Normas Nrd y Nse

Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres -CONRED-

NORMA PARA LA REDUCCIÓN DE DESASTRES NÚMERO UNO -NRD-1-

ESFUERZOS UNIDOS, DESASTRES REDUCIDOS COMPROMISO DE EXCELENCIA

Requerimientos estructurales para obras críticas, esenciales e importantes. Aprobada el 19 de marzo de 2010 por el Consejo Nacional para la Reducción de Desastres


Cumpliendo con una de las finalidades del Estado; proteger la vida humana, asegurando a los habitantes del país las condiciones propicias para el desenvolvimiento de la actividad productiva y creadora, la Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica –AGIES– en coordinación con la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres –CONRED–, ha elaborado una propuesta de normas técnicas que deben aplicarse en las construcciones, con el objetivo de prevenir que éstas colapsen en el caso de un sismo o terremoto. Según el acuerdo número 03-2010 del Consejo Nacional para la Reducción de Desastres, en el Artículo 5. Requerimientos estructurales, se validan y aprueban 9 normas las cuales pasan a formar los requerimientos estructurales de la NORMA PARA REDUCCIÓN DE DESASTRES NRD-1. a.

Norma Recomendada AGIES NR-1-2000, Bases Generales de Diseño y Construcción;

b.

Norma Recomendada AGIES NR-2-2000, Demandas estructurales condiciones de sitio y niveles de protección;

c.

Norma Recomendada AGIES NR-3-2000, Diseño estructural de las edificaciones;

d.

Norma Recomendada AGIES NR-4-2001, Requisitos especiales para vivienda y otras construcciones menores;

e.

Norma Recomendada AGIES NR-5-2001, Requisitos para diseños de obras de infraestructura y obras especiales;

COORDINADORA NACIONAL PARA LA REDUCCIÓN DE DESASTRES -CONRED-

1


f.

Norma Recomendada AGIES NR-6-2001, Disminución de riesgos y rehabilitación;

g.

Norma Recomendada AGIES NR-7-2000, Concreto reforzado;

h.

Norma Recomendada AGIES NR-7-5, Acero estructural;

i.

Norma Recomendada AGIES NR-9-2002, Mampostería reforzada.


2


NORMA PARA REDUCCIÓN DE DESASTRES NRD-1 Requerimientos estructurales para obras críticas, esenciales e importantes. La NRD-1 es un conjunto de criterios técnicos mínimos, que deben implementarse en el diseño de obras nuevas, remodelación o reparación de obras existentes, y la evaluación de obras. IMPORTANTE: Toda obra nueva 1 considerada en esta norma debe cumplir con todos los requerimientos de la norma NRD-1. Quedando prohibido realizar construcciones en áreas de alto riesgo.

OBJETIVOS •

Proteger la vida y la integridad física de las personas que usan u ocupan obras y edificaciones o pueden verse afectadas por ellas;

•

Proveer un mínimo de calidad estructural que preserve la integridad de la obra sujeta a solicitaciones de cargas permanentes y cargas frecuentes;

•

Proveer protección contra daño directo e indirecto causado por agentes naturales adversos.

1 Acuerdo Gubernativo Número 03-2010, Artículo 06.


3


APLICACIÓN Será aplicable a las obras críticas, esenciales e importantes, conforme la clasificación contenida en la Norma Recomendada AGIES NR-1-2000, Bases Generales de Diseño y Construcción, y sus posteriores reformas.

CLASIFICACIÓN DE LAS OBRAS Toda obra nueva o existente se clasifica en una de cinco categorías atendiendo el impacto socioeconómico que implique la falla o cesación de funciones de la obra. El propietario podrá requerir al diseñador que clasifique su obra en una categoría más alta que la especificada en estas normas. a. b. c.

Críticas Esenciales Importantes

LAS OBRAS CRÍTICAS Aquéllas que son indispensables para el desarrollo socioeconómico de grandes sectores de la población. Las que de fallar o colapsar pondrían en peligro directa o indirectamente a gran número de personas. Por ejemplo: Los componentes principales de grandes centrales energéticas, presas de gran tamaño, grandes puentes, y otras obras similares. IMPORTANTE: Las obras críticas deben ser declaradas como tales por la autoridad competente.


4


LAS OBRAS ESENCIALES Éstas deben permanecer operantes durante y después de un desastre o evento adverso. Pertenecen a esta categoría las obras estatales o privadas. Por ejemplo: Hospitales con instalaciones de emergencia, de cuidado intensivo y/o quirófanos. Instalaciones de defensa civil, de bomberos, de policía y de comunicaciones asociadas con la atención de desastres, Plantas de energía e instalaciones conexas, instalaciones de captación y tratamiento de agua, instalaciones de importancia estratégica, centrales de telecomunicación, líneas troncales de transmisión eléctrica, líneas de abastecimiento de agua a ciudades y villas, puentes sobre carreteras de primer orden, aquellas obras que las autoridades estatales o municipales específicamente declaren como tales. LAS OBRAS IMPORTANTES Son aquéllas que albergan o pueden afectar a gran número de personas; donde los ocupantes estén restringidos a desplazarse, dónde se prestan servicios importantes (pero no esenciales después de un desastre) a gran número de personas o entidades, obras que albergan valores culturales reconocidos o equipo de alto costo. Pertenecen a esta categoría, entre otras. Por ejemplo: Las obras y edificaciones del Estado que no son esenciales; edificios educativos y guarderías públicos y privados; todos los hospitales; sanatorios; centros y puestos de salud públicos y privados que no clasifiquen como esenciales; garajes de vehículos de emergencia no incluidos en 1.3.2; prisiones; museos y similares.


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OBRAS NUEVAS Toda obra nueva considerada en esta norma deben cumplir con todos los requerimientos de la norma NRD-1. Quedando prohibido realizar construcciones en áreas de alto riesgo. OBRAS EN EJECUCIÓN Todas estas obras deberían ser evaluadas y modificadas, si fuera el caso, a efecto que cumplan con la norma NRD-1. EVALUACIÓN DE OBRAS EXISTENTES La autoridad competente deberá requerir a los titulares de las obras comprendidas bajo la presente norma, la elaboración de evaluaciones de cada obra existente, de acuerdo a la Norma Recomendada AGIESNR-6 2001, dentro de los plazo siguientes: a. b. c.

Críticas, cuatro meses Esenciales, ocho meses Importantes, doce meses

ADECUACIÓN DE OBRAS EXISTENTES Los inmuebles existentes que a la fecha no cumplan con la presente norma, deberán efectuar las obrasd de reparación y/o remodelación necesarias para su adecuación a la misma, dentro del siguiente plazo: a. b. c.

Críticas, un año cuatro meses Esenciales, dos años ocho meses Importantes, cuatro

En todos los casos, el plazo empezará a computarse a partir de la vigencia de la presente norma. COORDINADORA NACIONAL PARA LA REDUCCIÓN DE DESASTRES -CONRED-

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REFORMAS La norma para reducción de desastres uno, comprendida dentro del presente acuerdo podrá ser revisada por la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres, quién podrá proponer al Consejo Nacional para la Reducción de Desastres, su reforma, debidamente justificada, y atendiendo en cualquier caso a criterios técnicos.

VIGENCIA El presente acuerdo surte efectos a partir del día siguiente al de su publicación en el Diario Oficial.*

*Publicado 29 de marzo, 2011 en el Diario de Centroamerica


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Gobierno de Guatemala Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres

NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES Y OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PARA LA REPÚBLICA DE GUATEMALA

PRESENTACIÓN La Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica, presenta con este documento, las “Normas de Seguridad Estructural de Edificaciones y Obras de Infraestructura para la República de Guatemala”, edición 2010. Habiendo transcurrido 9 años después de la última edición de las normas de AGIES, se elaboró, con el apoyo de la Vicepresidencia de la República, la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres (SE-CONRED), el Instituto Nacional de Vulcanología, Sismología e Hidrología (INSIVUMEH) y del Banco Mundial, la Guía para la Elaboración del Reglamento de Construcción Segura, que contiene el esquema de reestructuración y ampliación de los contenidos de las normas elaboradas por AGIES; esta guía y las normas de AGIES están dentro del Programa Nacional de Prevención y Mitigación ante Desastres 2009-2011, impulsada en la “Mesa Nacional de Diálogo en Gestión para la Reducción de Riesgo a Desastres”, como parte de los compromisos que el Estado de Guatemala suscribió en el Marco de Acción de Hyogo. Basándose en esta guía, AGIES estableció las prioridades de las normas existentes, determinándose que debían revisarse y actualizarse las normas NR 1, NR 2, NR 3, NR 4 y NR 6, en primera instancia. El Ministerio de Comunicaciones, Infraestructura y Vivienda, adoptó por medio del Acuerdo Ministerial 1686-2007 entre otras, las normas técnicas de diseño y construcción elaboradas por AGIES, estableciéndose que éstas deben actualizarse por lo menos cada 5 años bajo la coordinación y gestión del INSIVUMEH. La denominación NR utilizada anteriormente por las normas de AGIES se ha cambiado a NSE, que corresponde a las “Normas de Seguridad Estructural de Edificaciones y Obras de Infraestructura para la República de Guatemala”. Dentro de algunos Reglamentos de Construcción de las Municipalidades de la República de Guatemala, se ha referido como obligatorio el uso de alguna o todas las normas de AGIES, por lo que a partir de este momento deberán referirse a esta actualización. Se espera que en un mediano plazo, otras Municipalidades incluyan también su uso dentro de sus Reglamentos de Construcción, como respuesta a la búsqueda de la seguridad en las construcciones. Esta tarea ha sido posible por el apoyo de la Vicepresidencia de la República, la SE-CONRED, el INSIVUMEH y del Banco Mundial, así como la entrega de los profesionales de la Ingeniería que participaron en los comités de revisión, y que mencionamos como agradecimiento: Bill Selkin, Byron Prado Carvajal, Carlos Pérez Arias, Emilio Beltranena Matheu, Fernando Callejas, Francisco Ruiz Cruz, Héctor Monzón Despang, Héctor Ochoa, Jorge Mario Rosales, Omar Flores Beltetón, Roberto Chang Campang y Rolando Torres.


………Toda la información contenida en esta publicación, puede ser utilizada por los profesionales que participen en las diferentes etapas del diseño de edificaciones y obras de infraestructura, así como en la evaluación de estructuras, quienes asumirán todo el riesgo inherente y aceptan la totalidad de la responsabilidad por el uso y aplicación de esta información. Para la correcta aplicación de esta edición de las normas se requiere revisar las notas aclaratorias. Las Normas están disponibles en medio impreso, accesibles a través de internet y pueden obtenerse a través de AGIES. Está prohibida su reproducción para efectos comerciales sin la debida autorización. Guatemala de la Asunción, Agosto 2010 Ing. Francisco Ruiz Cruz Presidente AGIES 4° Nivel del Edificio de Los Colegios Profesionales, zona 15


NOTAS ACLARATORIAS PARA LA APLICACIÓN DE LAS NORMAS NSE DE AGIES, EDICIÓN 2010


ANTECEDENTES Por medio del Acuerdo Ministerial 1686-2007 el Ministerio de Comunicaciones Infraestructura y Vivienda adoptó entre otras, las normas técnicas de diseño y construcción elaboradas por AGIES, estableciéndose que éstas deben actualizarse por lo menos cada 5 años. Habiendo transcurrido ya 9 años después de la última revisión y actualización, con el apoyo de la Vicepresidencia de la República, la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres (SE-CONRED), el Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH) y el Banco Mundial, se elaboró la Guía para la Elaboración del Reglamento de Construcción Segura, que contiene el esquema de reestructuración y ampliación de los contenidos de las normas elaboradas por AGIES. Esto en el marco de la Comisión de Reducción de Riesgos de la Mesa Nacional de Diálogo en Gestión para la Reducción del Riesgo a Desastres. Basándose en esta guía, AGIES estableció las prioridades de las normas existentes, determinándose que se debían revisar y actualizar las normas NR 1, NR 2, NR 3, NR 4 y la primera parte de la NR 6. En la Guía para la Elaboración del Reglamento de Construcción Segura se de Edificaciones y Obras de Infraestructura para la República de Guatemala”, por lo que la denominación NR se ha cambiado a NSE.

JUSTIFICACION Existe especial interés en que las normas de construcción sean adoptadas por las municipalidades del país y que sea de aplicación general en Guatemala. De esa manera, se trabajaron esta primera etapa, las normas: NSE 1, que contiene las directrices para la Administración de las Normas y Supervisión NSE 2, que se refiere a la determinación de las cargas de diseño NSE 3, que determina los métodos y criterios generales de diseño NSE 4, para las viviendas de 1 ó 2 niveles y construcciones menores NSE 6, parcialmente, las normas para las evaluaciones de estructuras rápida y detalladas



NOTAS ACLARATORIAS PARA LA APLICACIÓN DE LAS NORMAS Estas normas son de carácter técnico para ser utilizadas por ingenieros estructurales, diseñadores y constructores de edificaciones y obras, y son la base para el diseño sismorresistente de las edificaciones. Se tiene prevista la elaboración de guías de utilización de las normas para la facilitar la comprensión y lograr la correcta utilización de las mismas. Las normas revisadas y actualizadas en esta etapa han sido reestructuradas conforme la Guía para la Elaboración del Reglamento de Construcción Segura y se han retirado los ejemplos y explicaciones para ser trasladados a manuales y guías de utilización de las normas, a desarrollarse en etapas posteriores. En la norma NSE 1 se ha incluido los requerimientos documentación técnica estructural para obtener la licencia de construcción y el permiso de ocupación. Así mismo se describen los requisitos de supervisión técnica estructural. La norma NSE 2 ha sido revisada para incluir los últimos datos de amenaza sísmica obtenidos por el proyecto RESIS II los que sirvieron como base para la elaboración de los nuevos mapas sísmicos y los nuevos espectros de diseño sísmico a utilizarse. Se han incluido las normas para las cargas de viento y otros tipos de carga que no estaban desarrollados anteriormente. Los requerimientos geotécnicos, clasificación de suelos y efectos de sitio se han redefinido utilizando las nomenclaturas actuales. En la norma NSE 3 se revisó, reestructuró y actualizó el contenido. Los métodos y criterios de diseño están en concordancia con lo dispuesto en la ASCE/SEI 7-10. La metodología general para estructuras usuales está completamente desarrollada. Las normas complementarias: NSE 3.1 para el diseño simplificado y NSE 3.2 para estructuras especiales como membranas, cáscaras, estructuras no reticuladas, interacción suelo-estructura, están dentro del esquema de desarrollo de las normas NSE de AGIES, pero no se incluyen en este momento. La NSE 4 ha sido revisada, reestructurada y actualizada. La norma NSE 6 se revisó y actualizó en la parte de evaluación rápida y detallada, posterior a un evento sísmico de magnitud significativa y la determinación del riesgo sísmico. Los requerimientos para las evaluaciones analíticas, así como para la rehabilitación permanecen sin modificación por lo que siguen vigentes.



Con relación a la norma NR 5, que se denominará NSE 5, la norma actual; con excepción de las obras de retención (capítulo 3), queda sin efecto y los requisitos para las obras de infraestructura deberán seguir la norma NSE 2 para la determinación de cargas y utilizar normas internacionales actuales reconocidas, para los diferentes tipos de estructura, según corresponda. El contenido de esta norma según lo establecido en la Guía para la Elaboración del Reglamento de Construcción Segura es: NSE 5.1 Presas NSE 5.2 Puentes NSE 5.3 Obras de retención NSE 5.5 Chimeneas NSE 5.6 Estructuras de ingeniería sanitaria y ambiental NSE 5.7 Silos La determinación de cargas de empujes laterales deberá obtenerse usando la norma NSE 5.3, que es indistintamente, el capítulo 3 de la norma actual NR 5. Para las normas específicas de materiales y sistemas constructivos, de la serie NSE 7, debe seguirse lo siguiente: NSE 7.1- Concreto reforzado: La norma actual NR 7 queda sin efecto. AGIES adoptará las normas en ACI 318S-08 “Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario” de la ACI (American Concrete Institute), pero está elaborando el documento con las excepciones y la guía de utilización. Mientras estos documentos no sea publicados todavía por AGIES, deberá seguirse lo indicado por ACI 318S-08 NSE 7.2 - Concreto reforzado de tamaño y altura limitados: Por el momento se seguirán los “Requisitos Esenciales para Edificios de Concreto Reforzado para Edificios de Tamaño y Altura Limitados, basado en ACI 318-02”, publicación IPS-1 de la ACI (American Concrete Institute) NSE 7.3 - Concreto prefabricado / preesforzado: Se seguirá lo indicado en los capítulos 16 y 18 de ACI 318S-08 “Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario” de la ACI (American Concrete Institute) y las recomendaciones de la PCI (Precast/Prestressed Concrete Institute), en tanto AGIES no haya publicado las normas específicas NSE 7.4 - Mampostería reforzada: La norma NR 9 seguirá vigente y se tendrá esta nueva designación



NSE 7.5 - Acero estructural: La norma actual NR 7.5 queda sin efecto y entran en vigencia los requerimientos de las norma ANSI/AISC 360-05 de la AISC (American Institute of Steel Construction), en tanto AGIES no haya publicado normas las específicas NSE 7.6 - Acero estructural de tamaño y altura limitados: La norma actual NR 7.5 queda sin efecto y entran en vigencia los requerimientos de las norma ANSI/AISC 360-05 de la AISC (American Institute of Steel Construction) y AISI S100-07, AISI S230-07 de la AISI (American Iron and Steel Institute), en tanto AGIES no haya publicado normas las específicas NSE 7.7 - Estructuras de madera: Pueden utilizarse las normas internacionales actualizadas reconocidas y las Especificaciones de la Dirección General de Obras Públicas de Guatemala, 1976



TABLA DE ESTADO ACTUAL DE LAS NORMAS Norma

Título de la norma

NSE 1

Generalidades, Administración de las Normas y Supervisión Técnica

NSE 2

Demandas Estructurales, Condiciones de Sitio y Niveles de Protección

NSE 2.1

Estudios Geotécnicos y de Microzonificación

NSE 3

Diseño Estructural de Edificaciones

NSE 3.1 NSE 3.2 NSE 4

Diseño Estructural para Edificaciones de Uso Común en Guatemala Diseño Estructural de Edificaciones Especiales Requisitos Prescriptivos para Vivienda y Edificaciones Menores de Uno y Dos Niveles

Estado actual Desarrollada. Revisada y actualizada Desarrollada. Revisada y actualizada Desarrollada. Revisada y actualizada Desarrollada. Revisada y actualizada Por desarrollar Por desarrollar Desarrollada. Revisada y actualizada Por desarrollar. Solamente queda vigente parte del capítulo 3 de la NR 5 Desarrollado. Revisada y actualizada la primera parte En desarrollo. La NR-7 deja de ser vigente

Norma a utilizar NSE 1-10

NSE 2-10

NSE 2.1-10

NSE 3-10 Normas internacionales actuales específicas Normas internacionales actuales específicas NSE 4-10

Normas internacionales actuales específicas, NSE 5.3

NSE 5

Requisitos para Obras de Infraestructura y Obras Especiales

NSE 6

Requisitos para Obra Existente: Disminución de Riesgos, Evaluación y Rehabilitación

NSE 7.1

Concreto Reforzado

NSE 7.2

Concreto Reforzado de Tamaño y Altura Limitados

Por desarrollar

IPS-1 (ACI)

NSE 7.3

Concreto Prefabricado y Preesforzado

Por desarrollar

Capítulos 16 y 18 de ACI 318S-08

NSE 7.4

Mampostería Reforzada

Desarrollada. Se renombra la NR 9

NSE 7.4 (NR9)

NSE 7.5

Estructuras de Acero

Por desarrollar

ANSI/AISC 360-05

NSE 7.6

Estructuras de Acero de Tamaño y Altura Limitados

Por desarrollar

NSE 7.7

Estructuras de Madera

Por desarrollar

NSE 8 en adelante

NSE 6-10, NR6 capítulos 8 en adelante

ACI 318S-08

ANSI/AISC 360-05, AISI S100-07 y AISI S230-07 Normas internacionales actuales específicas y Especificaciones de la D G de Obras Públicas de Guatemala, 1976

Por desarrollar


CON EL APOYO DE:


ÍNDICE GENERAL, REVISIÓN SEPTIEMBRE 2010


ÍNDICE GENERAL

1

NORMA NSE 1: GENERALIDADES, ADMINISTRACIÓN DE LAS NORMAS Y SUPERVISIÓN TÉCNICA PRÓLOGO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 3 CAPÍTULO 4 CAPÍTULO 5 CAPÍTULO 6 CAPÍTULO 7

GENERALIDADES DIFERENCIAS CLASIFICACIÓN DE OBRAS PERMISOS DOCUMENTOS DE CONSTRUCCIÓN OBLIGATORIEDAD DE LA SUPERVISIÓN ESTRUCTURAL ALCANCE DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA ESTRUCTURAL CAPÍTULO 8 IDONEIDAD DEL SUPERVISOR TÉCNICO Y PERSONAL AUXILIAR CAPÍTULO 9 EJERCICIO DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA ESTRUCTURAL CAPÍTULO 10 CERTIFICADO DE PERMISO DE OCUPACIÓN CAPÍTULO 11 REFERENCIAS

2

NORMA NSE 2: DEMANDAS ESTRUCTURALES, CONDICIONES DE SITIO Y NIVELES DE PROTECCION PRÓLOGO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 3 CAPÍTULO 4 CAPÍTULO 5 CAPÍTULO 6 CAPÍTULO 7 CAPÍTULO 8 CAPÍTULO 9 CAPÍTULO 10

CRITERIOS Y DIRECTRICES CARGAS MUERTAS CARGAS VIVAS ASPECTOS SÍSMICOS FUERZAS DE VIENTO OTRAS CARGAS CARGAS ACCIDENTALES COMBINACIONES DE CARGAS LINEAMIENTOS PARA CIMENTACIONES CONDICIONES DEL TERRENO Y ESTUDIOS GEOTÉCNICOS CAPÍTULO 11 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ANEXO A LISTADO DE AMENAZA SÍSMICA POR MUNICIPIOS


1


NORMA NSE 2.1: ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN PRÓLOGO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPITULO 3 CAPÍTULO 4 CAPITULO 5 CAPITULO 6 CAPÍTULO 7 CAPÍTULO 8 CAPÍTULO 9 CAPÍTULO 10 CAPÍTULO 11 CAPITULO 12 CAPÍTULO 13 CAPÍTULO 14

3

NORMA NSE 3: DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES PRÓLOGO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 3 CAPÍTULO 4

4

GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE SITIOS CRITERIO BÁSICO CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUBSUELO CIMENTACIÓN EXCAVACIONES ESTABILIDAD DE LADERAS Y TALUDES ESTUDIO DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA ESTUDIO DE FALLAS ACTIVAS LICUEFACCIÓN DE SUELOS EFECTOS SECUNDARIOS-TSUNAMIS Y SEICHES CRECIDAS E INUNDACIONES ESTUDIOS SÍSMICOS Y DINÁMICOS REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BASES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL MÉTODO DE LA CARGA SÍSMICA ESTÁTICA EQUIVALENTE MÉTODO DE ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL CARGAS SÍSMICAS Y DERIVAS LATERALES

NORMA NSE 4: REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES PRÓLOGO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 3

CRITERIOS, OBJETIVOS Y ALCANCES LINEAMIENTOS PARA LA ESCOGENCIA DEL SITIO DE LA OBRA CRITERIOS BASICOS DE CONFIGURACIÓN Y ORIENTACIÓN


2


CAPÍTULO 4 CAPÍTULO 5 CAPÍTULO 6 CAPÍTULO 7 CAPÍTULO 8 CAPÍTULO 9

5

NORMA NSE 5: REQUISITOS PARA DISEÑO DE OBRAS DE INSFRAESTRUCTURA Y OBRAS ESPECIALES (NR-5: 2001) PRÓLOGO CAPITULO 3

6

ESPECIFICACIONES PARA MATERIALES ESPECIFICACIONES PARA CIMENTACIONES ESPECIFICACIONES PARA MUROS ESPECIFICACIONES PARA CUBIERTAS OTROS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS

OBRAS DE RETENCIÓN (DETERMINACION DE CARGAS DE SUELOS)

NORMA NSE 6: REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN PRÓLOGO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 3 CAPÍTULO 4 CAPÍTULO 5

CAPÍTULO 6 CAPÍTULO 7 ANEXO A ANEXO B ANEXO C ANEXO D

INTRODUCCIÓN EVALUACIÓN ESTRUCTURAL POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA EVALUACIÓN RÁPIDA POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA EVALUACIÓN DETALLADA POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA GUÍA PARA EVALUACIÓN DE DAÑO GEOTÉCNICO Y POR MATERIALES CONSTRUCTIVOS, POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO EVALUACIÓN RAPIDA DEL RIESGO SISMICO ETIQUETAS DE EVALUACIÓN FORMATO DE EVALUACIÓN RÁPIDA POSTERIOR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA FORMATO DE EVALUACIÓN DETALLADA POSTEROR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATI FORMATOS DE EVALUACIÓN RÁPIDA


3


ANEXO E CAPÍTULO 8 CAPITULO 9

CAPITULO 12 CAPITULO 13 CAPITULO 14

REFERENCIAS PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN ANALÍTICA EVALUACIÓN ANALITICA PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO EVALUACIÓN ANALITICA PARA ESTRUCTURAS DE ACERO EVALUACIÓN SIMPLIFICADA PARA ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA REFORZADA REHABILITACION OBJETIVOS DE REHABILITACIÓN ESTRATEGIAS DE REHABILITACION

CAPITULO 15 CAPITULO 16 CAPITULO 17 CAPITULO 18

METODOS DE REHABILITACION DISEÑO DE LA REHABILITACION CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

CAPITULO 10 CAPITULO 11

7

NORMA NSE 7.4: MAMPOSTERÍA REFORZADA (NR9: 2000) PRÓLOGO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 3 CAPÍTULO 4 CAPÍTULO 5

ALCANCE, CONTENIDO Y SUPERVISIÓN TÉCNICA MATERIALES EMPLEADOS Y SUS PROPIEDADES MUROS REFORZADOS INTERIORMENTE MUROS CONFINADOS REQUISITOS DE SISMORRESISTENCIA PARA EDIFICACIONES TIPO CAJÓN


4

CON EL APOYO DE:


AGIES NSE 1-10 GENERALIDADES, ADMINISTRACIÓN DE LAS NORMAS Y SUPERVISIÓN TÉCNICA


TABLA DE CONTENIDO PRÓLOGO

1

CAPÍTULO 1 GENERALIDADES 1.1 Título 1.2 Definiciones 1.3 Alcance 1.4 Objetivos 1.5 Uso de las normas 1.6 Actualización de las normas

2

CAPÍTULO 2 DIFERENCIAS 2.1 Diferencias dentro de las normas 2.2 Códigos, normas o reglamentos referidos 2.3 Nivel de protección y aplicación de las normas

3

CAPÍTULO 3 CLASIFICACIÓN DE OBRAS 3.1 Categoría ocupacional

4

CAPÍTULO 4 PERMISOS 4.1 Responsabilidad de solicitar permiso 4.2 Solicitud de permiso

5

CAPÍTULO 5 DOCUMENTOS DE CONSTRUCCIÓN 5.1 Documentos de diseño estructural 5.2 Planos estructurales 5.3 Memorias de diseño estructural 5.4 Estudio geotécnico 5.5 Responsabilidad de los documentos 5.6 Omisiones o cambios en la construcción 5.7 Conservación de los documentos de diseño

6

CAPÍTULO 6 OBLIGATORIEDAD DE LA SUPERVISIÓN ESTRUCTURAL

7

CAPÍTULO 7 ALCANCE DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA ESTRUCTURAL 7.1 Introducción 7.2 Documentación de la Supervisión Técnica Estructural


i


7.3 7.4

8 9

Alcance de la Supervisión Técnica Estructural Controles

CAPÍTULO 8 IDONEIDAD DEL SUPERVISOR TÉCNICO Y PERSONAL AUXILIAR 8.1 Profesión y experiencia del supervisor técnico estructural 8.2 Independencia del supervisor técnico estructural 8.3 Auxiliares del supervisor técnico estructural CAPÍTULO 9 EJERCICIO DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA ESTRUCTURAL 9.1 Grados de supervisión técnica estructural 9.2 Informe final

10

CAPÍTULO 10 CERTIFICADO DE PERMISO DE OCUPACIÓN

11

CAPÍTULO 11 REFERENCIAS


ii


PRÓLOGO En la revisión de esta norma, se amplía la misma para incluir los requisitos de documentación estructural, los permisos de construcción y la supervisión estructural de las obras. Así mismo, el título de la norma cambia a “Generalidades, Administración de las Normas y Supervisión Técnica” En la primera parte se describen los propósitos y alcances de las normas NSE de AGIES, así como la referencia de que el diseño estructural debe realizarse para alcanzar el nivel de protección requerido, según el índice de sismicidad y la clasificación de la obra. La clasificación de las obras se describe en esta norma, determinándose 4 categorías: utilitaria, ordinaria, importante y esencial. El capítulo 4 hace referencia a la necesidad de solicitar los permisos de construcción y en el capítulo 5 se indican los documentos estructurales de construcción que deben adjuntarse a la solicitud del permiso o licencia de construcción. Se toma en cuenta el caso de que ocurran cambios después de la planificación que sirvió como base para la solicitud del permiso de construcción, así como el tiempo de obligatoriedad para conservar los documentos de diseño. Los siguientes capítulos, del 6 al 9 se refieren a la supervisión estructural durante la construcción, los requisitos, sus funciones, los grados de supervisión estructural y las certificaciones finales, si la obra está construida de conformidad con los documentos de la planificación y estas normas. Finalmente, se describen los requisitos para la extensión del permiso de ocupación que emita la Autoridad Competente.


iii


1 GENERALIDADES 1.1

Título

1.1.1 Estas normas de seguridad estructural podrán formar parte de un reglamento de construcción y se denominarán en adelante como “estas normas”. 1.2

Definiciones

Autoridad competente: persona o personas del departamento de diseño o de construcción de la municipalidad en cuya jurisdicción estará la obra que se construya o está construida, o su equivalente. Categoría ocupacional: Clasificación de las edificaciones según su importancia para la atención y recuperación de las personas que habitan en una región que puede ser afectada por un sismo o cualquier tipo de desastre. Certificado de permiso de ocupación: Es el acta mediante el cual la autoridad competente certifica que se ha cumplido con todo lo requerido en la obra autorizada con la licencia de construcción. Constructor: Es el profesional autorizado por la autoridad competente, según su complejidad y tamaño, bajo cuya responsabilidad se ejecuta la construcción de la edificación. Diseñador estructural: Es el ingeniero civil, facultado para este fin, bajo cuya responsabilidad se realiza el diseño y los planos estructurales de la edificación, quien los firma y sella. Edificación: Es una construcción para uso de habitación, estancia o almacenamiento. Estructura: Es un conjunto de elementos conectados convenientemente, diseñado para soportar las cargas verticales y resistir fuerzas horizontales. Ingeniero geotecnista: Es el ingeniero civil, responsable de los estudios geotécnicos y de suelos, quien firma y sella el estudio geotécnico. Para ampliación de la definición, ver 4.4 de NSE 2.1. Licencia de construcción: Es la autorización previa, expedida por la autoridad competente, para ejecutar obras de construcción, ampliación, adecuación, reforzamiento estructural, modificación o cambio de uso, en cumplimiento de las normas y reglamentos vigentes. AGIES NSE 1-10 GENERALIDADES, ADMINISTRACIÓN DE LAS NORMAS Y SUPERVISIÓN TÉCNICA

1


Supervisión técnica estructural: Es la verificación de que la construcción de la estructura se ha hecho de conformidad con los planos, diseños y especificaciones realizadas por el diseñador estructural. Supervisión técnica estructural continua: Es la supervisión estructural que efectúa en forma permanentemente. Supervisión técnica estructural itinerante: Es la supervisión estructural en la que el supervisor técnico estructural visita la obra con la frecuencia necesaria para verificar que la construcción en el aspecto estructural se está ejecutando apropiadamente. Supervisor técnico estructural: El supervisor técnico estructural es el ingeniero civil, responsable de la supervisión técnica estructural. Algunas de las labores de supervisión pueden ser delegadas por el supervisor técnico estructural en personal técnico auxiliar, pero la responsabilidad y dirección de la supervisión seguirá manteniéndola. 1.3

Alcance

1.3.1 Los requisitos de estas normas se aplican a la construcción, modificación, ampliación, remoción, reemplazo, reparación, uso y ocupación de toda edificación o estructura, o cualquier accesorio conectado a la edificación o estructura. 1.3.2 Las notas en el comentario y la guía de cada norma no forman parte de la misma, sino solamente sirven como referencia y ayuda para su mejor comprensión. 1.4 1.4.1

Objetivos Los objetivos de estas normas son: (a) Proteger la vida y la integridad física de las personas que usan u ocupan edificaciones o estructuras; (b) Proveer un mínimo de calidad estructural que preserve la integridad de la obra sujeta a solicitaciones de cargas permanentes y cargas frecuentes; (c) Proveer protección contra daños directos e indirectos causados por amenazas naturales.


2


1.4.2 Los diseñadores, constructores y supervisores adquieren la obligación de que sus obras cumplan con estas normas cuando lo requiera una autoridad competente o las condiciones contractuales de diseño y construcción. 1.4.3 El acatar los criterios contenidos en las normas y el cumplir sus disposiciones constituye el límite de la responsabilidad técnica de los diseñadores y calculistas que las utilicen. 1.4.4 Para cumplir con los objetivos (a) y (b), estas normas tienen como propósito que las obras resistan las solicitaciones permanentes y/o frecuentes previstas en el rango de desempeño elástico de los materiales estructurales, de manera que no sufran deterioro a causa de ellas. 1.4.5 En el caso de ocurrir solicitaciones en exceso de lo previsto en estas normas, los elementos estructurales resistirán inicialmente las solicitaciones en exceso en un rango de desempeño post-elástico de tipo cedente no-frágil. 1.4.6 Está previsto que las solicitaciones sísmicas de diseño especificadas por estas normas sean resistidas por los elementos estructurales en un rango de desempeño post-elástico de tipo cedente no-frágil y que éste se inicie antes de alcanzarse el sismo de diseño. 1.4.7 Se admite que las edificaciones y obras que se construyan o readecúen siguiendo estas normas puedan sufrir daño en mayor o menor grado según el nivel de protección utilizado; para sismos de severos a extremos existe la posibilidad que el daño no sea reparable. Sin embargo, es el propósito de estas normas que haya una probabilidad nominalmente nula de colapso parcial o total como consecuencia de sobrellevar los tipos de solicitaciones considerados aquí. 1.5

Uso de las normas

1.5.1 Estas normas al formar parte de un reglamento de construcción, los organismos del estado y las municipalidades podrán validarlas y requerirlas. Los entes privados podrán utilizarlas sin previa consulta para sus contrataciones. 1.6

Actualización de las normas

1.6.1 La revisión, actualización y complementación de estas normas será efectuada periódicamente por AGIES. Se requiere que los organismos estatales y municipales que las sancionen incorporen suficiente flexibilidad en los acuerdos y reglamentos para facilitar la inclusión de las actualizaciones de estas normas. AGIES NSE 1-10 GENERALIDADES, ADMINISTRACIÓN DE LAS NORMAS Y SUPERVISIÓN TÉCNICA

3


2 DIFERENCIAS 2.1

Diferencias dentro de las normas

2.1.1 Cuando exista conflicto entre un requisito general y uno específico, prevalece el requisito específico. 2.1.2 Si en diferentes secciones de estas normas se especifiquen materiales, métodos de construcción u otros requerimientos diferentes, prevalece la condición más restrictiva. 2.2

Códigos, normas o reglamentos referidos

2.2.1 Cuando se hace referencia a otros códigos, normas o reglamentos, éstos forman parte de estas normas, pero deben seguirse las excepciones que se indiquen explícitamente en estas normas. 2.2.2 En caso de discrepancia entre los requisitos de los otros códigos, normas o reglamentos y los de estas normas, prevalecen estos últimos. 2.3

Nivel de protección y aplicación de las normas

2.3.1 Las obras nuevas y existentes que se modifiquen, en la República de Guatemala deben cumplir con las directrices de esta sección. 2.3.2

Nivel de protección

2.3.2.1 El nivel de protección es una medida del grado de protección suministrado al público y a los usuarios de las obras nuevas o existentes contra los riesgos derivados de las solicitaciones de carga y de amenazas naturales. El nivel de protección requerido se especifica en la tabla 4.1 de NSE 2, y depende del grado de amenaza natural en el sitio y de la clasificación de la obra. (a) En estas normas se establecen cinco niveles de protección: A, B, C, D y E. El nivel E es el que da la protección más alta. Cualquier requisito, método de análisis o sistema constructivo adecuado para un nivel superior de protección puede utilizarse en un nivel más bajo. Los requisitos de cada nivel de protección están dados en las NSE 3.


4


(b) En obras que constituyen sistemas o complejos cuyos componentes son subsistemas, edificaciones o bien otras obras individuales, la obra física de cada componente tendrá, en general, el nivel de protección requerido para el sistema. Sin embargo, con base en un análisis del sistema, debidamente argumentado, el nivel de protección de componentes que resulten no ser cruciales podrá reducirse. Así mismo, deberá evaluarse qué componentes necesitan un nivel de protección más alto que el requerido para todo. (c) Los accesos deberán tener el mismo nivel de protección que el de las edificaciones o componentes servidos. (d) Las obras deben proyectarse estructuralmente de manera que no afecten a predios vecinos o próximos. Esto incluye, pero no se limita a la adecuada separación del lindero. 2.3.3

Demandas estructurales y peligrosidad del sitio

2.3.3.1 Las demandas estructurales para obras nuevas y existentes y las condiciones de peligrosidad en los sitios se establecen de acuerdo con los requisitos descritos en NSE 2. 2.3.4

Directrices para obras nuevas

2.3.4.1 Una vez establecido el nivel de protección necesario y las demandas estructurales correspondientes, las obras nuevas deben diseñarse y construirse de acuerdo con los requisitos aplicables de NSE 3, excepto cuando se puedan aplicar las disposiciones especiales de NSE 4. Las obras de infraestructura y otras obras especiales se rigen con a las disposiciones especiales de NSE 5. Concurrentemente, según el sistema constructivo, se aplicarán los requisitos de NSE 7. 2.3.5

Directrices para obras existentes

2.3.5.1 La evaluación, rehabilitación o modificación de las obras existentes se rigen por lo dispuesto en NSE 6. Quedan cubiertos los aspectos siguientes:

(a) Análisis de vulnerabilidad estructural y, de ser necesario, posterior readecuación o rehabilitación. El cumplimiento de este aspecto es voluntario, excepto cuando exista requerimiento específico de la autoridad competente. (b) Cambio de uso de la obra y/o remodelaciones significativas.


5


(c) Inspección y, de ser necesario, reparación o readecuación de las obras existentes dañadas por alguno de los agentes considerados en NSE 6. (d) Disposiciones especiales para obras de valor histórico. (e) Situaciones de colindancia entre obras existentes vecinas al entrar en vigor estas normas.


