Manual Básico de Diseño y Construcción SismoResistente CASAS 1 Y 2 PISOS DE MAMPOSTERIA CONFINADA Esta publicación contiene nociones básicas de diseño y construcción basado en el título E de la Norma Colombiana de Construcción sismo resistente NSR-10, con comentarios, ilustraciones y ejercicios prácticos de aplicación.
Germán Andrés Andrés Bogoya Bernate Universidad Nacional de Colombia
INTRODUCCIÓN
Desde la primera expedición en 1984 de la primera Norma Sísmica Colombiana, el Título E tomó importancia ya que implicaba las disposiciones simplificadas para el diseño y construcción de viviendas de uno y dos pisos, que en su momento se realizaban de manera muy empírica y artesanal. Las Nuevas normas de diseño (NSR-98 y posteriormente NSR-10), incorporan de nuevo este título, el cual se revisaron y actualizaron, se conservan sus fundamentos: contar con requisitos mínimos para la construcción de viviendas o casas de uno y dos pisos. El objetivo primordial en la elaboración de este manual básico es el de orientar al lector hacia la proyección de un adecuado diseño y construcción segura y resistente ante sismos para edificaciones de vivienda de uno y dos pisos, los cuales representan en nuestro país una gran demanda de habitantes, por lo que se convierte de carácter importante en el desarrollo de nuevos proyectos bajo estas condiciones de diseño y construcción cumplan con la normatividad exigida en la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente NSR-10. En esta edición, se encuentra sujeta a correcciones y cambios sugeridos por profesionales expertos en la materia, este manual básico es de carácter didáctico y explicativo de los temas comprendidos en el título E de la NSR-10 y apartes de otros títulos del reglamento de diseño y construcción sismo resistente colombiano.
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INTRODUCCIÓN
Desde la primera expedición en 1984 de la primera Norma Sísmica Colombiana, el Título E tomó importancia ya que implicaba las disposiciones simplificadas para el diseño y construcción de viviendas de uno y dos pisos, que en su momento se realizaban de manera muy empírica y artesanal. Las Nuevas normas de diseño (NSR-98 y posteriormente NSR-10), incorporan de nuevo este título, el cual se revisaron y actualizaron, se conservan sus fundamentos: contar con requisitos mínimos para la construcción de viviendas o casas de uno y dos pisos. El objetivo primordial en la elaboración de este manual básico es el de orientar al lector hacia la proyección de un adecuado diseño y construcción segura y resistente ante sismos para edificaciones de vivienda de uno y dos pisos, los cuales representan en nuestro país una gran demanda de habitantes, por lo que se convierte de carácter importante en el desarrollo de nuevos proyectos bajo estas condiciones de diseño y construcción cumplan con la normatividad exigida en la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente NSR-10. En esta edición, se encuentra sujeta a correcciones y cambios sugeridos por profesionales expertos en la materia, este manual básico es de carácter didáctico y explicativo de los temas comprendidos en el título E de la NSR-10 y apartes de otros títulos del reglamento de diseño y construcción sismo resistente colombiano.
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Contenido INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 1 1.
GENERALIDADES GENERAL IDADES .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................... ........................... .......... 4
1.1.
¿Qué es un sismo?....................... sismo?..... ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ................... 4
1.2.
¿Cuál es la función de la sismo resistencia? resistenc ia?................................. ................ .................................. ................................... ...................... .... 5
1.3.
¿Por qué es importante importante diseñar y construir construir con sismo resistencia en Colombia? Colombia? ............. ............. 5
1.4.
Normatividad Normati vidad empleada .................................. ................. ................................... ................................... .................................. ................................. ................ 5
1.5.
Grupos de uso según la NSR-10 .................................. ................ ................................... .................................. ................................... ...................... .... 6
1.6.
Capacidad de Disipación Disipación de de Energía Energía y Uso de los materiales materiales estructurales. estructurales. ................. ...................... ..... 8
1.7.
Tipologías estructurales según la NSR-10 NSR-10 .................. ............................ ................... .................. .................. .................. .................. ........... .. 9
1.8.
Alcance de este manual .................................. ................. ................................... ................................... .................................. ................................. ................ 9
2.
CRITERIOS BASICOS DE PLANTEAMIENTO ESTRUCTURAL .................. ........................... .................. .................. ............ ... 10
3.
CIMENTACIONES CIMENTACIO NES ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ......................... ........ 12
3.1.
Investigación Investi gación mínima. .................................. ................. ................................... ................................... .................................. .................................. ................. 12
3.2.
Sistema de cimentación cimentació n .................................. ................. ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 16
4.
MAMPOSTERIA MAMPOSTER IA CONFINADA ................................. ............... ................................... .................................. ................................... .......................... ........ 18
4.1.
Unidades de Mampostería Mampostería y Calidad del mortero de pega. .................. ........................... .................. .................. ......... 18
4.2.
Clasificación de muros y su respectiva exigencia por la norma. .................. ........................... .................. ............ ... 20
4.3.
Longitud mínima mínima y distribución simétrica de muros................... ........................... ................... ................... .................. ........... 24
4.3.1. Longitud Longit ud mínima de muros. .................................. ................ ................................... .................................. ................................... .......................... ........ 24 4.3.2. Distribución Distr ibución simétrica simétr ica de muros. ................................... ................. ................................... .................................. .................................. ................. 25 4.3.3. Ejercicio de aplicación aplicació n .................................. ................. ................................... ................................... .................................. .................................. ................. 26 5.
ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO CONFINAMIENTO EN MAMPOSTERIA MAMPOSTERIA CONFINADA ................... ............................ ............. .... 30
6.
LOSAS DE ENTREPISOS ENTREPISO S ................................. ................ ................................... ................................... .................................. .................................. ................. 33
6.1.
Espesor Mínimo de Losas ................................... .................. .................................. ................................... ................................... ............................ ........... 33
6.2.
Placa Maciza ................................... ................. ................................... ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 34
6.3.
Placa Aligerada ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ............................ ........... 36
7.
CUBIERTAS CUBIERT AS................................... ................. ................................... ................................... ................................... .................................. .................................. ................. 37
8.
MUROS DIVISORIOS DIVISORI OS Y PARAPETOS PARAPET OS ................................... ................. ................................... .................................. ............................... .............. 39
9.
