1. Seleccion del cemento El cemento es un producto cuya seleccian no presenta dificultad en Mexico porque existen fabricas de prestigio reconocido que garantizan que el cemento satisface las normas de calidad. Se entrega a granel o, por lo general, en bolsas de papel que contienen 50 kg cada una; quien lo emplee debe asegurarse de que el nombre del fabricante este indicado en las mismas. El cemento absorbe agua de la atmosfera rapidamente y se deteriora con
Se llama arena al material granular fino (generalmente menor de 6 mm-1 /4" de diametral qUe resulta de Ia desintegracion natural de la roca o de la trituracion de areniscas. Lo esencial en una buena arena para elaborar concreto es que sea limpia, que este bien granulada y que sus granos sean duros y resistentes.
Limpieza
La arena debe ser limpia, porque si contiene particulas de arcilla, tierra u otros materiales extranos,
Mi• 11=1•1
=MI
Muro Bultos de cemento
1■ MI 1■ 1
1■ 11
Polines de madera
(
Piso
Aire
Figura 5.1. Almacenaje de cemento en obra.
69
el cemento no se adherira bien a ella. Sin una union perfecta, el concreto resultara poco resistente.
Prueba de limpieza Algunas veces, pare prober la arena sucia, se debe restregar una poca con la mano y observer la mancha que deja. Una prueba mejor para determinar la cantidad de tierra o arcilla consiste en agitar un punado de arena en un vaso con agua, donde al asenterse la tierra o arcilla forma una capa separada de Ia arena. Si el vaso consta de divisiones, sera fad' ver is proporcibn de tierra en el agregado, para lo cual se deben comparar los gruesos de Ia capa de tierra con la que forma la arena. Si el espesor del sedimento arriba de Ia arena es mayor del 70/6 del espesor de la arena, se debe rechazar (esta prueba tambien se aplica para determinar el contenido de tierra en la grave).
pero de manera que predomine el grueso. Para cornprender la razOn de esto, debe hacerse la consideraci6n siguiente: si se amontonan las particulas de grave o piedra triturada (de 25 mm de diametra habra espacios o vacios entre ellos; si se revuelven con piedra mas chica, los vacios se Ilenaran en parte, y si se anade arena gruesa, practicamente quedaran Ilenos todos los vacios entre as piedras. A su vez, si estos se Ilenan con granos de arena mas finos, los vacios se reduciran al minimo y la cantidad de cemento necesaria para cubrir todas as particulas y Ilenar los vacios disminuire notoriamente y, edemas, resultara una masa de concreto mas compacta y resistente.
Taman° de la arena
Toda arena debe estar graduada desde 6 mm o menos y contener buena proporcibn de particulas grandes. En obras de importancia se deben remitir pruebas del material a un laboratorio competence, para que este determine si el contenido de arcilla, limo, particulas suaves y materias organicas, asi como su granulometria, estan dentro de los limites marcados por las especificaciones minimas de control de calidad.
Forma de la arena
Figura 5.2. Batea de madera.
En trabajos pequenos, una manera feed de lirnpier la arena es la siguiente: en una bates de aproximadamente 3 m de largo, que se construye facilmente con tablas, se coloca la arena en el recipiente y, mientras se agita con suavidad, se hace correr agua a craves de esta. El liquido vertera por uno de los extremos, Ilevando las particulas de tierra y la arena se quedara.
Graduacion de la arena Si la arena este constituida por granos muy finos, la superficie total de todos estos sera mayor que para aquella formada por granos gruesos. En consecuencia, se necesitara nibs cemento para cubrirlos y mas cuidado al efectuar la revoltura. Por tanto, la arena debe constar de particulas que varien en tamano, desde el mas grueso haste el mas fino,
Frecuentemente, se especifica que la forma de la arena sea angular, es decir, que sus aristas sean agudas; sin embargo, en diversas pruebas se ha comprobado que los concretos elaborados con arena de particulas redondas dan buenos resultados, como aquellos en los cuales se ha utilizado arena formada por particulas angulares. En realidad, esta Ultima se encuentra rara vez, ya que practicamente todas las arenas se han sometido al efecto de la erosion o al desgaste de su superficie, por lo cual estas constan de particulas redondeadas. En caso de emplear arena de rio, de lago o de mar, se debe tener cuidado de que sea gruesa y bien graduada. Frecuentemente, la objecibn a estas arenas es que son de grano muy fino y estan constituides por particulas del mismo tamano, asi como que la sal que contiene la arena de mar retarda el fraguado y el endurecimiento del concreto. Sin embargo, la sal no produce efectos perjudiciales en su calidad, aun cuando causa eflorescencia o salitre en la superficie terminada, pero esto no es obstaculo para emplearla porque, de cualquier modo, la eflorescencia se podra guitar si se raspa la superficie con un cepillo y luego se lava con agua caliente (en casos extremos, a la superficie se le puede aplicar una solucibn de acid° clorhicirico, comunmente llamado muriaticol. Cuando se emplee arena de mar, se debe tomar de regiones que no alcance la marea alta, por-
70
CAP. 5. APLICACION DE MATERIALES EN LA OBRA
que asi, ademas de no contener materias organicas ni generalmente toda clase de impurezas, esta lavada por In Iluvia y no contiene sal.
5.2.3. Agregado grueso La selecciOn de los agregados gruesos es importante porque de su dureza y resistencia depende la fatiga a la compresibn del concreto. El cemento en si no intenta anadir dureza al material porque su funcion solo consiste en unir. Muchas veces se atribuye al cemento el resultado de un mal trabajo, pero lo cierto es que un concreto de baja calidad siempre es el resultado de un agregado o mano de obra defectuosos. Al conseguir el agregado grueso, debe tenerse cuidado de que sea un material bien graduado y que contenga una proporcion de particulas de todos los tamanos, desde el mas grande permitido por la clase de obra por efectuar, hasta el mas pequeno, que sera aproximadamente de 6 mm de diametro (tamano grueso de la arena).
Requisitos del agregado grueso
Un buen agregado grueso debe ser limpio, graduado, duro y, cuando la necesidad lo exija, resistente al fuego y sin arcilla, tierra o impurezas organicas por razones iguales a las indicadas al estudiar la arena. Ademas, debe ser graduado, para que tenga el menor ni.imero de vacios, y duro, para dar fuerza y resistencia. Si se requiere un concreto impermeable, es evidente que los agregados deben tener esta propiedad. En trabajos de importancia se debe envier una prueba del material al laboratorio, para que se dictamine su densidad, el contenido de arcilla y limo, su graduaciOn y su resistencia al desgaste.
el concreto simple, el diametro de la particula mas grande del agregado grueso no debe ser mayor que una cuarta parte del espesor del concreto. En general, los tamanos maximos en los distintos concretos son: concreto a, 7 cm; concreto b, 5 cm; concreto c, 2.5 cm (caminos de 5 cm); concreto d, 2 cm; y concreto e, 1.5 cm Co menos si presenta un espesor muy delgado).
5.2.4. Agua El agua impura afecta las propiedades del concreto, por lo que se recomienda emplear agua potable. El agua de mar se puede utilizar, aunque retarda el fraguado.
5.3. PROPORCIONAMIENTO Una vez seleccionados los materiales, la operaciOn siguiente consiste en determiner la proporciOn en que se deben mezclar. En trabajos pequenos bastara ajustarse a las proporciones que se indican en la tabla 5.1, atendiendo solo a que los materiales empleados sean de buena calidad y que tengan las caracteristicas mencionadas. La table se elabora sobre Ia base de un peso de 1 430 kg/m3 para el cemento a granel, de 1 345 kg/m3 para la arena hOmeda (300/0 de abundamiento) y de 1 440 kg/m3 para Ia piedra triturada. La tabla 5.1 es aplicable a concreto con cemento ordinario, compactado a mano. La arena se considera hOmeda. Si el concreto no escurre con facilidad entre las varillas, se debe aumentar el agua en concreto armado.
Concreto Agregado grueso convenience
A
Los agregados que mas se emplean son de roca dura e inalterable, como granito, basalto, caliza y, en general, toda piedra de No; con menos frecuencia se usan tambien el clinker y el cisco de coke. La grava, tal como proviene del banco o la tolva, contiene algo de arena, por lo que no se puede emplear solo como grave. En este caso, se debe cernir el material con una malla de 3/16" (num. 4), despues de lo cual los materiales se podran mezclar en las proporciones debidas. Tamario maxim° del agregado
Para el concreto reforzado, el agregado grueso debe ester graduado desde 1/2 cm haste 2 cm. En PROPORCIONAMIENTO
71
B
C
Clase de trabajo pare lo siguiente: Masas de concreto del tipo mas rudimentario, como cimentaciones de concreto simple. Masas de concreto de mejor calidad que las de A, como cimientos para maquinas y muros bajo tierra. Usos mas comunes del concreto 1:2:4, como muros macizos sobre el suelo, loses para caminos y, en general, todo concreto armado. Pisos, pavimentos y muros impermeables, tanques de almacenamiento de agua, fosas, escalones, banquetas, acabado superficial en
Tabla 5.1. Proporciones aproximadas por volumen para trabajos pequerios
Para revoltura de un saco de cemento
Concreto
Cemento en sacos
Arena humeda en litros
Grava en litros
(botes)
Arena homeda en botes
Agregado grueso en botes
Agua neta (botes)
3
Agua (neta) en litros
Cemento a gravel
A
1
140
210
28
1
4
6
/4
B
1
1133/4
175
25
1
31/4
5
Entre
C
1
87'/2
140
22.5*
1
21/2
4
D
1
70
1 05
20.5*
1
2
3
3/4 Y V2
E
1
433/4
70
18
1
11 /4
2
'/2
Si no escurre con facilidad entre las varillas, aumentese la cantidad de ague ligeramente en concreto armada
E
caminos de transito doble, y concreto armado con alta resistencia. Trabajos para secciones delgadas, como pastes para bardas y secciones precoladas pequenas.
Si las proporciones recomendadas no dan una mezcla manejable con los materiales empleados, las proporciones de Ia arena y el agregado grueso variaran ligeramente, pero no se debe anadir mas agua, excepto en el caso indicado en la tabla anterior.
5.4.1. Variacion de Ia resistencia del concreto En relacibn con el agua, un aumento de 50 / de agua por m3 de concreto mas ally de Ia cantidad de agua que da la resistencia de un concreto, influye directamente sobre esta ultinna. En el ejemplo anterior, 300 kg de cemento y 210 /de agua producirian una disminucibn en la resistencia del 250/o al 30%.
5.4.2. Resistencia del concreto a Ia compresion
La resistencia del concreto a la compresibn depende basicamente de la relaciOn o factor siguiente:
5.4. CANTIDAD DE AGUA La cantidad de agua por utilizer debe ser de 8 a 10% del peso total del cemento, de Ia piedra y de la arena: por ejemplo: Cemento Piedra 0.8 m3 x 1 500 kg/m3 Arena 0.4 m3 x 1 400 kg/m3
300 kg = 1 200 kg = 560 kg
C E
peso del cemento en 1 m3 en kg peso de la cantidad de agua de la mezcla
5.4.3. Diagrama de Ia relacion entre c y las resistencias el factor —
e
2 060 kg
Total
es decir,
a Ia compresion
10% = 206 /de ague Un ejemplo de dicha relacion es el siguiente:
La cantidad de agua es igual al peso del agua sabre el peso del cemento, relacion que da de 0.6 a 0.7 y se multiplica por los kilogramos de cemento como sigue:
300 kg/m3 210 litros
– 1.43
Resistencia a la compresibn = 1 80 kg/cm2.