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3 CLASIFICACIÓN DE OBRAS 3.1

Categoría ocupacional

3.1.1 Las obras se clasifican en categorías ocupacionales para los requisitos de diseño por sismo, viento e inundaciones. Toda obra nueva o existente se clasifica en una de las categorías ocupacionales según el impacto socioeconómico que implique la falla o cesación de funciones de la obra. El propietario podrá requerir al diseñador que clasifique su obra en una categoría más alta que la especificada. 3.1.2 Para efectos de clasificación se considerarán las obras y edificaciones como sistemas o complejos funcionales independientemente del número de unidades estructurales que las constituyan, es decir, la obra se clasificará en su conjunto. Sin embargo, los componentes del conjunto podrán subclasificarse en categorías diferentes. 3.1.3

Categoría I: Obras utilitarias

3.1.3.1 Son las obras que albergan personas de manera incidental, y que no tienen instalaciones de estar, de trabajo o no son habitables; obras auxiliares de infraestructura. 3.1.3.2

Pertenecen a esta categoría obras como las siguientes:

- Instalaciones agrícolas o industriales de ocupación incidental - Bodegas que no deban clasificarse como obras importantes - Obras auxiliares de redes de infraestructura de ocupación incidental que de fallar no interrumpan el funcionamiento del sistema 3.1.3.3 3.1.4

En caso de duda la obra deberá clasificarse como ordinaria. Categoría II: Obras ordinarias

Son las obras que no están en las categorías I, III o IV. 3.1.5

Categoría III: Obras importantes

3.1.5.1 Son las que albergan o pueden afectar a más de 300 personas; aquellas donde los ocupantes estén restringidos a desplazarse; las que se prestan servicios importantes (pero no esenciales después de un desastre) a gran número de personas o entidades, obras que albergan valores culturales reconocidos o equipo de alto costo. AGIES NSE 1-10 GENERALIDADES, ADMINISTRACIÓN DE LAS NORMAS Y SUPERVISIÓN TÉCNICA

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3.1.5.2 En esta categoría están incluidas las siguientes obras, aunque no están limitadas a estas: x x x x x x x x x x x

3.1.6

Obras y edificaciones gubernamentales que no son esenciales Edificios educativos y guarderías públicas y privadas Instalaciones de salud públicos y privados que no clasifiquen como esenciales Garajes de vehículos de emergencia Prisiones Museos Todos los edificios de más de 3,000 metros cuadrados de área rentable (excluyendo estacionamientos) Teatros, cines, templos, auditorios, mercados, restaurantes y similares que alojen más de 300 personas en un mismo salón o más de 3,000 personas en la edificación Graderíos al aire libre donde pueda haber más de 3,000 personas a la vez Obras de infraestructura que no sean esenciales incluyendo subestaciones eléctricas, líneas de alto voltaje, circuitos principales de agua, drenajes colectores, puentes de carretera, centrales de telecomunicaciones Obras en las que hay fabricación y/o almacenamiento de materiales tóxicos, explosivos o inflamables Categoría IV: Obras esenciales

3.1.6.1 Son las que deben permanecer esencialmente operativas durante y después de un desastre o evento. 3.1.6.2 Se incluyen en esta categoría las obras estatales o privadas especificadas a continuación, aunque no están limitadas a ellas:


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x

Instalaciones de salud con servicios de emergencia, de cuidado intensivo o quirófanos

x

Instalaciones de defensa civil, bomberos, policía y de comunicaciones asociadas con la atención de desastres

x

Centrales telefónicas, de telecomunicación y de radiodifusión

x

Aeropuertos, hangares de aeronaves, estaciones ferroviarias y sistemas masivos de transportes

x

Plantas de energía e instalaciones para la operación continua de las obras de esta categoría

x

Líneas troncales de transmisión eléctrica y sus centrales de operación y control

x

Instalaciones de captación y tratamiento de agua y sus centrales de operación y control

x

Estructuras que formen parte de sus sistemas contra incendio

x

Puentes sobre carreteras de primer orden

x

Instalaciones designadas como refugios para emergencias

x

Instalaciones de importancia estratégica

x

Aquellas obras que las autoridades específicamente declaren como tales

3.1.7

estatales

o

municipales

Clasificaciones múltiples

3.1.7.1 Normalmente las unidades estructurales que componen un complejo o sistema se clasificarán de acuerdo con la clasificación del sistema. Sin embargo, atendiendo a su función específica dentro del conjunto, la clasificación del componente podrá reducirse. 3.1.7.2 Las unidades estructurales destinadas a funciones múltiples se clasificarán en la categoría más alta requerida por su función más crítica.


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4 PERMISOS 4.1

Responsabilidad de solicitar permiso

4.1.1 Cualquier persona que desee construir, modificar, ampliar, remover, reemplazar, reparar, cambiar de uso u ocupación de una edificación o estructura regulada por estas normas debe obtener el permiso de la autoridad competente. 4.2

Solicitud de permiso

4.2.1 Para obtener un permiso, el solicitante debe llenar una solicitud con la siguiente información técnica solamente en la competencia estructural, como mínimo: a) Identificación y descripción de la obra cubierta por el permiso solicitado; b) Uso y ocupación de la obra; y c) Adjuntar los documentos que se requieren en el capítulo 5 de esta norma.


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5 DOCUMENTOS DE CONSTRUCCIÓN 5.1

Documentos de diseño estructural

5.1.1 Los documentos de diseño estructural que deben acompañar la solicitud del permiso de construcción son como mínimo: x x x 5.2

Planos estructurales Memorias de diseño estructural Estudio geotécnico Planos estructurales

5.2.1 Los planos estructurales que se presenten para la obtención de la licencia de construcción deben ser iguales a los utilizados en la construcción de la obra. 5.2.2 Los planos estructurales deben ser firmados y sellados por un ingeniero civil facultado, quien actúa como el diseñador estructural responsable. 5.2.3

Los planos estructurales deben contener como mínimo: (a) Normas utilizadas para el diseño estructural. (b) Especificaciones de los materiales de construcción a utilizar en la estructura, incluyendo el tipo y calidad. Si se utilizan calidades diferentes de un mismo material en varias partes de la estructura, deben indicarse claramente la calidad que debe utilizarse en cada porción. (c) Sistema estructural sismorresistente. (d) Categoría ocupacional de la edificación. (e) Cargas vivas y de acabados utilizadas en el cálculo estructural. (f) Dimensiones y localización de todos los elementos estructurales, así como sus detalles. (g) Tipo y localización de las conexiones entre elementos estructurales.


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5.2.4 Adicionalmente a la presentación de los planos impresos, deberán entregarse en formato digital exclusivo de lectura.

5.3

Memorias de diseño estructural

5.3.1 La memoria debe describir los procedimientos utilizados para el diseño. La memoria estructural deben soportar los cálculos y deben estar firmadas por el ingeniero que realizó el diseño estructural. 5.3.2 En esta memoria debe incluirse una descripción del sistema estructural usado, las cargas verticales muertas y de ocupación, el sistema sismorresistente, el cálculo de las fuerzas sísmicas y de viento, el tipo de análisis estructural utilizado y la verificación de que las derivas máximas no son excedidas, así como los parámetros para modelar respuesta sísmica de los sistemas estructurales descritos en 1.6 de NSE 2. 5.3.3 Las memorias deben acompañarse de un formulario que contenga al menos la información del formulario modelo 5-1. Formulario modelo 5-1 Información general del proyecto Nombre del proyecto o identificador Dirección o ubicación Sistema estructural utilizado Cargas muertas

Cargas de ocupación

Parámetros de respuesta sísmica Factor R Factor Cd

Factor r Factor ȡ

Cargas de viento Tipo de análisis utilizado Relación derivas determinadas / derivas permisibles Tipo de estudio geotécnico


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5.4

Estudio geotécnico

5.4.1 Se deberá contar con el estudio o informe geotécnico del tipo indicado en NSE 2.1. 5.5

Responsabilidad de los documentos

5.5.1 La responsabilidad de los diseños de los diferentes elementos que componen la edificación recae en los profesionales bajo cuya dirección se elaboran los diferentes diseños. 5.6

Omisiones o cambios en la construcción

5.6.1 Cuando ocurran cambios en la estructura, antes de iniciar la construcción, u omisiones o cambios durante la construcción, deberá contarse con la certificación del diseñador estructural de que se ha rediseñado la estructura para cumplir con las especificaciones y estas normas. De no contar con esta certificación, la estructura deberá ajustarse a lo diseñado originalmente, construyendo las partes omitidas o demoliendo las partes que causen el cambio en la estructura. 5.7

Conservación de los documentos de diseño

5.7.1 Los planos de construcción, las memorias de cálculo, los estudios geotécnicos y los documentos que amparan las modificaciones deberán conservarse por parte de los profesionales respectivos, al menos por 10 años contados a partir de la fecha final de su elaboración.


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6 OBLIGATORIEDAD DE LA SUPERVISIÓN ESTRUCTURAL 6.1 La supervisión técnica estructural de acuerdo con estas normas es obligatoria en los siguientes casos: (a) La construcción de la estructura de edificaciones cuya área construida, independientemente de su uso, sea mayor de 3,000 m² en estructuras de concreto, acero o madera y de 1,000 m² en estructuras de mampostería. (b) La construcción de viviendas en serie cuando sean más de 15 unidades. (c) Las edificaciones dentro de las categorías ocupacionales III y IV, definidas en el capítulo 3 de NSE 1, independientemente de su área. (d) Cuando el diseñador estructural o el ingeniero geotecnista lo exija, de acuerdo con su criterio, en edificaciones de cualquier área, cuya complejidad, procedimientos constructivos especiales o materiales empleados, la hagan necesaria. Este requisito debe estipularse en los planos estructurales o en el estudio geotécnico, respectivamente. En la licencia de construcción deberá dejarse explicita esta obligación. 6.2 Cuando no se requiera supervisión técnica estructural, el constructor tiene la obligación de realizar los controles de calidad para los diferentes materiales estructurales y llevar un registro escrito de los resultados de los ensayos.


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7 ALCANCE DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA ESTRUCTURAL 7.1

Introducción

7.1.1 La supervisión técnica estructural solamente cubre la construcción del sistema estructural de la edificación. 7.2

Documentación de la Supervisión Técnica Estructural

7.2.1 El supervisor técnico estructural deberá llevar un registro de todos los controles realizados durante la construcción. 7.2.2

El registro consiste, como mínimo, de los siguientes documentos: (a) especificaciones de construcción; (b) proceso de control de calidad exigido por el supervisor técnico estructural; (c) resultados de los ensayos de materiales y su análisis; (d) correspondencia acerca de la supervisión técnica estructural, notificaciones al constructor acerca de deficiencias y correcciones requeridas, informes de medidas correctivas; (e) consultas del supervisor técnico estructural o del constructor a los diseñadores y sus respuestas; (f) documentos que evidencien que la construcción de la estructura se realizó de conformidad con las especificaciones, planos y estas normas; y (g) registro fotográfico de la construcción.

7.2.3 El supervisor técnico estructural debe conservar este registro al menos por diez años contados a partir de la terminación de la construcción y de su entrega al propietario y al constructor.


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7.3

Alcance de la Supervisión Técnica Estructural

7.3.1 El alcance de la supervisión técnica estructural debe, como mínimo, cubrir los siguientes aspectos: (a) Aprobación del proceso de control de calidad de la construcción de la estructura de la edificación propuesto por el constructor y la aprobación del laboratorio o laboratorios que realicen los ensayos; (b) Aprobación de los procedimientos constructivos propuestos por el constructor; (c) Requerir a los diseñadores el complemento o corrección de los planos, en el caso de que estos estén incompletos, o tengan omisiones o errores; (d) Solicitar al ingeniero geotecnista las recomendaciones complementarias cuando se encuentren situaciones no previstas en el estudio geotécnico; (e) Advertir, por escrito, al constructor sobre deficiencias en la mano de obra, equipos, procedimientos constructivos y materiales inadecuados y requerir que se hagan las correcciones necesarias; (f) Rechazar las partes de la estructura que no cumplan con los planos y especificaciones, en cuyo caso deberá exigir las reparaciones necesarias o la demolición de la parte afectada; (g) Recomendar la suspensión de la construcción cuando el constructor no cumpla o se niegue a cumplir con los planos, especificaciones y controles exigidos, informando, por escrito, al propietario y a la autoridad competente; (h) Mantener actualizado el registro de acuerdo con lo establecido en 7.2; (i) Expedir la constancia mencionada en 9.2.2. 7.4

Controles

7.4.1 El supervisor técnico estructural debe realizar los controles de planos, de especificaciones, de calidad y ensayos de materiales, y de ejecución. 7.4.2

Control de planos


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7.4.2.1 Dentro del control de planos deberá constatar que existan todas las indicaciones estructurales necesarias para poder realizar la construcción adecuadamente. 7.4.3

Control de especificaciones

7.4.3.1 El supervisor técnico estructural deberá verificar que las especificaciones técnicas estructurales producidas por los diseñadores estén de conformidad con estas normas. En el caso de discrepancias deberá requerir las correcciones a los diseñadores a fin de cumplir con lo dispuesto en estas normas. 7.4.4

Control calidad y ensayo de materiales

7.4.4.1 El supervisor técnico estructural exigirá que la construcción de la estructura sea con materiales que cumplan con los requisitos generales y las normas técnicas de calidad establecidas. 7.4.4.2 El supervisor técnico estructural, dentro del proceso de control de calidad, aprobará la propuesta del constructor acerca de la frecuencia y el número de ensayos que deben realizarse, que en todo caso deben cumplir con lo especificado en estas normas. 7.4.4.3 El supervisor técnico estructural debe analizar los resultados de los ensayos realizados, expresando si los materiales cumplen con las especificaciones, planos y estas normas. 7.4.5

Control de la ejecución

7.4.5.1 El supervisor técnico estructural deberá revisar todos los aspectos relacionados con la ejecución de la estructura de la obra.


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8 IDONEIDAD DEL SUPERVISOR TÉCNICO Y PERSONAL AUXILIAR 8.1

Profesión y experiencia del supervisor técnico estructural

8.1.1 El supervisor técnico estructural debe ser ingeniero civil con una experiencia mayor de cinco años de ejercicio, bajo la dirección de un profesional facultado para tal fin, en una o varias actividades tales como diseño estructural, construcción, o supervisión técnica estructural. 8.2

Independencia del supervisor técnico estructural

8.2.1 El supervisor técnico estructural debe ser laboralmente independiente del constructor de la estructura. 8.3

Auxiliares del supervisor técnico estructural

8.3.1 Las calificaciones y experiencia requeridas para el personal auxiliar, profesional o no, como los inspectores, controladores y técnicos, se dejan a juicio del supervisor técnico estructural, pero deben ser adecuados a las tareas que se les asignen, y a la magnitud, importancia y dificultad de la obra. 8.3.2 El auxiliar del supervisor técnico estructural que desempeñe como residente debe ser necesariamente ingeniero civil.


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9 EJERCICIO DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA ESTRUCTURAL 9.1

Grados de supervisión técnica estructural

9.1.1 Se definen dos grados de supervisión técnica estructural: Grado I (Itinerante) y Grado II (Continua). El grado de supervisión técnica estructural que a emplear depende de las características de la construcción: categoría ocupacional, sistema estructural y área de construcción. 9.1.2

Supervisión técnica estructural itinerante

En este grado, el supervisor técnico estructural efectúa las visitas a la obra necesarias para verificar que la construcción en el aspecto estructural se está ejecutando adecuadamente. Para algunas actividades de la construcción, el supervisor técnico estructural, o su auxiliar profesional, debe estar presente para verificar la adecuada ejecución estructural de la obra. En este grado de supervisión técnica estructural no se requiere personal auxiliar residente en la obra 9.1.3

Supervisión técnica estructural continua

Esta supervisión se ejerce de manera permanente en todos los aspectos estructurales de construcción de la obra, para el cual el supervisor técnico estructural debe realizar las visitas a la construcción con la frecuencia necesaria con el fin de supervisar de manera continua las operaciones de construcción en el aspecto estructural. Además debe destacar en la obra personal auxiliar para lograr la supervisión efectiva y asignar al menos un residente de supervisión técnica estructural, quien es una persona auxiliar profesional con asistencia permanente en la obra. 9.1.4

Grado de supervisión técnica estructural especificado

Se debe emplear el grado de supervisión técnica estructural de acuerdo con las características de la edificación. Para definir el grado de supervisión técnica estructural, deben tomarse en cuenta el área de la construcción, el material del sistema sismorresisente y la categoría ocupacional descritas en el capítulo 3 y de acuerdo con la tabla 9-1.


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Tabla 9-1 Grado de supervisión técnica estructural mínima Material estructural

Área de Construcción(1) menos de 3000 m²

Concreto

Control de calidad realizado por el constructor Categorías ocupacionales I y II

más de 3000 m² menos de 3000 m² Acero o Madera

Categorías ocupacionales I y II

entre 3000 m² y 6000 m²

I Supervisión Técnica Itinerante Categoría ocupacional III Categorías ocupacionales I y II Categoría ocupacional III Categorías ocupacionales I y II

más de 6000 m² menos de 1000 m² Mampostería

entre 1000 m² y 6000 m² más de 6000 m²

Categorías ocupacionales I y II

Categoría ocupacional III Categorías ocupacionales I y II

II Supervisión Técnica Continua Categoría ocupacional IV Categorías ocupacionales III y IV Categoría ocupacional IV Categorías ocupacionales III y IV Todas las categorías ocupacionales Categoría ocupacional IV Categorías ocupacionales III y IV Todas las categorías ocupacionales

Notas: 1 - Cuando el proyecto se desarrolle por etapas, el área a considerar será el área total del proyecto. 2 - La construcción de viviendas en serie cuando sean más de 15 unidades, independientemente del área de construcción, deben tener supervisión continua.

9.2

Informe final

9.2.1 Cuando se finalice la obra, el supervisor técnico estructural deberá rendir un informe final en el que se haga una descripción de los controles realizados, y que conste como mínimo con lo siguiente: nombre del constructor, supervisor técnico estructural, procedencia de los materiales, planta de producción, listado de las normas técnicas empleadas para la elaboración de los ensayos, ensayos realizados, laboratorios utilizados, análisis de los resultados, control de modificaciones de planos realizadas durante el proceso constructivo, registro fotográfico y la constancia expedida por el supervisor técnico estructural que certifique que la construcción se realizó de acuerdo con estas normas y especificaciones.


20


9.2.2 La constancia expedida por el supervisor técnico estructural debe indicar claramente que la construcción de la estructura se realizó de acuerdo con los planos, especificaciones y estas normas, y que las correcciones efectuadas durante la construcción, si existieran, aseguran la estructura en el nivel de calidad requerido por estas normas. Esta constancia debe ser suscrita además por el constructor y debe anexarse a la solicitud de certificado de permiso de ocupación descrito en el capítulo 10.


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10 CERTIFICADO DE PERMISO DE OCUPACIÓN 10.1 El certificado de permiso de ocupación es el acta mediante el cual la autoridad competente certifica que se ha cumplido con todo lo requerido en la obra autorizada con la licencia de construcción, con lo cual la obra ya puede ser utilizada. 10.2 En los proyectos que requieran supervisión técnica estructural, previo a la entrega del permiso de ocupación por la Autoridad Competente, el constructor deberá entregar los planos estructurales finales de obra y conservarlos por lo menos 10 años contados a partir de la terminación de la obra. 10.3 Para el efecto, una vez concluida la obra, el propietario debe solicitar a la autoridad competente la extensión del certificado de permiso de ocupación. 10.4 Para obras en las que la supervisión técnica es obligatoria, la solicitud debe acompañarse con la constancia expedida por el supervisor técnico y el constructor, como se describe en 9.2.2. 10.5 Cuando hayan ocurrido omisiones o cambios en la estructura, deberá contarse con la certificación que indica 5.6.


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11 REFERENCIAS 11.1 AGIES. Normas Recomendadas. NR 1 “Bases Generales de Diseño y Construcción”. Edición Preliminar, Guatemala, junio 2002. 11.2 Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes. NSR-10. “Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente”: Título A, “Requisitos Generales de Diseño y Construcción Sismo Resistente”, Bogotá, D.C., Colombia, enero 2010. 11.3 Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes. NSR-10. “Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente”: Título I, “Supervisión Técnica”, Bogotá, D.C., Colombia, enero 2010. 11.4 ICC. IBC 2009. “International Building Code”, Estados Unidos de América, febrero 2009. 11.5 ASCE. ASCE/SEI 7-05. “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”, Virginia, Estados Unidos de América, 2006.


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CON EL APOYO DE


AGIES NSE 2-10 DEMANDAS ESTRUCTURALES, CONDICIONES DE SITIO Y NIVELES DE PROTECCIÓN


TABLA DE CONTENIDO 1B

PRÓLOGO

2B

NOMENCLATURA

1 2

3

4

CAPÍTULO 1 CRITERIOS Y DIRECTRICES CAPÍTULO 2 CARGAS MUERTAS 2.1 Definición 2.2 Peso de materiales 2.3 Pisos 2.4 Tabiques y particiones 2.5 Fachadas y cerramientos perimetrales 2.6 Equipos fijos 2.7 Equipos pesados CAPÍTULO 3 CARGAS VIVAS 3.1 Definición 3.2 Cargas concentradas 3.3 Cargas vivas específicas 3.4 Cargas vivas de uso frecuente 3.5 Empuje de pasamanos y barandas 3.6 Carga parcial 3.7 Impacto 3.8 Reducción de carga viva 3.9 Efectos dinámicos CAPÍTULO 4 ASPECTOS SÍSMICOS 4.1 Alcances 4.2 Sismicidad y nivel de protección 4.2.1 Índice de sismicidad 4.2.2 Nivel de protección sísmica 4.3 Sismo para diseño estructural 4.3.1 General 4.3.2 Definiciones 4.3.3 Selección de parámetros 4.3.4 Construcción de los espectros de diseño 4.4 Sismos específicos para un sitio determinado


i


4.4.1 Establecer espectro en la superficie a partir de sismo en basamento rocoso 4.4.2 Establecer espectro aplicable al sitio en base a un análisis de amenaza sísmica 4.4.3 Espectros permitidos en esta norma 4.5 Clasificación del sitio 4.5.1 General 4.5.2 Perfil de suelos de los sitios clase AB 4.5.3 Perfil de suelos de los sitios clase F 4.5.4 Perfil de suelos en los sitios clase C, D ó E 4.5.5 Dictamen geotécnico 4.5.6 Definición de parámetros de suelo 4.6 Proximidad de falla activa 4.6.1 Método simplificado 4.6.2 Métodos alternativos

5

6

CAPÍTULO 5 FUERZAS DE VIENTO 5.1 Cargas de viento 5.1.1 Alcance 5.1.2 Requisitos 5.1.3 Volteo 5.1.4 Levantamiento 5.1.5 Presiones interiores 5.2 Método para el cálculo de la presión de diseño de viento 5.2.1 Exposición 5.2.2 Velocidad básica del viento 5.3 Presión de diseño de viento 5.4 Presión directa positiva 5.5 Presión negativa 5.6 Diseño de las estructuras 5.7 Elementos y componentes de las estructuras 5.8 Coeficiente de exposición 5.9 Coeficiente de presión 5.10 Presión de remanso del viento 5.11 Mapa de macro zonas de velocidad de viento CAPÍTULO 6 OTRAS CARGAS 6.1 Aspectos volcánicos 6.2 Presiones hidrostáticas 6.3 Empuje en muros de contención de sótanos 6.4 Presión ascendente; subpresión en losas de piso de sótanos 6.5 Suelos expansivos


ii


6.6 6.7

7

8

9

Zonas inundables Cargas de lluvia

CAPÍTULO 7 CARGAS ACCIDENTALES 7.1 Requisitos 7.2 Colapso de elementos estructurales 7.3 Método de integridad estructural CAPÍTULO 8 COMBINACIONES DE CARGAS 8.1 General 8.1.1 Selección de combinación de carga para diseño estructural 8.1.2 Notación 8.2 Combinación de carga para diseñar por Método de Resistencia 8.2.1 Carga de gravedad 8.2.2 Carga de sismo 8.2.3 Carga de viento 8.2.4 Casos que hay empujes tipo F y/o tipo H 8.2.5 Casos que considera temperatura 8.2.6 Esfuerzos de diseño 8.3 Combinaciones de carga para diseño por el Método de Esfuerzos de Servicio 8.3.1 Carga de gravedad 8.3.2 Carga de sismo 8.3.3 Carga de Viento 8.3.4 Casos en que hay empujes tipo F y/o tipo h 8.3.5 Casos que se considera temperatura 8.3.6 Esfuerzos permisibles de servicio 8.4 Casos de carga no contemplados en la norma AGIES NSE 2 CAPÍTULO 9 LINEAMIENTOS PARA CIMENTACIONES 9.1 General 9.1.1 Jerarquía de resistencia 9.1.2 Metodología 9.1.3 Notación 9.2 Solicitaciones para dimensionar cimientos 9.2.1 Combinaciones permanentes o de larga duración 9.2.2 Combinaciones gravitacionales de corta duración 9.2.3 Solicitaciones sísmicas 9.2.4 Reducción adicional de algunas solicitaciones sísmicas 9.2.5 Solicitaciones de viento


iii


9.2.6 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.4

Otras solicitaciones Estimación de capacidad de suelo Capacidad soporte permisible del suelo (Qa) Excentricidad de las solicitaciones Cálculos basados en módulos de subrasante Esfuerzos internos de los cimientos

10

CAPÍTULO 10 CONDICIONES DEL TERRENO Y ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

11

CAPÍTULO 11 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ANEXO A LISTADO DE AMENAZA SÍSMICA POR MUNICIPIOS


iv


3B

PRÓLOGO

La norma AGIES NSE 2, “Demandas Estructurales, Condiciones de Sitio y Niveles de Protección”, corresponde a una revisión de la norma NR 2, cuya edición surge como parte de las Normas Recomendadas de Diseño y Construcción para la República de Guatemala publicadas en febrero de 1996 con motivo del XX Aniversario del Terremoto de Guatemala, con una revisión en el año 2002. Los capítulos revisados y que han sufrido modificaciones, son los que establecen las Demandas Estructurales, como las cargas Vivas, cargas Muertas y Aspectos Sísmicos. Entre los cambios que el lector encontrará están el mapa de zonificación sísmica y los parámetros del sismo, con datos obtenidos del proyecto RESIS II, desarrollados recientemente. La presente revisión incluye capítulos que no se habían desarrollado, tales como Fuerzas de Viento, Cargas Accidentales y Otras Cargas, que deberán ser utilizadas por los ingenieros en los diseños estructurales y otros elementos de construcción; estos capítulo no se encuentran actualizados a normas internacionales, pero con la experiencia que se obtenga en su uso, se espera que en un breve periodo pueda realizarse una revisión e incluir metodologías más desarrolladas que ya se utilizan en otros países, como Estados Unidos, Colombia, México y El Caribe, cuyas normas de construcción han servido de referencia bibliográfica para esta norma y que en algunos casos se hace una referencia directa, especialmente en ASCE/SEI 7-05. Para el capítulo de Fuerzas de Viento, se tomó como documento base el UBC 97 y se incluye el Mapa de Velocidades de Viento, desarrollado por AGIES, con datos obtenidos en INSIVUMEH, Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad de México y Código Modelo de Construcción para Cargas de Viento del Caribe. Las Condiciones de Sitio, se desarrollan en el capítulo que corresponde a los Aspectos Sísmicos, cuya clasificación ha sido también modificada. Anteriormente se desarrollaba en esta norma, todo el aspecto geotécnico, pero por su importancia ha generado una nueva norma complementaria a la presente, denominada norma AGIES NSE 2.1


v


NOMENCLATURA 4B

AR

Cargas de arena

AT Ce Cq di F Fa FF

Área tributaria Coeficiente de exposición por viento Coeficiente de presión por viento para la estructura Espesor de los estratos de suelo estudiados Presión de fluidos Coeficiente de sitio para períodos de vibración cortos Componente de aplanado que controla abollamientos locales de la superficie de piso Capacidad soporte permisible del suelo Coeficiente de sitio para períodos de vibración largos Presión de material a granel Presiones de suelos Coeficiente de importancia para cálculo de la presión de viento Índica de sismicidad Carga de Impacto Índice de Plasticidad Factor de determinación de los niveles de diseño Factor de reducción de carga viva Carga muerta Coeficiente por proximidad de las amenazas especiales para períodos de vibración cortos Número ponderado de golpes de penetración estándar Coeficiente por proximidad de las amenazas especiales para períodos de vibración largos Presión de diseño por viento Probabilidad de excedencia Aceleración Máxima del Suelo Cargas de Lluvia Carga viva concentrada Máximo esfuerzo al que puede someterse el suelo bajo la acción de cargas de servicio Presión media que produce la deformación máxima aceptable del suelo Esfuerzo de ruptura por corte directo del suelo Presión de remanso del viento a la altura estándar de 10 metros Factor de reducción de respuesta sísmica Ordenada espectral de periodo 1 seg. del sismo extremo considerado en el basamento de roca en el sitio de interés Ordenada espectral ajustada del sismo extremo en el sitio de interés para estructuras con período de vibración de 1 seg. Ordenada espectral de periodo corto del sismo extremo considerado en el basamento de roca en el sitio de interés Ordenada espectral ajustada del sismo extremo en el sitio de interés

FScim Fv H H I Io Ip IP Kd Kv M Na Np Nv P Pe PGA PL Pv Qa Qd Qr qs R S1r S1s Scr Scs


vi


Sh Su Sv T Ts V Vps Vt W Wv X X ȕ ĭflex

para estructuras con período de vibración corto Carga sísmica horizontal Resistencia a corte del suelo no drenado Carga sísmica vertical Cargas por efectos de cambios de temperatura o Periodo de Vibración de la estructura según el contexto donde sea utilizado Período expresado en segundos que separa los períodos cortos de los largos Carga viva Valor promedio de onda de corte del suelo Cargas vivas de techo Cargas de viento Carga viva uniformemente distribuida Carga de explosión Carga de explosión Factor incertidumbre y falta de homogeneidad del suelo Factor de reducción de capacidad del cimiento en flexión


vii


1 CRITERIOS Y DIRECTRICES 6B

1.1

Alcances

La Norma de Seguridad Estructural NSE 2 establece las solicitaciones de carga mínimas de diseño, los criterios de aceptabilidad del terreno y los niveles mínimos de protección que se debe emplear en el diseño estructural de edificaciones. También define las solicitaciones y otras condiciones que obligadamente forman parte del diseño estructural, incluyen pero no están limitados a: inestabilidad del terreno, cargas de gravedad, empujes de diversa naturaleza, sismos, actividad volcánica, viento y otros efectos meteorológicos y ambientales. Se consultará la norma NSE 2.1 que establece los lineamientos básicos para efectuar estudios geológicos y geotécnicos de los sitios de proyecto. 1.2

Directrices generales

Para las obras y edificaciones y para los terrenos donde éstas están localizadas o donde se proyecta localizarlas, el diseñador establecerá con base en los capítulos 2 al 7 lo siguiente: x x x x

Las cargas y solicitaciones que hay que aplicar a los modelos analíticos de las estructuras; Los niveles de protección necesarios; Las limitaciones, restricciones y recomendaciones que se deriven de cada tipo de peligro natural; Los parámetros numéricos que se requieran para evaluar los terrenos, y para analizar y diseñar estructuralmente las edificaciones.

Seguidamente el diseñador procederá a investigar y calificar el terreno del sitio de construcción conforme a las disposiciones de la norma NSE 2.1; y finalmente el diseñador establecerá las combinaciones de carga conforme al capítulo 8. También establecerá las limitaciones de deformación y deflexiones estructurales conforme NSE 3. En el Capítulo 9 establecerá las combinaciones de carga y métodos para diseñar los cimientos.


1


2 CARGAS MUERTAS 7B

2.1

Definición

Las cargas muertas comprenden todas las cargas de elementos permanentes de la construcción. Incluyen, pero no están limitadas al peso propio de la estructura, pisos, rellenos, cielos, vidrieras, tabiques fijos, equipo permanente rígidamente anclado. Tabiques móviles son casos especiales. Las fuerzas netas de pre-esfuerzo también se consideran cargas muertas. 2.2

Peso de los materiales

Para la integración de cargas se utilizarán valores representativos de los pesos de los materiales. Los pesos unitarios y otras suposiciones afines acerca de la carga muerta se dejarán consignados en los informes de diseño estructural. Comentario: Se supone que los pesos unitarios de las cargas muertas son conocidos con relativa certidumbre (coeficientes de variación inferiores al 15%). De no ser así, se considerará incrementar el factor de mayoración (NSE 2 Capítulo 8) que corresponde a la parte de la carga muerta en cuestión. El factor de mayoración básico para carga muerta es 1.3 y puede considerarse incrementarlo total o parcialmente a 1.4 ó 1.5. Consideraciones análogas corresponderían a los casos en que se deba utilizar el método de esfuerzos de servicio. 2.3

Pisos

En ambientes o áreas donde esté previsto recubrir la superficie estructural con recubrimientos de piso se aplicará el peso propio del piso más el peso de los rellenos de nivelación necesarios para generar un substrato plano adecuado. Solamente cuando los planos especifiquen un coeficiente de planicidad* FF 30 de la superficie estructural, se podrán considerar rellenos de nivelación de menos de 100 kg/m2. Comentario: para ampliar sobre la planicidad y números F, se puede consultar la Guía para la Construcción de Pisos y Losas de Concreto del Comité ACI 302.


2


2.4

Tabiques y particiones

Los tabiques y particiones interiores no incorporadas al sistema estructural deberán incluirse como cargas. Podrán considerarse como cargas uniformemente distribuidas sobre el entrepiso, tomando en cuenta el peso unitario de los mismos y su densidad de construcción. Ocasionalmente será posible considerarlas como cargas lineales aplicadas al entrepiso. Cuando los tabiques interiores sean relocalizables y no estén específicamente indicados en los planos de estructuras se consignará en los planos las suposiciones de carga de tabiques y los materiales de tabique previstos. En oficinas, vivienda y áreas para locales comerciales se deberá tomar una carga de tabiques no inferior a 75 kg/m2. Comentario: cuando se combinen tabiques de mampostería o concreto con tabiques livianos el peso unitario podrá ser un promedio ponderado de ambos. En entrepisos para oficinas, una suposición frecuentemente acertada es tomar una densidad de 1 m2 de tabiquería por cada metro cuadrado de superficie de piso. 2.5

Fachadas y cerramientos perimetrales

Las paredes exteriores de cierre, sillares, ventanería, muros cortina, barandales y otros cerramientos perimetrales deberán incluirse como cargas lineales uniformemente distribuidas sobre el perímetro del entrepiso. 2.6

Equipos fijos

Los equipos fijos rígidamente sujetos a la estructura de deberán considerar carga muerta 2.7

Equipos pesados

Los equipos fijos cuyo peso exceda al 50% de la provisión de carga viva concentrada alterna especificada en el capítulo 3 de esta norma deberán ser tomados específicamente en cuenta por el ingeniero estructural que decidirá si son carga muerta o carga viva. El diseñador general informará oportunamente al ingeniero estructural sobre la presencia de estas cargas.


3


8B

3.1

3 CARGAS VIVAS

Definición

Las cargas vivas son aquellas producidas por el uso y la ocupación de la edificación (no debe incluirse cargas de viento y sismo) 3.1.1 Las cargas vivas en las cubiertas no accesibles, son aquellas causadas por los materiales, equipos y trabajadores, utilizados en el mantenimiento. 3.2

Cargas concentradas

Las cargas vivas concentradas (Pv) se aplicarán sobre el área real de aplicación conocida. Cuando el área de aplicación no se conozca, la carga viva concentrada (Pv) se distribuirán de acuerdo con el inciso 3.3 (b) y se aplicarán en la posición que ocasione los efectos más desfavorables. 3.3

Cargas vivas especificadas

(a) Cargas uniformemente distribuidas (Wv): los entrepisos se diseñarán para las cargas uniformemente distribuidas mínimas especificadas en el cuadro 3.1 (b) Cargas concentradas (Pv): se verificará que los entrepisos resistan localmente las cargas concentradas especificadas en el cuadro 3.1 que simulan efectos de equipo y mobiliario pesados. Estas cargas se colocarán en las posiciones más desfavorables; en el entrepiso sobre un área de 750 mm por 750 mm. Las cargas de los párrafos (a) y (b) no se aplicarán simultáneamente; se utilizarán para diseño las condiciones más críticas. (c) Cargas concentradas en estacionamientos: la circulación de vehículos genera cargas de impacto y cargas dinámicas que deben tomarse en consideración al diseñar estacionamientos. Para simular esas cargas se verificará que los estacionamientos soporten localmente un par de cargas concentradas separadas 1.5 m. Cada una será el 40% del peso del vehículo más pesado que esté proyectado a utilizar el área. En estacionamientos exclusivos para automóviles las cargas concentradas serán de 900 kg cada una. Las cargas de los párrafos (a) y (c) no se aplicarán simultáneamente; se utilizará para diseño la condición local más crítica.


4


(d) Escaleras: los escalones individuales de una escalera se diseñarán para una carga concentrada de 150 kg. Las escaleras como un todo se diseñarán según lo especificado en la tabla 3-1. (e) Cargas especiales y cargas de impacto: el diseño deberá considerar agentes generadores de cargas de impacto y de otras cargas especiales. Los más comunes se listan en la tabla 3-1. (f) Cargas vivas de cubiertas pesadas, con o sin acceso, donde la cubierta en sí tenga un peso propio que exceda 120 kg/m2 se listan en la tabla 31. La carga se aplica a la proyección horizontal de las cubiertas. (g) Cargas vivas de cubiertas livianas: la estructura portante de techos enlaminados, de cubiertas con planchas livianas y de cubiertas transparentes se diseñará para las cargas listadas en la tabla 3-1. La carga se aplica a la proyección horizontal de las cubiertas. (h) Si queda establecido desde el desarrollo del proyecto, el ingeniero estructural tomará en cuenta circunstancias especiales no incluidas en esta sección, incluyendo cargas vivas en exceso de las aquí previstas. Sin embargo, si no se le hace ningún requerimiento en especial su responsabilidad se limita a diseñar para las cargas vivas especificadas en estas normas. 3.4

Cargas vivas de uso frecuente


5


Tabla 3-1

Tipo de ocupación o uso Vivienda Balcones Habitaciones y pasillos Escaleras Oficina Pasillos y escaleras Oficinas Areas de cafetería Hospitales Pasillos Clínicas y encamamiento Servicios médicos y laboratorio Farmacia Escaleras Cafetería y cocina Hoteles Habitaciones Servicios y áreas públicas Educativos Aulas Pasillos y escaleras Salones de Lectura de Biblioteca Area de estanterías de Biblioteca Reunión Escaleras privadas Escaleras públicas Balcones Vestíbulos públicos Plazas a nivel de la calle Salones con asiento fijo Salones sin asiento fijo Escenarios y circulaciones Garajes Garajes para automóviles de pasajeros Garajes para vehículos de carga (2,000 Kg) Rampas de uso colectivo Corredores de circulación Servicio y reparación

Wv (kg/m²)

Pv (kg)

500 200 300 300 250 500

800

500 250 350 500 500 500

450

200 500

450 800

200 500 200 700

400

800

400 800

300 500 500 500 500 300 500 500

Ver 3.3(d) Ver 3.3(d)

250 500 750 500 500

Ver 3.3(c) Ver 3.3(c) Ver 3.3(c) Ver 3.3(c) Ver 3.3(c)

800 800


6


Tabla 3-1 (continuación)

Tipo de ocupación o uso Instalaciones deportivas públicas Zonas de circulación Zonas de asientos Zonas sin asientos Canchas deportivas Almacenes Minoristas Mayoristas Bodegas Cargas livianas Cargas pesadas Fábricas Industrias livianas Industrias pesadas Cubiertas pesadas (inciso 3.3 (f)) Azoteas de concreto con acceso Azoteas sin acceso horizontal o inclinadas Azoteas con inclinación mayor de 20º Cubiertas usadas para jardín o para reuniones Cubiertas livianas (inciso 3.3 (g)) Techos de láminas, tejas, cubiertas plásticas, lonas, etc (aplica a la estructura que soporta la cubierta final) Nota:

3.5

Wv (kg/m²)

Pv (kg)

500 400 800 ver nota(a) 500 600

800 1,200

600 1,200

800 1,200

500 1,000

800 1,200

200 100 75(b) 500

50(b)

(a) carga depende del tipo de cancha (b) sobre proyección horizontal

Empuje en pasamanos y barandas

3.5.1 Las barandas y pasamanos de escaleras y balcones, deben diseñarse para que resistan una fuerza horizontal de 100 kg/m aplicada en la parte superior de la baranda o pasamanos y deben ser capaces de transmitir esta carga a través de los soportes a la estructura. 3.5.2

Para viviendas unifamiliares, la carga mínima es de 40 kg/m.