ESCALERAS ESCALER AS................................... ................. ................................... ................................... ................................... .................................. .................................. ................. 40
ANEXOS ......................................................................................................................................... 41 A.1 Clasificación de amenaza sísmica para las capitales de departamento. .................... ............................. ............ ... 41 A.2 Detalles típicos de refuerzo para escaleras. ........................................................................... 43 A.3 Tabla de Ganchos y traslapos ................................................................................................. 45 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................ 46 2
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1. GENERALIDADES 1.1.¿Qué es un sismo? Es una vibración del terreno que se produce debido al choque de las placas tectónicas y a la liberación de energía en el curso de una reorganización brusca de materiales de la corteza terrestre. Esta reorganización brusca ocasiona desastres en nuestra sociedad, pues afectan las construcciones hechas por el hombre y generan otros fenómenos de carácter natural como movimiento y ruptura del suelo, deslizamientos de tierra, incendios, licuefacción del suelo (pérdida de capacidad portante del suelo por efectos de saturación de humedad del mismo que genera una pérdida de cohesión, lo que genera colapso de estructuras como edificios y puentes), maremotos (grandes olas marinas que desplazan gran cantidad de agua, afectando poblaciones costeras por inundación y erosión súbita de materiales en la superficie).
Ilustración 1. Localización del Foco (epicentro) del sismo, lugar de liberación de energía de contacto de placas en la superficie.
Ilustración 2. Como se origina un sismo de acuerdo con el movimiento de las placas.
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1.2. ¿Cuál es la función de la sismo resistencia? La función de la resistencia es una propiedad o capacidad de las estructuras para deformarse así proteger la vida y los bienes de las personas que las ocupan. La cual se logra estructuralmente mediante:
FORMA REGULAR. (la geometría en planta entre más regular, mejor) BAJO PESO (más liviana, menor fuerza resistente al sismo debe soportar, tener cuidado con peso en cubiertas) MAYOR RIGIDEZ ( Evitar que en el diseño una estructura se deforme demasiado, pues afectaría elementos no estructurales que son susceptibles de colapso) BUENA ESTABILIDAD (Garantizar una cimentación adecuada que evite el volcamiento y/o deslizamiento de la estructura) SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN. (Determinar la profundidad de estrato portante que garantice la estabilidad, el material de suelo debe ser duro para evitar asentamientos dañinos a la estructura y colapso en el sismo). ESTRUCTURA APROPIADA. (Debe cumplir con simetría, uniformidad, continuidad de elementos estructurales, solida. Esto se logra con la correcta coordinación con el diseñador arquitectónico del proyecto) MATERIALES COMPETENTES. (deben tener una resistencia óptima y garantizada en obra, evitar construcción de sistemas sin el debido refuerzo, ni vigas, ni columnas. CALIDAD EN CONSTRUCCIÓN. (Es de gran importancia, ya que si no se logra una calidad de producción y disposición de materiales en obra afectará el éxito del diseño) CAPACIDAD DE DISIPAR ENERGIA. (La estructura debe ser capaz de soportar deformaciones sin que sus elementos colapsen, tener en cuenta la colocación de flejes para garantizar mayor ductilidad a la estructura, más adelante se tomará el tema en el numeral 1.6 de este manual) FIJACION DE ACABADOS E INSTALACIONES (la correcta fijación de estos elementos, y su debida colocación del refuerzo, permitirá que la estructura al entrar en movimiento una uniformidad en su comportamiento que evitara que se desprendan elementos y trabajen como una membrana).
1.3.¿Por qué es importante diseñar y construir con sismo resistencia en Colombia? Colombia pertenece al cinturón de fuego del pacífico, la cual es una de las zonas del planeta con mayor actividad sísmica y un mayor peligro o amenaza. En esta zona las placas de la corteza terrestre se hunden a gran velocidad (varios centímetros por año) y a la vez acumulan enormes tensiones que deben liberarse en forma de sismos.
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El Cinturón de Fuego se extiende sobre 40.000 km y tiene la forma de una herradura. Tiene 452 volcanes y concentra más del 75% de los volcanes activos e inactivos del mundo. Alrededor del 90% de los terremotos del mundo y el 80% de los terremotos más grandes del mundo se producen a lo largo del Cinturón de Fuego.I
Ilustración 4. Cinturón de Fuego del Pacífico. Fuente II
En Colombia, esta ubicación geográfica da lugar a establecer zonas de amenaza sísmica las cuales se establecieron mediante estudios geofísicos de probabilidades de ocurrencia de sismo en un lugar determinado, las cuales se representan en el mapa de amenaza sísmica clasificando las zonas de mayor amenaza donde se espera que ocurra una mayor frecuencia de sismos y una gran intensidad de sismo. En el anexo 1 se expone la clasificación de amenaza sísmica de las principales ciudades de Colombia, para consultar un municipio específico, se debe consultar la NSR-10 en el apéndice A-4: Valores Aa, Av, Ae y definición de amenaza
sísmica
de
los
municipios
III
colombianos.
Ilustración 3. Mapa de Zonas de Amenaza Sísmica de Colombia. Fuente NSR-10 Apéndice 1
Ilustración 5. Construcción No Sismo resistente.
Ilustración 6. Construcción Sismo Resistente.
1.4. Normatividad empleada La normatividad empleada en el diseño, construcción y supervisión técnica está comprendida por las leyes:
Ley 400 de 1997 Ley 1229 de 2008 El Reglamento Colombiano de construcciones sismo resistentes, NSR-10 y sus decretos anexos complementarios. (Decreto Nacional 092 de 2011 y Decreto Nacional 340 de 2012) Las Resoluciones expedidas por la comisión asesora permanente del régimen de Construcciones Sismo Resistentes” del Gobierno Nacional, adscrita al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, y creada por el artículo 39 de la Ley 400 de 1997.
La normatividad empleada que rige la expedición de licencias urbanísticas está comprendida por:
Decreto Nacional 1469 de 2010. 5
Normatividad Local: Para este manual se emplea lo exigido adicionalmente por la Resolución 227 de 2007, Resolución 227 de 2006 Secretaría Distrital de Gobierno Dirección de Prevención y Atención de Emergencias –DPAE, Alcaldía de Bogotá D.C.
1.5. Grupos de uso según la NSR-10 Según la NSR-10 se clasifican las edificaciones según su uso.
NSR-10 Aparte de la norma 1. Grupo IV, Edificaciones Indispensables.
Ilustración 7. Hospital San Vicente de Paul, Rionegro Antioquia, Grupo Uso IV. Fuente IV
6
NSR-10 Aparte de la norma 2. Grupo de Uso III.
Ilustración 8. Estación de Bomberos Bicentenario Grupo Uso III, Bogotá D.C, Fuente V
NSR-10 Aparte de la norma 3. Grupo de Uso II
VI
Ilustración 9. Curaduría Urbana 5 de Bogotá Grupo Uso II, Fuente .