0.7 x 300 = 210 /de ague 72
CAP. 5. APLICACION DE MATE R IALES EN LA OBRA
Resistencia a la compresien kg/cm2 500 400
300 200
100
1.2
1.4
1.6
1.8
2.4
2.2
2.0
Figura 5.3. Resistencia a la compresion.
Tabla 5.2. Tipo de Agregado grueso
Cemento kg
m3
ton
m3
ton
A
Confitillo Piedra triturada
200 219
0.56 0.61
0.76 0.82
0.84 0.92
1.47 1.32
B
Confitillo Piedra triturada
232 256
0.52 0.58
0.70 0.78
0.81 0.90
1.42 1.30
C
Confitillo Piedra triturada
285 311
0.50 0.54
0.67 0.73
0.80 0.87
1.40 1.25
D
Confitillo Piedra triturada
353 387
0.49 0.54
0.66 0.73
0.74 0.81
1.30 1.16
E
Confitillo Piedra triturada
482 522
0.42 0.46
0.57 0.62
0.67 0.73
1.17 1.05
Concreto
Arena htimeda
5.5.1. Cantidades aproximadas de materiales que entran en un m3 de concreto
5.5. CEMENTO, ARENA Y AGREGADO GRUESO Para conocer las cantidades de cemento y agre, gados, se debe saber primero cual sera la cantidad total de concreto por emplear. En realidad, el volumen final del concreto es un poco mayor que el del agregado grueso, de modo que para un metro cubico
La tabla 5.2 se ha diseriado con base en el metodo de volumenes absolutos, con un peso de 1 430 kg/m3 para el cemento, 1 345 kg/m3 para la arena humeda con 300/o de abundamiento, 1 750 kg/m3 para el confitillo o grava, y 1 440 kg/m3 para la piedra triturada. Al respecto, as valid° el ejemplo siguiente: encuentrense las cantidades de cemento, arena y piedra triturada necesarias para una cimentacion de concreto simple tipo a de 10 m de largo par 3 de ancho y 1 de altura. El volumen de concreto que se necesitara sera de 30 m3.
de concreto se necesitara un metro cubico de agregado grueso y la parte proporcional de arena y cemento. Como el cemento se compra por peso, es conveniente que la cantidad que entra en un metro
cubico de concreto se exprese en kilogramos. Cuando se necesite conocer las cantidades de los materiales de manera mas aproximada, se calcularan de acuerdo con la tabla 5.2, que muestra las cantidades por metro cubico de concreto terminado. CEMENTO, ARENA YAGREGADO GRUESO
Agregado grueso
73
Cemento: 219 x 30 = 6 570 kg = 132 sacos. Arena: 0.61 x 30 = 18.30 m3 o 0.82 x 30 = 24.60 t. Piedra triturada: 0.92 x 30 = 27.60 m3 o 1.32 x 30 = 39.60 t. Figura 5.4. Sobre una superficie limpia y homeda se coloca la
5.6. ELABORACION DEL CONCRETO
arena.
5.6.1. Resistencia del concreto La resistencia del concreto depende basicamente de la relation que existe entre agua y cemento, el cual sera mas resistente cuanto mas baja sea su relaciOn y los materiales inertes tengan una resistencia unitaria mayor que la requerida para el concreto. Para elaborar un concreto en la obra con operarios, se procede de acuerdo con las figuras 5.4 a 5.11.
1r—
Cemento
Figura 5.5. Se anade el cemento y se mezcla perfectamente.
;• .4
Arena cemento -----a.vso
••
;fil:4 • AISAL
:" • -,44,
Arena cemento
`` .
Figura 5.6. Se separa en dos partes.
Arena y cemento
Figura 5.7. Se acornoda en un solo montOn.
Figura 5.8. Se le agrega el confitillo.
74
Figura 5.9. Se separa en dos partes.
Figura 5.10. Se traspalea nuevarnente.
Aqua
Figura 5.11. Se hace un canal alrededor, se le vada agua y se traspalea.
5.6.2. Colado del concreto
-
Tan pronto como los materiales de una revoltura se han mezclado, el concreto debe colarse sin demora. El tiempo que toma esta operaciOn no debe exceder de 30 minutos. De ser posible, todo el colado se hare en una solo operacibn. Si esto no se puede Ilevar a cabo y el tiempo en que se continuara colando es menor de 4 horas, bastara raspar la superficie con escobillas de acero, limpiarla bien e inmediatamente colocar el nuevo concreto, apisonandolo. Si la demora es mayor de cuatro horas (por ejemplo cuando el trabajo se continuara al otro dia, la superficie del antiguo concreto se limpiara con escobillas de acera se morara abundantemente y se hare el colado. ELABORACION DEL CONCRETO
75
El nuevo concreto se debe apisonar energicamente contra la junta. En caso de que el concreto se vaya a emplear en un cimiento, debe mojarse el suelo sin formar charcos, o colocar en la parte donde se colara el concreto una caps de carton impermeable y sobre ella el colado.
5.6.3. Colocacian del concreto
Con excepcibn de las loses que, por lo general, tienen espesores de 8 a 10 cm, el concreto se debe colocar en capas de 15 cm, apisonado, para hacer que el material ocupe su lugar sin dejar huecos y desaloje todo el aire, de' modo que se logre una masa compacta.
Pisones para concreto
Figura 5.12. Apisonado del concreto.
Figura 5.13. Prueba de consistenci a del concreto.
76
Mezcla correcta y pruebas de un buen concreto
5.7. VIBRADO DE CONCRETO Es conveniente vibrar todo el concreto que se emplee en una estructura; sin embargo, esto no sera necesario en caso de que el concreto se utilice para plantillas de cimentacion, rellenos, banquetas, etc. Para loses, trabes y columnas, se debe emplear el vibrador de chicote. El vibrador debe aplicarse en las varillas del elemento que se cuele y la cabeza debe estar en contacto con as varillas durante 15 segundos; edemas, es necesario introducir la cabeza del chicote hasta el fondo del elemento que se cuela, lentamente, durante cinco segundos, y repetir la operaci6n cada 50 cm.
Un buen concreto conserve su forma cuando se le comprime ligeramente con la mano y su superficie se humedece sin chorrear ague. Mezcla de concreto con un contenido apropiado de mortero Al realizar la prueba de aplanado, todos los espacios entre las particulas del agregado grueso se llenan por medio de mortero.
Figura 5.14. Concreto compacto y resistente.
2" (l)
Losas
Trabes
Cimbra
Varillas
Vibrado exterior. Cabeza del vibrador perpendicular at piano del molde; en el interior se efectUa
un picado con varilla.
Figura 5.15. Vibrado del concreto.
77
Para evitar las fisuras, un procedimiento consiste en guitar la capa superficial del concreto con un cepillo de alambre, inmediatamente despues del fraguado final. Si Ilueve, despues de terminar el colado se debe colocar una capa de cemento sobre equal y, a continuacion, una capa de arena de 3 cm de espesor, para que no segregue el concreto y baje su resistencia.
No se debe permitir el vibrado en exceso, porque puede segregar el concreto. Cuando se trate de elementos delgados, como muros, columnas de gran altura o porciones inaccesibles a las cuales no Ilega el vibrador, se podra vibrar exteriormente, para lo cual se debe aplicar la cabeza del vibrador perpendicularmente al piano del molde; de manera simultanea, en el interior del molde se debe efectuar un picado con varilla (varillado).
5.7.4. Natas, segregation y apisonado
5.7.1. Vibrado de los diferentes tipos de concreto Para concreto normal, se emplearan vibradores de 3 600 revoluciones por minuto, mientras que para concretos de alta resistencia se usaran vibradores de 7 200 revoluciones como minimo.
5.7.2. Curado del concreto El endurecimiento del concreto no se verifica instantaneamente, sino de manera progresiva durante cierto tiempo, segOn el cemento de que se trate. Si se evapora el agua y deja de estar en contacto con el cemento, cesaran la hidratacion y el endurecimiento. Existen varies maneras de cdrar el concreto (alimentar al concreto con el agua que se evapora), como el empleo de membranas impermeables y el riego. Este consiste en cubrir la superficie con yute o con lona humedecida que se puede guitar al die siguiente del fraguado, siempre y cuando se riegue la superficie del concreto con una tuberia provista de atomizadores y que conserve humedecida la superficie durante los 10 dies siguientes al fraguado. Cuando la evaporaciOn de agua es excesiva, se producen fisuras en el concreto, cuya gravedad depende de las dimensiones de estas.
5.7.3. Fisuras en el concreto Los factores que influyen en este tipo de fisuras son los siguientes: a) Una action llamada carbonation. b) Expansiones y contracciones debidas a cambios de temperature o de humedad. c) Cuarteaduras, debidas, en parte, a la contraction desigual de la superficie del concreto y de la masa bajo ella. (DO Cuarteaduras como resultado del empleo de un mortero demasiado rico en ce: mento para el acabado de la superficie. el Exceso de agua, curado deficiente o un acabado final defectuoso. 78
El exceso de agua en as revolturas provoca la segregation y formation de natas. Estas ultimas aparecen en la superficie del concreto despues del colado y se deben quitar, porque de lo contrario este se debilitara en las partes donde se forme, y apareceran grietas cuando frague. Cuando las revolturas aguadas se apisonan demasiado, las particulas mas gruesas se van al fondo, lo cual se llama segregaciOn, que, evidentemente, perjudica al concreto, porque las proporciones de los materiales se alteran al separarse unos de otros. A su vez, cuando falta apisonado en las mezclas secas, se dejan sin Ilenar muchos espacios, los cuales producen un concreto poroso.
5.7.5. Resistencia del concreto
Aparte de los factores mencionados en el apartado anterior, la resistencia del concreto depende de lo siguiente: a) Volumen del concreto utilizado, pantalla delgada, concreto armado, concreto macizo, etc. b) Dosificacion del cemento. c) Efectos de parades y armaduras. d) Medios utilizados para comprimir el concreto,v como apisonado, vibrado, etc. el Cantidad de agua. f) Modo de elaborar la revoltura (a mano, con revolvedora, etc.). g) La union del cemento y los agregados. h) El use del concreto que ya fragub. El colado de concreto en cimentaciones donde el suelo este seco y no se ha mojado cuidadosamente. El empleo de agregados sucios o agua que contiene impurezas, como arcilla o tierra vegetal. k) Repeticion del acabado a Ilana en la superficie del concreto. Un curado defectuoso. CAP. 5. APLICACION DE MATER IALES EN LA OBRA
5.8. PRUEBAS PARA DETERMINAR LA CALIDAD DEL CONCRETO Las pruebas para determinar la calidad del concreto son dos: revenimiento y resistencia a Ia cornpresion.
5.8.1. Prueba del revenimiento. Esta es una manera de conocer la manejabilidad del concreto, a fin de saber si es propio para el colado de los diversos elementos estructurales que constituyen una construction. Dicha prueba se efectua antes de proceder al colado, porque cuando se Ileva un control de calidad muy riguroso de Ia edification, se deben seguir rigu-
rosamente las especificaciones. De otro modo, si se permite efectuar un colado con un revenimiento no especificado, se correra el riesgo de que se produzca una fella en el elemento estructural. El revenimiento se efectUa de la manera siguiente: en un cono truncado de lamina del numero 16, se acomoda el concreto en tres capas y se pica cada una con una varilla de 5/8" (numero 5) de 28 a 30 veces, a fin de lograr una uniformidad de Ilenado. Una vez terminado el Ilenado del molde hasta la cuspide, se retira a un lado de Ia muestra de concreto y se coloca el molde de lamina. Con la misma varilla utilizada para el picado, el molde se coloca en la parte superior del cono truncado, de modo que quede arriba de Ia muestra de concreto, y con una cinta metalica se toma la medida en centimetros, la cual permitira determinar el revenimiento del concreto.