3.5.3 En estadios y otras instalaciones deportivas, esa carga mínima horizontal no debe ser menor a 250 kg/m. En estos y otros escenarios públicos, las barandas deberán ser sometidas a pruebas de carga, las cuales deber ser dirigidas y documentadas por el ingeniero responsable de la obra antes de ser puestas en servicio.


7


3.5.4 Los sistemas de barreras de vehículos, en el caso de automóviles de pasajeros, se deben diseñar para resistir una única carga de 3,000 kg, aplicada horizontalmente en cualquier dirección al sistema de barreras, y debe tener anclajes o uniones capaces de transferir esta carga a la estructura. 3.5.5 Para el diseño del sistema de barreras, se debe suponer que la carga va a actuar a una altura mínima de 0.5 m por encima de la superficie del piso o rampa sobre un área que no exceda 0.3 m de lado, y no es necesario suponer que actuará conjuntamente con cualquier carga para pasamanos o sistemas de protección especificada en el párrafo anterior. 3.5.6 Las cargas indicadas no incluyen sistemas de barreras en garajes para vehículos de transporte público y camiones; en estos casos se deben realizar los análisis apropiados que contemplen estas situaciones. 3.6

Carga parcial

Cuando la luz de un elemento esté cargada parcialmente con la carga viva de diseño produciendo un efecto más desfavorable que cuando está cargada en la totalidad de la luz, este efecto debe ser tomado en cuenta en el diseño. 3.7

Impacto

Cuando la estructura quede sometida a carga viva generadora de impacto, la carga viva debe incrementarse, para efectos de diseño, por los siguientes porcentajes Soportes de Elevadores y Ascensores Vigas de puentes grúas con cabina de operación y conexiones Vigas de puentes grúas operados por control remoto y sus conexiones Apoyos de maquinarias livianas, movida mediante motor eléctrico o por un eje Apoyos de maquinaria de émbolo o movida por motor a pistón, mínimo Tensores que sirvan de apoyo a pisos o balcones suspendidos o escaleras

100% 25% 10% 20% 50% 33%


8


3.8

Reducción de carga viva

3.8.1 Las cargas vivas uniformemente distribuidas especificadas en los incisos (a) y (f) de la sección 3.3, pueden reducirse en función del área tributaria por medio de un factor multiplicador Kv. La reducción no aplica a ninguno de los otros párrafos. 3.8.2 Las cargas vivas que se utilizan en las combinaciones de carga podrán ser las cargas reducidas conforme a esta sección.

3.8.3

El factor de reducción para cargas uniformemente distribuidas será: Kv = [1-0.008(A T -15)] Kv 0.77 - 0.23

M V

(3-1) (3-2)

3.8.4 En las expresiones anteriores AT es el área tributaria en metros cuadrados y para ciertos miembros puede incorporar las áreas tributarias de varios pisos; M y V representan las cargas muerta y viva totales que tributen sobre el miembro; las ecuaciones no aplican a áreas tributarias menores que 15 metros cuadrados. 3.8.5 El factor de reducción Kv no será menor que 0.6 para miembros que reciban carga de un solo piso ni será menor que 0.4 para miembros que reciben cargas de varios pisos. Kv será igual a 1.0 para lugares de reuniones públicas y cuando la carga viva sea 500 kg/m2 o más. 3.9

Efectos dinámicos

Las edificaciones expuestas a excitaciones dinámicas producidas por el público tales como: estadios, gimnasios, teatros, pistas de baile, centros de reunión o similares, deben ser diseñadas de tal manera que tengan frecuencias naturales verticales iguales o superiores a 5 Hz. Comentario: El efecto puede controlarse con el diseño de elementos horizontales continuos de periodos naturales verticales diferentes.


9


4 ASPECTOS SÍSMICOS 9B

4.1

Alcances

Los requisitos de este capítulo establecen el nivel de protección sísmica que se requiere según las condiciones sísmicas de cada localidad y según la clasificación de cada obra. En este capítulo también se establecen los parámetros y espectros sísmicos que posteriormente sirven para el análisis y diseño de las estructuras. 4.2 4.2.1

Sismicidad y nivel de protección Índice de sismicidad

4.2.1.1 El índice de sismicidad (Io) es una medida relativa de la severidad esperada del sismo en una localidad. Incide sobre el nivel de protección sísmica que se hace necesario para diseñar la obra o edificación e incide en la selección del espectro sísmico de diseño. 4.2.1.2 Para efecto de esta norma, el territorio de la República de Guatemala se divide en macrozonas de amenaza sísmica caracterizadas por su índice de sismicidad que varía desde Io = 2 a Io = 4. 4.2.1.3 La distribución geográfica del índice de sismicidad se especifica en el Listado de Amenaza Sísmica por Municipios, Anexo A. Las macrozonas sísmicas se muestran gráficamente en Figura 4-1 que es el Mapa de Zonificación Sísmica de la República. 4.2.1.4 Adicionalmente, esta norma requiere la aplicación de un índice de sismicidad Io = 5 a nivel de microzona para tomar en cuenta condiciones sísmicas severas geográficamente localizadas (Como fallas geológicas activas o laderas empinadas). 4.2.1.5 Las zonas que deben tener índice de sismicidad Io = 5 están definidas en la norma NSE 2.1.


10


4.2.2

Nivel de protección sísmica

4.2.2.1 El Nivel de Protección Sísmica, necesario para alcanzar el objetivo de la sección 1.4.1 de la norma NSE 1 se establecerá en la tabla 4-1 en función del Índice de Sismicidad Io y la Clasificación de Obra. 4.2.2.2 Puede acatarse cualquier requerimiento que corresponda a un nivel de protección más alto que el nivel mínimo especificado en la tabla 4-1. 4.2.2.3

Nivel Mínimo de Protección Sísmica

Tabla 4-1 Nivel mínimo de protección sísmica y probabilidad del sismo de diseño Índice de Sismicidad

Clase de obra Importante Ordinaria E D

Io = 5

Esencial E

Utilitaria C

Io = 4

E

D

D

C

Io = 3

D

C

C

B

Io = 2

C

B

B

A

Probabilidad de exceder un sismo de diseño

5% en 50 años

5% en 50 años

10% en 50 años

No aplica

a) ver clasificación de obra en Capítulo 3, norma NSE 1 b) ver índice de sismicidad en Sección 4.2.1 c) ver Sección 4.3.4, para selección de espectro sísmico de diseño según probabilidad de excederlo d) para ciertas obras que hayan sido calificadas como "críticas" el ente estatal correspondiente puede considerar probabilidad de excedencia de 2% en 50 años (Kd = 1.00 en sección 4.3.4) e) "esencial" e "importante" tienen la misma probabilidad de excedencia – se diferencian en el Nivel de Protección y en las deformaciones laterales permitidas

4.3 4.3.1

Sismos para diseño estructural General

Esta norma define varios niveles de sismo para diseño estructural según la clasificación de la obra, como se indica en la sección 4.3.2.


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Los sismos de diseño se describen por medio de espectros de respuesta sísmica simplificados para estructuras con 5% de amortiguamiento, a llamarse “espectros de diseño” o simplemente "sismos de diseño" que se obtienen conforme se especifica en la sección 4.3.3 ó se permite en la sección 4.4 4.3.2 Definiciones 4.3.2.1 Se define como "sismo básico" al que tiene un 10% de probabilidad de ser excedido en un período de 50 años. Se utilizará para diseño estructural de Obra Ordinaria o donde lo permitan las disposiciones en las normas NSE 3, NSE 5 y NSE 7. 4.3.2.2 Se define como "sismo severo" al que tiene un 5 por ciento de probabilidad de ser excedido en un período de 50 años. Se utilizará para diseño estructural de Obra Importante y de Obra Esencial o donde así lo indiquen las disposiciones en las normas NSE 3, NSE 5 y NSE 7 u otras normas NSE. Es electivo utilizarlo en lugar del Sismo Básico si el desarrollador del proyecto lo prefiere. 4.3.2.3 Se define como "sismo extremo" al que tiene una probabilidad del 2% de ser excedido en un período de 50 años. Este sismo es la base para el mapa de zonificación sísmica (Figura 4-1). 4.3.2.4 Se define como “sismo mínimo” a una reducción del sismo básico que se permite únicamente en casos de excepción específicamente indicados en estas normas, que incluyen obra utilitaria y algunos casos de readecuación sísmica de obra existente.

4.3.3 4.3.3.1

Selección de parámetros Parámetros iniciales

Son los parámetros Scr y S1r cuyos valores para la República de Guatemala están especificados en el Listado de Amenaza Sísmica por Municipios en Anexo 1. La misma información, con menos detalle, puede obtenerse gráficamente del Mapa de Zonificación Sísmica de la República, figura 4-1. Comentario: Los parámetros Scr y S1r son respectivamente la ordenada espectral de período corto y la ordenada espectral con período de 1 segundo del sismo extremo considerado en el basamento de roca en el sitio de interés, en teoría, sin la influencia del suelo que cubre el basamento. Nótese que el espectro se configura a partir de dos parámetros que podrían requerir dos mapas diferentes; sin embargo, la información de amenaza disponible indicó que se podían colocar ambos parámetros en un solo mapa. La información base para el mapa en la figura 4-1 y para el listado por municipios puede consultarse en "Zonificación Sísmica de Guatemala" en Anexo 1.


12


4.3.3.2

Ajuste por clase de sitio

El valor de Scr y S1r deberá ser ajustado a las condiciones en la superficie, según el perfil del suelo que cubra al basamento en el sitio. Esto podrá hacerse en forma específica, según se indica en la sección 4.4 o en la forma genérica siguiente: Scs = Scr * Fa

(4-1)

S1s = S1r * Fv

(4-2)

Donde Scs es la ordenada espectral del sismo extremo en el sitio de interés para estructuras con período de vibración corto; S1s es la ordenada espectral correspondiente a períodos de vibración de 1 segundo; ambos para un amortiguamiento de 5% del crítico; Fa es el coeficiente de sitio para períodos de vibración cortos y se obtiene de la tabla 4-2; Fv es el coeficiente de sitio para períodos largos y se obtiene de la tabla 4-3. La caracterización de la clase de sitio, en función del perfil del suelo en el sitio, necesaria para utilizar las tablas 4-2 y 4-3 se establece en la sección 4.5 4.3.3.3

Ajuste por intensidades sísmicas especiales

En algunos casos el valor de Scr y S1r deberá ser adicionalmente ajustado por la posibilidad de intensidades incrementadas de vibración en el sitio. Estas condiciones están señaladas en la sección 4.6. Cuando estén identificadas en el sitio de proyecto, se tomarán en cuenta en la forma genérica siguiente, excepto que la sección 4.6 permita opciones: Scs = Scr * Fa * Na

(4-1a)

S1s = S1r * Fv * Nv

(4-2a)

Na y Nv son los factores que apliquen por la proximidad de las amenazas especiales indicadas en la sección 4.6.


13


Figura 4-1 Zonificación sísmica para la República de Guatemala


14


4.3.3.4

Período de transición

El período Ts (en s) que separa los períodos cortos de los largos es Ts = S1s / Scs

4.3.3.5

( 4- 3)

Coeficiente de Sitio Fa Tabla 4-2

Clase de sitio AB C D E F 4.3.3.6

2a 1.0 1.2 1.4 1.7 se

Índice de sismicidad 2b 3a 3b 4 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.2 1.1 1.0 1.0 1.2 1.0 0.9 0.9 requiere evaluación específica -- ver sección 4.4.1

Coeficiente de Sitio Fv Tabla 4-3

Clase de sitio AB C D E F

2a 1.0 1.7 2.0 3.2 se

Índice de sismicidad 2b 3a 3b 4 1.0 1.0 1.0 1.0 1.6 1.5 1.4 1.3 1.8 1.7 1.6 1.5 2.8 2.6 2.4 2.4 requiere evaluación específica -- ver sección 4.4.1


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4.3.4 Construcción de los espectros de diseño 4.3.4.1

Factores de escala

Los siguientes factores determinan los niveles de diseño: Sismo Sismo Sismo Sismo

ordinario severo extremo mínimo

-- 10% probabilidad de ser excedido en 50 años -- 5% probabilidad de ser excedido en 50 años -- 2% probabilidad de ser excedido en 50 años -condición de excepción

Kd=0.66 Kd=0.80 Kd=1.00 Kd=0.55

Comentario: La correspondencia entre las probabilidades de ocurrencia de los sismos de diseño y los factores de escala asociados puede consultarse en "Zonificación Sísmica de Guatemala" de las publicaciones especiales de AGIES. 4.3.4.2

Espectro calibrado al nivel de diseño requerido

Scd = Kd Scs

(4-4)

S1d = Kd S1s

(4-5)

Las ordenadas espectrales Sa (T) para cualquier período de vibración T, se definen con Sa (T) = Scd

si T Ts

(4-6 a)

Sa (T) = S1d / T

si T > Ts

(4-6 b)

4.3.4.3

Aceleración Máxima del Suelo (AMS)

Para los casos en que sea necesario estimar la Aceleración Máxima del Suelo del sismo de diseño se utiliza AMSd = 0.40 * Scd

(4-7)

Comentario: Este parámetro es equivalente a la “Aceleración pico del suelo” (PGA) ampliamente utilizada como base del espectro de diseño antes de que se empezara a utilizar atenuación de coordenadas espectrales. Este parámetro fija el inicio del espectro de diseño en T = 0 4.3.4.4

Componente vertical del sismo de diseño

Svd = 0.15 Scd

(EC 4-8)


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4.3.4.5

Casos especiales

Para estructuras de período mayor que 8 s es electivo utilizar las ordenadas espectrales especiales del documento ASCE 7-05 Capítulo 11 para estructuras de período largo, o utilizar la ecuación 4-6b. Para estructuras cuyo período fundamental sea menor que 0.2 Ts pueden utilizarse las ordenadas espectrales reducidas de la ecuación 11.4-5 de ASCE 7-05 únicamente si la estructura permanece funcionalmente elástica (R = 1.5) al estar sujeta al sismo de diseño correspondiente. Si R > 1.5 se aplica la ecuación 4-6a. 4.3.4.6

Memoria de diseño

Los niveles de diseño utilizados y los valores espectrales relevantes deberán ser consignados en planos y en los formularios con el informe de diseño estructural. 4.4

Sismos específicos para un sitio determinado

Hay dos instancias en que se define o puede definirse un sismo específico para un sitio determinado: 1. Cuando se necesite establecer el espectro de respuesta para un sitio clase F. 2. Para cualquier sitio podrán definirse los tres niveles de sismo de manera específica sin recurrir a los mapas de zonificación, ni al listado de amenaza por municipio, siempre que se cumpla con lo estipulado en esta sección, y que el resultado no sea inferior a 85% de lo estipulado en 4.3.4. 4.4.1 Establecer espectro en la superficie a partir de sismo en el basamento rocoso Se establecerá por métodos geofísicos analíticos basados en datos físicos relevantes para el sitio. Se puede utilizar como guía de criterio la sección 21.1 del documento ASCE 7-05. La sección 21.1.1 describe una manera de modelar la excitación sísmica en el basamento rocoso utilizando como factores de escala los parámetros Scr y S1r del sitio de interés. La sección 21.1.2 se refiere a modelar la columna de suelo. La sección 21.1.3 se refiere a la respuesta en la parte superior del perfil de suelo.


17


Se pueden utilizar otros métodos de análisis que estén de acuerdo a práctica geofísica reconocida. La metodología estará descrita en el informe geofísico geotécnico, avalada por el ingeniero responsable de estudios de suelos. 4.4.2

Establecer espectros aplicables al sitio con base en un análisis de amenaza sísmica

Se puede utilizar como guía de criterio la sección 21.2 del documento ASCE 705. Se requiere efectuar un análisis de amenaza sísmica basado en modelos sismo-tectónicos aplicables a la región de interés de acuerdo a práctica de análisis reconocida. La sección 21.2.1 describe las características requeridas del espectro sísmico probabilístico (llamado sismo MCE en ASCE 7 y llamado sismo extremo en estas normas). Las ordenadas del espectro son aceleraciones con 5% de amortiguamiento y deben tener una probabilidad de excedencia de 2% en un período de 50 años. La sección 21.2.2 describe las características que debe tener un espectro determinístico extremo (bajo el concepto de “sismo máximo creíble”). 4.4.3

Espectros permitidos en estas normas

La sección 21.2.3 de ASCE 7-05 requiere que el espectro probabilístico y el espectro determinístico se comparen para generar un “espectro de sitio”. A diferencia del documento guía citado, estas normas permiten dos opciones: (a) Establecer solamente un espectro determinístico basado en la envolvente espectral generada de modelar la magnitud sísmica máxima creíble a la distancia más desfavorable en modelos tectónicos de las fallas regionales relevantes para el sitio. Las magnitudes máximas “creíbles” podrán basarse en criterios de sismos característicos para las fallas de interés. Se utilizarán las atenuaciones medias o medianas multiplicadas por 1.5. El espectro así calculado se considerará un “sismo extremo” como el descrito en la sección 4.3.2. (b) Establecer un espectro probabilístico “extremo” (probabilidad de excedencia de 2% en 50 años) y además establecer el espectro determinístico descrito en el párrafo anterior. Ambos espectros se pueden combinar, ya sea por criterio envolvente (como ASCE 7-05) o por un criterio de combinación ponderada. El espectro así calculado se considerará un “sismo extremo” como el descrito en la sección 4.3.2. 4.4.3.1

Informe técnico

El profesional responsable de proponer el espectro de sitio documentará la metodología y suposiciones utilizadas en un informe que formará parte de la documentación del proyecto. La autoridad competente podrá requerir que un


18


revisor independiente avale los espectros propuestos. El espectro propuesto será responsabilidad del proponente. 4.5 4.5.1

Clasificación del sitio General

El sitio de interés se clasificará con base en las características del perfil de suelo en los 30 m bajo los cimientos. Los sitios se clasificarán en alguna de las siguientes categorías: AB, C, D, E ó F. La clasificación del sitio es necesaria para configurar correctamente el espectro del sismo de diseño. Comentario: Las designaciones A a la F son usuales en la literatura técnica actual. Para la República de Guatemala no se ha considerado distinguir entre perfil A y B y se utilizan los parámetros correspondientes a perfil B. 4.5.2

Perfil de suelo de los sitios clase AB

Roca o depósitos densos profundos caracterizados por valores promedio de velocidad de onda de corte Vps > 750 m/s. En el caso de roca sólida, roca moderadamente fragmentada y moderadamente intemperizada, la velocidad Vps podrá ser estimada por geotecnista, geofísico o geólogo competente. La roca fragmentada, intemperizada o roca relativamente blanda requiere medición de campo de la velocidad Vps o bien se clasificará como suelo C. No podrá asignarse un perfil AB a un sitio donde haya más de 3.0 metros de un depósito de suelo entre el fondo de los cimientos y la superficie rocosa. Comentario: Para el caso de ciudad de Guatemala se incluyen como posibles suelos AB los depósitos volcánicos del terciario (B), que comprenden rocas entre sanas y medianamente fracturadas, especialmente en las márgenes este y oeste del graben, así como también las rocas sedimentarias del cretácico (B’), que incluyen rocas de consolidación muy similar a la anterior, pero de origen sedimentario y que están presentes en el margen norte del graben. Para otras ciudades como Escuintla, Antigua, Zacapa, Cobán y Quetzaltenango se puede consultar la referencia 10 en Capítulo 14 de NSE 2.1. 4.5.3

Perfil de suelo de los sitios clase F

Cualquier perfil del suelo que contenga en los 30 metros debajo de los cimientos estratos que posean una o más de las características siguientes:


19


x x x x

Suelos potencialmente susceptibles de fallar o colapsar bajo carga sísmica; incluyendo suelos potencialmente licuables, arcillas sensitivas y suelos pobremente cementados. Estratos de turbas y/o arcillas con alto contenido orgánico cuyo espesor sea mayor de 3 metros. Arcillas con espesores superiores a 7.50 m. e índice de plasticidad mayor a 75 Arcillas de rigidez baja a media con Su < 50 kPa en espesores considerables de más de 12 metros

Sitios con estas características tienden a ser poco confiables sísmicamente. No podrán tratarse como las otras clases de sitio. Se requiere un análisis específico de la columna de suelo para evaluar un espectro propio del sitio. Véase la sección 4.4. Además el ingeniero responsable de la geotecnia deberá referirse a la norma NSE 2.1 para asegurarse que el sitio de proyecto no tenga otras limitantes relacionadas con el perfil F del suelo. 4.5.4

Perfil del suelo en los sitios clase C, D o E

Cuando un sitio no califica como clase AB ni como clase F, se decidirá si es C, D, o E utilizando los criterios y mediciones resumidos en la tabla 4-4. Para determinar la clase de sitio tiene preferencia el uso, conforme la tabla 4-4, de la velocidad ponderada de onda de corte Vps calculada con la ecuación 4-10. Como una segunda opción, se podrá estimar un valor ponderado de resistencia a la penetración estándar Np, calculada con la Ecuación 4-11, como base de criterio para determinar la clase de sitio. Una tercera opción es evaluar Nnc y Suc con las ecuaciones 4-12 y 4-13 y escoger entre ambos el valor que indique menor rigidez de suelo. Comentario sobre sitios clase C: Para el caso del Valle de Guatemala los posibles suelos C comprenden los depósitos piroclásticos conformados de ignimbritas, cenizas y arenas. Se presentan en casi toda la superficie del valle a algunos metros de profundidad. Los requisitos para perfil C se logran frecuentemente para proyectos con varios sótanos que penetran debajo de los depósitos superficiales menos densos. Comentario sobre sitios clase E: Para el caso de la Ciudad de Guatemala probablemente deban incluirse en esta clasificación los aluviones fluviales cuaternarios, que son sedimentos aluviales holocénicos no consolidados incluyendo gravas, arenas, limos y arcillas, erosionados de los depósitos piroclásticos, formando lentes elongados de espesores de hasta 25 m.


20


Tabla 4-4 Guía para clasificación de sitio Vps todo el perfil

Clase de Sitio

Np todo el Nnc sector perfil no-cohesivo

Suc sector cohesivo

AB

Roca

750 m/s

No aplica

No aplica

No aplica

C

Suelo muy denso o roca suave

750 a 360 m/s

30

30

> 200 kPa

D

Suelo firme y rígido

360 a 180 m/s

30 a 5

30 a 5

200 a 50 kPa

E

Suelo suave

< 180 m/s

5

5

< 50 kPa

Cualquier perfil de suelo con un estrato de 3.0 m o más con índice de plasticidad IP>20; humedad w 40% y Suc < 25 kPa

F

4.5.5

Suelo con problemas especiales

Véase NSE 2.1 Capítulo 5

Dictamen geotécnico

Cuando se desconozcan parcialmente las propiedades del perfil del suelo y no se tenga detalle suficiente para enmarcarlo dentro de alguna de las categorías, se deberá utilizar la clasificación D a menos de que el profesional responsable del suelo o bien datos geotécnicos generales indiquen que la clasificación pudiera ser E, en cuyo caso el profesional responsable aplicará lo más conservador. Si hay datos específicos o estudios geotécnicos generales que indiquen que el perfil pudiera ser F, el profesional responsable del suelo indicará en el informe geotécnico las evaluaciones necesarias a tomar, que serán congruentes con lo estipulado en la tabla 4-4. Debe consultarse el capítulo 4 de NSE 2.1. Lo dictaminado sobre la clase de sitio formará parte del informe geotécnico avalado por el profesional responsable del suelo. 4.5.6

Definición de parámetros de suelo

Los valores Vps, Np, Nnc y Suc son ponderaciones de inversos que destacan la influencia de estratos de poco espesor cuya presencia tiende a influenciar significativamente la vibración sísmica del perfil de suelo.


21


La velocidad ponderada de onda de corte se obtiene de la ecuación 4-10, donde di es el espesor del estrato i y Vsi la velocidad en ese estrato. n

¦d

i

i 1 n

Vps

di ¦ i 1 Vsi

(4-10)

n

¦d

i

es 30 metros bajo el nivel de cimentación o un espesor total mayor si así

i 1

se investigó. El número ponderado de golpes de penetración estándar en la profundidad de 30 metros se obtiene con la Ecuación 4-11 n

¦d i 1 n

Np

i

di ¦ i 1 Ni

(4-11)

donde los estratos de espesor di son todos los de la columna de suelo investigada, sean o no cohesivos. En caso de utilizar el tercer criterio para determinar la clase de sitio conforme a la sección 4.5.4, se utilizarán las ecuaciones 4-12 y 4-13. Se observará que la sumatoria del espesor de estratos utilizada en cada ecuación, se refiere respectivamente al espesor parcial ds de estratos no cohesivos, en ecuación 412 y espesor parcial dc de estratos cohesivos, en ecuación 4-13. Ambos espesores parciales sumarán el mínimo de 30 metros de columna de suelo a investigar. El parámetro si es la resistencia al corte no-drenada del i-ésimo estrato cohesivo.

ds m di ¦ i 1 Ni

N nc

m

¦d

i

(4-12)

ds

i 1


22


dc di ¦ i 1 si

Suc

k

k

¦d

i

(4-13)

dc

i 1

4.6

Amenaza de intensidades sísmicas especiales

La identificación de los peligros tratados en esta sección se considera tarea de entes ediles y estatales por medio de programas de microzonificación de amenazas naturales. No se podrá requerir a proyectistas individuales que incluyan estas previsiones en los proyectos a menos que haya información disponible oficialmente reconocida por los entes ediles o estatales. Comentario: existe información dispersa conocida por geólogos y geofísicos acerca de las amenazas naturales contenidas en esta sección. Se exhorta a los desarrolladores públicos y privados a tomar en cuenta esta información en los proyectos por medio de consultorías pertinentes. Una frecuente desventaja de la información disponible es que no tiene la precisión geográfica suficiente para aplicarla directamente en proyectos específicos. Se consultará la norma NSE 2.1 por requerimientos adicionales relacionados con el sitio de proyecto. 4.6.1

Proximidad de fallas activas

En los casos en que el equipo de diseño del proyecto establezca la proximidad de fallas geológicas activas, se modificarán las ordenadas espectrales de diseño conforme a lo indicado en esta sección. 4.6.1.1

Método simplificado

Comentario: este método esta basado en las tablas 16-S, 16-T y 16-U de la referencia UBC-97, observar que los factores numéricos han sido modificados respecto de los indicados en la referencia.


23


Se calificarán las fallas activas próximas como Fuentes Sísmicas tipo A, B o C conforme la tabla 4-5. Se determinarán los Factores de Falla Cercana Na y Nv conforme las tablas 4-6 y 4-7. Se aplicarán los factores Na y Nv conforme lo indican las ecuaciones 4-1a y 4-2 a. Tabla 4-5 Tipo de fuente sísmica Tipo de fuente

Descripción

Máxima magnitudmomento

Tasa de Corrimiento (mm por año)

A

Fallas geológicas capaces de generar eventos de gran magnitud y con alta tasa de sismicidad (nota 1)

Mo 7.0

TC 5

B

Fallas geológicas que no son A o C

Mo 7.0 Mo < 7.0 Mo 6.5

TC < 5 TC > 2 TC < 2

C

Fallas geológicas incapaces de generar eventos de gran magnitud y que tienen baja tasa de sismicidad

Mo < 6.5

TC < 2

Nota 1: la zona de subducción de Guatemala no se considera por la distancia a la fuente Nota 2: la magnitud M o y el TC deben concurrir simultáneamente cuando se califique el tipo de fuente sísmica

Tabla 4-6 Factor Na para períodos cortos de vibración Tipo de fuente

Distancia horizontal más cercana a fuente sísmica (Nota 1) 2 km 5 km 10 km

A

1.25

1.12

1.0

B

1.12

1.0

1.0

C

1.0

1.0

1.0

Nota 1: tomar la distancia horizontal a la proyección horizontal de la fuente sísmica sobre la superficie; no considerar las porciones del plano de falla cuya profundidad exceda 10 km Nota 2: utilizar el factor N a que mayor haya salido al cotejar todas las fuentes relevantes


24


Tabla 4-7 Factor Nv para períodos largos de vibración Tipo de fuente

Distancia horizontal más cercana a fuente sísmica (Nota 1) 2 km 5 km 10 km 15 km

A

1.4

1.2

1.1

1.0

B

1.2

1.1

1.0

1.0

C

1.0

1.0

1.0

1.0

Nota 1: tomar distancia horizontal a la proyección horizontal de la fuente sísmica sobre la superficie; no considerar las porciones del plano de falla cuya profundidad exceda 10 km Nota 2: utilizar el factor N v que mayor haya salido al cotejar todas las fuentes relevantes

4.6.2

Métodos alternos

Otras metodologías debidamente sustentadas pueden utilizarse especialmente si están conexas con las evaluaciones de sitio específicas de la sección 4.4


25


5 FUERZAS DE VIENTO 5.1 5.1.1

Cargas de viento Alcance

La estructura, los elementos de cierre y los componentes exteriores de las edificaciones expuestas a la acción del viento, serán diseñadas para resistir las cargas (empujes o succiones) exteriores e interiores debidas al viento, suponiendo que este proviene de cualquier dirección horizontal. En la estructura, la ocurrencia de empujes y succiones exteriores serán consideradas simultáneamente. 5.1.2

Requisitos

Dirección del análisis: Las estructuras se analizan de manera que el viento pueda actuar por lo menos en dos direcciones horizontales perpendiculares e independientes entre si. Se elegirán aquellas que representen las condiciones más desfavorables para la estabilidad de la estructura en estudio (o parte de la misma), tomando en cuenta la rugosidad del terreno según la dirección del viento. 5.1.3

Volteo

Debe verificarse la seguridad de las construcciones sin considerar las cargas vivas que contribuyen a disminuir el volteo. Para las obras importantes, ordinarias y utilitarias, la relación entre el momento estabilizador y el actuante de volteo no deberá ser menor que 1.5, y para las obras críticas y esenciales, no deberá ser menor que 2.0 5.1.4

Levantamiento

Las estructuras ligeras o provisionales, así como techos y recubrimientos de construcciones, pueden presentar problemas al generarse fuerzas de levantamiento debidas al viento. Al analizar esta posibilidad, se considerarán nulas las cargas vivas que disminuyen el efecto del levantamiento.

5.1.5

Presiones interiores

Se presentan en estructuras permeables, que son aquéllas con ventanas, ventilas o puertas que permiten la entrada y salida del aire de la construcción. El


26


efecto de estas presiones se combinará con el de las presiones exteriores, de manera que el diseño considere los efectos más desfavorables. Comentario: En este capítulo se presenta el método básico para el cálculo de la presión dinámica de viento que será utilizado para calcular la fuerza aplicada a cada estructura no sensible a efectos dinámicos del viento o elemento de esta. Para estructuras sensibles a los efectos dinámicos, el diseñador estructural debe referirse al capítulo 26 de ASCE/SEI 7-10, cuyos métodos son recomendados también para todo tipo de estructura. 5.2 5.2.1

Método para el cálculo de la presión de diseño de viento Exposición

Se debe asignar una exposición al sitio donde se diseñará la estructura. 5.2.1.1 Exposición B tiene suelo con edificaciones, bosques o irregularidades superficiales que cubre por lo menos el 20% del área a nivel del suelo, extendiéndose 1.50 km o más desde el lugar 5.2.1.2 Exposición C tiene suelo plano y generalmente abierto, extendiéndose 0.75 km o más desde el lugar en cualquier cuadrante completo. 5.2.1.3 Exposición D representa la exposición más crítica en áreas con velocidades básicas de viento de 120 km/h o mayores y tiene un terreno plano y sin obstrucciones frente a grandes cuerpos de agua de más de 1.5 km o mayores en ancho relativo a cualquier cuadrante del lugar de la obra. La exposición D se extiende al interior desde la costa 0.50 km ó 10 veces la altura de la edificación, lo que resulte mayor. 5.2.2 Velocidad básica del viento es la mayor velocidad que se asocia con una probabilidad anual del 2% medida en un punto situado a 10 m sobre el nivel del suelo para un área que tiene categoría de exposición C. 5.2.2.1 La velocidad básica mínima del viento en cualquier lugar no debe ser menor de la que se muestra en el mapa de zonas de Velocidad Básica del Viento para la República de Guatemala, figura 5-1. 5.2.2.2 El diseñador debe investigar si en el sitio de la obra se cuenta con registro de velocidades mayores a las del mapa de Velocidades Básicas del Viento, y utilizarlas.


27


5.3

Presiones de diseño de viento

5.3.1 Las presiones de diseño de viento para estructuras y elementos de las mismas se deben determinar para cualquier altura de acuerdo con

P = Ce Cq qs I

(5-1)

donde P es la presión de diseño de viento Ce es el coeficiente de exposición (tabla 5-1) Cq es el coeficiente de presión para la estructura o la parte de la misma bajo consideración (tabla 5-2) qs es la presión de remanso del viento a la altura estándar de 10 metros como se establece en la tabla 5-3, y conforme la ubicación de la estructura según el mapa de zonas de Velocidad Básica del Viento (km/h) que aparece en la figura 5-1. I es el factor de importancia. Usar 1.15 para obras esenciales y 1.0 para las otras clasificaciones. 5.4

Presión directa positiva

Las superficies que se encuentran en dirección opuesta al viento y perpendiculares a su trayectoria reciben un efecto de impacto directo de la masa de aire en movimiento. Este se conoce como lado de barlovento. 5.5

Presión negativa

En el lado opuesto a la dirección del viento, que se conoce como lado de sotavento, se genera una presión hacia fuera de la superficie de la construcción. 5.6

Diseño de las estructuras

Las estructuras deben diseñarse para las presiones calculadas utilizando la ecuación 5-1 y los coeficientes de presión. 5.7

Elementos y componentes de las estructuras

Las presiones de diseño de viento para cada elemento o componente de una estructura deben determinarse a partir de la ecuación 5-1 y de los valores Cq, y debe aplicarse perpendicularmente a la superficie. Para las fuerzas que actúan


28


hacia fuera el valor de Ce debe obtenerse en base a la altura promedio del techo y aplicarse a toda la altura de la estructura.

5.8

Coeficiente de exposición Ce Tabla 5-1 ALTURA SOBRE EL NIVEL PROMEDIO DEL TERRENO (m)

Exposición D

Exposición C

Exposición B

4.5

1.39

1.06

0.62

6.0

1.45

1.13

0.67

7.5

1.50

1.19

0.72

9.0

1.54

1.23

0.76

12.0

1.62

1.31

0.84

18.0

1.73

1.43

0.95

24.0

1.81

1.53

1.04

30.0

1.88

1.61

1.13

36.0

1.93

1.67

1.20

48.0

2.02

1.79

1.31

60.0

2.10

1.87

1.42

90.0

2.23

2.05

1.63

120.0

2.34

2.19

1.80

Alturas menores a 4.50m debe utilizar el factor C e para 4.50m Alturas mayores a 4.50m pueden ser interpoladas


29


5.9

Coeficiente de presión Cq Tabla 5-2

ESTRUCTURA O PARTE DE LA MISMA

1.Estructuras y Sistemas Primarios

2.Elementos y componentes que no están en áreas de discontinuidad

3.Elementos y componentes en áreas de discontinuidades

4.Chimeneas, tanques y torres sólidas

5.Torres de estructuras abiertas

6.Accesorios de torres (escaleras, conductos, lámparas y ascensores)

7.Señalización, astas de bandera, postes de luz y estructuras menores

DESCRIPCIÓN Muros: Muro en barlovento Muro en sotavento Techos: Viento perpendicular a la cumbrera Techo en sotavento o techo plano Techo en barlovento: Pendiente menor a 1:6 Pendiente mayor a 1:6 y menor a 3:4 Pendiente mayor a 3:4 y menor a 1:1 Pendiente mayor a 1:1 Viento paralelo a la cumbrera y techo plano

FACTOR Cq

0.8 hacia adentro 0.5 hacia fuera 0.7 hacia fuera 0.7 hacia fuera 0.9 hacia fuera adentro 0.4 hacia adentro 0.7 hacia adentro 0.7 hacia fuera

Elementos de Muros: Todas las estructuras Estructuras encerradas y no encerradas Estructuras parcialmente encerradas Parapetos Elementos de Techos: Estructuras encerradas y no encerradas Pendiente menor a 7:12 Pendiente mayor a 7:12 y menor a 1:1 Estructuras parcialmente encerradas Pendiente menor a 1:6 Pendiente mayor a 1:6 y menor a 7:12 Pendiente mayor a 1:6 y menor a 7:12 Pendiente mayor a 7:12 y menor a 1:1

1.7 1.6 0.8 1.7

Esquinas de Muros Aleros de techos, cornizas inclinadas o cumbreras sin voladizos Pendiente menor a 1:6 Pendiente mayor a 1:6 y menor a 7:12 Pendiente mayor a 7:12 y menor a 1:1 Voladizos en aleros de techos, cornizas inclinadas o cumbreras y toldos Cuadrado o rectangular Hexagonal u octogonal Redondo o elíptico

2.3 hacia arriba 2.6 hacia fuera 1.6 hacia fuera 0.5 sumado anteriores 1.4 en cualquier 1.1 en cualquier 0.8 en cualquier

Cuadrado y rectangular Diagonal Normal Triangular

4.0 3.6 3.2

Elementos cilíndricos 51 mm o menor diámetro Mayores de 51 mm de diámetro Miembros planos o angulares

1.0 0.8 1.3

1.2 1.2 1.6 1.3

hacia hacia hacia hacia

ó

0.3

hacia

dentro fuera fuera dentro o hacia fuera

1.3 hacia fuera 1.3 hacia fuera o hacia dentro hacia hacia hacia hacia

fuera fuera dentro adentro o hacia fuera

a

los

valores

dirección dirección dirección

1 . 4 e n c u al q ui e r di r ec c i ó n


30


5.10 Presión de remanso del viento qs Tabla 5-3

Velocidad básica del viento (Km/h) Presión (Pa)

100 474

110 573

120 682

5.11 Mapa de zonas de velocidad básica del viento para la República de Guatemala (km/h) Figura 5-1

Fuente: AGIES


31


12B

6.1

6 OTRAS CARGAS

Aspectos volcánicos

6.1.1 Las edificaciones y otras estructuras y todas las partes de las mismas que se encuentren en zonas bajo amenaza de caída de ceniza o arena volcánica deben diseñarse para resistir las cargas de arena volcánica húmeda, de acuerdo con las combinaciones de carga establecidas en el capítulo 8 de esta norma. 6.1.2 El diseñador estructural debe investigar la zona donde se construirá la obra, para establecer la altura de arena volcánica que se estimará, conforme la cercanía al volcán generador. 6.1.3 La carga se debe estimar de la altura en metros a considerar por la densidad de la arena húmeda que puede establecerse en 1,800 kg/m3 6.2

Presiones hidrostáticas

Son presiones tipo F en las combinaciones de carga del Capítulo 8 de esta norma. Se consideran tipo F porque son presiones de líquidos con peso unitario y altura de tirante de líquido bien conocidas, de baja incertidumbre. 6.3

Empuje en muros de contención de sótanos

6.3.1 En el diseño de muros de contención de los sótanos y otras estructuras verticales localizadas bajo tierra, debe tomarse en cuenta el empuje lateral del suelo adyacente. Deben tenerse en cuenta las posibles sobrecargas tanto vivas como muertas que pueda haber en la parte superior del suelo adyacente. Cuando parte o toda la estructura de sótano está por debajo del nivel freático, el empuje debe calcularse para el peso del suelo sumergido y la totalidad de la presión hidrostática. 6.3.2 El coeficiente de empuje de tierra deberá elegirse en función de las condiciones de deformabilidad de la estructura de contención, pudiéndose asignar el coeficiente de empuje activo cuando las estructuras tengan la libertad de giro y de traslación; en caso contrario, el coeficiente será el de reposo o uno mayor hasta el valor del pasivo, a juicio del ingeniero geotecnista y de acuerdo con las condiciones geométricas de la estructura y de los taludes adyacentes.