7
NSR-10 Aparte de la norma 4. Grupo de Uso I.
Ilustración 10. Vivienda Unifamiliar, Grupo de Uso I
1.6. Capacidad de Disipación de Energía y Uso de los materiales estructurales. Según ubicación de amenaza sísmica del proyecto, la capacidad de disipación de energía de los materiales estructurales depende de la ductilidad1 del material, por tanto el diseño debe cumplir que los materiales estén un grado de disipación de energía, como se expone en la siguiente tabla: Diseño con capacidad de Disipación de Energía Mínima – DMI Moderada – DMO Especial - DES
Baja
Zona de Amenaza Sísmica Intermedia
Alta
Se permite Se permite Se permite
No se permite Se permite Se permite
No se permite No se permite Se permite
Tabla 1. Diseño de materiales estructurales.
Por ejemplo, para la ciudad de Bogotá no se permite el diseño de estructuras con capacidad mínima de disipación, y para la tipología estructural de muros confinados (se explicará en el numeral 1.6), afecta el cálculo de longitudes mínimas y por ende la simetría, que más adelante se explicará con detalle.
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http://es.wikipedia.org/wiki/Ductilidad La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada.
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1.7.Tipologías estructurales según la NSR-10 Según el material estructural, tiene sus requisitos para que cumpla con la norma, los títulos para el diseño son: Titulo C NSR-10
Titulo D NSR-10 Titulo E NSR-10
Titulo F NSR-10
Titulo G NSR-10
Ilustración 11. Materiales Estructurales Incluidos en la NSR-10.
1.8. Alcance de este manual Este manual está basado en la metodología de diseño del Título E de la NSR-10 el cual establece los requisitos para la construcción sismo resistente de viviendas de uno y dos pisos de mampostería confinada de uso vivienda exclusivamente (GRUPO USO I). Estos requisitos son de índole general y están dirigidos a todos los profesionales de la ingeniería y la arquitectura que trabajan en construcción de vivienda, así no sean especialistas en cálculo estructural. Para otros usos (II, III y IV), guiarse según la metodología expuesta en los Capítulos A.1 al A.12 de la NSR-10. El titulo E de la NSR-10, está contemplado para un programa de máximo de 15 viviendas y menos de 3000 m2 de área construida. Sin embargo se pueden diseñar según el Titulo A y D de la NSR-10.
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2. CRITERIOS BASICOS DE PLANTEAMIENTO ESTRUCTURAL
Ilustración 12. Sistema de Resistencia Sísmica de los Muros confinados, acción conjunta de elementos estructurales.
Los muros estructurales deben resistir fuerzas sísmicas paralelas a su plano, por ende es necesario colocar muros en las dos direcciones, ortogonales entre sí, los cuales deben estar distribuidos simétricamente como lo describe la ecuación E-3.6-2 de la NSR-10 título E, que más adelante se explicará el tema.
Ilustración 13. Disposición de Muros Estructurales.
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La eficacia de la integridad estructural está ligada a
La continuidad de muros verticalmente: para considerar un muro confinado estructural, este debe ser continuo desde cimentación hasta cubierta, respetando la continuidad de columnas de confinamiento.
Ilustración 14. Continuidad de m uros. Fuente. VII
La regularidad en planta y en altura se debe garantizar, si la estructura presenta irregularidad ya sea en planta o en altura se debe manejar una junta sísmica y analizar la estructura por bloques separados regulares, cumpliendo con las longitudes mínimas exigidas y la simetría, según las ecuaciones E.3.6-1 y E.3.6-2 del Título E de la NSR-10. Se debe evitar PLANTA IRREGULARIDAD SEGÚN LA NORMA NSR-10 2P-Retrocesos en las esquinas, en las zonas donde se presentan las formas regulares, se debe emplear el muro doble dilatado y analizar las dos formas regulares por separado. La condición es que el vacío no puede superar el 15% de cualquier dimensión del proyecto, ej. Si el proyecto es de 6X12m y el vacío es de 3X3m, el 15% de 12 es 1.8m y el 15% de 6 es 0.9, el vacío supera ampliamente la condición, por tanto se debe analizar por bloques regulares independientes de 6x9m y 3x3m
3P- 1 Irregularidad en Diafragma, Esta situación obliga a manejar subdividir el proyecto en bloques regulares.
3P- 2 Irregularidad en Diafragma, Esta situación obliga a manejar subdividir el proyecto en bloques regulares.
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5P- Sistemas no paralelos, Si se presenta una geometría como esta, se recomienda trabajar en bloques paralelos regulares, si no cumple con lo exigido en longitud mínima y simetría, se debe cambiar la tipología estructural, presentar memoria de cálculo y estudio de suelos.
Cargas adicionales en cubierta como tanques de agua, solo se permiten si son menores en capacidad a un metro cubico (1 m 3).
3. CIMENTACIONES 3.1. Investigación mínima. Antes de desarrollar un proyecto se debe conocer los parámetros mínimos los cuales deben quedar consignados en un memorial de responsabilidad. En el cual se verifique: a) El comportamiento de casas similares en las zonas aledañas constatando que no se presenten asentamientos diferenciales, agrietamientos, pérdida de verticalidad, compresibilidad excesiva, expansibilidad de intermedia a alta, colapasibilidad, etc., que permita concluir que el comportamiento de las casas similares ha sido el adecuado. b) En inmediaciones del sector a intervenir la Ilustración 15. Estructura en colapso, generado por ausencia de procesos de remoción en licuefacción del suelo por fallas en sistemas de masa, áreas de actividad minera activa, en drenaje de aguas lluvias. recuperación o suspendida, erosión, cuerpos de aguas u otros que puedan afectar la estabilidad y funcionalidad de las casas. Se debe consultar en la secretaria de planeación municipal, el mapa de riesgos y reservas en los cuales se restringe construir. NOTA: En este punto cabe anotar para el caso particular de Bogotá, se cuenta con una
base de datos (http://apps.sire.gov.co/GeoPortalV2/mapa.jsf ) del fondo de prevención y atención de emergencias FOPAE, que con la dirección y/o chip del predio indica al usuario el tipo de riesgo que presenta, en este caso verificar si no se encuentra también en zona de ronda hidráulica de los ríos, y reserva ambiental de cerros. Adicionalmente las exigencias según la Resolución Distrital (Bogotá solamente) 227 de 2006 para estos predios que se encuentren en:
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RIESGO PREDIO Inundación Alta
EXIGENCIAS DECRETO 227 PARA LICENCIA DE CONSTRUCCI N Se deberán adjuntar oficios por parte de: la Dirección de Prevención y Atención de Emergencias (DPAE), la Empresa de Acueducto y Alcantarillado. la Secretaria Distrital de Planeación Donde se certifique y/o actualice en planos el nivel de amenaza actual, en
Remoción Media
caso de no haberse realizado las obras de mitigación correspondientes no será posible expedir licencia de construcción por parte de la Curaduría Urbana. Se debe anexar cortes y fotografías del terreno (mostrando el entorno) a partir de los cuales se pueda determinar la pendiente del mismo (colocar de
manera explícita en los cortes, el valor de la pendiente máxima). Según lo establecido en la resolución No. 227 de julio 13 de 2006 , en terrenos con pendiente superior al 17%, deberán realizarse estudios geotécnicos y de estabilidad de taludes que tengan en cuenta lo estipulado en la sección A.2.4.1.1 y el título H de las NSR-10. Si es superior al 17% se requiere consulta ante la FOPAE.