Llenado del molde
><. 0.20 m
Prueba de revenimiento
Figura 5.16. Procedim lento para efectuar la prueba del reveni-
miento del concreto.
79
0
Tabla 5.3. Tipo de colado
Presas, piles de puentes, cimientos, rellenos y pavimentos
Revenimiento Minima Maximo
Consistencia
Promedio
seca
0 cm
B cm
4 cm
Loses y trabes, muros de seccion grande
Plastica
7 cm
11 cm
9 cm
Columnas, muros, formas de seccion es reducidas de dificil acceso y con bastante acero de refuerzo
Fluida
9 cm
17 cm
13 cm
5.8.2. Prueba de resistencia a Ia compresion
a) La de madera, utilizada por su econornia
La resistencia del concreto a la compresiOn se determine mediante pruebas en cilindros de 15 cm de diametro y 30 cm de altura, fabricados, curados y
bl La metalica, que se justifica cuando se
y versatilidad en el moldeo. tienen posibilidades de amortizacibn.
aprobados de acuerdo con los requisites establecidos por la Direccibn General de Normas, en un laboratorio autorizado por la direccibn de la obra. Cada prueba constara de dos cilindros elaborados con el mismo concreto, el cual se debe tomar de su posicibn final. Cuando se trate de concreto normal, las pruebas se realizaran a los 28 dies de edad, y a los 14 cuando se haya elaborado el concreto con cemento de resistencia rapida. El peso volumetrico normal estara comprendido entre 2.1 y 2.3 t/m3 en estado seco. La prensa hidraulica para efectuar las pruebas de fatiga de ruptura del concrete a la compresibn se muestra en la figura 5.17. El numero de pruebas para concretos elaborados en obra puede varier y tener hasta cuatro pruebas (ocho cilindros) por cada die de colado. Para
concretos mezclados con revolvedora, son suficientes dos pruebas (cuatro cilindros) por cada 20 m 3 de concreto ejecutado.
5.9.1. Cimbra para cimiento de concreto armado La cimbra para cimiento de concreto armado se muestra en la figura 5.19. La madera no debe tener nudos, ni estar torcida; edemas, se debe lubricar con aceite mineral, previamente a la colocacibn del acero de refuerzo.
5.9.2. Cimbra en losas Para efectuar el cimbrado de loses, as necesario construir la estructura de la obra false. es decir,
el apoyo donee se realizara el armado y colado de la cubierta. Por lo general, at cimbrado consta de polines de una seccibn de 4 x 4", sabre los cuales descansan las vigas madrinas, que a su vez reciben otro entramado de polines, separados 80 cm uno de otro. Sobre el entramado se coloca el f ondo de Ia cimbra
5.9. MOLDED 0 CIMBRA La cimbra es el molde que permite dar at concreto la forma deseada, la cual este tome al endurecerse. Las cimbras mas usuales son las siguientes:
80
de la lose, que puede ser a base de tablas de 1 x 4" o a base de tarimas prefabricadas (figures 5.24 y 5.25). El sistema de cimbrado con tablas tiene el inconveniente de que se efectban muchos cortes, lo cual es un desperdicio de madera y mayor cantidad de CAP. 5. APLICACION DE MATERIALES EN LA OBRA
>< 0.15
>‹. NOm. de colado
H-
Cilindro de concreto
0.30
Manorretro
Figura 5.18. Cilindro de prueba de concreto.
Cilindro de concreto
Palanca de accidn
Figura 5.17. Prensa hidrAulica.
Separador 1 1/2" x 4" Atroquelamiento polin 4" x 4"
Atiesador 1 1/2" x 4"
Armado principal contratrabe
S.
Tabla 1 1/2" x 4" Armado secundario zapata
F° de refuerzo armado principal abajo
>.<
010
Estacas 2" x 2" Patas de varilla, para Costado cimentacien 1 1/2" x 4" apoyar cimbra
Figura 5.19. Cimbrado de cimiento de concreto armado.
81
Tarima de tabla de 1" con refuerzos laterales de 1 1/2" x 1 1/2"
Polin de 4" x 4" \
Viga de 4" x 8" Contraventeo 1" x 2"
— Polines de ♦ 4" x 4"
><, 08
a go
Figura 5.20. Cimbra para losas (con tarimas).
mano de obra; sin embargo, a pesar de las desventajas mencionadas, este procedimiento se utilize frecuentemente. El cimbrado efectuado con tarimas prefabricadas tiene Ia ventaja de que se puede emplear de diverses maneras, por ejemplo: para el cimbrado de contratrabes, trabes y columnas de secciones grandes. Para colocar las tarimas, se debe tener una separacibn entre largueros o polines de 80 cm, como se indica en Ia figura 5.24, de modo que descansen perfectamente en esa estructura; a su vez, Ia union de una tarima con otra debe ser a tope y clavada en los largueros. Las dimensiones de las tarimas no deben presentar modulos mayores que 1 x 1 m. A su vez, los ajustes de Ia cimbra se pueden efectuar con tiras de 82
madera, colocadas entre el extremo de la tarima y la parte superior del cachete de la trabe.
5.9.3. Consideraciones generates que deben observarse en las cimbras para losas
a) La superficie de apoyo de la estructura de la cimbra, los pies derechos, las vigas madrinas, los largueros y la superficie de contacto deben ser lo suficientemente resistentes para tomar la carga provocada por el peso del concreto, al colar. b) A fin de tener una superficie de apoyo de los pies derechos suficientemente resisCAP. 5. APLICACION DE MATERIALES EN LA OBRA
Atiesador
1 !)
,‘.
I
0.10
Chaflanes (1 /2")
4
Fondo cimbra Goteros en losas — Chaflanes en trabes • aparentes (1 /2", 3/4")
Chaflanes en columnas (112", 3/4")
Figura 5.21. Cimbrado de columna, trabe y losa.
Viga madrina de 4" x 8"
Polin de 4" x 4" largueros
Tabla de 1" x 4"
•
•
-
Contraventeo 1" x 2"
Polio 4" x 4"
O Figura 5.22. Cimbra para losas (con tablas).
Cunas encontradas Arrastre
tente, se evitara hacer la estructura de la cimbra sobre el terreno porque debido al peso del concreto puede haber asentamientos que produzcan irregularidades al colar. Por tanto, la estructura de la cimbra debe descansar sobre un firme de concreto. La separacibn de trayesanos, de acuerdo con la seccibn de la columna, es como sigue:
a) Cruceta (contraventeo) b) Columna (polin 4" x 4") c) Arrastre (curias)
a) Columna de 0.30 x 0.30 m, con una separacibn de 0.50 m. Columna de 0.45 x 0.45 m, con una separacibn de 0.40 m. Columna de mayor seccion, a cada 0.35 m.
4-- Firma de concreto
Figura 5.23. Detalle de apoyo de cimbra.
Separador 3/4" x 4"
Cimbra para trabes
. 7
Tablas 3/4" x 4"
Pates de vanilla para apoyar cimbra Vigas 4" x 8"
Atiesadores 1 1 /2" x 4"
Cimbra losa 1" x 4"
Cimbra para columnas
TriangulaciOn Polk-14" x 4"
Clavos Travesanos 1 1/2" x 4" 1 1/2" x 4"
Clavos
Figura 5.24. Cimbra para trabes y columnas.
84
Alargado de — troqueles 1 1 / 2" x 4" clavados los polines
Troquelado de columna con polines de 4" x 4"
5.9.4. Cimbras de madera metalicas Las cimbras, ya sean de madera o metalicas, deben cumplir los requisitos siguientes: a) Cuando sea necesario, estudiar y calcular el diseno y la resistencia de las formas, de modo que se consideren los esfuerzos o cargas verticales y los empujes laterales, sin omitirse las cargas adicionales de la operaci6n del colado. Las cargas verticales se deben tomar por los pies derechos o puntales, que trabajan a compresibn. b) Sujetar firmemente los moldes, a fin de evitar deformaciones en el concreto y las superficies de contacto, y revisarlos para que no exis tan perforaciones por las cuales escape el concreto en el momento del vaciado. c) Guitar las cimbras segim las especificaciones de concreto utilizado. En elementos como losas y trabes, columnas y castillos o cachetes de muro, descimbrar entre las 48 y 72 horas despues del vaciado: sin embargo, los elementos no deben sujetarse a ninguna carga. Para
efectuar el desprendimiento de bordes y cachetes, mojar la cimbra, la cual al hincharse se desprendera del elemento colado. dl Extraer todos los amarres y soportes de la cimbra que esten en situaciones tales que puedan quedar ahogados en el concreto, sobre todo si son elementos de madera, porque perjudican la resistencia del elemento estructural. Adernas, es necesario limpiar el fondo de la cimbra, quitando cualquier particula de madera, por pequefia que sea. Tambien pueden dejarse elementos metalicos, como clavos, alambre o pequenos trozos de varilla, siempre y cuando no dafien la superficie del concreto. e) Tratar las superficies de las cimbras cuando tengan contacto con el concreto, para lo cual se debe aplicar un lubricante, por ejemplo, diesel, a fin de evitar que el concreto se adhiera a las cimbras. Asimismo, deben humedecerse las superficies en contacto antes de vaciar el concreto, para que al hincharse Ia madera, Ia lechada del concreto pase por las ranuras entre las tablas y evitar que la madera absorba el agua del concreto.
Clavos Costados de la cimbra (cachetes)
Atiesador
Concreto
•
t_
Alambre del nilm. 18 triangulado
Figura 5.25. Cimbra en frentes de losas.
Grapas o clavos Separador metalico pedaceria de varilla
Separador de madera Outer estos elementos antes del fraguado
Figura 5.26. Cimbra en trabes.
EscantillOn
Plomear perfectamente la cimbra y rectificar los cer,tros
Figura 5.27. Cimbra en col umnas.
id) No necesita mano de obra especializada.
5.9.5. Cimbra metalica
e) No absorbe agua y por tanto mantiene la relacion agua -cemento.. f) La superficie de contacto con la cimbra garantiza acabados aparentes de major calidad.
La cimbra metalica esta constituida por paneles de lamina modulados y estandarizados, susceptibles de adaptarse a todos los elementos estructurales del concreto.
Resistencia
Ventajas Las ventajas de la cimbra metalica son las siguientes:
La cimbra metalica tiene las siguientes caracteristicas de resistencia: a) Capacidad de carga de 500 kg/m2, con apoyos a cada metro y media. b) Flechas maximas de 1.5 mm menores que las permisibles. c) Mayor rigidez de los paneles.
a) Eliminacion de personal y espacio fisico para almacenamiento. b) EliminaciOn de perdidas y extravios. c) Ahorro de mano de obra y tiempo de los procesos de cimbrado y descimbrado.
Paneles metacos peraltes 4.5 cm y 7.5 cm: anchos 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 33.3 cm y 50 cm; largos 100 cm, 150 cm, 200 cm, 286 cm y 300 cm.
Vigas formadas para cimbras metalicas - Sujetador
Perforaciones pars ajuste centimetrico Mecanismo de ajuste milimetrico Postes gemelos PGT— 100
Placa de apoyo sobre arrastre de madera
10° 1.50 m
Figura 5.28. Cimbra metalica.
86
0
0
Detalles
Cople y miple ajustados para ajuste milimetrico
Vigas peralte variable
•
10cm A
10 cm 1 0cm
0 Placa metalica de apoyo sobre arrastre de madera
PGT-80 PGT-100
Figura 5.29. Detalle de cimbra metal ica.