32


6.4

Presión ascendente, subpresión en losas de piso de sótanos

6.4.1 En el diseño de la losa de piso del sótano y otras estructuras horizontales localizadas bajo tierra deben tomarse en cuenta la totalidad de la presión hidrostática aplicada sobre el área. La cabeza de presión hidrostática debe medirse desde el nivel freático. La misma consideración debe hacerse en el diseño de tanques y piscinas. 6.5

Suelos expansivos

6.5.1 Cuando existan suelos expansivos bajo la cimentación de la edificación, o bajo losas apoyadas sobre el terreno, la cimentación, las losas y los otros elementos de la edificación, deben diseñarse para que sean capaces de tolerar los movimientos que se presenten, y resistir las presiones ascendentes causadas por la expansión del suelo, o bien los suelos expansivos deben retirarse o estabilizarse debajo y en los alrededores de la edificación, de acuerdo con las indicaciones del ingeniero ge0otecnista. 6.6

Zonas inundables

6.6.1 En zonas inundables, el sistema estructural de la edificación debe diseñarse y construirse para que sea capaz de resistir los efectos de flotación y de desplazamiento lateral causados por los efectos hidrostáticos, hidrodinámicos y de impacto de objetos flotantes. El Ingeniero Estructural debe investigar el riesgo de inundación del sitio. Referirse a capítulo 12 de NSE 2.1 Comentario: pueden consultarse los mapas existentes en el INSIVUMEH. 6.7

Cargas de lluvia

6.7.1 En el diseño estructural de cubiertas se deben considerar los efectos de agua empozada. 6.7.2 El agua empozada se produce por obstrucción de los sistemas de drenaje de la cubierta, el cual puede ocurrir debido a residuos, hojas de árboles o granizo, entre otras fuentes de obstrucción. 6.7.3 Cada porción de un techo será diseñado para soportar la carga de toda el agua R que se acumulará a causa de lluvia sobre ella si el sistema de drenaje primario para esa porción está tapado, más la carga uniforme causada por agua


33


que asciende por encima de la entrada del sistema de drenaje auxiliar en su flujo de diseño. 6.7.4

Carga de lluvia sobre techo no deformado R = 0.0098(ds + dh)

(6-1)

donde R es la carga de lluvia sobre el techo no deformado, en kPa ds es la profundidad de agua sobre el techo no deformado hasta la entrada del sistema de drenaje secundario cuando el sistema de drenaje primario está bloqueado, en mm dh es la profundidad de agua adicional sobre el techo no deformado por encima de la entrada del sistema de drenaje secundario en su flujo de diseño, en mm En el techo no deformado, no se consideran las deformaciones a causa de cargas (incluyendo cargas permanentes) cuando se determina la cantidad de lluvia sobre el techo. 6.7.5

Inestabilidad por estancamiento

El estancamiento se refiere a la retención de agua debida únicamente a la deformación de techos relativamente planos. Los techos con una pendiente menor al 2% serán investigados mediante un análisis estructural para asegurar que posean la rigidez adecuada para excluir la deformación progresiva (es decir inestabilidad) conforme la lluvia cae sobre ellos. La carga de lluvia será utilizada en este análisis. El sistema de drenaje primario dentro de un área sujeta a estancamiento será considerado como obstruido en este análisis. 6.7.6

Drenaje controlado

Los techos equipados con mecanismos para controlar el ritmo del drenaje serán equipados con un sistema de drenaje secundario a una elevación mayor, que limite la acumulación de agua en el techo por encima de esa elevación. Dichos techos serán diseñados para sostener la carga de toda el agua de lluvia que se acumulará en ellos hasta la elevación del sistema de drenaje secundario, más la carga uniforme causada por el agua que se eleva por encima de la entrada del sistema de drenaje secundario.


34


7 CARGAS ACCIDENTALES 13B

7.1

Requisito

El diseño de estructuras nuevas deberá garantizar una Integridad Estructural General ante cargas accidentales como explosión, fuego o colisión de vehículos. Además de los requisitos de amarre entre partes de la estructura y entre los elementos estructurales que se dan por razones sísmicas, debe tomarse en cuenta que por razones de accidentes o debido a que la estructura se utiliza para fines diferentes a los previstos en el diseño, ésta puede sufrir daño local o la falta de capacidad resistente en un elemento o en una porción menor de la edificación. Debido a esto, los sistemas estructurales deben estar unidos con el fin de obtener una integridad estructural que les permita experimentar daño local sin que la estructura en general pierda su estabilidad ni se presente colapso progresivo. 7.2

Colapso de elementos estructurales

Será necesario revisar la estabilidad estructural asumiendo el colapso del elemento por efectos extraordinarios como fuego, explosión o colisión de vehículos. 7.3

Método de integridad estructural

El método más común para obtener integridad estructural consiste en disponer los elementos estructurales de tal manera que provean estabilidad general a la estrucutura, dándoles continuidad y garantizando que tengan suficiente capacidad de absorción y disipación de energía para que pueda redistribuir cargas desde una zona dañada a las regiones adyacentes sin colapso. Los sistemas estructurales que han demostrado un desempeño adecuado ante las cargas accidentales son las formadas por elementos de concreto reforzado fundido en el lugar y las estructuras metálicas con entrepisos de concreto reforzado.


35


8 COMBINACIONES DE CARGA PARA DISEÑO ESTRUCTURAL 15

8.1

General

8.1.1

Selección de combinaciones de carga para diseño estructural

La selección de combinaciones de carga para diseño estructural depende del método de diseño que corresponda según norma al sistema estructural de interés: (a) En los casos en que las normas de la serie NSE 7, u otras normas NSE, especifiquen el “método de diseño por factores de carga y resistencia” para diseñar el sistema constructivo respectivo, se utilizarán las combinaciones de la sección 8.2. El método de resistencia es conocido también como método de diseño por factores de carga y resistencia (Load and Resistance Factor Design, LRFD por sus siglas en inglés) (b) En los casos en que las normas de la serie NSE 7, u otras normas NSE, aún especifiquen el método de esfuerzos de servicio o esfuerzos permisibles, para diseñar el sistema constructivo respectivo, se utilizarán las combinaciones de la sección 8.3. El método de esfuerzos de servicio es conocido también como “método de esfuerzos permisibles” (Allowable Stress Design, ASD por sus siglas en inglés) (c) Las presiones en el suelo causadas por cimentaciones son un caso especial de un medio (el suelo) cuya capacidad se verifica con una variante del método de esfuerzos admisibles, aunque la cimentación en sí se diseñe por el método que requiera el sistema constructivo del que esté hecha la cimentación. Se recurrirá a las directrices del capítulo 10. Notación M V Vt Sh Sv W PL

Cargas muertas Cargas vivas Cargas vivas de techo Carga sísmica horizontal Carga sísmica vertical Cargas de viento Cargas de Lluvia

NSE 2, capítulo 2 NSE 2, capítulo 3 NSE 2, capítulo 3 NSE 2, capítulo 4 NSE 2, capítulo 4 NSE 2, capítulo 5 NSE 2, capítulo 6


36


AR F H H T X Ip 8.2

Cargas de Arena Volcánica (tefra) Presión de fluidos Presión de material a granel Presiones de suelos Efectos de cambios de temperatura Carga de explosión Impacto

NSE 2, capítulo 6 NSE 2, capítulo 6 sección 8.4 – nota 1 sección 8.4 – nota 2 sección 8.4 – nota 3 sección 8.4 – nota 4 sección 8.4 – nota 5

Combinaciones de carga para diseñar por Método de Resistencia

Se utilizarán las combinaciones de carga de esta sección para establecer las solicitaciones que controlan el diseño por resistencia. No aplica a dimensionamiento de fundaciones. 8.2.1

Carga de gravedad 1.4M. 1.3M + 1.6V + 0.5(Vt o bien PL o bien AR) 1.3M + V + 1.6(Vt o bien PL o bien AR)

(CR1) (CR2) (CR3)

Reducciones a la carga viva En todas las combinaciones donde se señala carga viva V, ésta es la carga V ya reducida si se ha optado por hacer las reducciones permitidas en el capítulo 3 8.2.2

Carga de sismo 1.2M + V + Sv ± Sh 0.9M – Sv ± Sh

(CR4) (CR5)

Excepto que para diseñar muros y columnas, la ecuación CR5 puede limitarse a 1.0M – Sv ± Sh

(CR5a)

Comentario sobre solicitaciones sísmicas: La carga de sismo está definida en las normas NSE como una acción que corresponde al nivel de resistencia a la cedencia del sistema estructural al que se aplica. Por eso el término que representa al sismo (S) no tiene factor de carga (el factor implícito es 1.0). El término Sh que corresponde al sismo horizontal puede estar compuesto por dos o más sumandos según se requiera en la norma NSE que rija el diseño de la estructura de interés (NSE 3, NSE 4 o NSE 5). Esto se debe usualmente a requerimientos de aplicar sismo concurrente en dirección perpendicular a la dirección analizada. Los términos Sh y Sv pueden incorporar internamente otros factores multiplicativos especificados por la norma NSE que rija el diseño de la estructura de interés (NSE 3, NSE 4 o NSE 5). AGIES NSE 2-10 DEMANDAS ESTRUCTURALES, CONDICIONES DE SITIO Y NIVELES DE PROTECCIÓN

37


Tales factores pueden ser factores de castigo requeridos por irregularidades estructurales o factores adicionales aplicables a componentes clave para incrementar su confiabilidad sísmica. 8.2.3

Carga de viento 1.2 M + V ± 1.3 W + 0.5 PL + 0.0 Vt

(CR6)

0.9 M ± 1.3 W

(CR7)

El viento y el sismo no se consideran cargas concurrentes sino alternas. Se diseñará para la envolvente de ambas solicitaciones. Comentario sobre solicitaciones de viento: El término W que representa a los efectos de viento puede constar de varios sumandos o incorporar internamente factores adicionales según lo indique la norma NSE que rija el diseño de la estructura. El factor de mayoración del viento se ha conservado en 1.3 porque las normas NSE aún conservan la metodología de la referencia UBC 1997. No concurren las razones por las que la referencia ASCE 7-05 incrementó los factores de mayoración de viento. 8.2.4

Casos en que hay empujes tipo F y/o tipo H CR1 + 1.4F

(CR8)

CR2 + 1.2F + 1.6H

(CR9)

Deberá ejercerse juicio de ingeniería para determinar si la combinación CR10 genera esfuerzos capaces de controlar el diseño. Además si F y/o H contrarrestan los efectos de reversión en CR11, considerarlas 0. (CR4 o CR6) + F + 1.2H

(CR10)

(CR5 o CR7) + F + H

(CR11)

Comentario: Es posible que el suelo y las masas a granel (solicitaciones H) no actúen en fase con el resto de la estructura. Lo mismo aplica a las presiones de los fluidos (solicitaciones F). Consultar los fascículos sobre prácticas estructurales recomendables de AGIES.


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8.2.5

Para casos en que se considera temperatura CR9 + 1.2 T

(CR12)

Los esfuerzos generados por temperatura no se consideran concurrentes con viento o sismo. Puede aplicarse solamente a CR9 (o CR2 si no hay F o H que considerar) 8.2.6

Esfuerzos de diseño

Los esfuerzos correspondientes a las solicitaciones anteriores no excederán los esfuerzos a la cedencia reducidos por un factor ĭ (phi) que depende del material y tipo de esfuerzo, según se especifica para cada sistema estructural en las normas de la serie NSE 7 u otras normas NSE. 8.3

Combinaciones de carga para diseño por el Método de Esfuerzos de Servicio

Para algunos sistemas estructurales, las normas de la serie NSE 7 u otras normas SE, permiten que el diseño estructural de los elementos se haga por el método de esfuerzos de servicio. En esos casos, se utilizarán las combinaciones de carga en esta sección para establecer las solicitaciones que controlan el diseño. No aplica a dimensionamiento de cimentaciones. 8.3.1

Carga de gravedad M+V

(CS1)

M + (Vt o bien PL o bien AR)

(CS2)

M + 0.75V + 0.75 (Vt o bien PL o bien AR)

(CS3)

Reducciones a la carga viva: en todas las combinaciones donde se señala carga viva V, ésta es la carga V ya reducida si se ha optado por hacer las reducciones permitidas en el capítulo 3 de la NSE 2 8.3.2

Carga de sismo M + 0.70 (Sv ± Sh)

(CS4a)

M + 0.75 V + 0.75 x 0.70 (Sv ± Sh)

(CS4b)

0.80 M ± 0.70 (Sv ± Sh)

(CS5)


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Comentario sobre solicitaciones sísmicas: La carga de sismo está definida en las normas NSE como una acción que corresponde al nivel de resistencia a la cedencia del sistema estructural al que se aplica; por eso se recurre al artificio de “reducir” el sismo al 70%, reducción que quedará compensada al comparar los esfuerzos resultantes con un esfuerzo de servicio y no un esfuerzo cedente. El término Sh que corresponde al sismo horizontal puede estar compuesto por dos o más sumandos según se requiera en la norma NSE que rija el diseño de la estructura de interés (NSE 3, NSE 4 o NSE 5). Esto se debe usualmente a requerimientos de aplicar sismo concurrente en dirección perpendicular a la dirección analizada. Los términos Sh y Sv pueden incorporar internamente otros factores multiplicativos especificados por la norma NSE que rija el diseño de la estructura de interés (NSE 3, NSE 4 o NSE 5). Tales factores pueden ser factores de castigo requeridos por irregularidades estructurales o factores adicionales aplicables a componentes clave para incrementar su confiabilidad sísmica. 8.3.3

Carga de viento M±W

(CS6)

M + 0.75 V + 0.75 PL ± 0.75 W

(CS7)

0.80 M ± W

(CS8)

El sismo y el viento no se consideran concurrentes. 8.3.4

Casos en que hay empujes tipo F y/o tipo H

Se suman algebraicamente F + H a las combinaciones CS1, CS2, CS3, CS4, CS6 y CS7. Se suma algebraicamente H a CS5 y CS8. H se tomará como 0 si contrarresta W o S 8.3.5

Casos en que se considera temperatura

Se suma algebraicamente T a la combinación CS1. Se suma algebraicamente 0.75 T a la combinación CS3. E, H y T son concurrentes en las combinaciones CS1 a CS3. Los esfuerzos de temperatura no se consideran concurrentes con viento o sismo.


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8.3.6

Esfuerzos permisibles de servicio

Los esfuerzos correspondientes a las combinaciones anteriores no excederán los esfuerzos de servicio permitidos en las normas de la serie NSE 7, u otra norma NSE cuando ésta admita diseño por este método. Al utilizar las combinaciones de la sección 8.3 no se permiten incrementos de esfuerzos por solicitaciones transitorias. Comentario: Nótese el multiplicador 0.75 (o sea el inverso de 1.33) integrado a algunas combinaciones de servicio; este artificio suple el antiguo incremento de esfuerzos de 1.33 que actualmente se aplica solamente a las cargas transitorias y no a las solicitaciones permanentes. 8.4

Casos de cargas aún no contemplados en la norma NSE 2

Para aplicar cargas aún no contempladas en la normativa actual deberá ejercerse juicio de ingeniería y consignar en planos el resumen de los criterios utilizados y de los documentos de referencia que apliquen. Las siguientes notas servirán de orientación para algunos casos específicos. Nota 1 -- Presiones de material a granel como en silos y otros depósitos Las cargas que se generan sobre la estructura se descomponen en presiones laterales y cargas verticales. Los pesos específicos del material y las presiones ejercidas tienen incertidumbres relativamente altas. Las presiones laterales deben tratarse como cargas tipo H y las cargas verticales como cargas V pero que no son reducibles. Si se demostrara que los factores de mayoración correspondientes pueden reducirse, se podrán modificar, pero las cargas se seguirán considerando H y V (no-reducibles) en las combinaciones. Se observará que su masa sísmica no puede reducirse como la de una carga viva típica (frecuentemente se adoptará el 80% como masa efectiva). Lineamientos para integración de cargas se pueden hallar en varias fuentes pero se recomienda consultar el Eurocódigo EC 1991-4. Nota 2 -- Presiones de suelos Los suelos en general son medios compuestos por partículas y/o fragmentos y son en ese sentido un material a granel. No obstante, muchos suelos tienen cohesión, otros presentan cementación (real o aparente) y eso los hace diferentes a los materiales a granel más comunes. Consecuentemente las presiones laterales deben tratarse como presiones tipo H. Las presiones verticales serán tratadas como cargas V no reducibles; además de no reducibles AGIES NSE 2-10 DEMANDAS ESTRUCTURALES, CONDICIONES DE SITIO Y NIVELES DE PROTECCIÓN

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son permanentes, pero frecuentemente las componentes verticales de la carga de suelo son externas a la estructura en sí. La masa sísmica que puede actuar sobre la estructura es altamente incierta y frecuentemente es reducida o nula. Los suelos volcánicos de Guatemala presentan características que no están consideradas en los libros de texto convencionales: las cenizas volcánicas e ignimbritas son no-cohesivas pero presentan cementación aparente (por la forma irregular de las partículas). Consecuentemente son más resistentes y son mucho menos deformables de lo que acreditan los textos extranjeros convencionales para este tipo de suelos volcánicos. Lineamientos para el manejo de cargas estructurales generadas por suelos como los locales son poco frecuentes. Se recomienda consultar los títulos disponibles en la colección de publicaciones especiales AGIES de temas estructurales. Nota 3 -- Efectos de temperatura Generalmente son importantes en instalaciones industriales o en estructuras estáticamente indeterminadas de gran longitud o área. Deberá ejercerse juicio de ingeniería y localizar la documentación de apoyo relevante. Nota 4 -- Cargas de explosión Este tipo de solicitación estructural se ha hecho más relevante en años recientes. Hay poca documentación detallada accesible ya que estas cargas son comúnmente tratadas como información confidencial por aquellos que han desarrollado datos sobre ellas. Una explosión puede modelarse de la misma forma que un sismo. El sismo es una serie de pulsos en el tiempo; la explosión es una pulsación de gran intensidad. Una diferencia fundamental (que no se manifiesta a nivel de combinación de carga) es que el efecto de una explosión es proporcional al área expuesta y el de un sismo es proporcional a la masa expuesta. Pero la técnica de análisis es análoga. El efecto de una explosión también es análogo al de un sismo porque la solicitación excede la resistencia a la cedencia del sistema estructural; como combinación de carga puede ser tratado en vez del sismo, reemplazando la solicitación Sh y Sv por Xh y Xv. Deberá ejercerse juicio de ingeniería y localizar la documentación de apoyo relevante.


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Nota 5 -- Cargas de impacto Los impactos también pertenecen a la categoría de cargas análogas a la de sismo porque la solicitación excede la resistencia a la cedencia del sistema estructural; como combinación de carga puede ser tratado en vez del sismo, reemplazando la solicitación Sh y Sv por Iph e Ipv. Deberá ejercerse juicio de ingeniería y localizar la documentación de apoyo relevante.


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9 LINEAMIENTOS PARA DISEÑO DE CIMIENTOS 17B

9.1

General

9.1.1 Localización de las obras Las obras y edificaciones sólo se construirán sobre terrenos que tengan muy baja probabilidad de quedar sujetos durante su vida útil a inestabilidad por causa directa o indirecta de fracturas geológicas, derrumbes, deslizamientos, licuación del suelo, agentes meteorológicos u otras fallas estructurales de la masa de suelo, en el propio terreno o en las vecindades inmediatas del sitio. Referirse a la sección 10.1. 9.1.2 Estudios geotécnicos El desarrollador está obligado a efectuar o solicitar los estudios geotécnicos requeridos, de acuerdo a la clasificación de la obra de capítulo 3 de la norma NSE 1, y los tipos de estudios geotécnicos señalados en la norma NSE 2.1. Referirse a la sección 10.2. 9.1.3 Jerarquía de resistencias Los cimientos deberán alcanzar sus esfuerzos de cedencia antes de que el suelo incurra en falla estructural abrupta. Para ello el ingeniero geotécnista especificará para el suelo un margen de seguridad mayor que el que corresponde al sistema constructivo de los cimientos. Referirse a los lineamientos en la sección 9.3. 9.1.4 Metodología Las dimensiones de las cimentaciones se establecerán limitando las presiones nominales o limitando las deformaciones que, según análisis estructural, causan en el suelo las solicitaciones enumeradas en la sección 9.2. Las presiones nominales (o en su caso las deformaciones) no excederán los valores admisibles definidos en la sección 9.3.


44


La cimentación se diseñará por el método de resistencia u otro que se permita para el sistema constructivo del cimiento propiamente dicho, con las combinaciones de carga enumeradas en la sección 9.4. 9.1.5 Notación La notación es igual a la utilizada en el capítulo 8. M V Vp Vt Sh Sv W PL AR F H H T X Ip 9.2 9.2.1

Cargas muertas Cargas vivas Cargas vivas permanentes Cargas vivas de techo Carga sísmica horizontal Carga sísmica vertical Cargas de viento Cargas de Lluvia Cargas de Arena Presión de fluidos Presión de material a granel Presiones de suelos Efectos de cambios de temperatura Carga de explosión Impacto

NSE 2, capítulo 2 NSE 2, capítulo 3 sección 9.2.1 NSE 2, capítulo 3 NSE 2, capítulo 4 NSE 2, capítulo 4 NSE 2, capítulo 5 NSE 2, capítulo 6 NSE 2, capítulo 6 NSE 2, capítulo 6 sección 8.4 – nota 1 sección 8.4 – nota 2 sección 8.4 – nota 3 sección 8.4 – nota 4 sección 8.4 – nota 5

Solicitaciones para dimensionar cimientos Combinaciones permanentes o de larga duración M + Vp

(CCS1)

En todas las combinaciones donde se señala carga viva Vp, ésta es la parte de la carga viva que se considera permanente. La fracción considerada permanente no será menor que el 50% de la carga viva total (reducible y noreducible). Se permitirá, en lugar de la fracción anterior, utilizar la carga viva reducida si se ha optado por hacer las reducciones permitidas en el capítulo 3 de NSE 2.


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9.2.2

Combinaciones gravitacionales de corta duración M + V + (Vt o bien PL o bien AR)

(CCS2)

donde V

es la carga viva sin reducir. Considérese corta duración hasta 72 horas.

9.2.3

Solicitaciones sísmicas M + 0.7 Sv + Vp ± 0.7 (Sh)

(CCS3)

M ± 0.7 (Sh)

(CCS4)

Donde el término de sismo horizontal Sh deberá incluir el 100% de efectos de sismo en una dirección y 30% de efectos del sismo perpendicular. Comentario: el sismo en las normas NSE está definido para aplicarse a nivel de capacidad cedente de los sistemas estructurales. El suelo también es un “sistema estructural” pero su capacidad “cedente” puede no tener correspondencia física y necesitaría ser artificialmente definida por el ingeniero geotécnista. Como eso no se hace actualmente en geotecnia, la ingeniería estructural recurre al artificio contrario: reducir la carga sísmica del nivel de resistencia al que está definida, a un “nivel de servicio” artificial que es el 70% del nivel definido en el Capítulo 4 de esta norma. 9.2.4

Reducción adicional de algunas solicitaciones sísmicas

Los efectos sobre la cimentación derivados de los momentos sísmicos de volteo que resultan del análisis estructural podrán reducirse de la manera siguiente: (1)

Hasta al 90% si las acciones de volteo provienen de un análisis dinámico modal o un análisis dinámico paso-a-paso descritos en la norma NSE 3.

(2)

Hasta al 75% si las acciones de volteo provienen de un análisis por el método de la fuerza lateral equivalente o un análisis de empuje incremental descritos en la norma NSE 3, siempre que el período fundamental empírico de vibración Ta sea mayor que 0.6 segundos; si el período Ta es menor que 0.3 segundos se limitará la reducción al 90%; se podrá interpolar linealmente para períodos intermedios.

(3)

No se podrán aplicar estas reducciones a los cimientos de sistemas estructurales de péndulo invertido (sistema E5, norma NSE 3).


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9.2.5

Solicitaciones de viento M + Vp ± W

(CCS5)

M±W

(CCS6)

Donde el término de viento W debe incluir el 100% de efectos en una dirección y 30% de efectos del viento perpendicular. Los efectos sobre la cimentación derivados de los momentos de volteo por viento que resultan del análisis estructural podrán reducirse hasta el 85%. 9.2.6

Otras solicitaciones

De existir empujes F y/o H se sumará algebraicamente F + H a las combinaciones CCS2, CCS3 y CCS5. Se suma algebraicamente H a CCS4. H se tomará como 0 si contrarresta las solicitaciones W o S De considerarse esfuerzos inducidos por la temperatura, algebraicamente la solicitación T a CCS2 únicamente. 9.3 9.3.1

se

sumará

Estimación de la capacidad del suelo Capacidad soporte permisible del suelo (Qa)

Qa se define como el máximo esfuerzo al que puede someterse el suelo bajo la acción de cargas de servicio. Considerando que la cimentación actuando a flexión tenga un factor de seguridad FScim = FMay / ĭflex, el factor de seguridad de la capacidad soporte permisible no será menor que FSsuelo > ȕ FScim

(9-1)

donde FMay corresponde a una ponderación los factores de mayoración de la sección 10.4; ĭflex es el factor de reducción de capacidad del cimiento en flexión y ȕ, no menor que 1.6, depende de la incertidumbre y falta de homogeneidad del suelo. Comentario: Por ejemplo, si el cimiento es de concreto reforzado, ĭflex = 0.90 y (conservadoramente) FMay = 1.6; entonces FScim = 1.78 y al aplicar la ecuación 10-1 con ȕ = 1.7, FSsuelo = 3, un valor frecuentemente utilizado. Si se concluyera (más realísticamente) que el factor de mayoración ponderado es 1.4 con ĭflex = 0.90 y ȕ= 1.6, entonces FSsuelo = 2.5, quizás el mínimo aconsejable de usar con suelos relativamente homogéneos. La


47


decisión es responsabilidad del ingeniero geotécnico firmante. Nótese también que al evaluar la presión admisible con la ecuación 9.2b únicamente intervienen en el factor ȕ. Qa será el menor valor entre Qr / FSsuelo

(9-2a)

Qd / ȕ

(9-2b)

donde Qr es el esfuerzo de ruptura por corte directo y Qd es la presión media que produce la deformación máxima aceptable. El resultado varía según el ancho y proporción largo/ancho del cimiento. Cuando los cimientos se analizan como placas o estructuras rígidas (no deformables) que ejercen esfuerzos elásticos lineales sobre el suelo, las solicitaciones de la sección 9.2 no excederán los siguientes esfuerzos permisibles: Esfuerzos por CCS1 <= Qa Cuando intervienen cargas transitorias (como las de viento o sismo) o cargas de corta duración como Vt, PL o AR , entonces se permitirá incrementar la capacidad soporte permisible en 1.33 Ks 1.5 según lo indique el ingeniero geotécnista en su informe, de tal manera que: Esfuerzos por CCS2 <= Ks Qa Esfuerzos por CCS3 o CCS4 <= Ks Qa Esfuerzos por CCS5 o CCS6 <= Ks Qa Comentario: La tecnología geotécnica actual expresa la capacidad estructural del suelo en términos de esfuerzos de servicio, como Qa. La magnitud de este esfuerzo permisible está frecuentemente regida por las estimaciones de la potencial deformación (asentamiento) del suelo en el mediano a largo plazo. En general, el suelo soporta elásticamente cargas mayores a las indicadas por la capacidad soporte Qa cuando éstas son de poca duración. Por eso el informe geotécnico suele dar un factor de multiplicación para incrementar la capacidad Qs durante cargas transitorias como el viento o el sismo.


48


9.3.2

Excentricidad de las solicitaciones (1) La excentricidad de las solicitaciones respecto del centroide del cimiento no deberá exceder un sexto de la longitud del cimiento en la dirección analizada. (La resultante caerá dentro del tercio medio del cimiento). Esto aplica a las combinaciones CCS1, CCS2, CCS5 y CCS6. (2) En el caso de las solicitaciones sísmicas (expresiones CCS3 y CCS4) la excentricidad tampoco deberá exceder un sexto de la longitud del cimiento porque el cálculo se hace con los efectos de volteo reducidos según 9.2.3 y 9.2.4. (3) En el caso de cimentaciones que resistan empujes tipo H o F se podrán admitir excentricidades que caigan fuera del tercio medio. En estos casos se tomará en cuenta que no se desarrollan tracciones entre el suelo y el cimiento.

9.3.3

Cálculos basados en módulos de subrasante

Las cimentaciones se podrán dimensionar con base en módulos de subrasante (constante de resorte del suelo por metro cuadrado de superficie de cimiento). (1) Cuando se utilice esta metodología, el módulo de subrasante será aportado por un ingeniero geotecnista que lo estimará con base a prácticas aceptadas de ingeniería geotécnica, las cuales citará en su informe. El ingeniero geotecnista especificará un valor MRd para calcular las deformaciones que será menor o igual que el estimado medio del módulo (MRm) (2) Los asentamientos tolerables (los admisibles a largo plazo y los instantáneos) quedarán a juicio del ingeniero geotecnista. No excederán 40 mm (asentamiento absoluto más diferencial).a menos que se pueda argumentar que un asentamiento mayor es admisible. El responsable de estructuras vigilará los desplazamientos diferenciales que resulten del análisis para que sean compatibles con la capacidad de deformación de la estructura. Las rigideces de las cimentaciones de concreto reforzado tomarán en cuenta reducciones por secciones fracturadas. A menos que se calculen formalmente los momentos de inercia de las secciones reforzadas fracturadas, una reducción de 50% del momento de inercia de la sección bruta de concreto se considerará satisfactoria. (3) Las solicitaciones de análisis serán las de la sección 9.2.


49


(4) Se verificará que las presiones resultantes del análisis sean compatibles con los valores admisibles que dictamine el ingeniero geotecnista. 9.3.4

Cimentación sobre pilotes o inclusiones similares en el suelo

Las estructuras se podrán cimentar sobre pilotes u otras inclusiones en el suelo. (1) Cuando se utilice esta metodología, las capacidades portantes de los pilotes serán especificadas por un ingeniero geotecnista que las estimará con base a prácticas aceptadas de ingeniería geotécnica, las cuales citará en el informe geotécnico. El informe señalará, con fines de dejar constancia del criterio, si la capacidad portante proviene de acción de punta, acción de fricción o una combinación. (2) El ingeniero geotecnista indicará explícitamente si las capacidades especificadas son de servicio con un cierto factor de seguridad o si son valores límite. Esto permitirá al responsable estructural escoger las combinaciones de carga CCS o CCR que decidirán tamaño y longitud de las inclusiones. Dependerá de lo previamente acordado si el ingeniero geotecnista es el que dimensiona geométricamente los pilotes con base en las solicitaciones aportadas por el diseñador estructural, o si será éste quien dimensiona, con base en información aportada por el ingeniero geotecnista, o si será una combinación de lo anterior. El procedimiento acordado constará en el informe geotécnico y se resumirá como una anotación en los planos de cimentación. (3) Los asentamientos tolerables (los admisibles a largo plazo y los instantáneos) quedarán a juicio del ingeniero geotecnista. No excederán 40 mm (asentamiento absoluto más diferencial).a menos que se pueda argumentar que un asentamiento mayor es admisible. El responsable de estructuras tomará en cuenta los desplazamientos diferenciales que resulten del análisis para que sean compatibles con la capacidad prevista de deformación de la estructura. (4) Las combinaciones para dimensionar geotécnicamente los pilotes serán las de la sección 9.2 si la capacidad especificada en el informe geotécnico sigue el criterio tradicional de esfuerzos de servicio. Importante: En todos los casos, aún cuando se utilicen las combinaciones CCS3 y CCS4 de la sección 9.2.3, las cargas sísmicas de análisis Sh y Sv se multiplicarán por el factor de sobre-resistencia r definido en 1.6.2 de NSE 3 para dimensionar inclusiones y pilotes. Comentario: El uso de los factores de sobre-resistencia contribuye a cumplir con la sección 9.1.3. No es posible garantizar la fluencia de un elemento sujeto a esfuerzos axiales (como un pilote) por lo que los esfuerzos inducidos en el suelo, en el extremo de AGIES NSE 2-10 DEMANDAS ESTRUCTURALES, CONDICIONES DE SITIO Y NIVELES DE PROTECCIÓN

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los pilotes, para el sismo de diseño, se mayoran con el factor r. Se sugiere intercambiar información con el ingeniero geotécnista para que los factores de seguridad incorporados finalmente al diseño sean realistas y no haya un exceso de conservadurismo. (5) Anclaje de pilotes a la superestructura: Para pilotes que requieran diseño por tracción, la conexión desarrollará la menor de las siguientes tres condiciones: la resistencia nominal a cedencia del refuerzo longitudinal del pilote; la tracción del sismo de diseño multiplicada por el factor de sobre resistencia; 1.3 veces la fuerza de extracción (combina la adherencia última más el peso del pilote más el peso de cabezal. Para cabezas de pilote que requieran conexión a momento, la conexión desarrollará la menor de la capacidad a cedencia del pilote (momento-corte-axial) o los efectos causados por el sismo de diseño, multiplicados por el factor de sobre-resistencia. 9.3.5

Manejo de esfuerzos laterales en los cimientos (1) Para todos los niveles de protección, los cabezales de pilotes hincados o colados en sitio estarán interconectados en dos direcciones por soleras capaces de desarrollar en tensión o compresión una fuerza igual o mayor que 0.10 * Scd * Py, donde Py es la carga mayor carga axial factorada (combinación CR2, sección 8.2.1) en el entorno de la solera. Las soleras pueden ser sustituidas por vigas incorporadas a la losa de pavimentación, o vigas uniendo la base de las columnas. (2) para todos los niveles de protección, las cimentaciones sobre zapatas aisladas o zapatas de grupos de columnas y muros, deberán tener una solera perimetral uniendo las zapatas más exteriores capaz de desarrollar una fuerza igual o mayor que 0.10 * Scd * Py, donde Py es la carga mayor carga axial factorada (combinación CR2, sección 8.2.1) en el entorno de la solera. (3) para niveles de protección D y E se instalará además del anillo prescrito en el inciso anterior, una retícula de soleras interconectando cimientos aislados. Para el nivel de protección D, la retícula no necesita ser completa sino cada cimiento aislado conectará con al menos un cimiento vecino en cada dirección. La capacidad en compresión y en tracción de las soleras cumplirá con la carga especificada en los incisos anteriores. Las soleras pueden ser sustituidas por vigas incorporadas a la losa de pavimentación, o vigas uniendo la base de las columnas. (4) Donde los cimientos estén progresivamente escalonados porque la edificación se levanta sobre una pendiente la retícula de soleras será completa en dos direcciones. Donde el informe geotécnico reporte fisuras visibles en la masa de terreno bajo la cimentación la retícula de


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soleras será completa en dos direcciones. En ambos casos la carga axial de referencia incrementará a 0.15 Scd. 9.4 Esfuerzos internos en los cimientos Los esfuerzos internos en los cimientos se calcularán por el método de resistencia, con las combinaciones de carga de la sección 8.2 de NSE 2 y conforme los requerimientos para cada sistema constructivo en las normas de la serie NSE 7. Los esfuerzos internos debidos a sismo en pilotes y otras inclusiones que transmitan cargas axiales se afectarán por el factor de sobre-resistencia r.


52


10 CONDICIONES DEL TERRENO Y ESTUDIOS GEOTÉCNICOS 19B

10.1 Localización de las edificaciones Las edificaciones sólo se construirán solamente sobre terrenos que tengan baja probabilidad de quedar sujetos durante su vida útil a inestabilidad por causa directa o indirecta de fracturas geológicas, sismos, derrumbes, deslizamientos, licuefacción de suelo, agentes meteorológicos u otras fallas estructurales de la masa de suelo. Se construirán en terrenos que tengan una baja probabilidad de quedar soterrados por inestabilidad de terrenos próximos. Comentario: La tecnología actual no puede ofrecer una condición de riesgo cero. Pero si puede evaluar probabilidades. La probabilidad aceptable de que ocurra un siniestro depende de las consecuencias del eventos. Si el evento involucra riesgo a la vida las tasas anuales de ocurrencias no deberían de ser mayores que 0.0004 (esto coincide con la definición del “sismo externo” en el capítulo 4). Si el evento no involucra riesgos a la vida sino únicamente riesgos económicos u operativos significativos, los criterios actuales aceptan tasas anuales de ocurrencia de 0.0010 para obras especiales y de 0.0020 obras ordinarias. Tratándose de garantías de”ningún daño” ante eventos naturales, la tecnología estructural actual, no puede usualmente ofrecer tasas anuales de ocurrencia menores de 0.0200. 10.2 Estudios geotécnicos El diseñador está obligado a efectuar o solicitar los estudios geotécnicos requeridos, de acuerdo a la clasificación de la obra del capítulo 3 de la norma NSE 1; y los tipos correspondientes de estudios geotécnicos señalados en la norma NSE 2.1.


53


11 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 21B

11.1

1991 Euro Code.

11.2

1997 Uniform Building Code.

11.3

2003 Código Modelo de Construcción para Cargas de Viento del Caribe.

11.4

2002 Normas de Diseño y Construcción Recomendadas para la República de Guatemala.

11.5

2005 ASCE/SEI 7-05.

11.6

2008 Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad de México.

11.7

2009 International Building Code.

11.8

2010 Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente.

11.9

2010 ASCE/SEI 7-10.

11.10

2010 Proyecto RESIS II.

11.12

Estudio de las Velocidades de Viento en Guatemala y la aplicación de las Reglas N. V. 65 (Francia) para la determinación de las acciones del viento sobre las construcciones. Tesis de Ingeniería Civil 1982. Ana Victoria Rodríguez Marroquín.

11.13

Mapa de Velocidad del Viento promedio anual, del Departamento de Investigación y Servicios Meteorológicos. Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología de la República de Guatemala.