Remoción Alta
Se debe hacer
la consulta ante FOPAE sobre el predio, medidas de
mitigaciones expuestas y recomendadas por la FOPAE. Se deberá realizar estudio geotécnico y de estabilidad de taludes que tenga en cuenta lo establecido en A.1.5.4 y el título H de la norma NSR-10. Y los demás requisitos exigidos en Remoción Media.
Tabla 2. Exigencias según Decreto Distrital (Bogotá) 227 de 2006, en cuanto el riesgo que se presente en el proyecto.
Ilustración 16. Base datos Geoportal SIRE, Consulta de zonificación de riesgos por remoción en masa para Bogotá, Sector Usme.
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Ilustración 17. Mapa de zonificación de Riesgo por Inundación y Ronda hidráulica para Bogotá, Sector Bosa.
Cuando las condiciones de riesgo no apliquen a los requisitos expuestos en la tabla anterior, la investigación mínima es el punto de partida del proyecto estructural. c) Se debe realizar mínimo un apique por cada tres unidades construidas o por cada 300 m 2 de construcción, hasta una profundidad mínima de 2.0 m, en el que se constate la calidad razonable del suelo de cimentación. d) En los apiques indicados en (c) deberán quedar determinados los espesores de los materiales inconvenientes para el apoyo directo y superficial de la cimentación, como son: descapote, escombros, materia orgánica, etc., los cuales deberán ser retirados durante la construcción. Ilustración 18. Caracterización de los Suelos, No se debe cimentar donde el material tenga contenido orgánico una clave para su identificación es el color negro y el olor, por tanto se debe seguir excavando hasta encontrar colores claros con buena consistencia. Fuente imagen: Cartilla de Construcción de Eternit.
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Ilustración 19. A) Corona principal y área interna de movimiento; B) Áreas de remoción intensa; C) Lóbulo
de un flujo de escombros y lodo; D) Cárcava que aprovechó una fisura en el deslizamiento; E) Coronas en VIII retroceso; F) Corona; G) Formas dentro del área del deslizamiento. Fuente
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Se debe realizar un estudio geotécnico por parte de un Ingeniero Civil facultado (especialista o magíster o doctorado en geotecnia, o 5 años de experiencia profesional en este campo), cuando el proyecto presente las siguientes condiciones: a) b) c) d) e) f)
Suelos que presenten inestabilidad lateral. Suelos con pendientes superiores al 30%. Suelos con compresibilidad excesiva. Suelos con expansibilidad de intermedia a alta. Suelos que presenten colapsibilidad. Licuefacción, grietas y hundimientos. Suelos en zonas que presenten procesos de remoción en masa, áreas de actividad minera activa, en recuperación o suspendida, erosión, cuerpos de aguas u otros que puedan afectar la estabilidad y funcionalidad de las casas.
3.2. Sistema de cimentación Está compuesta por un sistema de vigas las cuales deben formar anillos cerrados rectangulares los cuales deben tener las siguientes características: a) Configuración en planta: Las distancias interiores no deben ser mayores a 4 metros, si la se excede esta longitud, se deben colocar vigas intermedias que no den apoyo a ningún muro las cuales pueden tener una dimensión mínima de 20x20 cm. Los muros estructurales y no estructurales deben estar apoyados y anclados a vigas de cimentación. b) Dimensiones y Refuerzo: Deben tener las vigas reforzamiento longitudinal y transversal los cuales se representan en la tabla E.2.21 de la NSR-10. a. Garantizar el recubrimiento mínimo de 4cm para el refuerzo si hay concreto pobre de limpieza o sobre un concreto ciclopeo, si la viga Tabla 3. Dimensiones Mínimas exigidas para diseño de vigas de esta en contacto directo con el suelo, se debe compactar una capa minima de 20 cm y un recubrimiento del refuerzo sobre el área de contacto de 7 cm. b. La losa de contrapiso debe estar aislada de las vigas de cimentación y sobrecimiento. c) Cimentación en terreno Inclinado: a. Cuando las condiciones son favorables, con pendientes inferiores al 15%, se pueden Ilustración 20. Corte en perfil de la sección de
cimentación tipo excéntrica, sin sobrecimiento.
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emplear sobrecimientos (submuraciones confinadas hasta el nivel de placa de contrapiso) que compensen la altura del terreno. b. Si esta entre el 15% y el 17%, se deben emplear muros de contención diseñados según el titulo H por un Ingeniero Civil Facultado y su respectivo análisis de estabilidad. c. Si es mayor al 17%, se pueden seguir implementando muros de contención adicionalmente se puede amarrar la cimentación mediante pilares, si la pendiente es mayor al 20%. Ilustración 21. Detalle de Cimentación, apoyo de muros. Fuente AIS.
Ilustración 22. Pilares para estabilización de pendientes mayores al 20%.
d. Tener en cuenta las recomendaciones de excavación dadas por el Ingeniero Geotecnista para este caso de cimentación en terreno inclinado.
Ilustración 23. Recomendaciones Prácticas para seguridad del proyecto. Fuente AIS.
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Ilustración 24. Recomendaciones Prácticas para seguridad del proyecto ante remoción en masa. Fuente AIS.
Ilustración 25.Recomendaciones Prácticas para seguridad del proyecto ante riesgo por inundación. Fuente AIS.
4. MAMPOSTERIA CONFINADA 4.1.Unidades de Mampostería y Calidad del mortero de pega.
NSR-10 Aparte de la norma 5. Se exponen las propiedades de las unidades de mampostería a emplear en los muros.