El concreto armada es un material compuesto de concreto y armaduras o varillas de acero, unidos de tal modo que trabajen como si fuera un solo material. Con los cambios de temperatura, el concreto y el acero se dilatan y contraen en la misma proporci6n; por tanto, las variaciones de temperature no tienen un efecto destructivo en el concreto reforzado.
El concreto es capaz de recibir una carga alta cuando se le comprime; en cambio, si se estira, solo podra soportar esfuerzos muy pequerios. En consecuencia, el concreto por si solo es incapaz de former piezas susceptibles de estirarse o flexionarse, pero si en los lugares donde el concreto estara sometido a estiramiento se colocan armadura o varillas de acero suficientemente resistentes, esa deficiencia se suplira y se obtendra un material resistente a la flexion.
5.10.1. Aplicaciones del concreto armado
5.10.2. Composicion del concreto armado
El principio en que se basan casi todas las aplicaciones del concreto armado es el siguiente: como las piedras naturales.
Par lo general, el concreto armada tiene la siguiente composiciOn por rn3 de concreto: de 300 a
5.10. CONCRETO ARMADO
CONCRETO ARMADO
87
400 kg de cemento, 800 /de confitillo, 400 /de are-
b) El ahorro de tiempo en algunos casos compensa el mayor costo del cemento de fraguado rapido, sobre el cemento normal.
na y de 50 a 250 kg de acero de refuerzo (este dato varia de acuerdo con el calculo estructurall y 200 / de agua. En terminos generates, en el trabajo del concreto armado, las tensiones las tome at acero y las cornpresiones las toms el concreto.
5.11. ERRORES AL USAR CONCRETO ARMADO Los errores mas comunes que se cometen al usar concreto armado son los siguientes:
5.10.3. Empleo de cemento normal Cuando se emplea cemento normal para elaborar concreto, aquel adquiere su fatiga de trabajo a los 28 dies de edad.
a) Dosificacibn: cemento, agua, arena y confitillo. b) Su lenta colocacibn en los moldes o cimbras (vaciar el concreto una vez que haya tenido los primeros fraguados). c) Depositar el concreto en sus moldes secos. d) Elaborar el concreto directamente sobre tierra y tarimas de madera seca. el Poner demasiada cantidad de agua en la revoltura del concreto. f) No curer el concreto cuando haya un exceso de evaporacibn de agua. gl Falta de vibrado en el concreto. Exceso de vibrado. /1 Al efectuar el colado, falta de andenes, debido a que no se debe pisar directamente la varilla. 11 Colocar separadores entre las varillas y entre la varilla y la cimbra. k) Calcular correctamente los espesores de los agregados, previendo la menor separaciOn entre cada varilla (trabes). Interrumpir el colado a 1 /5 del claro antes o despues del apoyo.
Ventajas Las ventajas que se tienen al elaborar un concreto con cemento normal son las siguientes:
a) Costo y resistencia superior a la de un concreto en el que se haya utilizado cemento de fraguado rapido. b) Fraguado mas lento, por lo cual se dispone de mayor tiempo para curarlo, por tanto, se obtiene mejor calidad.
5.10.4. Empleo de cemento de fraguado rapido Si se utilize cemento de fraguado rapido en el concreto, su fatiga de trabajo es a los tres o cuatro dies de edad.
Ventajas Las ventajas de utilizar cemento de fraguado rapido en la fabricacibn del concreto son las siguientes:
5.12. PROPIEDADES FISICAS Y DATOS PARA EL DISENO ESTRUCTURAL
al Al adquirir at concreto su fatiga de traba-
Las propiedades fisicas y los datos pare el disefrio estructural se muestran en la table 5.4.
jo a los 3 o 4 dies, se puede descimbrar (rapidez en el colado de estructuras).
Tabla 5.4. f 'tr
125 kg/cm2
140 kg/cm2
175 kg/cm2
210 kg/cm2
Peso volumetrico
1150 kg/m3
1200 kg/m3
1380 kg/m3
1450 kg/m3
21 kg/cm2.
32 kg/cm2
34 kg/cm2
24 kg/cm2
29 kg/cm2
43 kg/cm2
56.2 kg/cm2
63 kg/cm2
78.7 kg/cm2
Resistencia al esfuerzo cortante Adherencia fc
11 kg/cm2
88
34 kg/cm2 94.5 kg/cm2
5.13. ESPECIFICACIONES ACERCA DEL CONCRETO ARMADO En el empleo del concreto armado o reforzado, es indispensable que el manejo del acero de refuerzo se Ileve a cabo de manera exacta, de acuerdo con los planes estructurales y sus especificaciones correspondientes, como diametros, nOmero de varillas, ganchos, columpios, anclajes, traslapes, estribos, etcetera, en un plan matematico con relacion a sus pianos. El concreto armado es un material heterogeneo, cuyas propiedades fisicas dependen de los elementos que lo constituyen; por tanto, las cargas a ruptura que resisten por compresion, tension, esfuerzo cortante y flexion son muy variables entre si y distintas para cada concreto armado. Ante lo anterior, como base de todos los calculos se ha tornado la resistencia del concreto a la compresi6n a los 28 dies de fabricado en condiciones determinadas perfectamente, resistencia que se llama f'c. Por otra parte, los esfuerzos resultantes del diseno se toman con un porcentaje de f'c, de mode que al ser esta la fatiga de la cual se determinan las demos, es indispensable que la resistencia real del concreto a los 28 dies sea exactamente la supuesta en los calculos. El acero de refuerzo, segUn el grado en que se califique, tiene una resistencia a In ruptura que varia de 3 800 a 6 200 kg/cm2; no obstante, las fatigas de trabajo son del orden de la cuarta parte de la fatiga de ruptura, segOn el criterio implantado para coeficientes de seguridad con respecto al limite inferior de fluencia, y no en funciOn de Ia resistencia final. Como se mencionb en knees anteriores, el concreto armado es una combinaci6n de materiales que trabajan por adherencia, la cual desaparece cuando alcanza la fatiga correspondiente al limite inferior de fluencia. A partir de este limite, el acero pierde sus propiedades elasticas, las fatigas crecen mas rapidamente que los esfuerzos, el material se alarga on el sentido de la carga, disminuyendo su seccion transversal, con lo cual desaparece la adherencia y, come consecuencia, el concreto armado deja de trabajar. En tales condiciones, se ha fijado al acero una fatiga, que es Ia mitad del limite inferior de fluencia. Si por algUn motive se duplican los esfuerzos, apenas se haria a ese limite. Al usar concrete armado, es indispensable emplear un buen concreto y un buen acero; si en alguno de los dos no se lograra la calidad requerida, se corre el riesgo de que exista una fella en el elemento fabricado.
5.14. TIPOS DE VARILLAS Anteriormente existian tres tipos de varillas: estructural, intermedio y duro. Para efectos de estuNORMAS OFICIALES DE LAS VARILLAS
89
die, on seguida se mencionan las caracteristicas de cada varilla, y debe aclararse que la varilla de grado duro es In empleada actualmente, que corresponde a la de alta resistencia, mientras que el acero estructural se utilize solo en la varilla del nOrnero 2, en estribos para cadenas de concreto, castillos, contratrabes, trabes, columnas, etcetera.
5.14.1. Varilla de grado estructural La formula siguiente es aplicable en la varilla de grado estructural: fs = 1 265 kg/cm2 a 2 500 kg/cm2
5.14.2. Varilla de grado duro En In varilla de grado duro, fs = 1 700 kg/cm2 representa una economic del 28%y no se requieren ganchos, porque el corrugado permite un alto coeficiente de adherencia al concrete. Por otra parte, la longitud de Ia varilla es de 12 m. Si se requiere que la varilla por emplear on una construccion se encuentre habilitada y con sus especificaciones exactas, se debe recurrir a un taller de corte de varilla y adjuntar los planes de calculo. Las ventajas que se tienen son: elimina totalmente el desperdicio al compensar su costo superior per tonelada, disminuye Ia mano de obra y el costo del armado, y su calidad es Optima; por tanto, los ganchos, columpios, etc., tienen mayor exactitud, Ia supervision del armado es mas sencilla y se evita el robo de la varilla en la obra.
5.15. NORMAS OFICIALES DE LAS VARILLAS DE ACERO EMPLEADAS EN EL CONCRETO ARMADO Para los efectos de estas normas, las varillas que se utilizan en el concreto armado se clasifican como sigue: de tipo a, o sea, aquellas procedentes de trozos de lingote laminado en desbaste, que a su vez proviene de colados especiales; lisas (de grado estructural, intermedio y duro) o corrugadas [estructural, intermedio o duro). El alargamiento on porcentaje puede varier de In manera siguiente: pare la varilla lisa o corrugada cuyo diametro sea mayor que 19 mm, debe disminuirse en 25% por cada incremento de 8 mm, que sea necesario para hacer el diametro de 19 mm, a fin de obtener el que represente el diametro o espesor por considerar (veanse tablas 5.5 y 5.6).
Tabla 5.5. Caracteristicas de la tension de la varilla lisa.
Carga maxima
Duro
Intermedio
Estructural
3 877 – 5 275 kg/cm2
4 921 – 6 275 kg/cm2
Minima 5 624
2 320
2 812
3 515
98 500
91 400
84 200
Limite elastico aparente en kg/cm2 Alargamiento en 20 cm por 1000/o minimo
No menor
No menor al 200/o
Carga maxima de ruptura
_
al 16%
Tabla 5.6. Caracteristicas de la tension de la varilla corrugada. Intermedio
Estructural
Carga maxima Limite elastico aparente en kg/cm2 Alargamiento en 20 cm por ciento minimo Carga maxima de ruptura
Duro
4 921 – 6 327
Minimo 5 624
2 320
2 812
3 515
88 000
79 100
70 300
No menor al 180/o
No menor al 14o/o
3 867 – 5 273
5.15.1. Caracteristicas de la tension de la varilla corrugada
Para las varillas lisas o corrugadas con un diametro menor que 11 mm, el alargamiento que muestra la tabla debe disminuirse en 0.50/o por cada reducciOn de 8 mm; ademes, se debe hacer el diametro de 11 mm para obtener el diametro de la varilla de que se trate. 5.15.2. Doblado
—
nos, para los lotes formados por varillas cuyo diametro sea menor que 9.5 mm. El acabado y estado de las varillas debe ser tat que cada una no presente defectos perjudiciales, como grietas, poros u oxidacibn excesiva. El numero con que se designa a cada varilla es igual numero de octavos de pulgada de diametro nominal de las varillas. La medida del numero dos se fabrica lisa y se conoce como alambrbn. A su vez, la longitud de las vanillas as de 12 m y el numero de piezas por tonelada es el siguiente: Namero
Las varillas de tipo A deben pasar las pruebas de doblado en frfo, sin romperse ni agrietarse. La tolerancia para el peso de las varillas y el area en cada varilla sera de hasta el 60/o, manor que el peso correspondiente a cada tabla, siempre y cuando se trate de las que tengan 9.5 mm o mas, haste el 100/0 menos para varillas de 9.5 mm o menos de diametro. Las tolerancias para el peso de as varillas que se entregan por lotes deben ser del 30/o en mas o menos para los compuestos de un mismo diametro, cuando este sea de 9.5 mm o mas y de 50/a mas o me-
2.5 3 4 5 6 7
8 9 10 12 90
Plazas
217 150 84 53 37 27 21 16 13 9 CAP. 5. APLICACION DE MATERIALES EN LA OBRA
Viga -
/
• IFIP • • Sa
• Tubo doblador
Tipo mecanico mOvil
Figura 5.30. Dobladoras de varillas.
Tabla 5.7. Caracteristicas de las vari I las.