54


ANEXO A: LISTADO DE AMENAZA SÍSMICA POR MUNICIPIOS 23B

Anexo A No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Acatenango Agua Blanca Aguacatán Almolonga Alotenango Amatitlán Antigua Guatemala Asunción Mita Atescatempa Ayutla Barberena Cabañas Cabricán Cajola Camotán Canillá Cantel Casillas Catarina Chahal Chajul Champerico Chiantla Chicacao Chicamán Chiché Chichicastenango Chimaltenango Chinautla Chinique Chiquimula Chiquimulilla Chisec Chuarrancho Ciudad Vieja Coatepeque Cobán (Norte) Cobán (Sur) Colomba Colotenango

Chimaltenango Jutiapa Huehuetenango Quetzaltenango Sacatepéquez Guatemala Sacatepéquez Jutiapa Jutiapa San Marcos Santa Rosa Zacapa Quetzaltenango Quetzaltenango Chiquimula Quiché Quetzaltenango Santa Rosa San Marcos Alta Verapaz Quiché Retalhuleu Huehuetenango Suchitepéquez Quiché Quiché Quiché Chimaltenango Guatemala Quiché Chiquimula Santa Rosa Alta Verapaz Guatemala Sacatepéquez Quetzaltenango Alta Verapaz Alta Verapaz Quetzaltenango Huehuetenango

4 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 3b 3b 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 3b 4 3a 4 4 4 3a 3b 4 4

1.65 g 1.10 g 1.30 g 1.50 g 1.65 g 1.65 g 1.65 g 1.30 g 1.50 g 1.50 g 1.65 g 1.30 g 1.50 g 1.50 g 1.10 g 1.30 g 1.50 g 1.50 g 1.50 g 1.10 g 1.10 g 1.65 g 1.30 g 1.65 g 1.10 g 1.50 g 1.50 g 1.50 g 1.50 g 1.50 g 1.10 g 1.65 g 0.90 g 1.50 g 1.65 g 1.50 g 0.90 g 1.10 g 1.50 g 1.30 g


38 39


55


Anexo A (continuación)

No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

Comapa Comitancillo Concepción Concepción Chiquirichapa Concepción Huista Concepción Las Minas Concepción Tutuapa Conguaco Cubulco Cuilapa Cuilco Cunén Cuyotenango Dolores El Adelanto El Asintal El Estor El Jícaro El Palmar El Progreso El Quetzal El Rodeo El Tejar El Tumbador Escuintla Esquipulas Esquipulas Palo Gordo Estanzuela Flores Flores Costa Cuca Fraijanes Fray Bartolomé de las Casas Génova Granados Gualán Guanagazapa Guatatoya Guatemala Guazacapán Huehuetenango

Jutiapa San Marcos Atitlán Quetzaltenango Huehuetenango Chiquimula San Marcos Jutiapa Baja Verapaz Santa Rosa Huehuetenango Quiché Suchitepéquez Petén Jutiapa Retalhuleu Izabal El Progreso Quetzaltenango Jutiapa San Marcos San Marcos Chimaltenango San Marcos Escuintla Chiquimula San Marcos Zacapa Petén Quetzaltenango Guatemala Alta Verapaz Quetzaltenango Baja Verapaz Zacapa Escuintla El Progreso Guatemala Santa Rosa Huehuetenango

4 4 4 4 3b 3b 4 4 4 4 4 3b 4 2a 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 3b 4 4 2a 4 4 3a 4 4 4 4 4 4 4 4




56



No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Huitán Huité Ipala Ixcán Ixchiguan Iztapa Jacaltenango Ja la pa Jalpatagua Je re z Jocotán Jocotenango Joyabaj Jutiapa La Democracia La Democracia La Esperanza La Gomera La Libertad La Libertad La Reforma La Unión Lanquín Livingston Oriente Livingston Poniente Los Amates Magdalena Milpas Altas Malacatán Malacatancito Masagua Mataquescuintla Mazatenango Melchor de Mencos Mixco Momostenango Monjas Morales Morazán Moyuta Nahualá

Quetzaltenango Zacapa Chiquimula Quiché San Marcos Escuintla Huehuetenango Jal a pa Jutiapa Ju ti apa Chiquimula Sacatepéquez Quiché Jutiapa Escuintla Huehuetenango Quetzaltenango Escuintla Huehuetenango Petén San Marcos Zacapa Alta Verapaz Izabal Izabal Izabal Sacatepéquez San Marcos Huehuetenango Escuintla Jalapa Suchitepéquez Petén Guatemala Totonicapán Jalapa Izabal El Progreso Jutiapa Atitlán

4 4 3b 3a 4 4 3b 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 2a 4 4 3b 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 2a 4 4 4 4 4 4 4



104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118


57



No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158

Nebaj Nentón Nueva Concepción Nueva Santa Rosa Nuevo Progreso Nuevo San Carlos Ocós Olintepeque Olopa Oratorio Pachalum Pajapita Palencia Palestina de Los Altos Palín Panajachel Panzós Parramos Pasaco Pastores Patulul Patzicía Patzité Patzún Pochuta Poptún Pueblo Nuevo Pueblo Nuevo Viñas Puerto Barrios Purulhá Quesada Quetzaltenango Quetzaltepeque Rabinal Raxruhá Retalhuleu Río Blanco Río Bravo Río Hondo Sacapulas

Quiché Huehuetenango Escuintla Santa Rosa San Marcos Retalhuleu San Marcos Quetzaltenango Chiquimula Santa Rosa Quiché San Marcos Guatemala Quetzaltenango Escuintla Atitlán Alta Verapaz Chimaltenango Jutiapa Sacatepéquez Suchitepéquez Chimaltenango Quiché Chimaltenango Chimaltenango Petén Suchitepéquez Santa Rosa Izabal Baja Verapaz Jutiapa Quetzaltenango Chiquimula Baja Verapaz Alta Verapaz Retalhuleu San Marcos Suchitepéquez Zacapa Quiché

3b 3b 4 4 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 2b 4 4 4 4 4 4 3b 4 3a 4 4 4 4 4




58



No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198

Salamá Salcajá Samayac San Agustín Acasaguastlán San Andrés San Andrés San Andrés Sajcabajá San Andrés Semetabaj San Andrés Villa Seca San Andrés Xecul San Antonio Aguas Calientes San Antonio Huista San Antonio Ilotenango San Antonio La Paz San Antonio Palopó San Antonio Sacatepéquez San Antonio Suchitepéquez San Bartolo San Bartolomé Jocotenango San Bartolomé Milpas Altas San Benito San Bernardino San Carlos Alzatate San Carlos Sija San Cristóbal Acasaguastlán San Cristóbal Cucho San Cristóbal Totonicapán San Cristóbal Verapaz San Diego San Felipe San Francisco San Francisco El Alto San Francisco La Unión San Francisco Zapotitlán San Gabriel San Gaspar Ixchil San Ildefonso Ixtahuacán San Jacinto San Jerónimo San José (Escuintla)

Baja Verapaz Quetzaltenango Suchitepéquez El Progreso Chimaltenango Petén Quiché Atitlán Retalhuleu Totonicapán Sacatepéquez Huehuetenango Quiché El Progreso Atitlán San Marcos Suchitepéquez Totonicapán Quiché Sacatepéquez Petén Suchitepéquez Jalapa Quetzaltenango El Progreso San Marcos Totonicapán Alta Verapaz Zacapa Retalhuleu Petén Totonicapán Quetzaltenango Suchitepéquez Suchitepéquez Huehuetenango Huehuetenango Chiquimula Baja Verapaz Escuintla

4 4 4 4 4 2a 4 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 2a 4 4 4 4 4 4 3b 4 4 2a 4 4 4 4 4 4 3b 4 4




59



No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

San José (Petén) San José Acatempa San José Chacayá San José del Golfo San José El Idolo San José La Arada San José Ojetenam San José Pinula San José Poaquil San Juan Atitán San Juan Bautista San Juan Chamelco San Juan Comalapa San Juan Cotzal San Juan Ermita San Juan Ixcoy San Juan La Laguna San Juan Ostuncalco San Juan Sacatepéquez San Juan Tecuaco San Lorenzo San Lorenzo San Lucas Sacatepéquez San Lucas Tolimán San Luis San Luis Jilotepeque San Manuel Chaparrón San Marcos San Marcos La Laguna San Martín Jilotepeque San Martín Sacatepéquez San Martín Zapotitlán San Mateo Ixtatán San Mateo Ixtatán San Miguel Acatán San Miguel Chicaj San Miguel Dueñas San Miguel Ixtahuacán San Miguel Panán San Miguel Petapa

Petén Jutiapa Atitlán Guatemala Suchitepéquez Chiquimula San Marcos Guatemala Chimaltenango Huehuetenango Suchitepéquez Alta Verapaz Chimaltenango Quiché Chiquimula Huehuetenango Atitlán Quetzaltenango Guatemala Santa Rosa San Marcos Suchitepéquez Sacatepéquez Atitlán Petén Jalapa Jalapa San Marcos Atitlán Chimaltenango Quetzaltenango Retalhuleu Huehuetenango Quetzaltenango Huehuetenango Baja Verapaz Sacatepéquez San Marcos Suchitepéquez Guatemala

2a 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 3b 4 3b 3b 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 3a 3b 4 4 4 4 4 4 3b 4 3b 4 4 4 4 4




60



No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278

San Miguel Sigüilá San Pablo San Pablo Jocopilas San Pablo La Laguna San Pedro Ayampuc San Pedro Carchá San Pedro Jocopilas San Pedro La Laguna San Pedro Necta San Pedro Pinula San Pedro Sacatepéquez San Pedro Sacatepéquez San Pedro Soloma San Rafael La Independencia San Rafael Las Flores San Rafael Petzal San Rafael Pie de la Cuesta San Raymundo San Sebastián San Sebastián Coatán San Sebastián Huehuetenango San Vicente Pacaya Sanarate Sansare Santa Ana Santa Ana Huista Santa Apolonia Santa Bárbara Santa Bárbara Santa Catalina La Tinta Santa Catarina Barahona Santa Catarina Ixtahuacán Santa Catarina Mita Santa Catarina Palopó Santa Catarina Pinula Santa Clara La Laguna Santa Cruz Balanyá Santa Cruz Barillas Santa Cruz del Quiché Santa Cruz el Chol

Quetzaltenango San Marcos Suchitepéquez Atitlán Guatemala Alta Verapaz Quiché Atitlán Huehuetenango Jalapa Guatemala San Marcos Huehuetenango Huehuetenango Santa Rosa Huehuetenango San Marcos Guatemala Retalhuleu Huehuetenango Huehuetenango Escuintla El Progreso El Progreso Petén Huehuetenango Chimaltenango Huehuetenango Suchitepéquez Alta Verapaz Sacatepéquez Atitlán Jutiapa Atitlán Guatemala Atitlán Chimaltenango Huehuetenango Quiché Baja Verapaz

4 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 3b 3b 4 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 2a 3b 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 3b 4 4




61



No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318

Santa Cruz La Laguna Santa Cruz Muluá Santa Cruz Naranjo Santa Cruz Verapaz Santa Eulalia Santa Lucía Cotzumalguapa Santa Lucía La Reforma Santa Lucía Milpas Altas Santa Lucía Utatlán Santa María Cahabón Santa María Chiquimula Santa María de Jesús Santa María Ixhuatán Santa María Visitación Santa Rosa de Lima Santiago Atitlán Santiago Chimaltenango Santiago Sacatepéquez Santo Domingo Suchitepéquez Santo Domingo Xenacoj Santo Tomás La Unión Sayaxché Senahú Sibilia Sibinal Sipacapa Siquinalá Sololá Sumpango Tacaná Tactic Tajumulco Tamahú Taxisco Tecpán Guatemala Tectitán Teculután Tejutla Tiquisate Todos Santos Cuchumatanes

Atitlán Retalhuleu Santa Rosa Alta Verapaz Huehuetenango Escuintla Totonicapán Sacatepéquez Atitlán Alta Verapaz Totonicapán Sacatepéquez Santa Rosa Atitlán Santa Rosa Atitlán Huehuetenango Sacatepéquez Suchitepéquez Sacatepéquez Suchitepéquez Petén Alta Verapaz Quetzaltenango San Marcos San Marcos Escuintla Sololá Sacatepéquez San Marcos Alta Verapaz San Marcos Alta Verapaz Santa Rosa Chimaltenango Huehuetenango Zacapa San Marcos Escuintla Huehuetenango

4 4 4 3b 3b 4 4 4 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2b 3b 4 4 4 4 4 4 4 3b 4 3b 4 4 4 4 4 4 4




62



No.

Municipio

Departamento

Io

Scr

S1r

319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333

Totonicapán Tucurú Unión Cantinil Uspantán Usumatlán Villa Canales Villa Nueva Yepocapa Yupiltepeque Zacapa Zacualpa Zapotitlán Zaragoza Zunil Zunilito

Totonicapán Alta Verapaz Huehuetenango Quiché Zacapa Guatemala Guatemala Chimaltenango Jutiapa Zacapa Quiché Jutiapa Chimaltenango Quetzaltenango Suchitepéquez

4 3b 4 3b 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

1.50 g 1.10 g 1.30 g 1.10 g 1.30 g 1.65 g 1.65 g 1.65 g 1.50 g 1.30 g 1.50 g 1.50 g 1.50 g 1.50 g 1.65 g

0.55 g 0.43 g 0.50 g 0.43 g 0.50 g 0.60 g 0.60 g 0.60 g 0.55 g 0.50 g 0.55 g 0.55 g 0.55 g 0.55 g 0.60 g


63

CON EL APOYO DE:


AGIES NSE 2.1-10 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN



1

CAPÍTULO 1 GENERALIDADES 1.1 Título 1.2 Alcance 1.3 Objetivos

2

CAPÍTULO 2 CLASIFICACIÓN DE SITIOS 2.1 Condiciones del suelo 2.2 Clasificación de las condiciones del suelo. Perfiles del suelo

3

4

CAPÍTULO 3 CRITERIO BÁSICO 3.1 Criterio Básico 3.1.1 Localización de edificaciones 3.1.2 Redes de infraestructura 3.1.3 Identificación de zonas de amenaza CAPÍTULO 4 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUBSUELO Estudio geotécnico Guía para la ejecución de estudios geotécnicos 4.1 Introducción 4.2 Clasificación de los estudios geotécnicos 4.2.1 Reconocimiento geotécnico 4.2.2 Estudios geotécnicos para edificaciones y obras menores 4.2.2.1 Generales - Tipo I 4.2.2.2 Especiales Tipo II 4.2.3 Estudios geotécnicos (Tipo III) para obras importantes (obras tipo III) 4.2.4 Estudios geotécnicos para obras esenciales (Tipo IV) 4.2.5 Estudios geotécnicos para proyectos de gran envergadura y problemas específicos 4.3 Contenido mínimo de los estudios geotécnicos 4.3.1 Reconocimiento geotécnico 4.3.2 Estudio geotécnico general Tipo I 4.3.3 Estudio geotécnico especial Tipo II 4.3.4 Estudio geotécnico especial Tipo III 4.3.4.1 Exploración de campo 4.3.4.2 Análisis geotécnico


i


4.3.5 Estudio geotécnico especial Tipo IV 4.3.5.1 Exploración de campo 4.3.5.2 Análisis geotécnico 4.4 Profesionales que pueden hacer los estudios

5

CAPÍTULO 5 CIMENTACIÓN 5.1 Introducción 5.2 Alcance 5.3 Requerimientos 5.4 Suelos cuestionables 5.5 Suelos expansivos 5.6 Nivel de las aguas subterráneas 5.7 Estados de desempeño 5.8 Estado límite de servicio o último 5.9 Elección de la profundidad de cimentación 5.10 Capacidad Soporte 5.11 Momento de Volteo

6

CAPÍTULO 6 EXCAVACIONES 6.1 Introducción. 6.2 Definición

7

CAPÍTULO 7 ESTABILIDAD DE LADERAS Y TALUDES

8

CAPÍTULO 8 ESTUDIO DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA 8.1 Microzonificación sísmica 8.2 Condiciones locales de sitio a analizar 8.3 Condiciones geológicas y sismológicas a evaluar 8.4 Colección de información histórica 8.5 Lineamientos para microzonificación municipal 8.5.1 Criterios de microzonificación 8.5.2 Zonas de precaución especial 8.5.2.1 Flancos de Barrancos 8.5.2.2 Terrenos Inclinados 8.5.2.3 Deslizamientos 8.5.2.4 Franjas de terreno fisuradas o falladas 8.5.2.5 Arenales y suelos granulares saturados 8.5.2.6 Litorales, riberas y playas


ii


9

CAPÍTULO 9 ESTUDIO DE FALLAS ACTIVAS 9.1 Grados de supervisión técnica estructural 9.2 Informe final

10

CAPÍTULO 10 LICUEFACCIÓN DE SUELOS

11

CAPÍTULO 11 EFECTOS SECUNDARIOS-TSUNAMIS Y SEICHES

12

CAPITULO 12 CRECIDAS E INUNDACIONES

13

CAPÍTULO 13 ESTUDIOS SÍSMICOS Y DINÁMICOS

14

CAPÍTULO 14 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS


iii


PRÓLOGO Esta Norma, constituye la versión ampliada de lo que fue su inicio en la edición 1996, que luego se constituyó en el capítulo 2 de la NR-2 en la edición 2001. Dado que ese capítulo empezó a tomar interés y demanda, principalmente por parte de la Municipalidad de Guatemala, surgió la necesidad de ampliar los detalles de la misma, surgiendo de esta manera la Guía para la realización de estudios geotécnicos que es parte del contenido de la presente norma. Para su realización sirvieron de base muchos de los códigos y reglamentos ya existentes a nivel mundial, de los cuales se han tomado, las partes que se consideraban importantes y aplicables en nuestro medio. Así la presente norma persigue utilizar los principales aspectos emanados por diversos códigos y ponerlos en práctica en nuestro medio, evaluar su aplicabilidad y aceptación. Dentro de los documentos base para la elaboración de la presente norma se encuentran: El IBC 2006 y 2009, así como la Norma Colombiana NSR-09 y NSR10, el Código de Cimentaciones de Costa Rica, que son documentos referentes no solo para la presente normativa sino también para otras normativas elaboradas por AGIES, que si bien pretende ponerlas a prueba y en práctica; si no también validar su aplicación, para luego adoptarlas definitivamente o bien adaptarlas mejor a las necesidades a nivel local.


iv


1 GENERALIDADES 1.1

Título

Esta norma de seguridad podrá formar parte de un reglamento de construcción y se denominarán en adelante como “esta norma”. 1.2

Alcance

El alcance de la siguiente norma es la de garantizar el adecuado emplazamiento de edificaciones e infraestructura, principalmente para la selección del terreno en donde se construirán las mismas y que estén exentas de cualquier amenaza de índole geológica y antrópica que pueda producirle daño; así como para proveer recomendaciones geotécnicas de diseño y construcción de los cimientos, obras de contención, definición de espectros sismorresistentes, y soportar el efecto de los sismos y de los efectos secundarios de los mismos, además de cualquier otro problema de índole geotécnico que se deba tener en cuenta en el diseño y construcción de proyectos de desarrollo. Se incluyen los estudios mínimos que se deben realizar para identificar las condiciones de sitio así como las amenazas; y delimitar las áreas que potencialmente podrían ser influenciadas. Las presentes normas deben ser revisadas y actualizadas pudiendo ser modificadas en etapas posteriores mediante estudios que actualicen el conocimiento o por el surgimiento de nuevas reglamentaciones en el tema. 1.3

Objetivos

Los objetivos de estas normas son: (a) Establecer lineamientos y parámetros técnicos para la realización de estudios geotécnicos que se requieren para identificar sitios y terrenos que potencialmente podrían estar expuestos a amenazas geológicas, y en los que se pretenda desarrollar o construir edificaciones y obras de infraestructura. (b) Indicar los estudios técnicos mínimos que se requiere realizar para determinar los niveles de amenaza geológica, geotécnica e hidrológica de cualquier proyecto de desarrollo, así como las mitigaciones requeridas.


1


2 CLASIFICACIÓN DE SITIOS 2.1 2.1.1

Condiciones del suelo Generalidades

2.1.1.1 Se llevarán a cabo las investigaciones que correspondan a fin de clasificar el suelo de acuerdo a los procedimientos establecidos en los capítulos subsecuentes de esta norma o bien utilizando los procedimientos, metodologías y prácticas internacionalmente aceptadas. 2.1.1.2 Se proporcionan guías adicionales concernientes a la investigación y clasificación del suelo, capítulo 4 de esta norma. 2.1.1.3 La selección del sitio de construcción y la naturaleza del suelo que la sustenta debería normalmente estar libre en caso de terremoto de los riesgos asociados, tales como ruptura o fallamiento del suelo, inestabilidad de taludes y asentamientos permanentes causados por licuación o licuefacción. La posibilidad de ocurrencia de dichos fenómenos se investigará de acuerdo a la importancia que amerite la obra. 2.1.1.4 Para estructuras de pequeña importancia en zonas de baja sismicidad o considerado como roca sana (véase microzonificación sísmica) pueden omitirse las investigaciones del terreno en cuanto a la acción sísmica con fines de clasificación. En este caso y en ausencia de información más precisa, la acción sísmica puede determinarse suponiendo unas condiciones del terreno acordes con la clase B del subsuelo, para efectos de uso de ésta clasificación como se especifica en inciso 4.5.2 de la norma NSE 2-10 o bien siguiendo los lineamientos del IBC 2009. 2.2

Clasificación de las condiciones del suelo. Perfiles del suelo

La influencia de las condiciones locales del suelo sobre la acción sísmica será tenida en cuenta de acuerdo a los tipos de suelo presentes y a sus propiedades ingenieriles, mediante la consideración de lo establecido en la sección 4.5 de la norma NSE 2-10.


2


3 CRITERIO BÁSICO 3.1

Criterio básico

3.1.1 Localización de edificaciones Las obras y edificaciones solo se construirán sobre terrenos que tengan baja probabilidad de quedar sujetos durante su vida útil a inestabilidad por causa directa e indirecta de fracturas geológicas, sismos, derrumbes, deslizamientos, licuefacción o licuación de suelos, agentes meteorológicos, u otras fallas estructurales de la masa del suelo. Sólo se construirán en terrenos que tengan una baja probabilidad de quedar soterrados por inestabilidad de terrenos próximos. Las excepciones de este criterio de diseño, si las hay, estarán consignadas en esta norma. 3.1.2

Redes de infraestructura

Los componentes de redes cimentados en suelos sujetos contingencia que garantice definiciones y disposiciones de 3.1.3

de infraestructura que por necesidad estén a inestabilidad deberán contar con un plan de un servicio aceptable de acuerdo con las la NSE 5.

Identificación de zonas de amenaza

Deben ser las municipalidades las encargadas de microzonificar el área bajo su jurisdicción para identificar las amenazas de inestabilidad del terreno. La amenaza para cada tipo de inestabilidad del terreno se clasificará como mínimo en “nula”, “baja”, “mediana” y “alta”. La municipalidad normará la construcción en cada tipo de microzona, pero sin menoscabo del lineamiento del inciso 3.1.1. De no estar disponible una microzonificación municipal, el proyectista se sujetará a las disposiciones del capítulo 8.


3


4 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUBSUELO Estudio geotécnico Guía para la ejecución de estudios geotécnicos 4.1

Introducción

Los estudios geotécnicos se realizan para conocer las condiciones del terreno y del sustrato, con el objetivo de anticipar problemas que pueden ocurrir durante la vida útil de las obras de Ingeniería. Se usan para determinar la aptitud del terreno para soportar una obra. El objetivo es prever los problemas que afectan a las obras debido a las condiciones del terreno, anticipando los problemas en las obras que se encuentran en la etapa de planificación y comprendiendo las causas de falla de obras que ya están construidas. Luego de conocer las causas que puedan dañar o que hayan dañado una obra, se proponen soluciones para solventar los problemas. Estos estudios se clasifican 5 categorías, dependiendo de la magnitud de la obra y de la aplicación del Estudio, estas categorías se listan a continuación: 1) Estudio de reconocimiento. 2) Estudio geotécnico Tipo I, Edificaciones y obras menores.(obras utilitarias) 3) Estudio geotécnico Tipo II, Obras ordinarias 4) Estudio geotécnico Tipo III, Obras importantes, proyectos de gran envergadura o riesgo. 5) Estudio geotécnico Tipo IV, para problemas específicos, obras esenciales. Los estudios correspondientes a las primeras tres categorías, son los estudios correspondientes a obras que pueden ser utilitarias; ordinarias (obras tipo II) o importantes (obras tipo III), incluyendo edificios de hasta 4 niveles, los cuales pueden estar sujetos a de amenazas naturales en niveles correspondientes de bajo a medio. Deben ser requeridos previos al período de diseño y están orientados principalmente hacia lo que el conocimiento del tipo de sitio y de las características de las unidades geotécnicas que forman el sustrato y su estructura, dentro de estas categorías se pueden encontrar la cimentación de las obras como viviendas, edificios y puentes. Para este tipo de estudios, se requiere comprender las condiciones del entorno (estabilidad general), evaluando la existencia de amenazas naturales que puedan afectar al proyecto; de existir éstas amenazas, se deben de delimitar, cuantificar y hacer las recomendaciones para disminuir este grado de amenaza. AGIES NSE 2.1-10 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN

4


Con relación a la estabilidad local, se debe de definir el área y la profundidad de influencia de los cimientos de la obra sobre el terreno, lo que nos ha de servir para planificar las actividades de exploración se deben de orientar básicamente a de definir la estructura y características de las unidades geotécnicas que conforman el terreno dentro del área del influencia de éste. De acuerdo a las condiciones del terreno se deben de hacer las recomendaciones para que el proyecto sea seguro. 4.2 4.2.1

Clasificación de los estudios geotécnicos Reconocimiento geotécnico

Estos estudios están concebidos para viviendas unifamiliares mínimas, construcciones de un nivel de mampostería o estructura metálica, livianas, obras utilitarias (obras tipo I y II) o anteproyectos en donde existen opciones alternativas del sitio para selección del emplazamiento de una obra. Se aplica un estudio de esta naturaleza a viviendas de un nivel, y a obras utilitarias, almacenes pequeños y obras donde no se presenta una ocupación permanente de personas. 4.2.2

Estudios geotécnicos para edificaciones y obras menores

Estos estudios son aplicables a obras ordinarias (obras tipo II) e importantes (obras tipo III), dentro de las que se puede incluir edificaciones de 1 a 4 niveles incluyendo sótanos, construidas de mampostería o concreto reforzado; plantas; bodegas industriales de estructura metálica, complejos habitacionales de dos niveles y hasta 10 viviendas, carreteras o puentes en rutas departamentales asfaltadas o de terracería, taludes de canteras menores de 20 m, subestaciones eléctricas y presas hidroeléctricas menores de 5 m de altura, ubicadas en sitios en que no representan amenazas para comunidades o poblaciones. 4.2.2.1 Generales – Tipo I Este tipo de de estudio está orientado hacia terrenos que se encuentran libres de amenazas geológicas tal como deslizamientos, inundaciones, liquefacción, etc. En estos estudios la componente geológica sirve como una referencia del sitio.


5


4.2.2.2

Especiales Tipo II

Este tipo de de estudio está orientado hacia terrenos que se encuentran ubicados en terrenos en los que una amenaza geológica es evidente, por encontrarse cercanos a un talud que amenaza el proyecto, por ser atravesado por fallas geológicas que se ha comprobado que son activas, cercanos a zonas con historial de deslizamientos o en la zona de influencia de terrenos afectos por crecidas de ríos o zonas potencialmente afectas a liquefacción. En estos estudios la estructura geológica es la base para la caracterización geotécnica. 4.2.3

Estudios geotécnicos (Tipo III) para obras importantes (obras tipo III)

Estos estudios son aplicables a obras importantes o esenciales, dentro de las que se puede incluir edificaciones de 5 a 10 niveles, incluido sótanos, de mampostería concreto reforzado; complejos industriales estructura metálica, complejos habitacionales de mas de 10 viviendas, construidas de mampostería o concreto reforzado; puentes y autopistas en carreteras de primer orden, y subestaciones eléctricas, presas hidroeléctricas hasta 10 m de altura, de cualquier tipo. Para este tipo de estudios, se requiere de un estudio geológico, que defina la estructura del terreno y las características de los materiales que la componen, el cual se debe de utilizar de base para la caracterización geotécnica. 4.2.4

Estudios geotécnicos para obras esenciales (Tipo IV)

Estos Estudios están orientados a proponer soluciones en terrenos que se han sido afectados por problemas geotécnicos o geológicos, causándoles deterioro de diferente naturaleza, tal como agrietamiento, fallas estructurales, asentamientos general, diferencia o colapso total. La planificación se debe de realizar como mínimo por un equipo conformado por un geólogo, un geotecnista y un ingeniero civil, quienes definirán las técnicas de exploración a utilizar y el alcance de las mismas. Estos estudios se aplican a obras ordinarias, importantes o esenciales (obras tipo II, III y IV), de acuerdo al tipo de obra a la que se aplique, estos estudios se clasifican como Tipo I-E, II-E o III-E. Por las condiciones de falla, se requiere de un estudio geológico que sirva de base para la caracterización geotécnica.


6


4.2.5

Estudios geotécnicos para proyectos de gran envergadura y problemas específicos

Estos estudios son aplicables a obras esenciales y de alcance nacional, dentro de las que se puede incluir edificaciones de más de 10 niveles, incluyendo sótanos, construidas de concreto reforzado, puentes en rutas nacionales de gran luz (mayor de 50 m), túneles y grandes presas. La planificación de estas obras debe de estar a cargo de expertos nacionales o internacionales de reconocida experiencia 4.3

Contenido mínimo de los estudios geotécnicos

De acuerdo a estos conceptos, a continuación se presenta una lista del contenido mínimo que deben de tener los estudios geotécnicos 4.3.1

Reconocimiento geotécnico

Aplicación:

Viviendas unifamiliares mínimas, obras utilitarias, obras menores o mayores en etapa de prefactibilidad Tipo de obras: Construcciones de mampostería, o estructura metálica liviana Amenaza: Terreno libre de amenazas geológicas Equipo: Ingeniero civil geotecnista o geólogo geotecnista 1. Resumen 2. Introducción 3. Información general a. Información de la obra i.Descripción ii.Plano de localización iii.Colindancias. iv.Sistema constructivo y clasificación v.Estudios anteriores vi.Fotografías del lugar b. Información del entorno i.Clima (precipitaciones, temperatura) ii.Vegetación iii.Relieve iv.Niveles de agua subterránea 4. Información geotécnica del terreno a. Plan de Exploración i. Técnicas de exploración ii. Características de las obras de exploración b. Interpretación geotécnica del terreno iii. Modelo de la estructura del terreno AGIES NSE 2.1-10 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN

7


iv. Características de las unidades geotécnicas c. Recomendaciones geotécnicas 5. Conclusiones y recomendaciones 6. Bibliografía 7. Anexos Actividades Recomendadas Para este tipo de proyecto se recomienda como mínimo realizar lo siguiente: Actividades de Gabinete x Localizar el terreno en un mapa topográfico a escala 1:50,000 x Localizar el terreno en mapa de fracturas del terremoto 1976 Consulta básica de estudios referidos al lugar Mapas de amenazas (deslizamiento, inundaciones, amenaza sísmica y volcánica, licuefacción) de INSIVUMEH (Proyecto JICA). Sitios de Consulta INSIVUMEH, Instituto Geográfico Nacional IGN. – CESEM - Facultad de Ingeniería, Universidad de San Carlos de Guatemala, Laboratorio de SIG Ministerio de Agricultura, AGIES, SEGEPLAN, CONRED. Consulta a reglamentación vigente y pertinente para la República de Guatemala x AGIES “Normas Estructurales de Diseño y Construcción recomendadas para la República de Guatemala” Guatemala, junio de 2002 x Municipalidad de Guatemala “Reglamento de Control Urbano para Protección por Riesgos” RE-5; Guatemala, junio de 1999 x AMSA- Autoridad para el manejo sustentable de Amatitlán. “Declaración de sectores de alto riesgo en la cuenca del lago de Amatitlán de los departamentos de Guatemala, Sacatepéquez y Escuintla x Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales. Decreto Legislativo 1-93 Actividades de Campo x Excavar un pozo manual o mecánicamente a 2.5 m de profundidad x Interpretar la estructura del terreno y la relación entre las unidades geotécnicas que lo conforman x Describir e identificar los materiales que componen las unidades geotécnicas mediante procedimientos manuales y visuales (ASTM D-2488-00) x Determinar el contenido de humedad de las unidades geotécnicas x Descripción de niveles de agua subterránea freática o aislada y su significación para la obra, procurando delimitar su extensión y profundidad, indicando la fecha, método y condiciones de medición e incluir comentarios sobre su variación en el tiempo x Describir la consistencia de las unidades geotécnicas x Comentarios sobre zonas de atención o precaución especial (capìtulo 8): flancos de barrancos, terrenos inclinados, franjas de terreno falladas o fisuradas, arenales, y suelos granulares saturados, litorales, riberas o playas AGIES NSE 2.1-10 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN

8


x

Comentarios sobre amenazas probables asociadas (deslizamiento, inundaciones, amenaza sísmica, volcánica, licuefacción, subsidencias, asentamientos, suelos problemáticos como las arcillas expansivas, rellenos orgánicos y otros que comprometan la seguridad del proyecto)

Recomendaciones de diseño y construcción de la cimentación x

Si el terreno se considera de baja probabilidad de inestabilidad por efectos geológicos, geotécnicos, morfológicos del sitio o características del suelo, se deben indicar los criterios generales de cimentación, tipo y cota de cimentación, procedimiento de construcción y obras de adecuación del terreno si fueran requeridas.

4.3.2

Estudio geotécnico general Tipo I

Aplicación: Tipo de obras: Amenaza: Equipo:

Obras Ordinarias e Importantes Edificaciones de 1 a 4 niveles Libre de amenazas geológicas Ingeniero civil geotecnista, con apoyo de geólogo geotecnista

1. Resumen 2. Introducción 3. Información general a. Información de la obra i. Descripción ii. Colindancias iii. Sistema constructivo y clasificación iv. Cargas y nivel de protección b. Información del entorno i. Clima ii. Vegetación iii. Relieve 4. Información geológica a. Marco geológico b. Geomorfología c. Geología local 5. Información geotécnica del terreno a. Plan de exploración i. Técnicas de exploración ii. Características de las obras de exploración b. Interpretación geotécnica del terreno i. Modelo de la estructura del terreno ii. Características de las unidades geotécnicas iii. Micro-zonificación geotécnica del terreno c. Capacidad soporte y asentamientos AGIES NSE 2.1-10 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN

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d. Parámetros de estabilidad de cortes, taludes y laderas 6. Consideraciones sísmicas para el diseño 7. Recomendaciones para cimentación 8. Recomendaciones para estabilidad de taludes, cortes y laderas 9. Conclusiones y recomendaciones 10.Bibliografía 11.Anexos Actividades Recomendadas Para este tipo de proyecto se recomienda como mínimo realizar lo siguiente: Actividades de Gabinete y Laboratorio Actividades de Campo x Detalle de las características físico-mecánicas y si fuere necesario, hidráulicas de los materiales de los diferentes estratos, debidamente fundamentadas, incluyendo pruebas de resistencia al corte, deformación y permeabilidad que permitirán establecer la capacidad portante del suelo y los asentamientos admisibles. x Como mínimo los ensayos físicos para clasificación del suelo son requeridos: (1) humedad natural, (2) granulometría y (3) plasticidad. Otras propiedades físicas comunes dependiendo del proyecto son: (4) peso unitario, (5) gravedad específica, (6) compactación curva Próctor, (7) límites de contracción, (8) contenido orgánico, y (9) otros pertinentes. x Para los ensayos que determinan propiedades mecánicas del suelo, los siguientes ensayos quedan a la discreción del proyecto: (1) consolidación 1-D, (2) compresión no-confinada, (3) corte directo, y (4) triaxial no-consolidado/nodrenado, triaxial consolidado/no-drenado, triaxial consolidado/drenado. x Ensayos de campo para estimar las propiedades mecánicas (elegir al menos uno) (1) penetración estándar valor N-SPT, (2) ensayos de carga con placa. Normas estándar de ensayos de campo y de laboratorio ASTM Book of Standards Volume 4.08, March 2004 Soil and Rock (I): D420 - D5779. Como mínimo considerar las siguientes:


10


De Campo: D420-98 Guide to Site Characterization for Engineering, Design, and Construction Purposes D1586-99 Standard Test Method for Penetration Test and Split-Barrel Sampling of Soils D1452-80(2000) Standard Practice for Soil Investigation and Sampling by Auger Borings D1556-00 Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method D1587-00 Standard Practice for Thin-Walled Tube Sampling of Soils for Geotechnical Purposes D2113-99 Standard Practice for Rock Core Drilling and Sampling of Rock for Site Investigation D2167-94(2001) Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Rubber Balloon Method D3550-01 Standard Practice for Thick Wall, Ring-Lined, Split Barrel, Drive Sampling of Soils D4220-95(2000) Standard Practices for Preserving and Transporting Soil Samples D5092-02 Standard Practice for Design and Installation of Ground Water Monitoring Wells in Aquifers

De Laboratorio: D421-85(2002) Standard Practice for Dry Preparation of Soil Samples for Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants D422-63(2002) Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils D698-00a Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)) D854-02 Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer D1140-00 Standard Test Methods for Amount of Material in Soils Finer Than the No. 200 (75-um) Sieve D1557-02 Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3(2,700 kN-m/m3)) D1558-99 Standard Test Method for Moisture Content Penetration Resistance Relationships of Fine-Grained Soils D1883-99 Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Laboratory-Compacted Soils D1997-91(2001) Standard Test Method for Laboratory Determination of the Fiber Content of Peat Samples by Dry Mass D2166-00 Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil D2216-98 Standard Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass D2434-68(2000) Standard Test Method for Permeability of Granular Soils (Constant Head) D2435-02 Standard Test Method for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils D2850 Standard Test Method for Unconsolidated-Undrained Triaxial Compression D2487-00 Standard Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System) D2488-00 Standard Practice for Description and Identification of Soils (Visual-Manual Procedure) D3080-04 Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions D4254-00 Standard Test Methods for Minimum Index Density and Unit Weight of Soils and Calculation of Relative Density D4318-00 Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils D4767-04 Standard Test Method for Consolidated Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive Soils D5195-02 Standard Test Method for Density of Soil and Rock In-Place at Depths Below the Surface by Nuclear Methods


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t

El número de pozos o sondeos exploratorios o para la toma de muestras y la profundidad mínima de los mismos están indicados en la tabla 4-1 Tabla 4-1 Número mínimo de sondeos y profundidad mínima sugerida Nivel de protección sísmica del tipo de edificación

Construcción de edificaciones

Construcción de edificaciones de 1 a 2 niveles

Número mínimo de sondeos

Profundidad mínima de sondeos (m)

Número mínimo de sondeos

Profundidad mínima de sondeos (m)

A

3

15

3

6

B

4

25

4

8

C

5

30

5

10

D, E

6

30

**

**

(NR 2, 3.2.2.)

Nota: El número de sondeos y la profundidad (en m) de los mismos, serán como mínimo los establecidos en la tabla 4-1 o bien las que el ingeniero geotecnista fije, de acuerdo al tipo de obra; él será el responsable de todo lo efectuado en cuanto al estudio de suelos. Si el suelo es muy duro y no-penetrable, hacer nota en el sondeo y hacer excepción en la profundidad mínima, haciendo una nota que el número de golpes N-SPT es mayor a 50 en 0.15 m.(rechazo) t

t

Detalle de los ensayos a realizar in situ sobre estratos típicos seleccionados y las determinaciones a realizar sobre las muestras extraídas serán los establecidos por el ingeniero geotecnista responsable del estudio. El número de sondeos deberá como mínimo contener lo establecido en tabla 4-1. Si se requieren más de acuerdo al tipo de obra a emplazar o condiciones especiales de la cimentación, el número de sondeos adicionales y su profundidad, serán los que fije o establezca el ingeniero geotecnista Delimitar áreas de suelos problemáticos: Cuando haya movimiento de taludes y terrazas, y si existen cortes verticales mayores de 2 m, verificar empujes laterales y estabilidad de taludes (ver Norma NR-5 o NSE 5, capítulo 3)

Recomendaciones de diseño y construcción de la cimentación Indicar capacidad soporte del suelo, asentamientos calculados y admisibles, estructuras de contención requeridas o formas de estabilización de cortes y taludes si fuera necesario.