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Ilustración 26: Bloque Arcilla Número 5, avalado para construcción de muros en mampostería.
Ilustración 27. Bloque Arcilla perforación vertical.
Ilustración 28. Ladrillo portante 30.
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Ilustración 29. Ladrillo arcilla prensado macizo.
4.2. Clasificación de muros y su respectiva exigencia por la norma. Según su función los muros se clasifican en: a) Muros estructurales. a. Son los que resisten las fuerzas sísmicas y de carga de la edificación. b. Los muros estructurales son de mampostería confinada y se consideran confinados en una planta superior si son continuos desde cimentación. c. Su metodología constructiva consiste en levantar primero los muros de mampostería dejando espacio para el encoframiento de columnas y luego fundir el concreto en estos espacios, ya que los empujes hidrostáticos y por retracción de fraguado, aumentan la resistencia y ductilidad del muro, luego se funden las vigas corona de forma monolítica con las columnas que le dan la rigidez. d. Las aberturas en los muros deben ser pequeñas, bien espaciadas y no pueden estar ubicadas en las esquinas. El área de los vanos de un muro no debe ser mayor al 35% del área total del muro. Entre las aberturas de un mismo muro debe existir una distancia suficiente. La distancia mínima entre aberturas debe ser mayor a 500 mm. Y en ningún caso debe ser menor que la mitad de la dimensión mínima de la abertura. Se deben reforzar los vanos con vigas y columnas de concreto reforzado alrededor de los mismos y la longitud total en planta de los vanos debe ser menor que la mitad de la longitud total en planta del muro. NOTA: No se deben dejar aberturas continuas en la parte superior del muro, cerca de las columnas de confinamiento, porque se puede presentar el efecto de 2
columna corta.
2
NSR-10, Título E, sección E.3.4, Aberturas de muros.
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IX
Ilustración 30. Explicación de Aberturas en los muros, los cuales deben estar confinados, fuente AIS .
Ilustración 31. Correcto confinamiento de aberturas, genera mayor estabilidad de la estructura.
Ilustración 32. Efectos de las columnas cortas generados por los vacíos (a), el no confinamiento de las aberturas (b), IX fuente .
e. Las dimensiones mínimas exigidas de muros confinados estructurales son las siguientes:
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i. Espesor mínimo de muros: según la ubicación del proyecto, la zona de amenaza sísmica.
Ilustración 33. Espesores mínimos de muros según NSR-10, Titulo E. E.3.5
ii. Debido a la longitud máxima horizontal los muros no deben exceder 35 veces el espesor efectivo de muro, si el muro tiene mayor longitud se deben disponer de columnas de confinamiento intermedias. iii. Altura libre vertical máxima, los muros no deben exceder 25 veces el espesor de muro, en el caso de cubiertas inclinadas, se considera el nivel máximo solamente en el arranque de los remates de culata.
Ilustración 34. Conformación de muro confinado.
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Ilustración 35. Confinamiento Incorrecto de mampostería, Estructura Inestable.
Ilustración 36. Confinamiento Adecuado de mampostería, Estructura Estable.
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Ilustración 37. Comparación de procesos constructivos adecuados e inadecuados para el levantamiento de muros estructurales, Fuente AIS. X
b) Muros no estructurales. Son aquellos que dividen espacios pero no cumplen función de resistencia sísmica. Estos muros deben ir amarrados a m uros perpendiculares a su plano, preferiblemente muros estructurales.
4.3. Longitud mínima y distribución simétrica de muros. Se debe proveer una longitud mínima de muros los cuales deben estar distribuidos en los dos ejes principales de la estructura, se deben colocar muros lo más posible en la periferia. La distribución de muros deben tener longitudes similares, y los muros en un mismo plano no deben sumar más de la mitad de la totalidad de muros en cada dirección.
4.3.1. Longitud mínima de muros. La longitud mínima se obtiene por medio de la ecuación E.3.6-1
Lmin
= longitud mínima exigida en cada dirección,
Mo
= Coeficiente para longitud mínima, que depende de la zona de amenaza sísmica.
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Tabla 4. Coeficientes de Mo según Amenaza sísmica de la ciudad, para el caso de Bogotá es Mo=13
Ap = área de análisis según las siguientes planteamientos estructurales.
Proyecto (Pisos)
Cubierta
Ap (m2)
1 1
Placa Liviana
Ac Ac*(2/3)
2 2
Placa Liviana
Ae+Ac Ae+ ((2/3)*Ac)
Ac = Area Cubierta , Ae= area entrepiso Tabla 5. Análisis de Ap según la propuesta del proyecto.
4.3.2. Distribución simétrica de muros. Los muros se deben distribuir de forma aproximadamente simétrica, cuando tenga el proyecto irregularidades en planta se deben dividir en formas regulares como se mencionó anteriormente en el tema de irregularidades. Debe cumplir con la condición de la ecuación E.3.6-2.
∑ | ∑ |
Lmi = Longitud de cada muro en la dirección i. b = la distancia perpendicular en metros desde cada muro en la dirección i, hasta el extremo de borde de proyecto fijo escogido.
Bi = Longitud de análisis perpendicular a la dirección longitudinal de los muros a analizar. La inecuación compara la distribución del centro de rigidez del proyecto respecto al centro de gravedad geométrico, determinando la excentricidad entre estos dos puntos, la cual no debe exceder 0.15, o el 15% de la longitud de análisis Bi.
25
Cabe anotar si no hay continuidad de algún muro para proyectos de dos pisos, se debe analizar simetría nuevamente para esta planta, y verificar si los muros que no se desean continuar son los indicados para remover, cumpliendo con simetría para el segundo piso. La ecuación puede dar valores negativos, pero esta contenido dentro de un valor absoluto, lo que da el valor bruto del número, y este se compara con 0.15. Por ejemplo: El resultado antes dio -0.45, a simple vista es mucho menor que 0.15, pero al ejecutar el valor absoluto da 0.45 el cual es mayor que 0.15, por tanto requiere una nueva distribución de muros. El valor negativo y positivo es de carácter físico, por ejemplo si estoy analizando muros en el sentido X, y el valor dio 0.18, significa que el centro de rigidez se movió en el sentido de análisis si lo estoy haciendo de izquierda a derecha, por tanto hay más muros en el lado derecho que en el izquierdo, y de manera recíproca si hubiese un valor negativo de -0.18, significa que está más cargado en el costado izquierdo de análisis.