Peso Pulg
Area
Diametro
Perfmetro
Nam Upie
kg/ml
pulg
cm
pulg
mm
pulg
cm2
I i 6.350
0.05
0.32
0.786 1.996
0.075
0.49
0.976
2.48
2
0.167 0.248
0.250
5/16
2.5
0.258 0.384
0.310
are
3
0.376
0.11
0.71
1.178
2.992
1 /2
4
0.668 0.994 0.500 12.700 0.20
1.27
1.57
3.990
5/8
5
1.043 1.552 0.625 15.875 0.31
1.98
1.963 4.986
3/4
6
1.502
2.235 0.750 19.050
0.44
2.85
2.356
5.984
7/8
7
2.044
3.042 0.875 22.225
0.60
3.88
2.749
6.982
1
8
2.670 3.973
1.000 25.400 0.79
5.07
3.142
7.980
11 /8
9
3.400 5.060
1.125 28.575 1.00
6.41
3.535
8.979
11/4
10
4.303
6.403 1.250 31.750 1.27
7.92
3.925 9.970
11 /2
12
6.048
9.000 1.500 38.100 1.77
11.40
4.712 11.970
1 /4
i
0.558 0.375
7.
9.525
5.15.3. Doblado de varilla
Gancho
El doblado de varilla se muestra en las figuras de la 5.31 a la 5.33. 5.16. GANCHOS De acuerdo con las especificaciones del ACI (American Concrete Institute), los ganchos se pueden fabricar facilmente con el equipo de use comun. Asi, se tiene:
4 diametros como minima
Figura 5.32. Ganchode90°.
al Para el gancho de 1800: D + 6 diame-
Tabla 5.9. Gancho de 90°.
tros de la varilla coma minimo. IA Para as varillas del nOmero 2 al 7: D = 8 diametros de la varilla. c) Para varillas del n6mero 8 al 12, D = 11 diametros de la varilla como maxima.
H
Gancho
J
Varilla
D
Gancho
1
2
4.4 cm
8.9 cm
10.2 cm
3 4 5 6 7 8
6.7 8.9 11.1 13.3 15.6 20.3
14.0
15.2
9 10 12
22.9 25.4 30.5
19.1 22.9 26.7 31.8 36.8 40.2 44.7 53.4
21.0 26.0 31.8 36.8 43.2 48.6 54.0 64.8
f) Para ganchos con un minim° de 90°: D = 7 d = varillas del nUmero 2 al 7, y D = 8 d.= varillas del numero 8 al 12.
40 diametros
Tolerancias°
Figura 5.31. Gancho de 180°.
Tabla 5.8. Gancho de 180°.
Varilla
D
Gancho
2
3.8 cm 10.2 cm
3 4 5 6 7 8 9 10 12
5.7 7.6 10.7 11.4
12.7 15.3 17.8 20.3
13.3 20.3 22.9 25.4 30.5
25.4 33.0 37.5 42.3 51.0
I
H
5.1 cm
8.9
7.6 10.2 12.7 15.2 17.8 25.4 28.6 31.8 38.1
.10.2 11.4 12.7 15.2 17.8 22.9 25.7 28.6 34.3
Var num. 7 o manor ± 1.3 cm Var num. 8 o mayor 2.5 cm
d) Para ganchos de 90°, vease la figura 5.32. el Para ganchos de 90° con dimensiones
Var 7 o menor ± 1.3 cm Var 8 o mayor 2.5 cm
recomendables, veanse la figura 5.32 y tabla 5.9.
Figura 5.33. Ganchos de 180°.
92
"
4 varillas 1 estribo
Figura 5.34. Estribos en castillo.
Figura 5.35. Estribos en castillo con armado.
6 varillas 2 estribos
8 varillas 2 estribos
Figura 5.36. Armadodecolumna.
Figura 5.37. Armadodecolumna.
...
•
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10 varillas 3 estribos
•
Figura 5.38. Armadodecolumna.
93
6 Especificaciones de construccion 6.1. IMPERMEABILIZACION SOBRE CADENAS DE DESPLANTE Sobre as dales y contratrabes de cimentaciOn y cuando todas ellas estan limpias y secas, se debe colocar una capa de impermeabilizante y poner en esta una lamina de papel aluminio. Esta debe asentarse firmemente sobre la capa de impermeabilizante. Luego, la operacibn se repite y sobre la Ultima capa de impermeabilizante se dare un riego con arena fina, para asentar los muros de la construccibn sobre esta superficie. La impermeabilizacibn debe dar vuelta sabre los
costados un minimo de 10 cm, excepto los panos aparentes, en cuyo caso debe dar vuelta una pulgada (todos los traslapes seran de 10 cm). 6.2. MUROS DE TABIOUE ROJO RECOCIDO, DE 0.14 CM DE ESPESOR, CON CADENAS Y CASTILLOSDE CONCRETO ARMADO Dichos muros se construiran en los lugares indicados en los pianos de proyecto. Se usara tabique coTercera capa impermeabilizante Segunda cape de papel aluminio Segunda capa impermeabilizante Primera capa de papel aluminio Primera capa impermeabilizante Riego de arena fina
Figura 6.1. lmpermeabi izaciOn de cadena de desplante en ci-
mentacion.
95
mun de tipo recocido previamente humedecido, con una estructura homogenea y compacta, y se asentaran con un mortero de cemento y arena en proporcion 1:5. A su vez, los muros no deben estar desalineados, ni desplomados, mientras que las juntas verticales seran cuatrapeadas y las horizontales al hilo, todas ellas con un espesor de 0.8 a 1.2 cm. Las cadenas y castillos para estos muros deben ser de 15 x 15 cm o de 15 x 20 cm de concrete f'c = 140 kg/cm2 , armados con cuatro varillas del
Castillo de concreto armado 4 dmOrn. 3 yE num. 2 a 25 cm
nOmero 3 (3/8") y estribos de alambrOn del nOmero 2 (1/4") a cada 25 cm. Adernas, las varillas del nUmero 3 deben quedar ahogadas en la cimentacibn, como se ve en la figura 6.2. Los muros de tabique deben dentellonarse, como se aprecia en la figura 6.2 y colocar cadenas en desplantes, cerramientos y enrases. Los castillos se deben construir en los remates, donde estan los cruces de los muros, con un espaciamiento de 20 veces el espesor del muro como maxima Neese fig. 6.2).
Muro de tabique de 0.14 m pegado 4- con mortero cemento arena proporciOn 1:5 Impermeabilizante cadena de cimentacien
Cimentacion
Cadena de enrase 4 (I) num. 3 y EnOrn. 2 a 25 cm
Castillo concrete • 4 4> num. 3 y EnUm. 2 a 25 cm
Muro de tabique rojo recocido de 0.14 m pegado con mortero cemento arena '1:5
Cadena de desplante 4 (i) num. 3 yEnOrn. 2a 25 cm
Figura 6.2. Construccion de
muros de tabique. +di
6.3. ACABADOS INICIALES EN MUROS 6.3.1. Recubrimientos de aplanados de mezcla Materiales
En el recubrimiento de aplanados de mezcla se debe usar cemento Portland, cal hidratada y arena azul de mina, libre de impurezas o materias organicas. El aplanado se hare sobre el paramento humedecido previamente, con un mortero de cemento, cal y
Figura 6.3. Reglas sobre maestras.
arena en proporcion de 1:1:6 corriendo reglas sobre maestras, como se ve en la figura 6.3, mientras que el acabado se hare con plane de madera, como se observe en la figura 6.4. Para lograr superficies uniformes a plomo y nivel, la figura 6.5 muestra a un operario rectificando que el aplanado este perfectamente a plomo, en tanto que en la figura 6.6 se ve al operario iniciar el trabajo. La afinacion del aplanado se debe hacer con movimientos circulares, previo humedecimiento mediante un bote con agua. A su vez, los emboquillados se deben efectuar a plomo y nivel.
Figura 6.4. Acabado con plana de madera.
Figura 6.5. RectificaciOn a plomo.
Figura 6.6. IniciaciOn del aplanado.
97
6.3.2. Pintura sobre aplanados La pintura debe ser vinilica y presenter un aspecto homogeneo, sin grumos, polvo o resinas; edemas, Ia superficie debe estar limpia, seca y sin grietas, de manera que se pueda seller con el sellador, de acuerdo con las indicaciones del producto. La pintura se debe aplicar con un minima de dos manos, Ia segunda sin interrupciones, para evitar traslapes y diferencias en el color.
6.4. FIRME DE CONCRETO INTEGRAL 6.4.1. Materiales El material empleado en el concreto integral es el concreto con una resistencia minima de 100 kg/ 2 cm sin embargo, cuando se indiquen firmes armados, se debe usar malla de acero soldada. ;
6.4.2. Procedimiento de ejecucion La ejecucion del firme se hara de acuerdo con lo indicado en el firme de concreto, pero antes de fraguar el concreto, debe aplicarse un fino de cemento pulido con Ilene metalica.
6.6. PLAFONES 6.6.1. Acabados iniciales en plafones
Materiales En los acabados iniciales en plafones se suele user yeso y cemento en proporcibn de 1 kg de cemento par cada bulto de yeso, cuando se especifique aplicar yeso duro.
Procedimiento de ejecucion El yeso necesariamente debe aplicarse sabre una superficie rugosa, de modo que se coloquen maestras a una distancia maxima de 1.80 m, edemas de enrasar con regla metalica y afinar la superficie con Ilene de madera o metalica. Ademas, las aristas y juntas en los muros deben quedar en angulo recto. Al terminar de hacer esto, se debe eliminar todo el excedente de material depositado sabre los muros, ventanas o pisos cuando este fresco, para facilitar Ia limpieza. El espesor maxima del aplanado debe ser de 1.0 cm y la tolerancia maxima de ondulaciones para yeso a regla debe ser de 0.5 mm. Para yeso a reventon, el aplanado no ha de presentar ondulaciones visibles. 6.6.2. Acabados finales en plafones
6.5. FINO PULIDO 6.5.1. Materiales
En los acabados finales en plafones es comCin user tirol.
En el fino pulido, los materiales mas comunes son el cemento Portland y la arena azul de mina, cernida.
Materiales
6.5.2. Procedimiento de ejecucion
Los materiales de mayor use son el cemento gris, el cemento blanco-calhidra, el grano de marmol en proporcibn de 1:1 1/2:2:5 por volumen. El grano de marmol sera del numero 1 en 600/o y de cero fino en el 40 0/0 restante, segt:in muestra aprobada por la direccion de la obra.
El concreto sobre el cual se aplicara el fino pulido debe estar libre de polvo, mezcla u otro material exWant); y edemas, presentar una superficie rugosa o, en caso contrario, se debe picar para obtener buena adherencia. Tambien deben colocarse maestros a una distancia maxima de 2 m, de modo que la superficie quede saturada de agua antes de extender Ia revoltura, Ia cual debe ser de cemento y arena en una proporcibn de 1:4 y un espesor meximo de 2 cm, Si el espesor es mayor, Ia mezcla se debe hacer con arena gruesa o confitillo. Una vez colocada la mezcla, se correra la regla de metal en dos sentidos, de manera que Ia superficie quede afinada con Ilene metalica. El cuando se hare mediante riegos de agua por un minima de 72 horas.