12


4.3.3

Estudio geotécnico especial Tipo II

Aplicación: Tipo de obras: Terreno: Equipo:

Obras ordinarias e importantes Edificaciones de 1 a 4 niveles Sujeto a amenazas geológicas evidentes Ingeniero civil geotecnista y geólogo geotecnista

1. Resumen 2. Introducción 3. Información general a. Información de la obra i. Descripción ii. Colindancias iii. Sistema constructivo y clasificación iv. Nivel de protección b. Información del entorno i. Clima ii. Vegetación iii. Relieve 4. Información geológica a. Marco geológico b. Geomorfología c. Geología local 5. Información geotécnica del terreno a. Plan de exploración i. Técnicas de exploración ii. Características de las obras de exploración b. Interpretación geotécnica del terreno i. Modelo de la estructura del terreno ii. Características de las unidades geotécnicas iii. Micro-zonificación geotécnica del terreno c. Capacidad soporte y asentamientos d. Parámetros de estabilidad de cortes, taludes y laderas 6. Análisis de amenazas geológicas i. Caracterización de tipos de amenaza ii. Zonificación de niveles de amenaza 7. Consideraciones sísmicas para el diseño 8. Recomendaciones para cimentación 9. Recomendaciones para estabilidad de taludes, cortes y laderas 10.Recomendaciones para mitigación de amenaza 11.Conclusiones y recomendaciones 12.Bibliografía 13.Anexos


13


4.3.4

Estudio geotécnico especial Tipo III


Obras esenciales Edificaciones de 5 a 10 niveles Sujeto a amenazas geológicas evidentes Ingeniero civil geotecnista y geólogo geotecnista

La estructura del reporte será similar a de los estudios anteriores. Son complementarios a los estudios Tipo I o Tipo II , cuando por el tipo especial de la estructura y/o condiciones problemáticas del terreno se requiera del estudio de interacción suelo-estructura o de cimentaciones especiales La información de la obra, así como del sitio y del subsuelo será similar a la de los estudios tipo II debiendo tomar en cuenta los aspectos siguientes: 4.3.4.1

Exploración de campo

Investigación del subsuelo por métodos geofísicos y sísmicos Requerir estudios de prospección geofísica, (e.g. resistividad, gravimetría, refracción sísmica, magnetometría), cuya metodología específica será dispuesta según sea el caso y la factibilidad de aplicación. Dichos estudios se realizarán con el propósito de evaluar y definir estratos del subsuelo, así como la consolidación y espesores probables de los mismos; los resultados deberán tratar de correlacionar con los perfiles estratigráficos obtenidos con la geología del sitio y con los obtenidos con los sondeos y pozos de exploración efectuados. Se deberá explicar tipo de equipo utilizado y sus alcances y limitaciones, así como presentar tablas y archivos de los datos generados y su posterior interpretación, mediante gráficos y valores comúnmente aceptados para determinadas aplicaciones. Para estudios sísmicos ó dinámicos de sueloestructura, realizar ensayos para determinar las propiedades dinámicas del sitio, tal como un perfil de la velocidad de onda de corte (shear wave velocity). Para estas propiedades dinámicas es necesario realizar exploraciones de campo, por ejemplo: (1) downhole shear wave velocity, (2) crosshole shear wave velocity, ó (3) Spectral Análisis of Surface Waves (SASW), ó el uso de correlaciones bien establecidas en la literatura con el SPT N-value. 4.3.4.2

Análisis geotécnico

Agregar a lo indicado para estudios Tipo I y Tipo II lo siguiente: Una descripción detallada del cálculo para el diseño de las cimentaciones, debiendo contener: estados límites de falla, funcionamiento y servicio.


14


4.3.4.2.1 x

x

Estudios sísmicos y dinámicos

Análisis dinámico de respuesta de sitio para determinar el nivel de amplificación de las ondas sísmicas. Para este análisis se necesita una investigación del subsuelo en detalle y si el proyecto lo amerita, obtener datos de las propiedades dinámicas del suelo sobre el manto de roca. Capítulo 13 Evaluación de la interacción suelo-estructura y cimentaciones especiales; tales como placas de cimentación, vigas de soporte elástico, pilotes o similares que deban estudiarse en conjunto con el comportamiento elástico del subsuelo

4.3.4.2.2

Estabilidad de taludes:

x

Ensayos necesarios para poder ejecutar un análisis de la estabilidad de taludes (métodos, descripción detallada del cálculo, software, etc). Capítulo 7

x

Evaluación de los patrones de drenaje en área (clase, formaciones asociadas, características)

x

Incluir propuesta sobre mitigación y estabilización del mismo

x

Evaluación geo-estructural del macizo rocoso, planos de falla, diaclasas etc.

x

Evaluación de las propiedades dinámicas del suelo (métodos sísmicos directos, método de vibración de estados permanente, monitores de vibración)

4.3.5

Estudio geotécnico especial Tipo IV


Obras esenciales Edificaciones de gran magnitud e impacto Sujeto a amenazas geológicas evidentes Ingeniero civil geotecnista y geólogo geotecnista

Son complementarios a estudios Tipo I, II o III, cuando la obra esté en zonas de atención o precaución especial o sobre suelos problemáticos y se trate de obras de gran magnitud e impacto. Para este tipo de estudios se requiere el uso de consultores nacionales e internacionales que actúen como un panel de asesores. Este panel tendrá a su cargo la revisión técnica de los planes de exploración de campo y laboratorio y luego, del enfoque del análisis y recomendaciones de diseño geotécnicas. La información de la obra, así como del sitio y del subsuelo será similar a la de los estudios tipo III debiendo tomar en cuenta los aspectos siguientes:


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4.3.5.1

Exploración de campo

La exploración de campo varía, dependiendo del tipo de estructuras y queda a discreción del personal especializado y el panel de asesores. La mayoría de las veces se realizará un estudio preliminar de campo o un estudio de factibilidad. En estos estudios, en la exploración se determinará qué tipo de investigación es más adecuada y establece la viabilidad del proyecto. Es requerido que para este tipo de estudio Tipo IV se realice un segundo estudio formal de diseño. 4.3.5.2

Análisis geotécnico

El análisis varía, dependiendo del tipo de estructuras y queda a discreción del personal especializado y el panel de asesores. Como mínimo las amenazas que no fueron mencionadas en los estudios tipo I, II y III, están descritas en los siguientes párrafos. 4.3.5.2.1

Fallas geológicas

Identificación de sistema de fallas, tipo de fallas, desplazamientos, longitud, sismicidad local, criterios y fundamentos sobre posible actividad de las mismas, consulta de fracturamientos históricos en el área, interpretación de fotografías aéreas, estudios geofísicos para delimitación de las mismas, realización de trincheras para comprobación en campo de posibles fracturamientos; capítulo 9. 4.3.5.2.2

Licuefacción

Análisis de la susceptibilidad de licuefacción que incluya descripción de atributos tales como: ambiente geológico (origen, tipo de depósito, ocurrencia, material típico, distribución), permeabilidad, porosidad, saturación de agua, edad geológica y todos aquellos otros que por su interrelación pueden inducir el fenómeno de licuefacción en el terreno. Capítulo 10 4.4

Profesionales que pueden hacer los estudios:

Los estudios y la elaboración de los reportes deberán ser realizados y estar bajo la responsabilidad de un ingeniero civil geotecnista, un ingeniero geólogo y/o un geofísico. Dichos profesionales deberán estar certificados por la autoridad competente / Colegio de Ingenieros-AGIES, debiendo los mismos tener la calidad de colegiado activo en el Colegio de Ingenieros de Guatemala. Los profesionales arriba mencionados poseerán las características siguientes: estudios de postgrado en ingeniería geotécnica o ingeniería geológica y por lo menos tres años de experiencia en la práctica de estudios de suelos y geotecnia. Pueden también ser realizado por ingenieros civiles o geólogos debidamente registrados con cinco años de experiencia en la práctica de estudios de suelos y geotecnia.


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De ser posible, se recomienda que los informes sean preparados y/o revisados conjuntamente entre el ingeniero geólogo y el ingeniero civil geotecnista, encargándosele al ingeniero geólogo la caracterización de las condiciones geológicas y al ingeniero civil geotecnista el diseño y las medidas de mitigación de la obra recomendadas para la disminución de cualquier riesgo. Esto asegurará que las amenazas son debidamente identificadas, estimadas y mitigadas (California Geological Survey, 1997). Nota: Es indispensable incluir el estudio de suelos como requisito para la obtención de la licencia de construcción.


17


5 CIMENTACIÓN 5.1

Introducción

La selección del sito en donde se procederá a cimentar las construcciones y edificaciones deberá cumplir con la característica de tener las propiedades mínimas que permitan el adecuado soporte de la obra así como la de poseer los elementos estructurales que soportarán el peso de la construcción y que transmitirán la carga al terreno en el que se ubicará. Naturalmente se buscará ubicar la edificación en suelo o terreno firme, en las que se eviten suelos de mala calidad en términos de resistencia y rigidez que puedan presentar futuros problemas de estabilidad y seguridad en la que se eviten asentamientos, consolidaciones, hundimientos, licuefacción, erosión, que se manifiesten en ladeos inclinaciones, fisuramientos, agrietamientos y fallas en los cimientos. 5.2

Alcance

Los lineamientos acá presentados permiten señalar requerimientos mínimos a considerar en el diseño de las cimentaciones de acuerdo a la naturaleza del tipo de edificación y del tipo de cimiento elegido así como de los valores soporte del suelo, considerando los estados límites de falla y los estados límite de servicio de los mismos. El diseño deberá basarse y justificarse con los resultados de los ensayos de laboratorio y de campo que se hayan tomado en el sito de manera que éstos fundamenten las soluciones elegidas. Los lineamientos descritos son aplicables a cimentaciones superficiales y profundas que comprenden zapatas aisladas, zapatas corridas, losas de cimentación, cajones, pilotes. La calidad y el diseño de los materiales usados estructuralmente en excavaciones, zapatas y cimientos deberán cumplir con los requerimientos mínimos de calidad establecidos por las normas guatemaltecas que sean aplicables o en su defecto las establecidas por la ASTM. 5.3

Requerimientos

Las investigaciones del suelo y los cimientos deberán ser realizados conforme lo establecido conforme al capítulo 4. Cuando sea requerido por la autoridad competente, estas deberán ser realizadas por un ingeniero de diseño debidamente colegiado.


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5.4

Suelos cuestionables

Cuando la clasificación, resistencia o compresibilidad de un suelo esté en duda o donde el valor de la capacidad soporte sea superior al especificado en esta norma, la autoridad competente requerirá la necesidad de que la investigación sea hecha. Dicha investigación deberá cumplir con los requerimientos establecidos en el capítulo 4. 5.5

Suelos expansivos

En las áreas que probablemente hayan tenido suelos expansibles la autoridad competente deberá requerir ensayos de suelo para determinar dónde existe dicho suelo. 5.6

Nivel de las aguas subterráneas

Se realizará una investigación del subsuelo con el propósito de determinar hasta donde el nivel de las aguas subterráneas está encima de los 1.524 m. bajo la elevación del nivel de piso más bajo donde dicho piso está localizado bajo el nivel de suelo acabado adyacente a la cimentación 5.7

Estados de desempeño

Los estados de desempeño a ser considerados en este capítulo abarcan: x x x x x x x x x x x x

Pérdida de estabilidad general Ubicación del nivel freático falla en la capacidad soporte Posibles fallas por cortante y punzonamiento Falla por deslizamientos Influencia de taludes Fallo en el terreno y en la edificación Existencia de suelos blandos fallo estructural debido a movimientos de la cimentación Asentamientos excesivos Vibraciones inaceptables Existencia de fisuras, grietas oquedades, cavernas


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5.8

Estado límite de servicio o último

El estado límite de servicio o último es el definido como el valor límite de deformación obtenido para una situación particular en la que se alcance ese estado límite. Para los fines de diseño de un proyecto de cimentación se deben establecer los valores límites de dichas deformaciones. Los componentes a ser considerados incluyen: x x x x x x x x

Asentamientos. Asentamientos por consolidación Asentamientos secundarios. Asentamientos por sismos. Inclinaciones. Giros relativos Desplazamientos horizontales Vibraciones.

Se hace necesario también considerar los condicionantes siguientes: x x 5.9

Profundidad de nivel freático (sección 5.6) Elección de la profundidad de la cimentación Elección de la profundidad de cimentación

La profundidad mínima de cimentación estará en función de la capacidad soporte del suelo y deberá también de considerar aspectos siguientes: x x x

utilizar la profundidad que también evite problemas de erosión, meteorización acelerada del suelo, arrastre del mismo por tubificación causada por el flujo de las aguas superficiales o subterráneas en presencia de suelos arcillosos la profundidad deberá llevarse hasta un nivel en el que no haya influencia de los cambios de humedad inducidos por agentes externos es conveniente evitar los efectos de las raíces de árboles próximos a la edificación


20


5.10

Capacidad Soporte

Los procedimientos clásicos usados por la mecánica de suelos para el cálculo de la capacidad de carga última son aceptados si el material del subsuelo es relativamente uniforme. Tradicionalmente se han venido utilizando fórmulas clásicas de equilibrio limite, pero también es posible mediante pruebas en el sitio, tales como pruebas de carga con placas rígidas o la utilización de presiómetros, aunque es poco usual emplearlos para el estudio de cimentaciones de edificios su uso se restringe a proyectos de mayor envergadura. Se recomienda también el uso de la tabla 5-1 para la estimación de la misma. Tabla No 5.1 Valores permisibles de capacidad de carga y presión lateral

Tipo de Material

1. Basamento cristalino 2. Roca sedimentaria y foliada 3. Gravas arenosas y/o grava (GW y GP) 4. Arena, arena limosa ,arena arcillosa, grava limosa y grava arcillosa ( SW, SP, SM, SC, GM y GC) 5. Arcilla, arcilla arenosa, arcilla limosa, limo arcilloso, limo, y limo arenoso ( CL, ML, MH y CH)

Capacidad de Carga – presión vertical del cimiento (psf)(d)

Presión de soporte lateral (psf/f debajo de la gradación natural (d)

Deslizamiento lateral

Deslizamiento lateral

Coeficiente de Fricción (a)

Cohesión (psf) (b)

12,000

1,200

0.70

-

4,000

400

0.35

-

3,000

200

0.35

-

2,000

150

0.25

-

1,500(c )

100

-

130


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Para el sistema internacional: 1 lb/pie2 = 0.0479 kPa, 1 lb/pie3 = 0.157 kPa/m. (a) coeficiente a ser multiplicado por la carga muerta. (b) valor de resistencia al deslizamiento natural a ser multiplicado por el área de contacto. ver inciso 1804.3 (c ) cuando se establezca en el sitio un suelo con una capacidad soporte de menos de 1,500 lb por pie 2 la capacidad soporte permisible deberá ser determinada por una investigación del suelo. (d) Un incremento de un tercio es permitido cuando se use la combinación de cargas alternas de la sección 8.3 de NSE 2 que incluye la carga de viento y la de sismo.

5.11

Momento de Volteo

Toda edificación y sus cimientos deberán ser diseñados para resistir el momento de volteo que puede producir un evento sísmico. El factor de seguridad deberá ser mayor o igual que 1.5. Los lineamientos descritos son aplicables a cimentaciones superficiales y profundas que comprenden zapatas aisladas, zapatas corridas, losas de cimentación, cajones, pilotes.


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6 EXCAVACIONES 6.1

Introducción.

Las excavaciones son comunes durante el proceso de construcción de las edificaciones, que comprenden desde la preparación del sitio donde se ubicarán los cimientos de la obra, hasta la instalación de las obras de abastecimiento de agua, drenaje y servicios bajo el nivel del suelo. Las excavaciones siempre han presentado el problema de la estabilidad de sus paredes dependiendo de la profundidad de las mismas. Así que resulta importante proporcionar algunas especificaciones en cuanto a la profundidad de las mismas como también las obras de apuntalaje que se tendrían que utilizarse para la seguridad del personal que deba trabajar dentro de las mismas. Este capítulo se proporcionará algunas especificaciones y requisitos mínimos que se tendrán qué considerar tanto para garantizar la profundidad apropiada a que deberán ubicarse los cimientos, como también recomendaciones para el adecuado apuntalaje de las mismas con fines de seguridad durante la construcción.

6.2

Definición

Se entiende como excavación la tarea o proceso de extracción de suelo o una mezcla de suelo y roca de la superficie del terreno. La naturaleza y propiedades del suelo o roca juegan un papel importante en cuanto a la facilidad de la extracción, así como la de la estabilidad de la misma. Al emprender cualquier tipo de excavaciones se deberán tomar los siguientes criterios como mínimo: x

Realizar un estudio geotécnico y de estabilidad de taludes, debiendo hacer el mismo para toda excavación de más de 1.50 mts de profundidad.

x

Al inicio de la excavación se debe preparar un documento legal en cuanto al estado del terreno y terrenos vecinos, conjuntamente con el propietario o propietarios de los terrenos, lotes o edificaciones vecinas.

x

Se debe garantizar un factor de seguridad durante la construcción de la excavación superior a 1.2 para condiciones estáticas.


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6.3 x x x x x

Para propósitos de esta normativa deberá verificarse la seguridad de las excavaciones a fin de garantizar: La estabilidad de los taludes y paredes del misma Garantizar la estabilidad soporte en el fondo de las mismas Evitar el sifonamiento o falla en el fondo debido a subpresione Evitar daños en estructuras vecinas Evitar cargas en el área de excavación y sus alrededores

6.4 La naturaleza de los suelos es muy variable por lo que habrá que estudiar las propiedades de los mismos con propósito en que se realiza una excavación, no puede esperarse que ningún suelo sostenga su propio peso de modo que resulta necesario tomar precauciones para impedir el derrumbamiento de los lados de cualquier excavación que sobrepase una profundidad de 1.2 m. 6.5 Debe darse a los lados o paredes de la excavación una inclinación segura generalmente un ángulo de 45 º se considera apropiado o bien considerar el apuntalamiento de las mismas con un material o sistema apropiado que impida el derrumbamiento de las mismas. La clase de soporte dependerà del tipo de excavación, la naturaleza del terreno y la existencia de aguas subterráneas. 6.6 Dentro de lo posible las excavaciones no deben ser suficientemente profundas ni estar demasiado cerca de edificios o estructuras adyacentes como para socavarlos, deben tomarse precauciones mediante puntales, soportes, etc. para impedir derrumbes o desmoronamientos cuando la estabilidad de un edificio o estructura se vea afectada por los trabajos de excavación. 6.7 No se deben almacenar ni colocar materiales o equipos cerca de las orillas de las excavaciones ya que ello acarrea el peligro de que aumenten las cargas en el terreno y se derrumben las paredes de la misma. La sobrecarga uniforme mínima a considerar en sitios próximos a excavaciones temporales será de 15 kpa (1.5 t/m²). 6.8 La seguridad y estabilidad de las excavaciones sin soporte, se analizará tomando en cuenta la influencia de las condiciones de presión de agua en el subsuelo, así como la profundidad de excavación, la inclinación de los taludes, el riesgo de agrietamiento en la proximidad de la corona y la presencia de grietas o discontinuidades.


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6.9 La estabilidad de las excavaciones deberá verificarse principalmente en las paredes, se hará utilizando los métodos clásicos de estabilidad con equilibrio límite. Así también se verificará la falla por capacidad de soporte en el fondo sin dejar de considerar también el sifonamiento que es la pérdida de resistencia total de un suelo producto de la acción de fuerzas de filtración. Puede producirse durante la etapa de bombeo del agua en las excavaciones. 6.10 Cuando las excavaciones se realicen cerca de estructuras o edificios vecinos, se deberá utilizar elementos de sostenimiento para las excavaciones a fin de impedir o reducir deformaciones que se puedan presentar, y que estén asociadas con asentamientos o deslizamiento de terrenos adyacentes. 6.11 Si la posibilidad de falla de un talud o de las paredes de la excavación es alta se debe adjuntar un sistema de sostenimiento provisional por medio de puntales o ademes. 6.12 Acciones mínimas a considerar antes empezar cualquier trabajo de excavación: x x x x x x x

Verificar las condiciones del suelo y el grado de alteración del mismo La existencia de instalaciones de servicio público en los alrededores La proximidad de edificios La vibración inducida por el tráfico y otras fuentes Proximidad de agua subterránea, sistemas de drenaje antiguos, cables soterrados, entre otras Si cambian las condiciones del suelo después de la ocurrencia de precipitaciones Las condiciones del apuntalamiento y sus condiciones con el avance de las obras


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7 ESTABILIDAD DE LADERAS Y TALUDES 7.1 El sitio y sus alrededores deberán ser evaluados para determinar el potencial de la estabilidad de los taludes (remociones de masa) y de las laderas, que podrían afectar la seguridad de la obra. Debe considerar características geológicas, hidráulicas, y de pendiente del terreno local y regionalmente (mapas de susceptibilidad de deslizamientos) por lo cual deberán analizarse los efectos de procesos de inestabilidad aledaños o regionales que puedan tener incidencia en el sitio objeto de estudio. 7.2 Toda edificación cuya implantación se proyecte realizar total o parcialmente sobre una ladera, o que se encuentra en al borde o al pie de una de ellas deberá realizar un análisis de la estabilidad de los taludes que representen una amenaza para la edificación. 7.3 El análisis de estabilidad consiste en el cálculo de los factores de seguridad de los taludes utilizando metodologías aceptadas internacionalmente y pudiendo utilizarse programas de computadora. Los factores de seguridad en los análisis de estabilidad deberán ser mayores a 1.5 y menores a 1.25 para condiciones estáticas, y para condiciones de acciones sísmicas deberán ser mayores a 1.2 7.4 Habrá qué investigar todos los modos de falla posible, utilizando como mínimo 100 superficies de falla. Se pueden utilizar los métodos clásicos de análisis de estabilidad ( Jambú; Bishop). 7.5 Todos los parámetros utilizados para los análisis de estabilidad, se deben sustentar con ensayos de laboratorio de las muestras o ensayos de resistencia en el campo. 7.6 Para los análisis de estabilidad debe suponerse como mínimo un factor de carga sísmica horizontal de 0.15g.


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7.7 En el análisis y diseño de taludes se debe evaluar el efecto del agua en la disminución del esfuerzo efectivo del suelo y de la resistencia al corte pudiéndose emplear las metodologías y prácticas internacionalmente aceptadas.


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8 ESTUDIO DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA 8.1

Microzonificación sísmica

8.1.1

Objetivo

El objetivo de la presente investigación es identificar y delimitar zonas de mayor o menor grado de amenaza sísmica, desde el punto de vista geotécnico – sísmico, describiendo para cada zona las características mecánicas y dinámicas de los suelos que definen su respuesta ante solicitaciones sísmicas y que son necesarias para realizar el diseño sismorresistente de las edificaciones y obras de ingeniería, de acuerdo a NSE 2. 8.2

Condiciones locales de sitio a analizar

Las condiciones locales del sitio que resulta apropiado analizar para efecto de señalar la conveniencia para construir o asentar una construcción incluyen: x x x x x x 8.3

Las condiciones de suelo que puedan amplificar los movimientos del terreno bajo ciertos rangos de frecuencia. Ver capítulo 13 La susceptibilidad de licuefacción y otros tipos de inestabilidades del terreno capítulo 10 Las variaciones topográficas que puedan causar amplificaciones en el movimiento del terreno. Ver capítulo 13 Sitios que puedan experimentar grandes deformaciones del terreno permanentemente como las asociadas al fallamiento superficial. Ver capítulo 9. Zonas costeras bajas vulnerables a Tsunamis. Ver capítulo 11 Crecidas e inundaciones. Ver capítulo 12 Condiciones geológicas y sismológicas a evaluar

Las condiciones geológicas y sismológicas de los sitios deberán ser evaluadas, así como los aspectos geológicos, geotécnicos e ingenieriles para el sitio propuesto.


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8.4

Colección de información histórica

Se deberá colectar y documentar información histórica, prehistórica e instrumental sobre los registros de eventos sísmicos significativos que afecten el sitio. 8.4.1 Con los resultados de los diversos estudios realizados en la sección 8.2; estos deben aplicarse en un Plan de Ordenamiento Territorial que evite la construcción de edificaciones e infraestructura en sitios considerados no aptos o seguros. 8.5

Lineamientos para microzonificación municipal

8.5.1

Criterios de microzonificación

Dentro de las macrozonas sísmicas definidas en el Mapa de Macrozonificación Sísmica para Guatemala (Figura No.4-1 NSE 2), puede haber condiciones locales de orden topográfico, geológico o geotécnico que requieran precauciones especiales. De no existir una regulación municipal que identifique y norme el uso del terreno en microzonas con amenazas geológicas o antrópicas especiales, el proyectista atenderá los siguientes criterios para establecer zonas de precaución, tomará zonas especiales de ser necesario conforme al nivel de protección requerido para el proyecto, e informará por escrito, mediante un informe técnico. a los propietarios, sobre los detalles, con el fin de que estén advertidos y tomen parte en el proceso de toma de decisiones en vista del mayor potencial de daño en las zonas de precaución especial. 8.5.2

Zonas de precaución especial

Se definen como zonas que presentan una sismicidad moderada a alta y de acuerdo con el mapa de microzonificación son zonas que presentan por lo menos valores de índice de sismicidad 3 y 4. Las zonas que requieren atención especial incluyen: a. b. c. d. e.

Flancos de Barrancos Terrenos inclinados Franjas de terreno falladas o fisuradas Arenales y suelos granulares saturados Litorales, riberas y playas.

Los incisos siguientes dan lineamientos para la identificación de Zonas de Precaución dentro de las zonas de atención especial.


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8.5.2.1

Flancos de Barrancos

Será zona de precaución toda la porción de terreno que quede dentro de un plano de 45° levantado desde el fondo del barranco. Se recomienda tomar en cuenta el peligro de derrumbe, deslave y presencia de planos de fisuración paralelos al barranco. El estudio geotécnico indicará las áreas de veda y limitaciones de uso de terreno pertinentes, de acuerdo con el criterio del ingeniero geotecnista. Los parámetros de aceleración sísmica de diseño se incrementarán en un 33% dentro de la zona de precaución. Algunos parámetros e indicaciones a tomar dentro de estas zonas: Figura 8-1 Distancia mínima para ubicación del proyecto desde el borde del barranco Aislamiento Min. 1.5 H Min. H/4 o bien mayor que 10 mts. máximo 30 mts

H 45°

Aisl. min H/4

8.5.2.1.1 Además de considerar lo antes mencionado para a este tipo de zona de precaución inicial deberá tomarse en cuenta todo lo recomendado en el capítulo 7 de esta norma. 8.5.2.2

Terrenos Inclinados

Serán zonas de precaución los terrenos con inclinaciones que excedan al 30%. Se recomienda tomar en cuenta el peligro de deslaves y deslizamientos de tierra. El estudio geotécnico indicará las áreas de veda y limitaciones de uso de terrenos pertinentes. Los parámetros de aceleración se incrementarán por los menos en 17 % dentro de la zona de precaución. Deberá tomarse en cuenta también todo lo recomendado en el capítulo 7 de esta norma.


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8.5.2.3

Deslizamientos

El sitio y su alrededores deberán ser evaluados para determinar el potencial o susceptibilidad de deslizamientos así como la inestabilidad de los taludes para así determinar la ideonidad del sitio de emplazamiento. Los lineamientos y algunos requisitos mínimos para esta zona de precaución especial se ampliarán más en el capítulo 7 de esta norma. 8.5.2.4

Franjas de terreno fisuradas o falladas

Como estas zonas rara vez son identificables a simple vista, la identificación de una zona de precaución se desprenderá de los estudios geotécnicos requeridos para cada tipo de obra, o sea, que la zona no será identificable en cada caso y ocasionalmente se identificará en los procesos de excavación. Se recomienda tomar en cuenta el peligro de ruptura del terreno con o sin desplazamientos relativos en la zona de contacto. El dictamen geotécnico/geológico indicará las áreas de veda o limitación de uso de terreno que se consideren pertinentes, si las hay. Se recomienda el uso de placas de cimentación o entramados de vigas de cimentación en aquellos casos en que haya fracturas pero se considere posible la construcción. Los parámetros de aceleración se incrementarán por lo menos en un 33% dentro de la zona de precaución que se estableciera. Lineamientos y requisitos especiales para este tipo de zona de precaución especial se dan en los capítulos 5, 7 y 9 de esta norma. 8.5.2.5

Arenales y suelos granulares saturados

El peligro por identificar es licuefacción del terreno durante sismos prolongados. Como relativamente pocos suelos granulares saturados son susceptibles de licuefacción, la identificación de la zona de protección se desprenderá de los estudios geotécnicos requeridos para cada tipo de obra. El dictamen geotécnico/geológico indicará las áreas de veda o limitación de uso de terreno que se consideren pertinentes, si las hay. Dentro de la zona de precaución se recomienda el uso de placas de cimentación continuas en todos los casos, no es necesario incrementar los parámetros de aceleración. Consideraciones y requisitos mínimos sobre esta zona de precaución especial se dan en el capítulo No. 10 de esta norma. 8.5.2.6

Litorales, riberas y playas

Los peligros por considerar son maremotos (tsunami), seiche, crecidas e inundaciones. Consideraciones y requisitos mínimos sobre esta zona de precaución especial se proporciona en los capítulos No. 11 y 12 de la presente norma.


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9 ESTUDIO DE FALLAS ACTIVAS 9.1 Fallas Las condiciones geológicas del sitio se deben escribir con suficiente detalle para evaluar la presencia de una traza de falla tectónica. Si se conoce o se intuye que la traza de la falla está presente, se requiere información referente a la actividad, tipo de falla, sentido del desplazamiento con respecto a la geometría del edificio, estimación de los valores de los desplazamientos vertical y/o horizontal con intervalos de recurencia y ancho de la zona de ruptura potencial. 9.2 El potencial de fallamiento superficial deberá estimarse para el sitio Los métodos usados y las investigaciones a efectuar deberán de ser lo suficientemente detalladas de acuerdo a la naturaleza del proyecto. 9.3 Una falla se considerará como activa sobre la base de los datos geológicos, geofísicos, geodésicos o sismológicos o alguna de las condiciones siguientes es aplicable: a. Si muestra evidencia de movimientos pasados (deformaciones y/o dislocaciones) o movimientos con naturaleza recurrente dentro de un periódo de tiempo en el que es razonable inferir que ocurrirán movimientos adicionales en o cerca del sitio. En regiones altamente activas, en donde los datos geológicos y sísmicos consistentemente revelan intervalos cortos de recurrencia, periodos del orden de decenas a miles de años, dicha información será apropiada en la estimación de actividad de dicha falla. b. Una relación estructural con una falla activa conocida que ha sido demostrado es que el movimiento de una puede causar el movimiento de otras en o cerca de la superficie. c. El potencial máximo de terremoto, asociado con la estructura sismogenética es suficientemente grande; que a determinada profundidad es razonable inferir en el contexto geodinámico del sitio, se producirá un movimiento, en o cerca de la superficie. 9.4 Para el emplazamiento de una obra o edificación deberá considerarse la localización de fallas geológicas que estén comprendida a una distancia de al menos un kilómetro del proyecto planteado así como la de fallas activas que puedan generar sismos en un área de radio superior a los 100 km. Se deberá indicar todas y cada una de las trazas de la falla, incluir descripciones y registros AGIES NSE 2.1-10 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN

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fotográficos, y la realización de trincheras cuando sea pertinente. Deben seguirse además los lineamientos establecidos en la NSE 2 inciso 4.6, proximidad de fallas activas. 9.5 En donde una evidencia confiable muestre la existencia de un fallamiento activo que tenga el potencial de afectar la seguridad de una obra, se deberá de considerar otro sitio para su emplazamiento. 9.6 Siempre deberá hacerse la consulta del mapa de fallamientos y fracturamiento posteriores al terremoto del año 1976 editado por el Instituto Geográfico Nacional.


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10 LICUEFACCIÓN DE SUELOS 10.1 Definición. En los suelos granulares, especialmente los suelos arenosos saturados, de gradación uniforme, puede presentarse el fenómeno denominado “licuefacción o licuación” del suelo, que es un proceso que se da cuando la presión de poros en el suelo es tan elevada, que el agregado de partículas pierde toda la resistencia al corte y el suelo su capacidad portante. Debido a la gran cantidad de agua intersticial que presentan, las presiones intersticiales son tan elevadas que un sismo o una carga dinámica, o la elevación del nivel freático, pueden aumentarlas, llegando a anular las tensiones efectivas, motivando que las tensiones tangenciales se anulen y el suelo se comporte como un pseudolíquido. 10.2 El fenómeno deberá ser investigado para suelos arenosos, y suelos limosos de baja plasticidad. Los suelos cohesivos no están generalmente considerados de ser susceptibles a la licuefacción; sin embargo suelos cohesivos con: a) un contenido de arcilla (porcentaje de finos menor que 0.005 mm) es menor del 15% b) un límite líquido < 35% c) un contenido de humedad del suelo de sitio que es > que 0.9 veces el límite líquido ( arcillas sensitivas) son vulnerables a una pérdida significante de resistencia bajo relativamente deformaciones menores del suelo 10.3 La gran mayoría de amenazas de licuefacción están asociadas con suelos arenosos, suelos limosos de baja plasticidad, arenas limosas saturadas, arenas muy finas redondeas y arenas limpias. 10.4

Susceptibilidad a la licuefacción

Los aspectos mínimos a verificar en el sitio de emplazamiento, si el suelo donde se asentará la obra es propenso a la ocurrencia del fenómeno de licuefacción comprende: a. Estimación de la edad geológica del terreno: Suelos del holoceno son más susceptibles que los del pleistoceno y la licuefacción de depósitos de edades anteriores no es común.


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b. El depósito del suelo debe estar saturado, o cerca de la saturación, para que ocurra licuefacción. c. Caracterización del ambiente depositacional. Depósitos fluviales, coluviales, granulares, eólicos, cuando se saturan, son susceptibles además también se incluyen los depósitos de abanicos aluviales, planicies aluviales, playas, terrazas y estuarios. d. Son muy susceptibles a la licuefacción, las arenas finas, las arenas limosas relativamente uniformes, con densidad suelta y media. e. Los depósitos bien graduados con tamaños hasta de gravas, gravas arenosas y gravas areno-limosas, son menos susceptibles a la licuefacción, pero de todas formas deben verificarse. Estos materiales también pueden generar cambios volumétricos del terreno. f. Los limos, limos arcillosos y arcillas limosas, de baja plasticidad y con la humedad natural cercana al límite líquido son también susceptibles de presentar licuefacción o falla cíclica. Generalmente se produce la degradación progresiva de la resistencia dinámica de los suelos finos con el número de ciclos de carga equivalente, llevándolos a la falla o generando grandes asentamientos del terreno y de las estructuras apoyadas en él. g. Suelos de partículas redondeadas, son más susceptibles que suelos con partículas angulares. Suelos con partículas micáceas, propios de suelos volcánicos son más susceptibles. h. Cuando el depósito está en condición seca o con bajo grado de saturación, se genera un proceso de densificación con las consecuentes deformaciones permanentes del terreno y estructuras apoyadas en él. 10.5 Potencial de licuefacción 10.5.1 Para la evaluación del potencial de licuefacción y de las deformaciones permanentes, se deben emplear técnicas de laboratorio y/o ensayos de campo, que corresponden a las metodologías determinísticas o probabilísticas actualizadas y reconocidas internacionalmente. El estudio geotécnico deberá describir la susceptibilidad y consecuencias potenciales de la licuefacción así como la pérdida de resistencia del suelo. 10.5.2 El potencial de licuefacción del suelo, la pérdida de resistencia y las deformaciones fermentes, deberán ser evaluadas para las aceleraciones máximas del terreno ( a max.), las magnitudes Mw esperadas de los posibles escenarios de eventos sísmicos, número de ciclos de carga, la resistencia a la penetración del AGIES NSE 2.1-10 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y DE MICROZONIFICACIÓN

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suelo ( ensayos STP, cono estático, piezocono, becker, velocidad de corte Vs , etc.) y demás características consistentes con los movimientos sísmicos del terreno y el método empleado. Se permite determinar la a max basado en un estudio de microzonificación sísmica de la ciudad o en un estudio específico de respuesta de sitio que tenga en cuenta efectos de amplificación. En suelos finos, por su comportamiento en particular, podrá verificarse mediante relaciones que incluyan el índice de plasticidad, Wn/LL y demás parámetros sugeridos por las metodologías modernas sobre el tema. 10.5.3 El potencial de licuefacción de los materiales del subsuelo del sito propuesto deberá ser evaluado usando los parámetros y valores de movimiento del terreno para el sitio específico. La evaluación incluirá el uso de métodos aceptados para la investigación de suelos y de métodos analíticos para determinar el peligro. 10.5.4 Si el potencial de licuefacción del suelo resulta inaceptable, el sitio deberá considerarse inapropiado, a menos de que alguna solución práctica ingenieríl se demuestre este disponible 10.5.5 Si se sospecha la presencia de suelos licuables se requiere información del tipo de suelo, densidad, profundidad del nivel freático y fluctuaciones estacionales, pendiente del terreno, proximidad a la cara libre de un accidente topográfico (río, canal, lago, etc) y evaluación de los desplazamientos o corrimientos laterales y verticales. 10.5.6 La amenaza de licuefacción se debe evaluar inicialmente para establecer si el sitio es claramente libre de ésta amenaza o por el contrario se debe realizar una investigación detallada. Generalmente se puede suponer que la amenaza de licuefacción no existe en los sitios en donde, con suelos similares, no ha ocurrido históricamente el fenómeno y si se cumple algunos de los criterios siguientes: a. Los materiales del subsuelo son roca o tienen muy baja susceptibilidad de licuefacción, basado en el ambiente general de deposición y edad geológica del terreno. b. El subsuelo está constituido de arcillas duras o limos arcillosos, a menos que sean altamente sensitivos, basado en la experiencia local. c. Los suelos no cohesivos (arenas, limos o gravas) tienen una minima resistencia normalizada en el ensayo de penetración estándar (STP) m N160, de 30 golpes/pie para profundidades bajo la tabla de agua, o un contenido de arcilla mayor de 20% . El parámetro N160 se define como el valor de N del STP normalizado a una sobre presión efectiva de 100 kPa (presión atmósferica = PA). Se considera arcilla al suelo cuyas partículas son de diámetro nominal 0.002 mm.


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d. El nivel freático está por lo menos a 10 m. bajo el cimiento más profundo, o 15 m bajo la superficie del terreno, incluyendo consideraciones para ascensos estacionales e históricos, y sin algún talud o condición de borde libre en la vecindad no se extiende bajo la elevación del agua subterránea en el sitio. e. Si aplicando los criterios mencionados existe alguna posibilidad de amenaza por licuefacción, entonces se requiere una evaluación detallada del potencial de licuefacción


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11 EFECTOS SECUNDARIOSTSUNAMIS Y SEICHES 11.1

Tsunamis y seiches

11.1.1 El sitio principalmente en zonas costeras, deberá ser evaluado para determinar el potencial de tsunamis o seiches que puedan afectar el sitio seleccionado y por ende la seguridad de la obra. 11.1.2 Si se establece la existencia potencial de ocurrencia de tsunamis y seiches se deberá recolectar información histórica para el sitio seleccionado de emplazamiento y deberá evaluarse críticamente su relevancia a fin de constatar la seguridad del sitio y su confiabilidad. 11.1.3 Sobre la base de la información histórica recopilada para el sitio elegido y comparándola con lugares similares que han sido estudiados dentro de la región respecto a esté fenómeno, se deberá estimar la frecuencia de ocurrencia, magnitud del evento sísmico que lo produjo, la altura de las olas generadas, y la distancia de penetración en la costa. 11.1.4 El potencial de generación de tsunamis y seiches será estimado en base a la recopilación de los eventos sísmicos registrados y de las características sismotectónicas del sitio y sus alrededores. 11.1.5 Los peligros o amenazas asociadas con los Tsunamis o seiches deberán proceder de de registros sísmicos conocidos y de las características sismotectónicas, así como también con el uso de modelos físicos y/o analíticos.


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12 CRECIDAS E INUNDACIONES 12.1

Crecidas e Inundaciones

12.1.1 El sitio seleccionado deberá ser evaluado para que regionalmente se determine el potencial de inundaciones debidas a una o más causas naturales que puedan afectar la seguridad de la obra. 12.1.2 Si existiera el potencial de inundación, todos los datos pertinentes, incluyendo información histórica, meteorológica e hidrológica deberán de recolectarse y examinarse críticamente. 12.1.3 Se deberá desarrollar un adecuado modelo meteorológico e hidrológico que tome en cuenta los límites de exactitud y la cantidad de datos disponibles, el periodo disponible de los datos históricos para el cual los datos fueron acumulados y todos los cambios pasados conocidos en las carácterísticas relevantes de la región. 12.1.4 Las posibles combinaciones de los efectos de varias causas serán examinadas. Por ejemplo, para zonas costeras y sitios en estuarios, el potencial de inundación por una combinación de alto oleaje, efectos del viento sobre los cuerpos de agua y las acciones de las olas, como también aquellas debidas a ciclones o huracanes, las cuales deberán ser tomadas en cuenta en el modelo de amenaza. 12.1.5 Las amenazas para el sitio debido a inundaciones deberán derivarse del modelo para el mismo se podrán utilizar métodos probabilístico. 12.1.6 Los parámetros usados para caracterizar la amenazas debido a las inundaciones deberán incluir la altura del agua, la altura y el periodo de las olas (si es pertinente), el tiempo de alerta para inundación, al duración de la inundación y las condiciones del flujo. 12.1.7 El potencial de inestabilidad de un cauce de río o de una zona costera debido a la erosión o sedimentación deberá también investigarse. 12.1.8 Deberá consultarse los mapas que disponga el INSIVUMEH con zonas susceptibles de inundación.