4.3.3. Ejercicio de aplicación Ejemplo de aplicación a un proyecto real. Se tiene una planta estructural con las siguientes características: El proyecto tiene irregularidad en planta debido a un vacío exigido por norma arquitectónica, entonces se debe trabajar el proyecto en módulos independientes, los cuales están compuestos por:
Módulo 1, estructura de 2 pisos con cubierta liviana. Módulo 2, estructura de 1 piso en placa maciza con acceso.
26
s i s i l á n a e d X e j E
Eje Y de análisis
27
BLOQUE 1 ENTRE EJES 1 Y 4 Cuadro de Longitudes Mínimas Mo=13
Cuadro de Longitudes Minimas Según NSR-10 E.3.6 area piso Piso
superior
AP (m2)
(m2)
Espesor
Lmin
muro t (mm)
(m)
Cubierta:
Liviana
Propuestos Longitudinal
Transversal
(Σ Lmi-y)
(Σ Lmi-x)
Cumple
1P
45.74
76.23
150
6.61
25.50
9.00
OK
2P
45.74
45.74
150
3.96
17.00
7.50
OK
BLOQUE 2 EJES 5 A 10 Mo=13
Cuadro de L ongitudes Minimas Según NSR-10 E.3.6 area piso Piso
superior
AP (m2)
(m2) 1P
39
Espesor
Lmin
muro t (mm)
(m)
39.00
150
Cubierta:
Maciza
Propuestos Longitudinal
Transversal
(Σ Lmi-y)
(Σ Lmi-x)
20.55
12.75
3.38
Cumple
OK
Como se observa en los cuadros y al chequear, los muros en ambos bloques cumplen la longitud mínima. En el análisis de simetría, se debe hacer en cada sentido de análisis, en este caso hubo necesidad de reforzar los muros, considerando un doble muro confinado, los cuales para simplificación de cálculo se toman del doble de distancia medida en el sentido de resistencia sísmica. Para el bloque 1 se realizó el análisis de simetría así: Distribución Simétrica de Muros NSR-10 E.3.6.6 PISO 1 SIMETRIA EJE X PISO 1 SIMETRIA EJE Y PISO 1 Bx =5.00
By =8.50
Σ Lmi-y
Σ Lmi-y*bi-x
% Ec Bx
|%Ec Bx|≤ 0.15?
Σ Lm i -x
Σ Lm i- y*b i -y
% Ec By
|%Ec By|≤ 0.15?
25.50
73.53
0.077
OK Cumple
9.00
35.85
-0.031
OK Cumple
EJE
Lmi -y (m)
bi -x (m)
Lmi -y*bi-x
EJE
Lmi-x (m)
bi-y (m)
Lmi-y*bi -y
A F G
8.50 8.50 8.50
0.08 3.65 4.93
0.64 31.03 41.86
1 2 3
3.00 3.00 3.00
0.15 3.40 8.40
0.45 10.20 25.20
PROCESO CÁLCULO SIMETRIA X PISO 1 73.53
-
25.50
5.00 2
PROCESO CÁLCULO SIMETRIA Y PISO 1 35.85
≤
0.15
5.00 2.88
-
-
9.00
8.50 2
≤
0.15
4.25
≤
0.15
-0.27 8.5 -0.031 0.031
≤
0.15
≤ ≤
0.15 0.15
8.50 2.50
≤
0.15
5.00
3.98
8.50
0.38 5 0.077 0.077
≤
0.15
≤ ≤
0.15 0.15
Cumple Simetria Eje X
Cumple Simetria Eje Y
28
Podemos observar que la simetría en ambos sentidos tiende a acercarse al centro de gravedad del bloque de análisis en x se desplaza a la derecha, y en el sentido y se desplaza hacia abajo del sentido de análisis. Distribución Simétrica de Muros NSR-10 E.3.6.6 PISO 2 SIMETRIA EJE X PISO 1 SIMETRIA EJE Y PISO 1 Bx =5.00
By =8.50
Σ Lmi-y
Σ Lmi-y*bi-x
% Ec Bx
|%Ec Bx|≤ 0.15?
Σ Lm i-x
Σ Lm i-y*b i-y
% Ec By
|%Ec By|≤ 0.15?
17.00
42.50
0.000
OK Cumple
7.50
35.63
0.059
OK Cumple
EJE
Lmi-y (m)
bi -x (m)
Lmi -y*bi-x
EJE
Lmi-x (m)
bi-y (m)
Lmi-y*bi -y
A G
8.50 8.50
0.08 4.93
0.64 41.86
1 2 3
1.50 3.00 3.00
0.15 3.40 8.40
0.23 10.20 25.20
PROCESO CÁLCULO SIMETRIA X PISO 2 42.50
-
17.00
PROCESO CÁLCULO SIMETRIA Y PISO 2
5.00
35.63
2
≤
0.15
7.50
2.50
≤
0.15
4.75
5.00 2.50
-
-
8.50 2
≤
0.15
4.25
≤
0.15
0.50 8.5 0.059 0.059
≤
0.15
≤
0.15 0.15
8.50 -
5.00
8.50 0.00 5 0.000 0.000
≤
0.15
≤
0.15 0.15
≤
Cumple Simetria Eje X
≤
Cumple Simetria Eje Y
Se observa en el piso 2 no continuaron todos los muros, lo que implicó un nuevo análisis de simetría, la remoción del muro en el eje 1 de segundo piso no afecto significativamente la simetría del proyecto, por tanto se permite. Para el Bloque 2 se realizó el análisis de simetría así: El bloque 2 es de un solo piso en cubierta maciza. Distribución Simétrica de Muros NSR-10 E.3.6.6 PISO 1 Bx =5.00 SIMETRIA EJE X PISO 1 SIMETRIA EJE Y PISO 1
By =7.80
Σ Lmi-y
Σ Lmi-y*bi-x
% Ec Bx
|%Ec Bx|≤ 0.15?
Σ Lmi -x
Σ Lmi -y*b i-y
% Ec By
|%Ec By|≤ 0.15?
20.55
54.39
0.029
OK Cumple
12.75
36.84
-0.130
OK Cumple
EJE
Lmi -y (m)
bi -x (m)
Lmi -y*bi -x
EJE
Lmi -x (m)
bi -y (m)
Lmi -y*bi -y
A F F G
7.80 2.30 2.65 7.80
0.08 2.47 3.65 4.93
0.59 5.68 9.67 38.45
5 6 7 9 10
3.75 3.75 1.05 1.50 2.70
0.08 2.02 2.57 3.63 7.72
0.28 7.58 2.70 5.45 20.84
29
PROCESO CÁLCULO SIMETRIA X PISO 1 54.39
-
20.55
5.00 2
PROCESO CÁLCULO SIMETRIA Y PISO 1 36.84
≤
0.15
12.75
5.00 2.65
-
-
7.80 2
≤
0.15
3.90
≤
0.15
-1.01 7.8 -0.130 0.130
≤
0.15
≤
0.15 0.15
7.80 2.50
≤
0.15
5.00
2.89
7.80
0.15 5 0.029 0.029
≤
0.15
≤
0.15 0.15
≤
Cumple Simetria Eje X
≤
Cumple Simetria Eje Y
La simetría en este bloque esta desplazada un 13% en el sentido Y, pero cumple con lo exigido en la norma.
5. ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO EN MAMPOSTERIA CONFINADA Los elementos de confinamiento están compuestos por vigas y columnas de concreto reforzado con las siguientes características:
Materiales:
NSR-10 Aparte de la norma 6. Especificaciones mínimas para elementos de confinamiento.
Columnas de confinamiento: .1. Deben anclarse desde cimentación, los cuales deben tener traslapo entre las vigas de amarre superior e inferior, estas columnas como se expuso anteriormente deben fundirse luego del alzado del muro en mampostería. .2. Las dimensiones mínimo deben tener 200cm2, con una de sus dimensiones que conserve el espesor de muro que confina, por ejemplo, el muro es de 15 cm, entonces se pueden manejar sección de 15 x 30cm = 450 cm2, cumpliendo con la norma. 30
.3. Su ubicación siempre irá en los extremos de los muros que confina, y su longitud entre columnas no debe exceder 35 veces el espesor de muro o 4 metros. .4. El refuerzo mínimo de la columna de confinamiento debe tener: .4.1. Longitudinal: 4 barras no 3 (3/8”), o 3 barras no 4 (1/2”).
.4.2. Transversal: debe manejar estribos cerrados no 2 (1/4”) espaciados cada 20
cm en el centro y cada 10 cm en los extremos. .4.3. El traslapo de refuerzo longitudinal debe hacerse de manera alternada entre pisos y en el tercio medio. Ilustración 38. Detalle Refuerzo Columnas, .4.4. Se debe tener en cuenta que los estribos Fuente AIS. la unión de los ganchos no debe ser en el mismo refuerzo longitudinal, ya que genera inestabilidad.
Ilustración 39. Forma correcta de colocación de estribos en vigas y columnas. Fuente AIS
31
Ilustración 40. Proceso de fundición de Columna de Confinamiento, Fuente AIS.
Vigas de Confinamiento: .1. Se deben emplear a nivel de cimentación, entrepiso y enrase de cubierta. .2. Se emplean en vigas dintel y las cintas de amarre en las culatas. .3. Las dimensiones mínimo deben tener 200cm2, con una de sus dimensiones que conserve el espesor de muro que confina, por ejemplo, el muro es de 15 cm, entonces se pueden manejar sección de 15 x 30cm = 450 cm 2, cumpliendo con la norma. .4. Su ubicación siempre irá en los extremos de los muros que confina, y su longitud entre columnas no debe exceder 35 veces el espesor de muro o 4 metros. .5. El refuerzo mínimo de la columna de confinamiento debe tener: .5.1. Longitudinal: 4 barras no 3 (3/8”), o 3 barras no 4 (1/2”). .5.2. Transversal: debe manejar estribos cerrados no 2 (1/4”) espaciados cada 20 cm en el centro y cada 10 cm en los extremos, los primeros 50 centímetros. .5.3. El traslapo de refuerzo longitudinal debe hacerse de manera alternada entre pisos y en el tercio medio. Cintas de Amarre: .1. Las cintas de amarre, se usan como elementos suplementarios a vigas de amarre, usados en antepechos de ventanas, en remates de culatas, en remates de antepechos. Cumpliendo las siguientes características: .1.1. Altura superior o igual a 10cm, con ancho igual al elemento que confina. .1.2. Refuerzo mínimo longitudinal dos barras no 3 (3/8”), con ganchos tipo S colocados de manera conveniente para el diseño de las vigas de amarre. 32
.1.3. Elemento de mampostería tipo U, reforzado longitudinalmente reforzado longitudinalmente como mínimo con 2 no 3 (3/8”) o una barra no 4 (1/2”), inyectado con mortero de no inferior a 7.5 MPa. .1.4. Deben ser de fundición monolítica
Ilustración 41. Detalle de confinamiento de vigas y columnas, detalles de cinta de amarre. Fuente AIS.
6. LOSAS DE ENTREPISOS Dependiendo de las luces a emplear se diseña el espesor y el refuerzo mínimo de las losas de entrepiso. Para esta tipología estructural se pueden emplear:
Placa Maciza. Placa Aligerada. Sistemas Prefabricados avalados por la norma sismo resistente. (placa fácil, etc.) Sistemas constructivos de placa colaborante (Steel – deck).
Los anteriores sistemas pueden ser empleados como sistemas estructurales de entrepiso que garanticen la trasmisión de esfuerzos y la generación de diafragmas rígidos. Se exponen los requisitos para placa maciza y aligerada, en ediciones posteriores se analizarán con otros sistemas constructivos.
6.1.Espesor Mínimo de Losas Para el proyecto considerar la condición de apoyo de las losas, y la que convenga más económicamente de acuerdo a la luz de diseño.
33
Tabla 6. Espesor mínimo de Losas, Expuesto En NSR-10 Titulo E. E.5.
Ejemplo de aplicación se tiene una luz de 3 metros entre apoyos, se compararán los espesores con las solicitudes del proyecto: Luz Diseño
3
metros
Voladizo
0.70
metros
Condición de apoyo Tipo Losa
Simplemente Apoyada
Un apoyo Continuo
Continuo Con Voladizo
Maciza Aligerada en un Sentido
0.15 0.19
0.13 0.16
0.07 0.09
Tabla 7. Ejemplo práctico de diseño de placa, consideración de espesores.
La longitud a considerar en la placa simplemente apoyada es entre apoyos igualmente para apoyos continuos, en caso del apoyo continuo con voladizo se toma la longitud del ultimo apoyo hasta el borde de placa del voladizo, como se observa en el ejemplo el espesor menor en placa maciza es de 7cm, pero la condición más desfavorable es la simplemente apoyada, en este caso se adapta el espesor de simplemente apoyada 15cm, lo mismo sucede en el predimensionamiento de la placa aligerada, considerando 19 cm como el espesor mínimo de placa a trabajar.
6.2.Placa Maciza Está conformado por una sola sección de concreto la cual está reforzada en ambos sentidos y apoyado en muros opuestos. El refuerzo mínimo establecido en la NSR-10 título E, es exclusivamente para edificaciones de grupo de uso I.