Procedimiento de ejecucion La superficie sobre la que se colocara el tirol debe picarse para que presente buena adherencia y limpiarse con cepillo de alambre hasta guitar el polvo u otro material extrano. Los niveles se recorreran de modo que queden fijos los puntos para colocar maestras en un solo sentido y a una distancia maxima de 1.20 m. En seguide, la losa se humedecera y luego se espolvoreara con cemento. Despues se debe aplicar un repelled°
98
CAP. 6. ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCION
del mortero, aprobado por Ia direcci6n de la obra para corregir cualquier irregularidad en la Iosa, de manera que se deje completamente a nivel y se recorra la regla sobre las maestras. A continuaci&n debe humedecerse el repellado anterior y aplicar una caps de mezcla con tirol de manera que cubra toda la superficie, incluidas as maestras, cuya apariencia debe aprobar la direcci6n de Ia obra. La superficie acabada no debe presenter ondulaciones visibles.
6.8.2. Procedimiento de ejecucion La superficie por pintar debe estar limpia, seca, bien pulida y sin grietas. En seguida se debe seller Ia superficie con el sellador indicado por el fabricante. Despues, se aplicara Ia pintura con un minimo de dos manos, de modo que la segunda sea sin interrupciones, a fin de evitar traslapes o diferencias en el color. Todos los lugares manchados por Ia pintura se deben limpiar al terminar el trabajo; edemas, el lavado de las herramientas y equipo debe hacerse en lugares apropiados.
6.7. APLANADO DE PESO 6.7.1. Materiales
6.9. LAMBRIN DE AZULEJO
En el aplanado de yeso se utilizan yeso y cemento (en una proporci6n de 1 kg de cemento por cada saco de yesol donde se especifique aplicar yeso duro. 6.7.2. Procedimiento de ejecucion La mezcla se debe hacer con yeso y agua, excepto donde se indique aplicar yeso duro, en cuyo caso se agregara cemento. En seguida se deben colocar maestras a plomo a una distancia maxima de-1.80 m; edemas la superficie debe ester rugosa y humedecida previamente antes de colocar Ia mezcla, Ia cual se enrasara con regla metalica, en dos sentidos, de modo que la superficie quede afinada con Ilene metalice, sin dejar lomos ni depresiones. El aplanado debe tener un espesor de 1 .0 a 2.5 cm como maxima.
6.8. ACABADOS FINALES EN MUROS La pintura es primordial en los acabados finales en muros.
6.8.1. Material y equipo La pintura debe ser vinflica o de esmalte, segOn muestra aprobada por la direcci6n de la obra. Antes de aplicarse, debe tener un aspecto homogeneo, sin grumos, polvos ni resinas; edemas, no se permite user pinturas resecas. El empleo de adelgazantes se permitira solo silo indica el fabricante y de acuerdo con las indicaciones de este. Por otra parte, las brochas de pelo deben ester limpias y secas antes de iniciar cualquier trabajo, de manera que no se permitira user brochas demasiado gastadas o de male calidad. A su vez, las brochas de aire deben ester en buen estado y proporcionar suficiente presion para dar un acabado uniforme. LAMBRIN DE AZULEJO
En lambrin de azulejo debe colocarse sabre un repellado de cemento y arena en proporci6n de 1:5, hecho a plomo y regla.
6.9.1. Materiales En el lambrin de azulejo se debe usar azulejo de 11 x 1 1 cm de la clase y marca indicadas, edemas de cemento Portland y arena azul de mina limpia, cemento blanco y color para cemento.
6.9.2. Procedimiento de ejecucion Las piezas de azulejo deben sumergirse en agua durante 12 hares, antes de colocarlas, para lo cual se usara mortero de cemento y arena en proporci6n de 1:3, con un espesor media de 2 cm. Por su parte, las hiladas se colocaran a hilo, con una separaci6n maxima de 2 mm. Los cortes de las piezas se deben hacer con maquina, de modo que las aristas tengan un carte uniforme.
III ill P'11/1.
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99
Una vez colocado el azulejo, se debe aplicar un lechadeado de cemento blanco o de cemento con color, segun Ia muestra aprobada, y limpiar el mortero excedente cuando aun este fresco. Tambien se puede colocar el recubrimiento con pegamento de fraguado rapido sobre el repellado; ast, ia colocacion as mas rapida.
6.10. ACABADOS INICIALES EN PISOS 6.10.1. Mosaico de granito Materiales En los acabados iniciales en pisos se debe usar mosaico de granito de las medidas comerciales, respetando color y calidad.
Procedimiento de ejecuckin
Despues, se colocaran maestras a una distancia de 2 m, a fin de vaciar un firme de concreto de una resistencia minima de 100 kg/cm2, como se ilustra en la figura 6.9. Este firme debe curarse con agua o arena humedecida convenientemente durante cuatro dies. Las piezas se colocan hurnedas y se asientan, con mortero de cemento normal y arena en proporcion de 1:4. El espesor minimo de la mezcla sera de 1.5 a 3.0 cm come maxim°, de mode que las piezas se coloquen a tope, niveladas con raseros de madera y verificados el alineamiento y el nivel, con ayuda de reventones, reglas y nivel, come se ve en Ia figura 6.10. Todos los cortes se haran con maquina y no se permitiran piezas despostilladas o fisuradas. Tampoco se aceptara emboquillar con cemento blanco y mermol los remates en muros que hayan quedado escasos. Los mosaicos se lechadearan con una mezcla de aditivo adhesive, cemento blanco y cero fino, limpiandolo hasta dejar bien aseado el piso, sin permitir el paso sobre este durante 48 horas como minima
Una vez definido at nivel de piso terminado, se apisonara el terreno como se indica en la figura 6.8.
Figura 6.9. Vaciado del firme.
Figura 6.8. Apisonamiento del terreno.
Figura 6.10. ColocaciOn de mosaico.
100
6.11. PULIDO Y BRILLADO DE PISOS DE MOSAICO
correcto. El extreme del tubo se debe pulir con lija de papel de tela del nUmero 1 o con fibra de acero.
6.11.1. Materiales y equipo
Soldadura
En el pulido y brillado de pisos de mosaico se deben usar pasta de mosaico del mismo color proporcionada por el fabricante, una maquina pulidora, arena y piedra "musa", yute y acido oxalic°.
Para agua frfa, ventilation y drenajes se debe usar soldadura del numero 50, con 50% de plomo y 500/o de estano.
Tuberias para agua caliente 6.11.2. Procedimiento de ejecucion La superficie del piso se debe emparejar, para lo cual se empleara una maquina pulidora, edemas de arena y piedra "musa", haste obtener una superficie lisa y libre de topes e irregularidades. Una vez emparejada la superficie, se retapara el piso con pasta de color identico y piedra para asentar, hasta cubrir en su totalidad las juntas y porosidades del piso. Despues de ocho dias como minima, se debe pulir con la maquina y la piedra para asentar, hasta obtener una superficie uniforme de color y textura, libre de residuos del retapado. En caso de existir zonas con porosidades, se deben repetir los trabajos de la etapa anterior, haste que Ia superficie cumpla con los requisitos mencionados. Para obtener el acabado final o brillado del piso, se aplica Ia maquina pulidora, yute y acid° oxalic°, hasta obtener una superficie uniforme en brillo, color y texture. Por su parte, el trabajo de pulido y brillado en las orillas se debe efectuar a mano.
Para las tuberfas que conduzcan agua caliente, la soldadura debe ser con 95% de estano y 5% de antimonio.
Tuberias para gas, vapor y condensados Las tuberias para gas, vapor y condensados se deben soldar con plata.
Tuberias de fierro fundido Para unir las tuberias de fierro fundido, se debe calafatear entre macho y campana, con estopa alquitranada y sello de plomo.
Tuberias de fierro galvanizado Las tuberfas de fierro galvanizado deben tener una seccion uniforme, sin golpes ni estrangulamientos; a su vez, las conexiones deben ser de fierro maleable roscado de fabrication nacional, mientras que para el material de union se aplicara un compuesto.
6.11.3. Pruebas, tolerancias y normas No se aceptaran superficies con porosidades. Recuerdese que el color y el brillo de la superficie deben ser uniformes.
6.13. INSTALACION SANITARIA 6.13.1. Materiales
6.12. INSTALACION HIDRAULICA 6.12.1. Materiales Tuberia de cobre Las tuberfas de cobre deben ester en buen estado, sin golpes o estrangulamientos a lo largo de la seccion. Los tortes se deben hacer en angulo recto, respecto at eje longitudinal del tubo, con un cortador de disco o segueta de dientes finos de 0.8 mm, teniendo cuidado de guitar las rebabas con escoriador o lima redonda haste que el diametro interior sea el
INSTALACION SANITARIA
101
En Ia instalacion sanitaria se deben usar albanales de concreto; para desagOes.exteriores, tuberias de fierro fundido; para tuberfas horizontales, entrepisos con diametros mayores de 50 mm; pare tuberias de fierro galvanizado, entrepisos con diametros menores. Los casquillos de plomo para Ia instalacion de inodoros, coladeras y registros de limpieza deberan fabricarse en el lugar, con tuberia de plomo reforzado de 15.2 kg/m de tubo de 100 mm de diametro. Las valvulas de retention y coladeras, indicadas en los pianos de instalacion correspondiente, deben
ser de fierro colado y bocas roscadas con sif6n de fierro fundido.
6.13.2. Procedimiento de ejecuci6n Las conexiones para desagOes deben ser de 45°, edemas, solo se podran hacer conexiones en
angulo recto cuando se conecten a bajadas verticales o en ventilaciones. Los desagues debe estar provistos en su origen de un tubo ventilador de 5 cm de diametro minimo, al que se uniran las tuberias de ventilacion de los muebles sanitarios. A su vez, los albanales de concreto se deben colocar en desagues exteriores, con una pendiente minima de 2%.
Diametro en mm
DescripciOn
61 cm
D DesagUe DV Doble ventilacion A AlimentaciOn
45.5 cm
Planta
P'so terminado 55 cm
10 cm
A 25 cm
Frente
Perfil
Figura 6.11. Instalacidn de lavabo.
102
33 33 13
Diametro en mm 50 50 13
DescripciOn D DesagOe DV Doble ventilaciOn A AlimentaciOn
6.5 cm
36.5 cm
74 17 cm 17 cm 74
28 cm 55 cm 7 cm
"Ic 14 cm
-.4 -.4
58 cm
10 cm
25 cm
Mingitorio "Los modelos de los mingitorios pueden ser otros, mas no su altura ni sus instalaciones.
Figura 6.12. I nstalacion de mingitorio.
103
rtc. 13
Inodoro DescripciOn
23 cm
D DesagOe DV Doble ventilaciOn A AlimentaciOn
Diametro en mm 100 50 13
50 cm
72 cm
33 cm
N P. T.
Falso plafbn
35 cm
Vista lateral
Vista frontal Especificaciones de instalaciOn sanitaria
32 cm 32 cm del pano del muro de tabique sin terminaciOn al eje del tubo de desagOe
Charola para bano en entrepiso Como se aprecia en la figura, lo minimo para instalar un bane en el entrepiso son 35 cm. Se sugiere tener un falso plafifin para que, en caso de desperfectos, sea mas facil la reparacion.
Figura 6.13. InstalaciOn de inodoro.
104
6.14. REGISTROS
6.15. INSTALACION ELECTRICA
6.14.1. Material
6.15.1. Generalidades
Los registros hechos en obra deben ser de tabique, aplanados y pulidos, con las dimensiones indicadas en los pianos. Los registros precolados deben ser de 40 x 60 cm, con Ia profundidad indicada en pianos, exciusivamente cuando esten en su eje Ia entrada y la salida. A su vez, las tapas precoladas para registros deben ser de 40 x 60 cm. Las tapas con marco y contramarco deben ser de 1 1/2" x 3/1 6", con coladera de fierro fundido de campana de 20 x 20 cm.