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12.1.9 Siempre habrá que considerar la posibilidad de ocurrencia de inundaciones repentinas o crecidas súbitas, provocadas por eventos extremos (altas precipitaciones, eventos sísmicos) o bien debidas a accidentes antrópicos (fallamiento de presas y represamientos) que puedan ocasionar correntadas repentinas aguas abajo. 12.1.10 Para aspectos de análisis se deberá tomar la inundación base como la inundación que tiene un 1% de probabilidad de ser igualada o excedida en cualquier año dado. 12.1.11 La altura o elevación base de la inundación, incluirá la altura de la ola y teniendo un 1% de probabilidad de ser igualada o excedida en cualquier año dado.


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13 ESTUDIOS SÍSMICOS Y DINÁMICOS 13.1 Para la categorización del sitio desde el punto de vista del análisis de respuesta, se deberá inicialmente hacer estimaciones de la velocidad de onda de corte Vs a una profundidad que como mínimo esté debajo del nivel de las cimentaciones de la obra. En su estimación se podrán utilizar los métodos geofisícos. 13.2 Si no es posible obtener la clasificación del sítio de la manera anteriormente plateada, se deberán realizar la investigación del suelo, con el fin de determinar el tipo de suelo y proveer datos que permitan un análisis posterior. Estos deben comprender al menos: a. Descripción estratigráfica del subsuelo, considerando extensiones laterales y verticales, número de estratos y sus espesores. b. Propiedades físicas y químicas del suelo y de la roca y los valores usados para su clasificación. c. Velocidades de las ondas S y P, relaciones esfuerzo-deformación, propiedades de resistencia estáticos y dinámicos, consolidación, permeabilidad y otras propiedades mecánicas obtenidas de ensayos de campo en el lugar. d. Características del nivel freatico de las aguas subterráneas. 13.3 Será de suma importancia para sitios especiales considerar el análisis dinámico de la respuesta del sitio para determinar el nivel de amplificación de las ondas sísmicas. Para el estudio de las mismas se podrán utilizar métodos analíticos (uso del programa SHAKE) o método empíricos (uso del la técnica de Nakamura). 13.4 La consideración de un estudio por de la amplificación topográfica de la onda sísmica en el sito del proyecto será también importante considerarlo, una vez se disponga de los registros sísmicos necesarios para llevar a cabo el análisis y utilizando métodos de cálculo de reconocida validez y aplicación.


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14 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14.1

Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. NSR-10 Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente. Título H. Estudios Geotécnicos.

14.2

Asociación Costarricense de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones (1994) “Código de Cimentaciones de Costa Rica” 1era Edición Editorial Tecnológica de Costa Rica, 1994.

14.3

AENOR Asociación Española de Normalizacion y Certificación. Eurocódigo 8 Disposiciones para el Proyecto de Estructuras Sismorresistentes. Parte 11: Reglas Generales Acciones Sísmicas y Requisitos Generales de las Estructuras.

14.4

AENOR Asociación Española de Normalización y Certificación. Eurocódigo 7 Proyecto Geotécnico. Parte 1. Reglas Generales.

14.5

AGIES (2005) “Guía para dictámenes geotécnicos recomendada por AGIES” PE-01-2005 Complemento al capitulo No.6 “Condiciones del Terreno” de la Norma NR-2. Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica –AGIES- Guatemala, julio 2005.

14.6

American Society of Civil Engineers. Minimun Design Loads for Building and other Structures” ASCE Standard ASCE/SEI 7-05 Including supplement No.1

14.7

Corporación de la Defensa de la Meseta de Bucaramanga (2005) Normas Técnicas CDMB” Normas Técnicas para el Control de Erosión y para la realización de Estudios Geológicos, Geotécnicos e Hidrogeológicos.

14.8

International Code Council “International Building Code 2009” 1rst. Edition, February 2009.

14.9

Marcellini A. “Methodology for Microzonation Assessment” Instituto per la Geofisica Della Litosfera. CNR.

14.10 Flores et al (2001) “Zonificación Sísmica Urbana en Guatemala: Fase I: Identificación de Unidades Geológicas y su Respuesta Sísmica Analítica. Informe Final. Centro de Estudios Superiores de Energía y Minas, CESEM Facultad de Ingeniería, Universidad de San Carlos de Guatemala. Proyecto CONCYT 42-99. 14.11 Nagaraj H. B.; Murty C.V.R & Jain Sudhir K.(2002) “Review of Geotechnical Provisions in Indian Seismic Code IS:1893 (Part 1): 2002. Document No. :


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IITK-GSDMA-EQ13-V1.0 Final Report: A-Earthquake Codes. IITK-GSDMA Project on Building Codes. 14.12 Sociedad de Ingenieros del Atlántico & Alcaldía Distrital de Barranquilla (2007) Código de Laderas del Distrito de Barranquilla. Colombia. 2007. 14.13 Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica AGIES (1996) Normas de Diseño y Construcción Recomendadas para la República de Guatemala. Edición 1996. 14.14 Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica AGIES (2001) Normas Estructurales de Diseño y Construcción Recomendadas para la República de Guatemala. AGIES, Colegio de Ingenieros de Guatemala. Secretearía de Coordinación Ejecutiva de la Presidencia. Guatemala Edición Preliminar Junio, 2002.


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CON EL APOYO DE:


AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES



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CAPÍTULO 1 BASES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL 1.1 Alcances 1.1.1 Alcances de esta norma y normas afines 1.1.2 Esquema de la norma NSE 3 1.2 Metodología de análisis y diseño 1.3 Configuración estructural 1.3.1 Trayectoria de las fuerzas 1.3.2 Requisitos básicos de estructuración 1.4 Rangos de desempeño 1.4.1 Solicitaciones permanentes o de ocurrencia frecuente 1.4.2 Viento 1.4.3 Sismo y solicitaciones de baja probabilidad de ocurrencia 1.5 Sistemas estructurales 1.5.1 Sistema de marcos (E1) 1.5.2 Sistema de cajón (E2) 1.5.3 Sistema combinado de marcos y muros o marcos arriostrados (E3) 1.5.4 Sistema dual (E4) 1.5.5 Soportes en voladizo (E5-1) 1.5.6 Péndulo invertido (E5-2) 1.5.7 Limite de altura de los sistemas estructurales 1.5.8 Sistemas sismorresistentes permitidos según el Nivel de Protección 1.5.9 Combinación de sistemas sismorresistentes en diferentes direcciones 1.5.10 Combinación de sistemas sismorresistentes en la misma dirección 1.5.11 Otros sistemas estructurales 1.6 Parámetros para modelar respuesta sísmica de los sistemas estructurales 1.6.1 Factor R 1.6.2 Factor r 1.6.3 Factor Cd 1.6.4 Factor ȡ 1.6.5 Reporte de parámetros 1.7 Diafragmas de la estructura 1.7.1 Rigidez de losas y estructuras horizontales 1.7.2 Diafragmas infinitamente rígidos 1.7.3 Diafragmas sin rigidez AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

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1.8

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2

3

Configuraciones estructurales regulares e irregulares 1.8.1 Irregularidad en planta 1.8.2 Irregularidad en elevación 1.8.3 Disposiciones especiales para condiciones irregulares Redundancia estructural 1.9.1 Redundancia potencialmente insuficiente 1.9.2 Comprobación de redundancia 1.9.3 Casos a los que no aplica el factor ȡ Modelos estructurales 1.10.1 General 1.10.2 Casos de modelos simplificados 1.10.3 Peso sísmico efectivo Ws 1.10.4 Base de la estructura 1.10.5 Procedimientos para el análisis sísmico

CAPITULO 2 MÉTODO DE LA CARGA SÍSMICA ESTÁTICA EQUIVALENTE 2.1 Definición 2.1.1 Cortante basal al límite de cedencia 2.1.2 Coeficiente sísmico al límite de cedencia Cs 2.1.3 Caso especial – permite reducción de espectro 2.1.4 Período de vibración empírico Ta 2.1.5 Cálculo del período de vibración mediante fórmula analítica 2.1.6 Selección del período T para usar en el diseño estructural 2.2 Distribución vertical de las fuerzas sísmicas 2.3 Distribución horizontal de las fuerzas sísmicas 2.3.1 Distribución directa 2.3.2 Excentricidad accidental 2.3.3 Amplificación dinámica 2.3.4 Dirección de las fuerzas estáticas equivalentes 2.4 Volteo 2.5 Cálculo de desplazamientos laterales provocados por sismo 2.5.1 Espectro para calcular los desplazamientos 2.5.2 Período a utilizar en el espectro 2.5.3 Desplazamientos al límite de cedencia 2.5.4 Efectos P-delta CAPITULO 3 MÉTODO DE ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL 3.1 Aplicación 3.2 Análisis estructural 3.2.1 Objetivo del análisis -- períodos y modos de vibración 3.2.2 Modelo estructural 3.2.3 Masa de análisis 3.2.4 Excentricidades 3.2.5 Metodologías de análisis modal AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

ii


3.3

3.4 3.5

4

Respuesta modal – Primera iteración 3.3.1 Espectro sísmico para diseño 3.3.2 Coeficientes sísmicos 3.3.3 Factor de participación modal y cortante basal del modo "m" 3.3.4 Número de modos "N" a considerar 3.3.5 Cortantes basales dinámicos – Iteración inicial 3.3.6 Calibración del análisis modal Resultados modales y su combinación Cálculo de desplazamientos laterales sísmicos 3.5.1 Desplazamientos modales combinados calibrados 3.5.2 Efectos P-delta

CAPITULO 4 CARGAS SÍSMICAS Y DERIVAS LATERALES 4.1 Demandas sísmicas 4.1.1 Aplicación 4.1.2 Demandas sísmicas 4.1.3 Aplicación de factor de sobre-resistencia 4.2 Dirección de las solicitaciones sísmicas horizontales 4.2.1 Criterio 4.2.2 Nivel de Protección B 4.2.3 Nivel de Protección C, D y E 4.2.4 Estructuras con irregularidad en planta H5 4.3 Derivas laterales admisibles 4.3.1 Definiciones 4.3.2 Progresión de desplazamientos y derivas 4.3.3 Derivas últimas máximas tolerables 4.3.4 Valores máximos de ǻC y įC 4.3.5 Marcos a momento con Nivel de Protección D y E 4.4 Efecto P-delta 4.4.1 Coeficiente de inestabilidad 4.4.2 Valor máximo del coeficiente 4.4.3 Condición para obviar verificación P-delta 4.4.4 Incrementos de desplazamientos laterales debidos a efectos P-delta 4.5 Separaciones estructurales 4.5.1 Separaciones dentro de la propiedad 4.5.2 Separaciones hacia el lindero de propiedad


iii


PRÓLOGO La revisión de esta norma conlleva una reorganización completa de manera que se hace compatible con las disposiciones de la norma ASCE/SEI 7-10. Inicialmente se indican los tipos de análisis y diseño y se dan los lineamientos acerca de las configuraciones estructurales. Así mismo se proporciona la clasificación de los diversos sistemas estructurales para la determinación de los parámetros de la respuesta sísmica. Se establece la diferencia entre los diferentes tipos de diafragma y los procedimientos para determinarlos, las irregularidades estructurales que afectan el comportamiento y la importancia de contar con redundancia estructural. El capítulo 1 finaliza con los lineamientos para los modelos estructurales, así como los requisitos del tipo de análisis requerido, según la estructura. El capítulo 2 se dedica al método de la carga sísmica estática equivalente y el capítulo 3 al método de análisis modal espectral. Finalmente, el capítulo 4 se refiere a las demandas sísmicas y a las derivas admisibles.


iv


1 BASES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL 1.1 1.1.1

Alcances Alcances de esta norma y normas afines

La Norma NSE 3 cubre la estructuración, la selección de los procedimientos de análisis y la obtención de los resultados de análisis de edificaciones habitables y ocupables, nuevas, de cualquier tamaño, con diversas tipologías y modalidades de estructuración, especialmente las estructuras reticulares de varios niveles comúnmente llamadas "edificios". La norma NSE 3.1 complementa la norma NSE 3 y cubre la estructuración y análisis de varios tipos de edificación de uso común en Guatemala que admiten métodos simplificados o requieren disposiciones adaptadas al medio local. Comentario: NSE 3.1 incluye disposiciones para estructuras medianas de varias plantas que admiten análisis y diseño simplificados; disposiciones simplificadas para edificaciones de pocas plantas llamadas de cajón; edificaciones sin diafragmas; ambientes con paredes altas de gran longitud; losas por métodos aproximados. La norma NSE 3.2 complementa la norma NSE 3 con procedimientos especializados. Comentario: NSE 3.2 incluye análisis dinámico paso a paso, lineal y no-lineal y análisis estático no-lineal de empujes incrementales ("pushover"). También incluye cimentaciones especiales como placas de fundación y pilotes y lineamientos para interacción sueloestructura; estructuras no reticulares como placas planas y plegadas, cáscaras, membranas y cubiertas suspendidas. Los resultados de estructuración y análisis obtenidos con las normas anteriores se procesan con las normas de la serie NSE 7 para cada sistema estructural en particular concreto reforzado, mampostería reforzada, acero estructural, madera y otros. La norma NSE 4 cubre las edificaciones habitables menores que pueden ser proyectadas con metodologías no matemáticas simplificadas y cartillas de instrucciones. Las normas de la serie NSE 5 cubren estructuras de infraestructura o industriales, entre ellas presas, diques, obras de retención, túneles; construcciones especiales AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

1


como silos, chimeneas, torres, tanques y líneas de tubería; puentes, bóvedas y otras obras viales. La norma NSE 6 cubre disposiciones para edificaciones existentes, previas a la vigencia de las normas NSE. 1.1.2

Esquema de la norma NSE 3

El capítulo 1 cubre la tipología y configuración de estructuras reticulares y el tipo de modelos matemáticos que pueden utilizarse para el análisis estructural. Los capítulos 2 y 3 cubren dos diferentes métodos de análisis sísmico que se permite utilizar: el método de la carga estática equivalente y el método de análisis modal espectral. El capítulo 4 establece en detalle las acciones para diseñar los elementos de la estructura y los desplazamientos máximos aceptables. En una publicación especial de AGIES se cubren los componentes arquitectónicos y las fijaciones de las instalaciones contenidas en una edificación. 1.2

Metodología de análisis y diseño

(a) Solicitaciones: Se establecerán las solicitaciones que deberá resistir la estructura conforme a los requerimientos de la norma NSE 2. Se determinará el Nivel de Protección Sísmica (NdP) y la Probabilidad de Ocurrencia del Sismo de Diseño que se requiere conforme al capítulo 4 de la NSE 2. (b) Sitio: deberán tomarse en cuenta posibles limitaciones en cuanto a condiciones del sitio de acuerdo a la norma NSE 2.1. (c) Configuración estructural: Toda estructura estará razonablemente configurada, con estabilidades vertical y lateral en todas direcciones y deberá poder ser clasificada en al menos una de las tipologías estructurales definidas en la sección 1.5. (c) Modelo analítico: las características de la estructura y el método de análisis estructural se establecerán conforme a lo indicado en este mismo capítulo. Para efectuar el análisis estructural se planteará un modelo analítico conforme a la sección 1.10 (d) Análisis gravitacional y de viento: se calcularán las fuerzas internas en los elementos de la estructura correspondientes a las cargas gravitacionales y demás posibles solicitaciones definidas en la norma NSE 2. En caso de ser significativas las solicitaciones por viento, se calcularán las correspondientes fuerzas internas en los elementos.


2


(e) Análisis sísmico: las solicitaciones sísmicas y su distribución a lo alto y ancho de la edificación se calcularán con alguno de los siguientes métodos: el Método de la fuerza estática equivalente del capítulo 2; el Método de análisis modal dinámico del capítulo 3; por análisis dinámico paso a paso, lineal o no-lineal, conforme a los capítulos 1 y 2 de NSE 3.2 (siempre que puedan establecerse acelerogramas apropiados); o bien por el Método estático no-lineal de empujes incrementales ("pushover"), conforme al capítulo 3 de NSE 3.2. En la sección 1.10 se indica cuándo es electivo u obligatorio utilizar un método u otro. Cuando se considere pertinente, se recurrirá al Análisis de interacción suelo-estructura siguiendo metodologías de análisis que estén bien establecidas en la literatura técnica. Podrá utilizarse un método diferente de los descritos anteriormente para establecer y distribuir las fuerzas sísmicas, siempre y cuando se cumpla con lo establecido en la sección 2.3 de la norma NSE 1. (f) Combinaciones de carga: cuando cada caso de carga haya sido analizado separadamente, las deformaciones y fuerzas internas en los componentes estructurales que resulten de los correspondientes análisis individuales se combinarán conforme lo requerido en el capítulo 8 de la norma NSE 2. El detalle de la aplicación de las cargas sísmicas se hará conforme a las secciones 4.1 y 4.2 (g) Deformaciones máximas: las deformaciones verticales y horizontales que producen las combinaciones de carga, incluyendo viento de diseño y sismo de diseño se compararán con los respectivos límites establecidos en la sección 4.3 de esta norma. De ser necesario se modificarán componentes estructurales, o inclusive se modificará la configuración estructural hasta obtener resultados satisfactorios. (h) Fuerzas internas y diseño de elementos: según el sistema constructivo de que se trate, se verificará que los esfuerzos internos no excedan los límites especificados en las normas de la serie NSE 7 u otras normas NSE. Se verificará también que los elementos tengan las características que correspondan a los niveles de protección de sismo o viento especificados. (j) Cimientos: se diseñará la cimentación utilizando las combinaciones de carga prescritas en el capítulo 9 de NSE 2. (k) Componentes no estructurales: El Coordinador del Proyecto será responsable de que especialistas verifiquen formalmente la capacidad estructural de los componentes arquitectónicos y sus fijaciones y la capacidad de las fijaciones de los equipos y las instalaciones de la edificación conforme al capitulo 5. Estas verificaciones y diseños especiales se consideran actividades separadas del cálculo de la estructura principal.


3


1.3 1.3.1

Configuración estructural Trayectoria de las fuerzas

Las estructuras se configurarán de modo que haya una o varias trayectorias de las fuerzas, claramente definidas, para transferir las solicitaciones desde cualquier punto de la estructura hasta la cimentación. En general habrá una jerarquía de menor a mayor en la capacidad de absorción de energía de los componentes de la estructura a lo largo de las trayectorias de las fuerzas, especialmente para solicitaciones sísmicas o de explosión. Comentario: la sección 1.3.1 es un requerimiento no-prescriptivo, basado en desempeño estructural deseable, que apela al buen juicio de ingeniería al configurar las estructuras. Por ejemplo, deberá ejercitarse cautela cuando se utilicen componentes que trabajan a corte y flexión para soportar columnas (las llamadas vigas de transferencia); otro caso que requiere cautela son muros estructurales soportados por columnas. Más adelante, en este capítulo, se introduce el factor de sobre-resistencia r para manejar situaciones en las que se rompe el orden jerárquico de capacidad estructural o para disminuir demandas sísmicas postelásticas. 1.3.2

Requisitos básicos de estructuración

El sistema estructural deberá tener resistencia y rigidez verticales apropiadas para resistir las cargas gravitacionales especificadas en estas normas dentro de límites especificados de deformación. El sistema estructural deberá ser capaz de proporcionar resistencia y rigidez laterales en todas direcciones para resistir las solicitaciones horizontales especificadas en estas normas dentro de límites especificados de deriva lateral. Cada edificación contendrá subestructuras planas como marcos, armaduras, muros, riostras o combinaciones de éstos, orientadas en al menos dos direcciones horizontales aproximadamente perpendiculares entre sí, formando ángulos entre 75° y 105°. De no ser así, se requerirá la inclusión de otras subestructuras en direcciones horizontales adicionales de manera que no se formen ángulos mayores de 120° entre ellas. Cada una de estas direcciones será una dirección de análisis obligada. 1.4 1.4.1

Rangos de desempeño Solicitaciones permanentes o de ocurrencia frecuente

Las estructuras deberán desempeñarse elásticamente cuando estén sujetas a este tipo de solicitaciones, incluidos el peso propio, las cargas muertas superpuestas, las cargas vivas, las presiones y los esfuerzos autoinducidos AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

4


(temperatura y retracciones). No será necesario verificar específicamente el desempeño elástico si se aplican correctamente los factores de mayoración especificados en el capítulo 8 de NSE. Las estructuras, al estar sujetas a estas solicitaciones, también deberán desempeñarse dentro de los límites de deformación especificados para cada material y sistema constructivo conforme se especifique en las normas de la serie NSE 7 y otras normas NSE. 1.4.2

Viento

Las estructuras sujetas a las solicitaciones del viento de diseño, se diseñarán para que se desempeñen elásticamente, aunque algunos componentes estructurales podrán estar próximos al estado límite de cedencia. Los factores de mayoración especificados en las combinaciones de viento están calibrados para que el desempeño sea aún elástico, pero cercano a la cedencia. Las estructuras deberán desempeñarse dentro de los límites de deformación por viento que estén especificados en el capítulo 5 de NSE 2 1.4.3

Sismo y solicitaciones de baja probabilidad de ocurrencia

Las estructuras podrán ser diseñadas para que un buen número de sus componentes se desempeñen en el rango post-elástico, cuando estén sujetas a las solicitaciones del sismo de diseño o a solicitaciones de explosión. Las combinaciones de carga que incluyen sismo están planteadas para que la estructura se esté desempeñando en el rango post-elástico al estar sujeta al sismo de diseño. Las estructuras deberán desempeñarse dentro de los límites de deriva lateral por sismo conforme a la sección 4.3. La intensidad del desempeño post-elástico estará limitada por los factores de reducción o magnificación de respuesta sísmica definidos en la sección 1.6. 1.5

Sistemas estructurales

La estructura de una edificación se clasificará conforme a lo especificado en esta sección. Cada estructura o cada parte significativa de la misma se clasificarán, en cada dirección de análisis independientemente, en una de cinco posibles familias E1 a E5. En el caso de no ser posible clasificarla, o en caso de duda, véase el inciso 1.5.11. Importante: Los incisos 1.5.1 a 1.5.5 definen el concepto de los cinco sistemas sismorresistentes. Las variantes en cada familia y el detalle de los atributos sismorresistentes como ductilidad, factores de deriva sísmica, altura máxima y otras características estructurales se encuentran en la tabla 1-1.


5


1.5.1

Sistema de marcos (E1)

Es un sistema integrado con marcos de columnas y vigas que soportan toda la carga vertical y además todas las solicitaciones horizontales. Todos los marcos deben estar unidos entre sí por diafragmas de piso horizontales. Los marcos pueden ser de concreto reforzado o acero estructural. Los marcos, atendiendo a sus capacidades sismorresistentes, pueden ser especiales, intermedios o, en algunos casos, ordinarios. Los atributos sismorresistentes se definen para cada sistema constructivo en la norma NSE 7 correspondiente. 1.5.2

Sistema de cajón (E2)

Es un sistema formado por losas actuando como diafragmas en el plano horizontal, sostenidas por muros estructurales. Los muros soportarán todas las solicitaciones horizontales y la parte de las solicitaciones verticales que les correspondan por área tributaria (que normalmente excederá el 50% del peso de la estructura). La carga vertical no soportada por los muros podrá ser sostenida por columnas de concreto o acero que no se requiere que tengan la función de resistir solicitaciones horizontales, pero deberán aceptar las acciones inducidas por las derivas laterales de la estructura. Las losas pueden tener vigas incorporadas o ser planas; las vigas no necesitan tener una función sismorresistente. Los muros estructurales actualmente considerados en esta norma pueden ser de concreto reforzado o mampostería reforzada. Los muros estructurales pueden ser ordinarios o especiales atendiendo a sus capacidades sismorresistentes. Los atributos sismorresistentes se definen para cada sistema constructivo en la norma NSE 7 correspondiente. Muros de otros materiales incluyendo paneles livianos de madera o planchas de acero, paneles prefabricados de concreto, no están actualmente considerados en las normas NSE pero podrían utilizarse aplicando los requerimientos del documento de referencia ASCE 7-10 y consignándolo así en el informe estructural. 1.5.3

Sistema combinado de marcos y muros o marcos arriostrados (E3)

Es un sistema formado por losas actuando como diafragmas horizontales, sostenidas por una combinación de muros estructurales y marcos. (marco = columnas + vigas). Las solicitaciones horizontales se reparten entre muros y marcos en función de sus rigideces en el plano vertical. Las losas pueden tener vigas o ser planas. Las vigas de los marcos tendrán una función sismorresistente. Algunos marcos podrán excluirse del sistema sismorresistente pero, deberán aceptar las acciones inducidas por las derivas laterales de la estructura sin menoscabo de su capacidad portante vertical. Los muros estructurales actualmente considerados en esta norma pueden ser de concreto reforzado o mampostería reforzada. Los muros estructurales pueden ser ordinarios o especiales atendiendo a sus capacidades sismorresistentes. Los atributos sismorresistentes se definen para cada sistema constructivo en la norma NSE 7 correspondiente. Muros de otros materiales incluyendo paneles livianos de madera AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

6


o planchas de acero, paneles prefabricados de concreto, no están actualmente considerados en las normas NSE 1.5.4

Sistema dual (E4)

El sistema E4 es similar al sistema E3 en todos los aspectos, excepto que deberá contener marcos especiales cuya capacidad residual será al menos el 25% de las solicitaciones sísmicas totales considerando el mismo factor R original. La estructura residual tendrá un comportamiento sísmico aceptable. (no excederá las derivas admisibles considerando un factor R para marcos y un sismo ordinario). Algunos marcos pueden ser ordinarios, en cuyo caso no se les asigna al sistema sismorresistente. Comentario: Obsérvese que no se requiere que los marcos tomen el 25% del cortante basal de diseño mientras los muros están funcionando. Se requiere capacidad residual, es decir que deberá verificarse que una vez anulada la rigidez horizontal de los muros y riostras, los marcos remanentes puedan resistir el 25% del cortante original. No sería realista anular toda la rigidez lateral de los muros sino sólo la de los sectores sin confinamiento, manteniendo los elementos de borde que estén formalmente confinados. Igualmente, no sería realista anular todos los tramos arriostrados, si los hubiera, sino sólo las riostras diagonales. 1.5.5

Soportes en voladizo (E5-1)

Estructuras de un solo nivel o que constituyen el nivel superior de otras estructuras en las que columnas y/o muros soportan las cargas verticales y también todas las cargas horizontales actuando como voladizos verticales sin acción de marco en la dirección de la carga horizontal. La capacidad requerida de momento flector en la cimentación y en la base de la columna de soporte se calculará aplicando el factor de sobre-resistencia r. La demanda axial en la columna, considerando sólo combinaciones de sismo, no excederá 25% de la resistencia axial concéntrica. 1.5.6 Péndulo invertido (E5-2) Es un sistema relativamente esbelto en la dirección de la carga horizontal, que soporta la carga vertical y también las fuerzas horizontales actuando esencialmente como voladizo vertical aislado. Además, más del 50% de la masa del sistema está concentrada en el extremo superior y la estabilidad lateral de la masa depende de una restricción a momento. La capacidad de momento flector en el extremo del soporte no será menos que 50% de la capacidad en la base. La capacidad de momento flector en la cimentación y en la base de la columna de soporte se calculará aplicando el factor de sobre-resistencia r. La demanda axial en la columna, considerando sólo combinaciones de sismo, no excederá 15% de la resistencia axial concéntrica.


7


1.5.7

Limite de altura de los sistemas estructurales

La máxima altura sobre la base a la que puede elevarse un sistema estructural dado está especificada para cada nivel de protección en la tabla 1-1. La altura está definida hasta el techo del último nivel mayor de la estructura. No se incluyen casas de máquinas, y otros apéndices cuya área sea inferior a 1/3 del área de los niveles principales. Los límites de altura en la Tabla 1-1 pueden ampliarse de 50 a 75 metros para estructuras que requieren NdP D y de 30 a 50 metros para estructuras que requieren NdP E si las estructuras cumplen las siguientes condiciones adicionales concurrentemente: x x x

1.5.8

Deben tener muros estructurales Tipo A colados en sitio o bien marcos de acero Tipo A arriostrados La estructura no tendrá irregularidad horizontal Tipo 1-B conforme la Tabla 1-2 Ningún eje estructural que contenga muros o marcos arriostrados deberá absorber más del 60 % del cortante sísmico

Sistemas sismorresistentes permitidos según el Nivel de Protección

Los sistemas estructurales permitidos para cada nivel de protección están especificados en la tabla 1-1. Los detalles de los diferentes sistemas deberán estar conforme a los varios sistemas constructivos incluidos en la NSE 7 y señalados en la Tabla 1-1. Comentario: Los sistemas Tipo A de la Tabla 1-1 también se llaman "especiales" en la literatura sismorresistente (marcos especiales, muros especiales). Los sistemas Tipo B también se llaman "intermedios" y los sistemas Tipo C también se llaman "ordinarios" en esa literatura. Mientras no esté disponible el capítulo correspondiente en las normas NSE 7 se recurrirá, para concreto reforzado, al documento ACI-318 S (en español) de American Concrete Institute. Otros aspectos relacionados con concreto o mampostería reforzada también quedarán cubiertos por normativas de ACI. Los aspectos de acero estructural quedarán cubiertos por los manuales de AISC (American Institute of Steel Construction) y las normas AWS (American Welding Society). Los sistemas E2 con muros de poco espesor y una sola cama de refuerzo son sistemas de baja ductilidad que quedarán provisionalmente sujetos a la Adenda


8


EMDL de la norma peruana E.030 "Edificaciones con Muros de Ductilidad Limitada".

1.5.9

Combinación direcciones

de

sistemas

sismorresistentes

en

diferentes

Una misma edificación podrá incorporar diferentes sistemas estructurales en cada dirección de análisis, en cuyo caso se conservarán los respectivos atributos en cada dirección. Controlará la altura máxima menor. 1.5.10

Combinación de sistemas sismorresistentes en la misma dirección

Se permitirá combinar sistemas en la misma dirección a lo alto de la estructura. 1.5.10.1

Sistema con R mayor arriba

Se utilizarán los respectivos parámetros R, Cd y r en cada sector. En la interfaz se utilizará el R menor. 1.5.10.2

Sistema con R menor arriba

Se utilizarán los parámetros R, Cd y r que corresponden al menor factor R en los dos sectores.

1.5.10.3

Excepciones a 1.5.10.2

Cuando se trate de un "penthouse" no más alto de 2 niveles y con peso inferior a 10% del peso de la estructura total en vibración libre los parámetros R, Cd y r se usará para diseño local y no afectarán al resto del edificio. 1.5.10.4

Articulaciones

Se permite utilizar articulaciones que no transmitan momentos flectores en elementos horizontales, verticales o inclinados en la estructura. Las articulaciones deberán tomarse en cuenta en el modelo estructural tri-dimensional para verificar la ausencia de mecanismos inestables en la estructura considerada como un todo.


9


1.5.11

Otros sistemas estructurales

Las edificaciones y otras obras consideradas en las normas NSE 3.1, NSE 3.2, NSE 4, NSE 5 o NSE 6, no necesariamente clasificarán conforme a los sistemas descritos en esta sección. Sus atributos sismorresistentes estarán definidos y detallados en las normas respectivas. Se permite utilizar sistemas estructurales listados en la tabla 12.2-1 del documento ASCE/SEI 7-10 siempre que se cumpla con todas las limitaciones derivadas del uso de esa tabla. Comentario: La tabla 1-1 de este capítulo está parcialmente basada en la tabla 12.2-1 de ASCE/SEI 7-10 que tiene un listado más numeroso de sub-sistemas estructurales relacionados con los sistemas contemplados por NSE 3. Los sistemas totalmente diferentes deberán ser exhaustivamente justificados en cuanto a los valores de los parámetros y en cuanto a la aplicabilidad para cada nivel de protección. Deberán ser explícitamente consignadas en los planos y en los documentos de proyecto las diferencias con sistemas establecidos y los criterios utilizados como fundamento.


10


TABLA 1-1 Coeficientes y factores para diseño de sistemas sismorresistentes

Sistema Constructivo Véase Secc1.5.8

R

E1-A Marcos tipo A De concreto reforzado De acero estructural

NSE 7.1 NSE 7.5

8 8

3 3

E1-B Marcos tipo B De concreto reforzado De acero estructural

NSE 7.1 NSE 7.5

5 4.5

E1-C Marcos tipo C De concreto reforzado De acero estructural

NSE 7.1 NSE 7.5

Con muros estructurales De concreto reforzado A De concreto reforzado B De concreto reforzado BD De mampostería reforzada A Paneles de Concreto prefabricado Con paneles de madera

SISTEMA ESTRUCTÚRAL (sección 1.5)

E1

E2

E3

r

Cd

Límite de altura en metros Nivel de Protección B

C

D

E

5.5 5.5

SL SL

SL SL

SL SL

SL SL

3 3

4.5 4

50 50

30 30

12 12

NP NP

3 3.5

3 3

3 2.5

30 30

NP NP

NP NP

NP NP

NSE 7.1 NSE 7-1 1.5.8 NSE 7.4 NSE 7.3

5 4 5 4 4

2.5 2.5 2.5 2.5 3

5 4 3 3 3.5

SL 50 30 30 30

75 50 30 30 30

50 30 15 20 15

30 NP 12 15 12

NSE 7.6

6

3

4

20

20

15

20

Con muros estructurales De concreto reforzado A De concreto reforzado B De mampostería reforzada A Paneles de concreto prefabricado

NSE 7.1 NSE 7.1 NSE 7.4 NSE 7.3

6 5 5.5 4.5

2.5 2.5 3 3

5 4 3.5 3.5

SL SL SL SL

75 50 SL 30

50 30 50 30

50 NP 50 20

Marcos de acero arriostrado Tipo A con riostras excéntricas Tipo A con riostras concéntricas Tipo B con riostras concéntricas

NSE 7.5 NSE 7.5 NSE 7.5

8 6 3.5

2 2 2

4 5 3.5

SL SL 30

50 50 12

50 30 12

30 20 NP

SISTEMA DE MARCOS

SISTEMA DE CAJON

SISTEMA GENERA L


11


TABLA 1-1 contin aci n Coeficientes y factores para diseño de sistemas sismorresistentes

Sistema Constructivo Véase Secc1.5.8

R

NSE 7.1 NSE 7.4

7 5.5

2.5 3

NSE 7.5 NSE 7.5

8 7

De concreto reforzado Confinado

NSE 7.1

De estructura de acero Con detalles sísmicos De estructura de madera

SISTEMA ESTRUCTÚRAL (sección 1.5)

E4

Marcos de acero tipo A con riostras excéntricas con riostras concéntricas especiales

E6

Cd

B

C

D

E

5.5 5

SL SL

SL SL

SL SL

SL SL

2.5 2.5

4 5.5

SL SL

SL SL

SL SL

SL SL

2.5

1.2

2.5

12

12

12

12

NSE 7.5

2.5

1.2

2.5

12

12

12

12

NSE 7.7

1.5

1.5

1.5

12

12

12

12

SISTEMA DUAL Marcos de concreto reforzado A Con muros estructurales De concreto reforzado A De mampostería reforzada A

E5

r

Límite de altura en metros Nivel de Protección

COLUMNAS VOLADI AS o P NDULO INVERTIDO

OTRO TIPO Clasificar como E5 o bien consultar exclusiones en NSE 3.1 NSE 4 NSE 5 o NSE 6.

Nota SL

Sin límite NP

No se permite


12


1.6

Parámetros para estructurales

modelar

respuesta

sísmica

de

los

sistemas

Las solicitaciones sísmicas para diseñar los elementos de las estructuras y limitar las derivas se calcularán con el auxilio de los factores y coeficientes empíricos que se definen en esta sección. 1.6.1

Factor R

El Factor Genérico de Reducción de Respuesta Sísmica (R) depende de las características genéricas del sistema estructural seleccionado por los diseñadores. Su valor numérico se especifica en la tabla 1-1. 1.6.2

Factor r

El Factor de Sobre-Resistencia, r, se usará para incrementar la resistencia elástica de ciertos componentes críticos de una estructura según se indica en las secciones 1.8.3.2 y 1.8.3.3. Su valor numérico para cada sistema estructural se especifica en la tabla 1-1. 1.6.3

Factor Cd

El Factor de Amplificación de Desplazamiento Post-elástico, Cd, se utilizará para estimar la máxima deriva elástica que puede incurrir una estructura a partir de la máxima deriva post-elástica admisible por especificación. Su valor numérico para cada sistema estructural se especifica en la tabla 1-1. 1.6.4

Factor ȡ

El Factor de Redundancia, ȡ, castiga la carencia de redundancia estructural o la presencia de aspectos irregulares en la edificación que se proyecta. Su valor numérico será 1.0 o 1.3 según se indique en la sección 1.9. 1.6.5

Reporte de parámetros

Para cada proyecto, el diseñador estructural incluirá en la memoria de diseño estructural el resumen de los parámetros de proyecto, de acuerdo con lo especificado en la sección 5.3 de la norma NSE 1.


13


1.7 1.7.1

Diafragmas de la estructura Rigidez de losas y estructuras horizontales

El análisis estructural tomará en cuenta la rigidez de los diafragmas para generar un esquema realista de distribución de fuerzas horizontales a las estructuras con rigidez lateral. 1.7.2

Diafragmas infinitamente rígidos

Esta suposición podrá hacerse solamente si los pisos son losas de concreto de más de 90 mm de espesor o losetas ("toppings") de concreto reforzado de más de 75 mm de espesor fundidas sobre lámina de metal o sobre prefabricados. La proporción del lado largo al lado corto del diafragma debe ser menor que 3. 1.7.3

Diafragmas sin rigidez

Los diafragmas se considerarán sin rigidez (e incapaces de transmitir fuerzas en su plano) si su distorsión en el plano del diafragma es igual o mayor a la deriva promedio de las estructuras sismorresistentes verticales, cuando el diafragma está sujeto a los cortantes que debería poder transferir. Se permitirá suponer que los enlaminados sin loseta y las cubiertas de madera son flexibles. Si se desea que estas cubiertas actúen como diafragma deberá demostrarse con cálculos. 1.8 1.8.1

Configuraciones estructurales regulares e irregulares Irregularidad en planta

Las estructuras serán irregulares en planta si tienen una o más de las características enumeradas en la tabla 1-2, en cuyo caso deberán cumplir con las disposiciones especiales de la sección 1.8.3 señaladas en la misma tabla. 1.8.2

Irregularidad en elevación

Las estructuras serán irregulares en elevación si tienen una o más de las características enumeradas en la tabla 1-3, en cuyo caso deberán cumplir con las disposiciones especiales de la sección 1.8.3 señaladas en la misma tabla.


14


1.8.3 1.8.3.1

Disposiciones especiales para condiciones irregulares Prohibiciones en estructuras irregulares

Para NDP E (Nivel de Protección E) no se permitirán irregularidades H1-B, V1-B, V5-A ni V5-B. Para NDP D no se permitirá la irregularidad V5-B excepto que la edificación tenga menos de 9 metros sobre la base y además se aplique r como en 1.8.3.2 1.8.3.2

Pisos débiles – casos extremos

La irregularidad tipo V5-B queda limitada a estructuras con NDP B, C. El piso que califica como "débil" resistirá r veces el cortante resultante del análisis. 1.8.3.3

Elementos que sostienen muros discontinuos

Las columnas, vigas, armaduras o losas que sostengan muros o marcos de estructuras con irregularidades H4 o V4 deberán diseñarse para soportar r veces los resultados del análisis. Aplica a todos los NdP. 1.8.3.4

Incremento de fuerzas de diseño en diafragmas

Las irregularidades H1-A, H1-B, H2, H3, H4 y V4 para NdP D, E requieren que se incrementen en 25% las fuerzas de diseño de las conexiones entre el diafragma y los muros o entre el diafragma y las columnas, y además las fuerzas de diseño de los elementos colectores de cortante dentro de los diafragmas. Si por otro requisito debe usarse el magnificador r, entonces no se requiere el incremento de fuerza adicional de 25%. 1.8.3.5

Magnificación de torsión accidental

Las irregularidades H1-A para NdP C, D, E y H1-B para NdP C, D requieren que se magnifique la componente accidental del giro en cada piso conforme se especifica en la sección 2.3.3. No se requiere aplicar la magnificación en cada piso si la excentricidad accidental se incluye en el análisis modal conforme se describe en la sección 3.2.3.