Ilustración 42. Longitudes consideradas en el predimensionamiento del espesor de ix placa. Fuente AIS
34
Ilustración 43. Refuerzo mínimo para placa maciza, se debe tener en cuenta que para luces más grandes no son recomendadas, las cuales deben ser diseñadas bajo el título C de la NSR-10.
Ilustración 44. Detalles de corte de refuerzo para placa maciza, garantizar recubrimiento mínimo de 4cm.
35
6.3.Placa Aligerada Son empleadas para salvar grandes luces que las losas macizas. Está conformado por:
Viguetas: Elementos que soportan la carga y la distribuye a los apoyos, contiene el refuerzo principal, el ancho es de 80mm mínimo, y la separación máxima es de 600mm
Elementos Aligerantes: Son elementos que se colocan en las cavidades de las losas, pueden ser de guadua, bloque arcilla hueco, icopor, etc.
Torta Superior: Fundido Monolíticamente, espesor 50mm. Se debe reforzar con varilla no 2 cada 300mm en ambas direcciones
Ilustración 45. Componentes de la placa maciza. Fuente manual A IS.
Torta Inferior: Mortero 1:3, espesor mínimo de 20mm y máximo de 30mm, se refuerza con alambrón cada 300mm ambos sentidos o malla gallinero de ojo 25 mm
El refuerzo mínimo está establecido en la tabla E.5.1-3.
Tabla 8. Refuerzo mínimo para viguetas de placa aligerada.
36
Ilustración 46. Disposición de refuerzo para viguetas con apoyo simplemente apoyado.
Ilustración 47. Disposición de refuerzo en apoyos secundarios. En Voladizos debe ir en la parte superior.
7. CUBIERTAS Pendientes Recomendadas según el tipo de material de cubierta.
Tabla 9. Pendientes recomendadas para materiales de cubierta.
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Se pueden emplear dos tipos de cubiertas:
Cubierta Liviana: Los elementos portantes de cubierta de cualquier material, deben conformar un conjunto estable para cargas laterales, deben disponer de sistema de anclaje en los apoyos y suficientes elementos de arrostramiento como tirantes, contravientos, ristras, etc. Que garanticen la estabilidad del proyecto, deben transferir las cargas de cubierta a muros mediante vigas cinta o de amarre. El diseño de la geometría de la cubierta liviana va en función del fabricante, se recomienda consultar con fabricantes de tejas y fabricantes de correas de apoyo a las tejas. El apoyo de la cubierta se puede emplear en materiales como madera estructural (ver título G NSR-10), guadua, perfiles metálicos (título F NSR-10) y prefabricados, los cuales deben cumplir con los requisitos de calidad exigidos por la norma NSR-10.
Ilustración 48. Detalles típicos para cubierta liviana con apoyo en perfiles metálicos, para más detalles consultar fabricantes.
Ilustración 49. Detalle de remate de culata o cuchilla de cubierta liviana.
38
Ilustración 50. Requisitos para cubiertas en guadua. NSR-10 Titulo E.
Ilustración 51. Requisitos para correas en guadua según la NSR-10.
Cubierta en Placa: Debe seguir los parámetros de diseño expuestos para placa de entrepiso, pero adicionalmente el constructor debe garantizar en su fundición un correcto curado del concreto e impermeabilización adecuada de la placa de cubierta, la cual deber acceso exclusivamente para mantenimiento. Adicionalmente se deben prever gárgolas y drenajes para evitar empozamientos nocivos a la placa, que pueden afectar la estabilidad de la placa en cuanto a formación de grietas e infiltraciones de agua hacia el interior de la estructura.
8. MUROS DIVISORIOS Y PARAPETOS Los muros divisorios sin importar el material empleado se deben anclar a la estructura principal para evitar que en caso de un sismo colapsen y lesionen a los integrantes de la vivienda u obstaculicen su libre circulación. Se pueden anclar mediante vigas cinta a columna si son de mampostería los muros divisorios que no llegan a la altura superior de entrepiso, si se emplean otros materiales los anclajes que se deben emplear deben resistir flexión, cortante y tracción que impidan su vuelco, por lo general los fabricantes de estos sistemas recomiendan los anclajes y perfiles necesarios para su instalación.
39
9. ESCALERAS Para las dimensiones mínimas de escalera se cita el Titulo K de la NSR-10, donde el uso se cataloga como residencial unifamiliar y multifamiliar (R1 y R2 según el título K), el cual aplica el uso de vivienda establecido por el título E de la NSR-10. Características:
Ancho mínimo3: Para edificaciones residenciales unifamiliares sin límite de pisos, se puede permitir o un ancho mínimo de 0.75 m. Para edificaciones residencias bifamiliares y multifamiliares el ancho mínimo es de o 0.90 m. Huella y Contrahuella: Huella: 0.28 m o o Contrahuella : 0.18m o Angulo entre huella y contrahuella: 90 grados. o No se permiten escaleras en madera. Geometría Se pueden diseñar en tramos rectos, a dos tramos con descanso y en abanico. o En escaleras de abanico se permiten para el uso R-1 y R-2 siguiendo las siguientes o dimensiones de diseño: Se deben desarrollar antes de escalones rectos. La profundidad de la huella en su punto más angosto no debe ser menor a 0.15 m y la profundidad de la huella en un punto ubicado a 0.30 m del borde angosto no debe ser menor de 0.28 m. El espesor de la escalera debe ser igual al de la placa de entrepiso. o Refuerzo o Se considera como una losa simplemente apoyada, los cuales debe emplear calidad de materiales como concreto estructural de f’c=17 MPa mínimo y acero de fs=240 MPa Para detalles típicos de refuerzo ver apéndice A.2 de este manual. o Las escaleras deben estar apoyadas a el sistema de cimentación y de entrepiso o mediante elementos estructurales y traslapos
3
Ver NSR-10 Titulo K, K.3.8.3.3
40
ANEXOS A.1 Clasificación de amenaza sísmica para las capitales de departamento.
Tabla 10. Clasificación de Amenaza Sísmica de Ciudades Capitales de Colombia, Fuente NSR-10 XI
41
Ilustración 52. Mapa de Amenaza Sísmica, Localización de Principales Ciudades y zonificación de riesgos. Fuente NSRXII 10.
42
A.2 Detalles típicos de refuerzo para escaleras.
43
44
A.3 Tabla de Ganchos y traslapos
Tabla 11. Tabla de ganchos y traslapos para refuerzo de concreto estructural.
45