Las instalaciones electricas y los sistemas de canalizaciOn para comunicaciones electricas deben cumplir con las normas establecidas por el F?eglamento de Obras e lnstalaciones Electricas en vigor. A su vez, Ia posiciOn exacta de las salidas electricas y de comunicacibn, asi como los equipos y las trayectorias de canalization, deben fijarse en la obra, de acuerdo con los pianos correspondientes, las especificaciones respectivas y la direction de Ia obra.
Materiales 6.14.2. Procedimiento de ejecucion TUBERIA
Los registros se deben construir o colocar en los lugares indicados en los pianos correspondientes, cuidando que se construyan a Ia profundidad requerida. Las tapas se deben colocar de acuerdo con lo indicado y ser ciegas, registrables o con coladera, segun lo senalado en pianos de instalaciones correspondientes.
a) El tubo debe ser de conduit PVC (cloruro de ponivinila de tipo normal o pesado y de Ia marca aprobada por Ia direccibn de Ia obra. b) Los accesorios para is tuberia conduit PVC, como monitores, contratuercas y
6ec'c\
cxe,9s'cc •
60cm
Figura 6.14. Especificaciein de registro.
105
alambre hasta el calibre 10, mientras que del calibre B en adelante deben ser en forma de cable. Deben Ilevar impreso el calibre, la marca y el tipo de aislamiento. e) Los conductores deben ser de cobre suave o semiduro y desnudos, de los calibres AWG, especificados en pianos correspondientes. fl Los conductores de calibre 10 AWG y menores deben ser sOlidos (alambres) y de calibre 9 AWG, mientras que los mayores deben ser de cables.
codos, deben ser de la marca aprobada para el tubo conduit. c) Los codos deben satisfacer las medidas de radio de curvature dadas a continuaci6n: Diametro nominal 13 19 25 32 38 50 mm Radio de curvature 65 75 85 120 140 150 mm dJ El tubo conduit PVC de tipo normal debe cumplir con las especificaciones siguientes:
INTERRUPTOR
Diametro nominal 13 19 25 32 38 50 mm Diametro interior 1.930 1.450 3.080 4.450 5.610 cm Diametro exterior 2.130 2.670 3.340 4.220 4.830 6.030 cm Espesor de Ia pared 0.100 0.110 0.130 0.170 0.190 0.210 cm Peso 0.090 0.125 0.185 0.305 0.390 0.540 kg/m.
a) Los interruptores de seguridad de tapones fusibles para servicio deben ser del tipo LD y contener navaj as de proteccion de tapones fusibles del tipo sencillo, con un operador manual por medio de palanca. b) Los gabinetes pare servicio interno o externo deben ser de lamina de acero estriada en frio y terminada con esmalte anticorrosivo, previo tratamiento bonderizado y desengrasado por inmersion caliente, con mecanismo de seguridad y cierre portacandado.
CAJAS DE CONEXION
a) Las cajas normales y sus tapas deben ser de lamina reforzada troquelada del nUmero 18 como minimo y se sujetaran a la norma DGN-J-23-1952. b) La profundidad minima de Ia caja debe ser de 38 mm. c) Las perforaciones de las cajas deben ester troqueladas de tal manera que permitan guitar facilmente los discos seleccionados en cada caso para introducir el tubo conduit.
ACCESORIOS
Los accesorios principales deben ser como sigue: socket de baquelita para salida de lose, block socket de porcelana para pared de arbotante, apagadores y contactos.
TUBERlAS Y DUCTOS
ALAMBRADO
a) Los conductores electricos deben ser de cobre electrolitico suave o retorcido, con un aislamiento para circuitos derivedos del tipo TW para 600 volts. b) Las 'bees de alimentaciOn deben Ilevar aislamiento de plastico vinIlico para ternperaturas haste de 75°C y para 600 volts, igual o similar al vinanel 900. c) Las redes exteriores de alimentacion o, en general, las lineas subterraneas alojadas en ductos de asbesto-cemento deben Ilevar aislamiento igual al anterior en interiores y de tipo de doble forro polivinil-polietileno (PVC-IKV) en exteriores. cl) Los conductores deben ser en forma de
106
a) Las tuberias deben ser de la seccian adecuada para alojar conductores en el 40% como maximo de su secciOn, de acuerdo con el Reglement° de Obras e Instalaciones en vigor. b) Las tuberias deben it separadas de otras instalaciones (como las de agua, vapor, etc.), para evitar posibles danos que pudieran sufrir en caso de fella. c) Las tuberias con mas de 20 m de longitud deben Ilevar una caja de registro, y en ningun caso se aceptaran mas de dos curves en angulo recto o varios dobleces equivalentes. d) Todas las tuberias coladas deben taponarse en sus extremos y salidas, pare evitar la introduccion de cuerpos extranos que dificulten o impidan el alambrado.
CAP. 6. ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCION
ALAMBRA00
a) Todos los conductores deben ser continuos de caja a caja, sin empalmes o conexiones dentro de las tuberias. b) todas las conexiones deben encintarse con cinta plastica Scotch o similar en calidad. c) Para que los alambres y cables se deslicen facilmente dentro de los tubos y ductos, se recomienda usar talco, pero no grasas ni productos similares para el mismo fin. d) En toda caja de salida se debe dejar una longitud minima de 30 cm. el En los conductores que deban empalmarse o conectarse a algun equipo de utilizacion y que Ileguen a tableros interruptores y otro equipo de control, se debe dejar una longitud libre mayor, segun las conexiones por hacer, de modo que no haya otro empalme antes de Ilegar al punto de conexi6n. RANURAS
Las ranuras para alojar tuberfas en los muros deben hacerse en posicion vertical, de manera que en todos los casos se eviten las ranuras horizontales.
6.15.2. Pruebas, to lerancias y normas Prueba de rigidez dielectrica al Esta prueba debe hacerse en todos los circuitos, por medio de un Megger, de
INSTALACION ELECTRICA
107
acuerdo con lo establecido en el Reglement° de Obras e Instalaciones Deadcas en vigor. b) Se debe probar tambi6n la continuidad electrica de todos los circuitos. c) Se debe prober. que los sistemas de canalizaciones y las partes metalicas de los equipos que integran la instalacion electica esten conectados efectivamente a tierra. d) Se debe probar el funcionamiento individual de los equipos y Ia operaciOn en conjunto de toda la instalacion electrica, Ia cual no debe presentar calentamientos anormales en ninguna parte de Ia instalaciOn.
Acometida
a) La acometida puede ser aerea o subterranea. Si es aerea, la retenida debe localizarse donde lo indique Ia direcci6n de Ia obra. b) Se debe ubicar un poste metalico de fierro galvanizado, ahogado en concreto, con un diametro de 21/2 pulgadas y una altura de 1.20 m del nivel de Ia barda hacia arriba. cl Despues, el poste permitira bajar el medidor y el interruptor general, los cuales se deben montar sobre una base de madera de 3/4" de espesor y de 40 x 50 cm de diametro. d) En caso de tratarse de instalacion subterranea, debe adjuntarse un croquis explicativo.
Table de madera de 3/4" de 40 x 50 cm
Interruptor
Medidor 135 Tubo de 2" de diametro Tubo de acero galvanizado o de cloruro de polivinilo rigido
Alineamiento
40
I
__I --•
c..) 0
Dos vies de asbesto cemento de 4" de diametro con pendiente para desagiie
Registro pars recibir la acometida de luz subterranea Medidas en centimetros
Figura 6.15. Registro de acometida de luz.
108
APENDICE Calculo de losas A.1. FORMULAS
Peralte d
—
0.43
j= 1 — —; 1 3 — fc kj 2
M max
O xb
— 1 — 0.14 = 0.86
3
/ 175
N
1
10
72
t = [A + B —
3 \
f'c
Peralte d - 1.1 M max kb
peralte con recubrimiento
Ef Modulo de elasticidad n = Ec
donde:
(0 y k en otros libros)
t = peralte con recubrimiento,
Para un concreto de 140 kg/cm2, se tiene: lado menor de la losa, lado mayor de la losa, perimetro de la lose (2A + 28), fatiga de rupture del concreto, y 72 y 175 = datosempiricos. A B N f'c
0=1 fc Kj; 0.5 x 63 kg/cm2 x 0.43 x 0.86
2 = 11.6 kg/cm2 f'c = 140 kg/cm2
Para un concreto de 210 kg/cm2, se tiene:
fs = 1 265 kg/cm2
fc = 0.45 f'c = 0.45 x 140 = 63 kg/cm2
= = = =
0 = 1 fc Kj: —
K -
1 1 1 + fs 1 + 1 265.kg/cm2
2 fc = 210 kg/cm2 x 0.45 = 94kg/cm2
n x 63 kg/cm2
nfc 1
n
— 0.43
2 100 000 kg/cm2
Ef —
—
—
K=
15 x 63 kg/cm2
1
1 + fs n
2 100 000 kg/cm2
Ef
2 100 000 kg/cm2
—
Ec
1 000 f'c (constantel
nfc
—
1 1 + 1 265 kg/cm2 10 x 94 kg/cm2
1 000 x 140 kg/cm2 1= 1 — K;1 — 0.425 0.89 3 3
= 15 109
10
1 000 x 210 kg/cm2
Ec
1 + 1 265 kg/cm2
— 0.425
se ha optado por usar en calculo como una generalidad
0 = 0.5 fc Kj; 0.5 x 157 x 0.429 x 0.857
= 28.6 kg/cm2 •
j = 0.85 A.2. FORMULAS PARA CALCULAR LAS LOSAS (PERIMETRALMENTE APOYADAS) OBTENIDAS DE LAS FORMULAS DE LA RIGIDEZ RELATIVA
0 = 0.5 fc Kj; 0.5 x 94 kg/cm2 x 0.425 x 0.89
= 17.7 kg/cm2 Para un concreto de 350 kg/cm2, se tiene: fc = 350 kg/cm2 x 0.45 = 157 kg/cm2 Ef 2 100 000 kg/cm2 2 100 000 kg/cm2 - 6 n - ; 1 000 x 350 kg/cm2 1 000 f'c Ec K=
_
1
1+
1
- 1j = 1- -1-(; 3
- 0.429
6 x 157 kg/cm2
nfc
f = Cql El ( 42 f2 = Cq2
1 265 kg/cm2
1 +
fs
En estas fOrmulas se deben igualar ambas flechas y las cargas en el sentido largo y corto sumar la carga total. Asi:
El
donde:
0.429 ; 1 - 0.143 = 0.857 3
indice 1 = lado corto. indice 2 = lado largo,
. Tabla A.1. Constantes Para fierro de grado estructural fs = 1 265 kg/cm2
f'c
125 kg/cm2
140 kg/cm2 15
175 kg/cm2
210 kg/cm2
12
10
350 kg/cm2
263 kg/cm2
6
8
n
17
fc
56.25 kg/cm2
63 kg/cm2
78.75 kg/cm2
94.5 kg/cm2
K
0.43
0.42
0.42
0.42
0.42
0.42
0.857
0.857
0.857
0.85 .
0.85
j
p
11.55
10.37
0.857 14.43
17.32
118.35 kg/cm2 157.5 kg/cm2
28.87
21.71
1 400 kg/cm2 Tabla A.2. Constantes para fierro de grado intermedio fs =
f'c
125 kg/cm2
140 kg/cm2
175 kg/cm2
210 kg/cm2
263 kg/cm2
350 kg/cm2
10
8
6
n
17
15
12
fc
56.25
63
78.75
K
0.40
0.40
0.40
94.5 0.40
0.40
0.40 0.86 27.47
J
0.86
0.86
0.86
0.86
0.86
0
9.87
10.99
13.73
16.46
20.66
Tabla A.3. Constantes para fierro de grado duro fs = 1 700 kg/cm f'c 125 kg/cm2
157.5
118.35
2
140 kg/cm2
175 kg/cm2
210 kg/cm2
263 kg/cm2
350 kg/cm2
10
6
6
n
17
15
12
fc
56.25
63
78.75
K
0.36
0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
j 0
8.91
9.91
12.39
14.87
18.64
24.78
94.5
118.35
157.5
Siempre en el sentido corto, q debe dar mayor, porque el armado va mas en el sentido corto. De este modo:
C = constante, / = momento de inercia, = lado corto, e2 = lado largo, = carga en el sentido corto, y q2 = carga en el sentido largo.
et (de la formula 1) q1 e 4 = 0 – / 42: 0/ 42 = • f 4 = Ot 42 – (
Cuando la carga es repartida uniformemente, se ti en e:
C– fl = f2 =
5 384
0142 = q1 (/ 41 + ( 42);q1
41 –
3
(q1 El
38
( 42 q2 al
1,4
.4
1.25 m
54
44 + 54 ; 011
14
011 )
5 00 4.00
Al aplicar la fOrmula, se tiene:
— q2e41 = q2e42;
+
sentido corto
= 300 kg/m2 + 240 kg/m2 = 540 kg/m2
4114 = q2 ( 42
+ q2 = 0 :
—
– Oft + (42) fOrmula dada para el
= 240 kg/m2
= 0 – q2; ( 0 – 421 ( 4 = q2 (42;
172
2
+411 2;
Peso propio de la losa = 0.10 m x 2 400 kg/m3
Condicion
2 q2 0(41 — 4214
0
(C 41 + (42)
Relacion:
= q1 l 4 l si se igualan las dos f2 = q2 ( 42 j flechas, se tendra: 171
q2 = 0 : q2 = 0 q1
•
q2((42 + (41)
44 q2=
O
54 +
44
0
= 0.71 0
0
— 0.29 0
(et + 41 = 0.71 x 540 kg/m2 = 383 kg/m2
formula dada para el sentido largo
L
la relacion no debe pasar de 1.5 = —
= 0.29 x 540 kg/m2 = 157 kg/m2 O 0 = 540 kg/m2
max q1 + q2 = 0, par ejemplo: q1 = 300 kg q2 = 200 kg 0 = 500 kg
M2 max
— 5.00m
383 kg/m2 x 42
8 = 76 600 kg/cm
8
q2C22
157 kg/m2 x 52
8
8
– 766
– 491
= 49 100 kg/cm
Lose perimetral simplemente apoyada Ejemplo de un problema
€21
Se estima un espesor de la loss estandar de 10 cm
d = f M max _ \/ 76 600 _ I/ 66.2 11.5 x 100 Ob peralte = 8.2 cm peralte efectivo
= 300 c/m2 /1 = 4.00m Losa
cuando se trate de losas b, sera 100 cm; pero si se trata de trabes b, sera la base de la trabe. Si se aplica concreto de una resistencia a la ruptura de 140 kg/cm2, se tendra (el peralte minim° permitido por el Departamento Central en loses es de 7 cm): Af – M max ffjd
Figura A.1. Lose en planta.
111
d= 8 Centro Varilla r = 1 .8 cm
•
-4
11
•'
Recubrimiento
Minimo en loses de recubrimiento = 1.5 cm Minima en trabes de recubrimiento = 2.5 cm
Figura A.2. Recubrimiento de concreto en losas.
donde: Se le resta 1 cm
p = refuerzo a tension minima que necesita la losa. Af
P
Af = pbd
7.2 cm
bd
Af = 0.003 bd Para armada por temperatura y fraguado: Figura A.3. Corte de un armado de losa.
76 600 kg/cm
Aft =
= 8.7 cm2
1 265 kg/cm2 x 0.85 x 8.2 sentido corto
N
=
Af 1
N
A varilla
= 8 '7
0.71
— 12.3273/8"
La revision por esfuerzo cortante es:
03/8" = 0.71 cm2
S
= 100 cm N
V =
separacion
ffxJxd = 6.3 kg/cm2 N— S
6.3 cm2 0.71cm2
100cm , — 11.3 cmo3/8" 8.85
100 x 0.85 x 8.2
1.1 kg/cm2
ei 2
—
383 x 4 2
— 766 kg
adm = 0.03 fc; 0.03 x 140 kg/cm2 = 4.2 kg/cm2 > 1.1 kg/cm2
1 265 x 0.85 x 7.2
— 8.8503/8"
bjd
El esfuerzo cortante admisible para una varilla corrugada con anclaje extremo es de la manera siguiente:
49 100 kg/cm
49 100 kg/cm .4f2 =
766
Esfuerzo unitario:
— 8.2 cm o 3/8"
El area del fierro en el sentido largo es coma sigue:
V 19. =
El esfuerzo cortante no falla, por resultar mayor. A su vez, el esfuerzo cortante para una varilla corrugada sin anclaje es: 19adm = 0.02 f' c
112
APENDICE. CALCULO DE LOSAS
La revision por adherencia es del modo que sigue:
La lose se divide en los cuartos extremos y el media central.
V P-
El area por fraguado y temperature en los cuartos extremos de la losa es coma sigue:
E0Jd
donde: p. =
adherencia,
V = varilla, y E0 = suma de perimetros de las varillas
P- =
P = 0.003 bd (formula exacta)
que caben en un metro por el per-hietro de la varilla (N x peril-retro 0)
y por especificacion = maxima tres veces d:
766
P
— 3.00 kg/cm2
=
12.3 x 3 x 0.85 x 8.2
Af bd
Af = pbd
fc 2 ff
K
Por lo general, pasa una recta, y una doblada es para absorber el momenta negativo.
p,adm = 0.057 f'c = 0.057 x 140 kg/cm2 = 7.9 kg/cm2 > 3.0 kg/cm2.
Sin andaje µ adm = 0.04 f'c
1/4
1/2 4.00 m
114
—1/4
P=
1/2
•1'
5.00m
Figura A.4. Planta de un armado de losa.
113
Las varillas bajas van en el sentido corto
1 /5 I
4
114 I
115
114 I
112
Figura A.S. Corte de un armado de losa.
A.3. GUiA DE PERALTES Y SECCIONES EN LOS DIFERENTES TIROS DE ESTRUCTURA Tabla A.4. Constantes de q, y q2. k
1
a Claro corto
0
A.3.1. Estructuras de madera
Claro largo
1
0.50
0.50
Vigas e
1.05
0.550
0.450
Armaduras C < 18 m
1.10
0.590
0.410
1.15
0.630
0.370
1.20
0.670
0.330
1.25
0.71Q
0.290
1.30
0.74 0
0.260
1.35
0.770
0.230
1.40
0.800
0.200
1.45
0.820
0.180
1.50
0.830
0.170
< 6m
Espaciamiento entre vigas de acuerdo con el claro (vease figura 4.6).
A.3.2. Concreto armada Losa horizontal perimetral e = L Apoyada en un sentido
8m
4m
Losa Plana P = L 8 m
114
APENDICE. CALCULO DE LOSAS
kk
' b 2b b
)1
Claros 3.00 m
Claros 4.00 m
Claros 5.00 m
Claros 6.00 m
XX
)('
b
3b
b
b
4b
/i/
1" Secciones comerciales de vigas de madera
Vigas unidas para dar proporcion h = f /8ae/10 h = t/6a08
4 Peralte armaduras Figura A.6. Secciones de vigas de madera.
115
b
Flecomendacion: debe haber tres o mas claros continuos en cada sentido.
A.3.3. Acero
Trabes h € /16 y vigas Trabesb t/32
h f/12 Armadurash = f/6 a e/8
Vigas b
e/32
h
ea, Armadurash = e/8 a
epro
Columnas T h/10 h = alturadelacolumna T = lado menor de la columna
10
h = t/B ae/10
e
11.
Figura A.B. Peralte de armadura de acero.
Figura A.7. Peralte de armadura de acero.
116
Bibliografia Barbara Zetina, F. Materiales y procedimientos de construccidn, bajo los auspicios y responsabilidad de la Sociedad de Arquitectos de Mexico y del Colegio Nacional de Arquitectos, Libreria de Manuel Porrue, S.A., Mexico, 1955. Departamento del Distrito Federal, Reglamento de construcciones, Libros Econornicos, Mexico, 1989. Ehlers, V. M. y Steel, E.W.Saneamiento Urbana y rural, Interamericana, Mexico, 1961.
A.
117
Ingenieria de Sistemas de transporte Metropolitanos, Especificaciones de construccidn, Mexico, 1969. Of icina de la Industrie del Cemento, Com° hacer concreto, Mexico, 1955. Tedeschi, E., Teoria de la arquitectura, Nueva Visi6n, Buenos Aires, 1973. United States Steel Export, C.O., Catalog° General, Nueva York, 1946.
La publicacion de esta obra la realizo editorial Trillas, 5. A. de C. V. Division Administrativa, Av. Rio Churubusco 385, Col, Pedro Maria Maya, C. P. 03340, Mexico, D. F. Tel. 6884233, FAX 6041364 Division Comercial, Calz. de la Viga 1132, C. P. 09439 Mexico, D. F. Tel. 6330995, FAX 6330870
5e termino de imprimir y encuadernar el 30 de enero de 1998 (M55), en los talleres de Rotodisetio y Color, 5. A. de C. V. BM2 100
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C 0 `.--, 4..
(
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....A 1., , t- CA C L.Tc., C ( 0 -, /-\ , C -A ( C)'.5. f-, A.. 16
c(-45
Por su parte, "Aplicacion de materiales en la obra" abarca todo lo referente a la selecclan y use de los distintos materiales utilizados en la construccion. Al final se tratan las "Especificaciones de construccion", como impermeabilizacion, acabados iniciales y finales canto en muros como en pisos, pulido, plafones, instalaciones hidraulicas, sanitarias, electricas, etcetera. Los tres apendices incluidos contienen formulas para calcular las losas, y una guia de peraltes y secciones en diferentes tipos de
estructura.
OBRA AFIN EL CONCRETO ARMADO EN LAS ESTRUCTURAS Teorla elistica Vicente Perez Alamil El autor. profesor de la Escuela Nacional de Arquitectura, inquiet* por que el futuro diseftador investigue las posibilidades arquitect6nicas y formales del concreto armado y obtenga una teoria elemental para usarlo racionalmente, pone sus conocimientos a disposici6n del que tiene el habit° de analizar los elementos basicos que conforman el espacio arquitect6nico.
Materiales y construccion es Como texto de consulta y actualization, una herramienta teorico-practica de gran valor, porque apoya el desarrollo de los estudiantes, tecnicos y profesionales de la ingenieria y la arquitectura, ya que aclara la mayoria de las dudas que surgen at
• • proyectar y construir una obra. El texto contiene los conocimientos necesarios para iniciar y guiar una obra, desde el estudio general del predio, los requisitos para elaborar el proyecto arquitectonico, los trabajos iniciales y la cimentacion, hasta I las estructuras, la selecciOn y use de los materiales, asi como algunas captitulos, el libro trata con especificaciones de construccion. En 6 l objetividad y sencillez, casi todos los aspectos de interes para el personal que trabaja en dicho ramo. ‘10.
Contenido:
Estudios preliminares fc°,''''iC-Trabajos iniciales de la construccion Trasmision de cargas a la cimentacion • • • •
Estructuras Aplicacion de materiales en la obra Especificaciones de construccion Apendices: Formulas. Formulas para calcular las losas. diferentes tipos de Guia de peraltes y seccioges en los estructura
ISBN 968-24 -3va.E
9
89682
L