15


1.8.3.6

Estructuras con ejes no paralelos

La irregularidad tipo H5 requiere que la estructura se modele tridimensional sin importar su altura o número de pisos. A pesar de la irregularidad generada por ejes no paralelos, si la estructura tiene redundancia suficiente, aún podría cumplir con el inciso 1.9.2 caso 1. Tabla 1-2 Características irregulares en planta 1 Tipo de Descripción irregularidad H1-A Giro mayor de diafragma: en la dirección de la carga lateral, la deriva en un extremo es mayor que 1.5 veces la deriva en el otro extremo

Nivel de Protección al que aplica D, E C, D, E B, C, D, E

H1-B

Giro extremo del diafragma: en la dirección de la carga lateral, la deriva en un extremo es mayor que 2.3 veces la deriva en el otro extremo

E D C, D B, C, D

H2

H3

H4

H5

1) Ƈ Ɣ r

Esquina entrante: al menos una esquina del diafragma está recortada más de 25% en la dirección de análisis Diafragma discontinuo: el diafragma tiene menos del 50% del área del rectángulo que circunscribe al piso o si cambia rigidez en más de 50% de un piso al siguiente Desfase lateral: un muro o marco o columna se interrumpe y se reanuda total o parcialmente hacia un lado

Sección de referencia 1.8.3.4 Ɣ 1.10.5 1.8.3.5 Ɣ 1.10.5 1.10.5 1.8.3.1 Ƈ 1.8.3.4 Ɣ 1.10.5 1.8.3.5 Ɣ 1.10.5 1.10.5

D, E

1.8.3.4 Ɣ 1.10.5

D, E

1.8.3.4 Ɣ 1.10.5

D, E B, C, D, E B, C, D, E D, E B, C, D, E

Sistema no-paralelo: cuando hay uno o más marcos o muros que no son paralelos a los ejes principales de la B, C, D, E estructura La tabla no aplica a estructuras sin diafragma o con diafragma sin rigidez irregularidad prohibida para el NdP indicado precaución especial para el NdP indicado irregularidad requiere aplicar r para resolverla

1.8.3.4 Ɣ 1.10.5 1.8.3.3 r 1.10.5 1.10.5 1.8.3.6 4.2.4


16


Ta a 1-3 Caracter sticas irre ares en e e aci n Tipo de Descripción irre ularidad V1 A Piso suave ri idez lateral de un piso es menos ue 70 de la ri idez del piso de encima o menos ue 80 de la ri idez promedio de los 3 pisos encima nota 1 V1 B Piso suave caso extremo ri idez lateral de un piso es menos ue 60 de la ri idez del piso de encima o menos ue 70 de la ri idez promedio de los 3 pisos encima nota 1 V2 Masa irre ular verticalmente el peso sísmico de un piso es mas del 150 del peso sísmico de cada piso ad acente V3 Geometría vertical escalonada la dimensión orizontal de la mitad o m s de los marcos se reduce en m s de 75 V4 Discontinuidad en plano vertical uno de los sistemas sismo-resistentes verticales sufre un desfase o reducción en capacidad o ri idez lateral V5-A

V5-B

1)

2)

Ƈ Ɣ r

Piso débil la resistencia del piso es 80 o menos ue la resistencia del piso superior nota 2 Piso débil caso extremo la resistencia del piso es 65 o menos ue la resistencia del piso superior nota 2

Nivel de Protección al ue aplica

Sección de referencia

D E

1.10.5

D

1.10.5

E

1.8.3.1 Ƈ

D E

1.10.3 1.10.5

D E

1.10.5

B C D E

1.8.3.3 r

D

1.8.3.4 Ɣ 1.10.5 1.10.5

E

1.8.3.1 Ƈ

D E

1.8.3.1 Ƈ 1.8.3.2 r B C 1.10.5 para verificar esta condición se puede acer un an lisis est tico e uivalente de ensa o comparar las derivas unitarias en los pisos (para este c e ueo no importa valor absoluto de las derivas) la ri idez lateral es directamente proporcional a las derivas unitarias el sticas (derivas ver Sección 4.3) para verificar esta condición en forma preliminar r pida se puede sumar en la dirección de interés las secciones de todos los elementos capaces de recolectar car a lateral comparar los totales en los pisos verificados en caso necesario se podr detallar m s el c e ueo tomando en cuenta los refuerzos de cortante. irre ularidad pro ibida para el NdP indicado precaución especial para el NdP indicado irre ularidad re uiere aplicar r para resolverla D E


1


1.9 1.9.1

Redundancia estructural Redundancia potencialmente insuficiente

A estructuras con NdP D y E se les aplicará un factor ȡ = 1.3 en previsión de falta de redundancia. Estructuras con un NdP menor pueden diseñarse con ȡ = 1.0. 1.9.2

Comprobación de redundancia

Si se comprueba que hay suficiente redundancia se permitirá que el factor ȡ sea 1.0 para NdP D y E, lo que aplicará si se da al menos uno de estos dos casos: 1) Cada piso de la estructura que deba resistir más del 35% del cortante basal de diseño en la dirección de interés cumple con todos los requisitos de la tabla 1-4. 2) Estructuras sin irregularidades tipo H que tengan al menos 2 tramos de marco en cada costado del perímetro, en los pisos que estén sujetos a más del 35% del corte basal de diseño; si lo que hay en la periferia son muros, el número equivalente de tramos por muro será la longitud del muro dividida por la altura de entrepiso redondeada a cero decimales. Comentario: el procedimiento indicado puede parecer intrincado; sin embargo se observará que cuando exista la condición 2, ésta será muy fácil de identificar.


18


Re

Ta a 1isitos para red ndancia adec ada de cada piso de 3 de B de diseño

Elemento sismorresistente

e de a resistir m s

Re uisito

Marco arriostrado

Pérdida de las riostras de un tramo no sobrecar a en m s de 33 el total de los elementos restantes ni se enera problema 1-B

Marco a momento

Pérdida de momentos flectores en ambos extremos de 1 sola vi a no sobrecar a en m s de 33 el total de los elementos restantes del piso ni se enera problema 1-B

Muro o panel Nota 1

L 1.0

Pérdida de un muro o panel no debilita m s de 33 enera problema 1-B (anular la ri idez lateral)

Muro o panel Nota 1

L1.0

el piso ni se

Pérdida del 50 de la ri idez de an lisis del muro o panel no sobrecar a en m s de 33 el total de los elementos restantes del piso ni se enera problema 1-B. (Nota 2)

Columna voladiza

Pérdida de momento en base de una columna no sobrecar a en m s de 33 el total de los elementos restantes del piso ni se enera problema 1-B

Otro

No a re uisito

1) En muros sin aberturas es la altura piso a piso L es la lon itud orizontal. En muros con aberturas investi ar los paneles unto a la abertura donde es la altura de la abertura L la distancia de la abertura al borde del muro. 2) En el an lisis b sico el muro tendr una ri idez lateral disminuida por fracturación deber suponerse el 50 de esa ri idez disminuida.

1

Casos a los que no aplica el factor ȡ

3

El factor no aplicar en los casos listados a continuación donde ȡ se tomar como 1.0. 1) 2) 3) 4)

estructuras con NdP B o C c lculos de derivas efectos P-delta c lculos de componentes no-estructurales todos los componentes estructurales donde deba aplicarse el factor r (r ȡ no son acumulativos aun ue r tiene precedencia). Esto no exime al resto de componentes estructurales de la posible aplicación de ȡ 1.


1


1.10 1.10.1

Modelos estructurales General

Las estructuras se analizarán con modelos matemáticos tridimensionales para determinar acciones en los elementos y desplazamientos estructurales causados por cargas externas, deformaciones auto-inducidas y deformaciones aplicadas. Los modelos deberán incluir la resistencia y la rigidez de todos los componentes relevantes. Adicionalmente, los modelos matemáticos para concreto reforzado y mampostería reforzada deberán incluir reducciones de rigidez para modelar las situaciones de sección fracturada, conforme a lineamientos específicos en NSE 7.1 y NSE 7.4, respectivamente. También considerarán los efectos del tamaño finito de las juntas entre las vigas y sus soportes. Los modelos matemáticos para acero estructural podrán considerar los efectos del tamaño finito de las juntas entre las vigas y sus soportes, siempre que incluyan su distorsión como contribución a las derivas laterales. Los modelos tridimensionales tomarán en cuenta y serán compatibles con las suposiciones de rigidez de diafragmas del inciso 1.7.1, conforme a lineamientos en NSE 7.5. Comentario: El apropiado tratamiento de la rigidez de los elementos es de la mayor importancia para evaluar las derivas de la edificación; una sobre-estimación de la rigidez conduce a una sub-estimación de las derivas y por tanto una sub-estimación del potencial de daño secundario o colateral en la eventualidad del sismo. En el caso contrario, una sobre-estimación de la flexibilidad tiene menos impacto sobre la estimación de fuerzas internas que son proporcionales a las rigideces relativas y no a las absolutas y porque las fuerzas sísmicas internas están intencionalmente controladas por formulaciones empíricas que salvaguardan que los resultados sean accidentalmente (o intencionalmente) menores de lo debido. De hecho, cuando los cortantes basales pronosticados por el modelo matemático sean mayores que los estimados empíricos, lo probable es que haya un error en el modelo; el analista debe estar atento a esta eventualidad. Finalmente, es importante tomar en cuenta el tamaño finito de las uniones viga-columna ya que este es un reductor confiable de los estimados de derivas laterales. 1.10.2

Casos de modelos simplificados

Estructuras que califiquen para análisis y diseño simplificados están cubiertas en la NSE 3.1 y podrán analizarse como marcos planos u otras estructuras planas, independientes entre sí en cada dirección de análisis.


20


1.10.3

Peso sísmico efectivo Ws

El peso Ws incluirá como mínimo la carga muerta total de la edificación y el 25% de la carga viva que no califica como reducible. Podrá no incluirse el 25% de las cargas vivas en estacionamientos, aunque sean no-reducibles. Se deberán incluir otras cargas vivas que estén rígidamente ancladas a la estructura. 1.10.4

Base de la estructura

Es el nivel al cual se supone que los movimientos horizontales del suelo producidos por un sismo se imparten a la edificación. En estructuras con sótanos la "base" puede no ser la misma que el nivel donde se apoyan las columnas. Quedará al buen criterio del analista decidir el nivel en el cual modelará las restricciones horizontales y decidir si evalúa modelos alternos variando la altura de la base para obtener una envolvente de estimaciones. Comentario: en estructuras con sótanos es frecuente suponer que la base está a la altura del piso del primer sótano (o aún más alta) .para los estimados empíricos de cortante basal y suponer soportes flexibles hacia abajo en los sótanos para no sub-estimar las acciones de volteo. Decidir la localización de la base de la estructura es un proceso parcialmente subjetivo. 1.10.5

Procedimientos para el análisis sísmico

Podrá utilizarse un análisis sísmico con fuerzas estáticas equivalentes en los siguientes casos: x x x x

para analizar estructuras con nivel de protección B o C edificios ordinarios y utilitarios de hasta 3 niveles sobre la base. estructuras sin ninguna irregularidad en planta o en elevación conforme a las tablas 1-2 y 1-3, y que no excedan 50 m de altura sobre la base. Estructuras que no excedan 30 m aunque tengan irregularidades, siempre que no sean de tipo H1 o V1. Tampoco V2 o V3 cuando los cambios de referencia sean incrementales hacia arriba.

En los demás casos deberá utilizarse un análisis de respuesta modal espectral, descrito en el capítulo 3 de NSE 3. Si se cuenta con acelerogramas apropiados, podrán acometerse análisis paso-a-paso de respuesta dinámica lineal o no-lineal (capítulos 1 ó 2 de NSE 3.2). En general, se permitirá la utilización de estos métodos de análisis para cualquier caso. Los cortantes basales estáticos equivalentes se calcularán en todos los casos ya que sirven de referentes de calibración para las fuerzas de diseño y para las derivas aunque no se utilice el análisis estático para obtener los resultados.


21


El análisis estático no-lineal de carga incremental ("pushover") puede utilizarse en todos los casos como referente y para identificar puntos de problema, aunque por el momento no se utilice como método independiente de análisis.


22


2 MÉTODO DE LA CARGA SÍSMICA ESTÁTICA EQUIVALENTE 2.1

Definición

El Método de la Carga Sísmica Estática Equivalente permite que las solicitaciones sísmicas sean modeladas como fuerzas estáticas horizontales (y también verticales) aplicadas externamente a lo alto y ancho de la edificación. La cuantificación de la fuerza equivalente es semi-empírica. Está basada en un espectro de diseño sísmico definido en el capítulo 4 de NSE 2, la masa "efectiva" de la edificación, las propiedades elásticas de la estructura y el cálculo empírico del período fundamental de vibración de la edificación, según lo definido en este capítulo. El Método Estático Equivalente también será un instrumento de calibración. Sus principales resultados se utilizarán como valores de comparación al aplicar cualquiera de los demás métodos para cuantificar las solicitaciones sísmicas. Comentario: La razón de tener que recurrir siempre al método estático equivalente es que no hay certeza de que los modelos analíticos de la estructura desnuda de una edificación logren pronosticar acertadamente la respuesta sísmica real de esa edificación (que además de la estructura matemáticamente modelable contiene componentes aleatoriamente instalados que alteran el comportamiento vibratorio). Los modelos analíticos generalmente subestiman la respuesta sísmica y se hace necesario utilizar el calibrador empírico para obtener resultados eficaces. 2.1.1

Cortante basal al límite de cedencia

El total de las fuerzas sísmicas equivalentes que actúan sobre la edificación, en cada dirección de análisis, se representará por medio del Cortante Estático Equivalente al Límite de Cedencia en la base de la estructura o simplemente Cortante Basal Estático a Cedencia (VB): VB =CsWs

(2-1)

donde Ws es la parte del peso de la edificación definida en la sección 1.10.3 Cs es el coeficiente sísmico de diseño definido en la sección 2.1.2


23


2.1.2

Coeficiente sísmico al límite de cedencia Cs

El coeficiente sísmico (Cs) en cada dirección de análisis se establecerá de la manera siguiente:

Cs

Sa (T) ………………………………………………………………...(2-2) R

donde Sa (T) es la demanda sísmica de diseño para una estructura con período T obtenida del espectro de diseño símico establecido para el sitio en la sección 4.3.4 de la norma NSE 2; y calibrado según la probabilidad de ocurrencia requerida R es el factor de reducción que se obtiene en la sección 1.6.1 de esta norma T es el período fundamental de vibración de la estructura según 2.1.4 o 2.1.5 Comentario: Obsérvese que en la ecuación 2-2 no está explícito el tradicional factor de importancia. El factor de importancia queda implícito al seleccionar la probabilidad de ocurrencia de Sa(T). 2.1.2.1

Valores mínimos de Cs

Se verificará que Cs de la ecuación 2-2 cumpla con lo siguiente Cs 0.044 Scd ……………………………………………………………..(2-2 a) Cs 0.5 S1r / R…………………………………………………………….(2-2 b)

2.1.3

Caso especial – permite reducción de espectro

Si el período fundamental T calculado conforme a la sección 2.1.4 es igual o menor que 0.50 s y si la estructura tiene 5 niveles o menos sobre la base y solamente si califica como regular en planta y en elevación conforme al capítulo 1 de esta norma, entonces se permitirá volver a la sección 4.3.4 de la Norma NSE 2 y re-calcular la meseta del espectro Sa(T) con base en Scr = 1.5 en aquellos casos en que Scr exceda 1.5.


24


2.1.4

Período de vibración empírico Ta

2.1.4.1 El periodo fundamental de vibración de una edificación se estimará en forma empírica y genérica como Ta = KT (hn )x ................................................................................(2-3) donde hn es la altura total del edificio, en m, desde la base definida en la sección 1.10.4, y según el sistema estructural se dan los siguientes 5 casos de la ecuación 2-3 (a) KT = 0.049, x=0.75 para sistemas estructurales E1, E3, E4 o E5; (b) KT = 0.047, x=0.90 solamente para sistemas estructurales E2 de concreto reforzado que sean abiertos o con fachadas de vidrio o paneles livianos y pocas particiones rígidas1; (c) KT = 0.047, x=0.85 para sistemas E2 de concreto reforzado con fachadas rígidas2 o que no cumplan con el párrafo anterior; (d) KT = 0.072, x=0.80 solamente para sistemas estructurales E2 de acero que sean abiertos o con fachadas de vidrio o paneles livianos y pocas particiones rígidas3; (e) KT = 0.072, x=0.75 para sistemas E2 de acero rigidizados4. 2.1.4.2 Para sistemas estructurales E1, E3 o E4, el período aproximado puede electivamente calcularse como Ta

0.0019

hn

0.85

9.30 x § hn ¦¨ A B i 1 ¨© hi

2

Cw

(2-4 a)

· Ai ¸¸ Cw 2 ¹ ª § hi · º «1 0.83¨¨ ¸¸ » «¬ © Di ¹ »¼ Ta (ecuación 2-3 a ) Ta Ta (ecuación 2-3 c)

(2-4 b)

(2-4 c)

donde altura de la estructura sobre la base hn x número de muros estructurales en la dirección de análisis hi altura total del muro "i" sobre la base 1

Las particiones rígidas de concreto o de mampostería parcialmente reforzada con conexión piso a cielo, deberán estar en proporción menor a 1/3 de m2 levantado por m2 de área bruta de piso; si hay sillares de altura parcial no estarán en el plano de los soporte. 2 Las fachadas rígidas incluyen las de mampostería reforzada y las de paneles prefabricados de concreto, porque aún las juntas entre paneles calificadas de flexibles proveen suficiente rigidez para acortar los períodos de vibración. 3 Igual a nota 1. 4 El calificativo "rigidizado" incluye la presencia de riostras estructurales o casos en que no se cumpla la nota 1. AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

25


Ai Di AB

área del alma del muro "i" en metros cuadrados longitud del alma del muro "i" área de la planta de la estructura en metros cuadrados

2.1.5

Cálculo del período de vibración mediante fórmula analítica

El período fundamental de vibración TF, en cada dirección de análisis, se podrá electivamente calcular con un método analítico debidamente sustentado. Un método apropiado es el de Rayleigh dado por n

¦ (W u i

TF 2ʌ

i 1 n

2 i

) (2-5)

g ¦ (Fi u i ) i 1

donde: Wi peso sísmico efectivo del nivel "i" u¡ desplazamiento lateral del centro de masa del nivel "i". Estos desplazamientos laterales se pueden calcular ignorando los efectos de giro de la planta Fi fuerza estática equivalente para el nivel "i" g aceleración debida a la gravedad (9.81 m/s2 ) 2.1.6

Selección del período T para usar en el diseño estructural

Los períodos T que se utilizarán con el método estático equivalente en la ecuación 2-2 en cada dirección de análisis podrán ser: x x x

directamente los períodos empíricos Ta calculados con la sección 2.1.4.1; para sistemas estructurales E1, E3 o E4 con muros de concreto reforzado o mampostería reforzada podrá recurrirse al período Ta obtenido con la sección 2.1.4.2; los períodos analíticos TF calculados con la sección 2.1.5 limitados conforme a la ecuación 2-6 T = TF 1.4 * Ta

(2-6)


26


2.2

Distribución vertical de las fuerzas sísmicas

El cortante basal de cedencia (VB) se distribuirá a lo alto del edificio de acuerdo con Fx = Cv x VB……………………………………………………………..(2-7) donde C

vx

W xh

k x

………………………………………………….(2-8)

n

¦

k i

(W i h )

i 1

es el cortante de cedencia en el nivel "x" de la edificación; Fx hx es la altura del nivel "x" sobre la base; k = 1, para T 0.5 s k = 0.75 + 0.5 Ts, para 0.5 < T 2.5 s k = 2, para T > 2.5 s Los términos Wx , Wi, hx y hi han sido previamente definidos. 2.3 2.3.1

Distribución horizontal de las fuerzas sísmicas Distribución directa

La fuerza sísmica (Vx) acumulada desde arriba hasta el nivel "x" se distribuirá a los diversos miembros verticales del sistema sismo-resistente que están en el piso debajo del nivel "x", tomando en cuenta las rigideces relativas de esos miembros verticales y las del diafragma en el nivel "x". El diseñador estructural tomará en cuenta las rigideces finitas del diafragma en el análisis, excepto que pueda justificar el empleo de un modelo analítico de diafragma infinitamente rígido demostrando que los diafragmas son considerablemente más rígidos que los marcos estructurales. En el proceso de distribuir las fuerzas sísmicas se tomará en cuenta el momento de giro causado por la excentricidad del centro de masa del entrepiso respecto de su centro de rigidez cuando el diafragma tenga rigidez. En casos de diafragmas flexibles las fuerzas inerciales se aplicarán según la posición de las masas que las generan. 2.3.2

Excentricidad accidental

Cuando los diafragmas son rígidos se deberá considerar además una excentricidad accidental adicional a la excentricidad inherente que se determinará de la siguiente forma: AGIES NSE 3-10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

27


(a) Para fuerzas aplicadas paralelas a alguna de las direcciones de análisis, se sumará al momento inherente de giro un momento de giro accidental (Mga) producto de la fuerza inercial (Vx) multiplicada por una excentricidad accidental igual al 5% de la dimensión del nivel. La dimensión será la que es perpendicular a las fuerzas consideradas; (b) Las fuerzas que estuvieran aplicadas en direcciones arbitrarias se descompondrán en las direcciones de análisis y se aplicarán las excentricidades correspondientes en cada dirección. 2.3.3

Amplificación dinámica

En estructuras con Nivel de Protección C y mayor, y que además tengan Irregularidad en Planta H1-A y H1-B, definidas en la tabla 1-4, se amplificará el giro torsional accidental que se aplica a cada nivel de la estructura. El factor de amplificación es 2

At

ª G máx º « » , 1 . 2 G m¼ ¬

tal que 1.0 At 3.0

(2-9)

Los términos anteriores se ilustran en la figura 2-1. Figura 2-1 Factor de amplificación torsional sísmica


28


La excentricidad accidental de giro incrementará de 0.05 a 0.05 * At

2.3.4

Dirección de las fuerzas estáticas equivalentes

Las fuerzas se aplicarán conforme se indica en las secciones 4.1 y 4.2 de esta norma. 2.4

Volteo

Toda edificación se diseñará para resistir los efectos de volteo causado por las fuerzas sísmicas especificadas en la sección 2.3. 2.5

Cálculo de desplazamientos laterales provocados por sismo

Los límites de las derivas laterales de la estructura cuando ésta está sujeta al sismo de diseño se especifican en la sección 4.3 de esta norma. En esta sección se especifica la forma de calcular las derivas al límite de cedencia cuando se utiliza el método estático equivalente. 2.5.1

Espectro para calcular los desplazamientos

Los desplazamientos laterales se calcularán con base en un análisis lineal elástico de la estructura sujeta al coeficiente Cs de la ecuación 2-2. Aplicar 2.1.2 o 2.1.3 según el caso. En el espectro de diseño Sa(T) puede obviarse la aplicación de la ecuación 2-2 a. 2.5.2

Período a utilizar en el espectro

Se puede utilizar el período TF de la ecuación 2-5 sin aplicar la limitación especificada en la ecuación 2-6. 2.5.3

Desplazamientos al límite de cedencia

Los desplazamientos įcX i y įcY i se calcularán para todos los nodos "i" del modelo estructural planteado conforme a la sección 1.10 sujeto a las solicitaciones en X y en Y derivadas del espectro de la sección 2.5.1.


29


Éstos son los desplazamientos que se compararán en el capítulo 4 con límites permisibles de deformación lateral. En caso que estos desplazamientos no satisfagan los requerimientos se hará otra iteración de análisis desde el capítulo 1.

2.5.4 Efectos P-delta Los desplazamientos laterales calculadas conforme a los requisitos de esta sección podrían tener que modificarse para tomar en consideración los efectos Pdelta, en los casos que éstos apliquen conforme a la sección 4.4 de esta norma.


30


3 MÉTODO DE ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL Los símbolos usados en este método de análisis tienen el mismo significado que en el capítulo 2, excepto que se añade el subíndice "m" que lo refiere al modo de vibración "m". 3.1

Aplicación

Este método tiene aplicación general, tanto para las estructuras que deben analizarse por métodos dinámicos conforme al capitulo 1, como para aquellas que pudieran analizarse conforme al capitulo 2. 3.2 3.2.1

Análisis estructural Objetivo del análisis -- períodos y modos de vibración

El objetivo del análisis será determinar los modos naturales de vibración de la estructura modelada en 3 dimensiones y los respectivos períodos de vibración. Para lograr una aceptable evaluación de los períodos de vibración de la estructura se seguirán las directrices de modelación y cálculo de rigideces enumeradas en la sección 1.10. 3.2.2

Modelo estructural

Para la aplicación del método de análisis modal, se recurrirá a una herramienta de análisis que tenga una capacidad total de modelar en 3 dimensiones. Comentario: En teoría, es posible aplicar el método de análisis modal con modelos analíticos simplificados que analicen una sola dirección a la vez o bien combinando modelos simplificados en 2 direcciones. Sin embargo, la disponibilidad actual de herramientas de modelado y análisis totalmente tridimensionales hacen innecesario que la norma se ocupe de tener que regular simplificaciones y de que haya que validar procedimientos que ya están bien establecidos y validados en "software" comercial. Sí se permiten herramientas simplificadlas en los casos en que se permiten diseños simplificados, lo que se describe en la NSE correspondiente.


31


3.2.3

Masa de análisis

La masa total de análisis será la que corresponde al peso sísmico efectivo especificado en la sección 1.10.3. El analista deberá decidir a qué nodos del modelo estructural se les distribuirá la masa de análisis. En primera instancia se podrá distribuir entre nodos con grados de libertad horizontales que coincidan con zonas de concentración de masa, por ejemplo, los entrepisos, siempre y cuando la masa intermedia sea correctamente reasignada a las zonas de concentración. El diseñador estructural deberá decidir en qué casos es apropiado distribuir la masa entre todos los nodos con grados de libertad horizontales. Asimismo, en primera instancia se podrán obviar los modos de vibración verticales. Sin embargo, el diseñador estructural decidirá en qué casos es apropiado asignar masa a grados de libertad verticales. Comentario: en estas normas se aplica a las estructuras una componente vertical de sismo estática equivalente, independientemente de la metodología de análisis. No es necesario que el análisis modal se extienda a vibraciones verticales para diseñar la resistencia de la estructura. El análisis de modos de vibración vertical puede hacerse necesario para evaluar vibraciones ambientales y de tráfico en estructuras de grandes claros. 3.2.4

Excentricidades

Además de la excentricidad inherente del centro de masa respecto al centro de rigidez, deberá considerarse una excentricidad accidental conforme a la sección 2.3.2. Cuando se utiliza el método de análisis modal no es necesario considerar la amplificación definida en la sección 2.3.3. 3.2.5

Metodologías de análisis modal

Los valores característicos y vectores característicos de la estructura que resultan del análisis modal son los períodos de vibración (valores Tm) y las formas geométricas de vibración (vectores Ii,m). Son propios de la estructura y dependen únicamente de su configuración, rigidez y masa. Se utilizarán procedimientos de análisis bien establecidos en ingeniería estructural. Comentario: los métodos de Ritz o de eigenvalores son los más frecuentemente utilizados.


32


3.3

Respuesta modal – Primera iteración

3.3.1

Espectro sísmico para diseño

El espectro para diseño será el obtenido con la sección 4.3.4.2 de NSE 2; 3.3.2

Coeficientes sísmicos

El coeficiente de diseño sísmico, Csm, para cada modo de vibración se calculará mediante

Sa Tm R

Csm

(3-1)

donde Sa(Tm) es la ordenada del espectro sísmico de diseño que corresponde al período Tm del modo "m". El espectro de diseño símico será el establecido para el sitio en la sección 4.3.4 de la norma NSE 2; y calibrado según la probabilidad de ocurrencia seleccionada o requerida R es el factor de reducción de respuesta sísmica de la tabla 1-1 de esta norma Csm es el coeficiente sísmico a cedencia, también llamado coeficiente sísmico de diseño para el modo "m" Comentario: Nótese que el tradicional factor de importancia queda implícito en la selección de espectro según la sección 4.3.4.1 de NSE 2 3.3.3

Factor de participación modal y cortante basal del modo "m"

Excepto que se utilice otro procedimiento bien establecido en ingeniería estructural, la fracción de participación de la masa total en cada modo en particular se calculará con

M ȕm

§ n · ¨ ¦ M i I i, m ¸ ©i 1 ¹ n

¦ M I i

2

2

(3-2)

i,m

i 1

VBm = CSm M ȕm g

(3-3)


33


donde

Ii,m Mi n M ȕm g VBm 3.3.4

es la amplitud relativa del desplazamiento del grado de libertad "i" de la estructura cuando vibra en el modo "m". Se obtiene de los propios resultados del análisis modal es la masa sísmica del grado de libertad "i", como se indica en 3.2.3 es el número de grados de libertad asociados con masas que se consideran en el modelo de la estructura es la masa efectiva que participa en el modo "m" de vibración es la aceleración de la gravedad, 9.81 m/s2 es el cortante basal a la cedencia que corresponde al modo "m" Número de modos "N" a considerar En el análisis se deberá incluir un número suficiente de modos de vibración que aseguren que al menos el 90% de la masa del modelo analítico esté participando en cada una de las direcciones de análisis bajo consideración. El número de modos de vibración que satisfaga este requisito se denominará N y se establecerá por prueba y error.

3.3.5

Cortantes basales dinámicos – Iteración inicial

Los cortantes basales en la estructura, correspondientes a cada modo de vibración en cada dirección horizontal ortogonal, se combinarán con el método que se especifica en la sección 3.4 para obtener los cortantes basales dinámicos ortogonales de primera iteración. 3.3.6 Calibración del análisis modal Los cortantes basales dinámicos de la iteración inicial en cada dirección ortogonal horizontal V1X y V1Y no deberán utilizarse para diseño sin antes calibrarlos. Los calibradores serán los cortantes estáticos VEX y VEY calculados con las ecuaciones 2-1 y 2-2 con los períodos T obtenidos en la ecuación 2-6. Los cortantes basales dinámicos de diseño serán VDX = max (0.85 VEX, V1X)

(3-4 a)

VDY = max (0.85 VEY, V1Y)

(3-4 b)

Todos los resultados del análisis modal, se multiplicarán por los factores VDX/V1X y VDY/V1Y y se utilizarán para integrar las solicitaciones sísmicas de diseño. En adelante se hará referencia a "resultados calibrados" del análisis modal.


34


Comentario: Lo práctico para el diseñador estructural será incorporar los factores VD/V1 a la ecuación 3-1 en las direcciones X y Y y correr el análisis nuevamente. Al modificar progresivamente sus modelos estructurales, el analista tendrá que recalibrar progresivamente sus resultados ya que al modificar la estructura, se modifican los períodos de vibración resultantes. 3.4

Resultados modales y su combinación

Todas las acciones y fuerzas internas en los elementos de la estructura (flexiones, cortes, torsiones y cargas axiales), las reacciones externas y las deformaciones serán calculadas independientemente para los N modos de vibración considerados. Los N juegos de resultados se combinarán en uno solo utilizando el método SRSS (raíz cuadrada de la suma de cuadrados) o preferentemente el método CQC (combinación cuadrática completa) o algunas de sus variantes publicadas en la literatura estructural. Comentario: el método CQC o sus variantes resuelven con mayor eficacia que el SRSS los casos de modos con períodos de vibración cercanos entre sí. En esos casos, que son frecuentes, el método SRSS puede subestimar el resultado de la superposición. 3.5

Cálculo de desplazamientos laterales sísmicos

Los límites máximos de las derivas laterales de la estructura cuando ésta está sujeta al sismo de diseño se especifican en el capítulo 4. En esta sección se especifica la forma de calcular esas derivas al límite de cedencia cuando se utiliza el método de análisis modal. 3.5.1

Desplazamientos modales combinados calibrados

Los desplazamientos dinámicos, laterales, ya combinados para sismo en cada dirección ortogonal (vectores į1X i y į1Y i) resultantes de la iteración inicial no deberán utilizarse para medir desplazamientos sin antes calibrarlos. Los cortantes basales correspondientes a esta condición son V1X y V1Y de la sección 3.3.6. Los calibradores serán cortantes estáticos VEEX y VEEY calculados con las Ecuaciones 2-1 y 2-2, con los mismos períodos T utilizados para calibrar las fuerzas en la sección 3.3.6 pero sin aplicar los limitantes de la Ecuación 2-6. En el espectro Sa(T) puede electivamente obviarse la aplicación de la ecuación 2-2 a.


35


Los factores de corrección de los desplazamientos son FDX = max (0.85 VEEX / V1X, 1)

(3-5 a)

FDY = max (0.85 VEEY / V1Y, 1)

(3-5 b)

Los "desplazamientos calibrados" al límite de cedencia correspondientes a los nodos "i" del modelo estructural son įCX i = FDX * į1X I

(3-6 a)

įCY i = FDY * į1Y I

(3-6 b)

Éstos son los desplazamientos que se compararán en el capítulo 4 con límites permisibles de deformación lateral. En caso que estos desplazamientos no satisfagan los requerimientos se hará otra iteración de análisis desde el capítulo 1. 3.5.2

Efectos P-delta

Los desplazamientos laterales calculadas conforme a los requisitos de esta sección podrían tener que modificarse para tomar en consideración los efectos Pdelta, en los casos que estos apliquen conforme a la sección 4.4 de esta norma.


36


4 CARGAS SÍSMICAS Y DERIVAS LATERALES 4.1

Demandas sísmicas

4.1.1

Aplicación

Todos los elementos de la estructura, hasta los que no son parte del sistema sismo-resistente, se diseñarán para resistir a su límite de cedencia, las demandas sísmicas definidas en la sección 4.1, excepto que específicamente se puntualice otra cosa. Las demandas sísmicas son las cargas axiales, cortantes y flexionantes derivadas de la aplicación de las fuerzas horizontales y verticales especificadas en la sección 4.1.2. En algunos casos deberán aplicarse factores adicionales especificados en la sección 4.1.3. 4.1.2

Demandas sísmicas

Para utilizar en las combinaciones CR4 y CR5 de la sección 8.2.2 de NSE 2 o bien CS4 y CS5 de la sección 8.3.2 de NSE 2 se tiene lo siguiente: 4.1.2.1

Efectos de demandas sísmicas horizontales

Los efectos axiales, cortantes y flexionantes derivados de demandas sísmicas horizontales se denotarán genéricamente como Sh = ȡ Qh

(4-1)

Donde ȇ es el factor de redundancia definido en la sección 1.6.4 y Qh representa las acciones o esfuerzos derivados de aplicar las componentes horizontales de la demanda sísmica, que a su vez resultan de aplicar el espectro de diseño conforme a la sección 4.3.4 de NSE 2 Comentario: en gran número de casos el factor ȡ será 1.0 y su presencia está implícita en las expresiones de mayoración; por otra parte, nótese que el factor también aplicará a las combinaciones CS4 y CS5.


37


4.1.2.2

Efectos de demandas sísmicas verticales

Los efectos axiales, cortantes y flexionantes derivados de demandas sísmicas horizontales se obtendrán de Sv = 0.15 Scd M

(4-2)

donde Scd es la ordenada espectral de período corto, ecuación 4-4, sección 4.3.4 de NSE 2 M es la notación genérica para las cargas muertas de la estructura Sv se tomará positivo en las combinaciones CR4 y CS4 y se tomará negativo en CR5 y CS5. Comentario: para efectos prácticos, el resultado de la ecuación 4-2 actúa como un incremento (o una reducción) al factor de mayoración de la carga muerta. Por ejemplo si Scd=1.0 el factor efectivo de mayoración de la carga muerta en la combinación CR4 será 1.2+0.15=1.35 y en la combinación CR5 será 0.9 – 0.15 = 0.75 y el analista ya no tendría que ocuparse de añadir explícitamente Sv a sus combinaciones. 4.1.3

Aplicación de factor de sobre-resistencia

En los casos que así se requiere en la sección 1.8.3 de esta norma, por medio de las tablas 1-2 y 1-3, se aplicará un factor de sobre-resistencia r tal que Sh = r Qh

(4-3)

donde r es el factor de sobre-resistencia definido en la sección 1.6.2 y Qh representa las acciones o esfuerzos derivados de las componentes horizontales de la demanda sísmica El factor r sobresee al factor ȡ. No se requiere que se apliquen simultáneamente. No se requiere que el factor r se aplique a las acciones derivadas de la componente vertical de la demanda sísmica. Comentario: Si bien r no aplica a ninguna de las acciones derivadas del sismo vertical, si aplica a TODAS las acciones derivadas del sismo horizontal incluyendo las cargas axiales de volteo.


38


4.2 4.2.1

Dirección de las solicitaciones sísmicas horizontales Criterio

La dirección de aplicación del sismo será la que genere los resultados más desfavorables, aunque se aceptará lo siguiente: 4.2.2

Nivel de Protección B

Se permite hacer el análisis aplicando el sismo de diseño en dos direcciones ortogonales independientes entre sí. No se requiere considerar ninguna interacción entre ambas direcciones. 4.2.3

Nivel de Protección C, D y E

Se hará el análisis como se indica en la sección 4.2.2. Se utilizarán dos combinaciones de carga para diseñar los elementos de la estructura: 100% en una dirección concurrente con 30% en la dirección ortogonal y la combinación complementaria. 4.2.4

Estructuras con irregularidad en planta H5

Si el ángulo entre ejes sub-paralelos es menor o igual a 15 grados, se permitirá escoger una de las direcciones sub-paralelas y aplicar 4.2.2 o 4.2.3 (según lo requiera el NdP). Si el ángulo entre ejes sub-paralelos es mayor que 15 grados se aplicará el sismo de diseño en las cuatro direcciones que resultan. Se aplicará 4.2.2 o 4.2.3 (según lo requiera el NdP). En el caso de ejes en estrella, el analista aplicará el criterio en cada dirección de análisis. En el caso de ejes radiales, el analista aplicará el criterio de los 15 grados cuantas veces sea necesario (lo que resultará en incrementos de dirección de 30 grados o más).


39


4.3 4.3.1

Derivas laterales admisibles Definiciones

Deriva de piso ǻpk: Deriva del piso " k". Definida como la diferencia del desplazamiento horizontal del centro de masa del nivel "k" respecto del centro de masa del nivel "k-1" Deriva nodal ǻki: Deriva del nodo "i" en el diafragma "k". Definida como la diferencia de desplazamiento horizontal del nodo "i" respecto del correspondiente nodo en el diafragma inmediato inferior. Desplazamiento nodal horizontal įCk i: es la deformación horizontal de cedencia del nodo "i" en el nivel "k" medida desde la base de la estructura. Nivel "k": es el "k" diafragma contado sobre la base de la estructura que es el Nivel cero Piso "k": es el espacio de altura hpk entre el nivel "k" y el nivel "k– 1". hk: es la altura del nivel "k" sobre la base hpk = hk – hk-1: altura del piso "k" Base de la estructura: es el nivel definido en la sección 1.10.4. En este contexto es el Nivel cero. 4.3.2

Progresión de desplazamientos y derivas

En estas normas se consideran dos etapas progresivas para desplazamientos laterales y sus derivas. La primera etapa es la deformación elástica, al límite de cedencia de la estructura, causada por el sismo de diseño dividido por R. Se la denomina deformación al límite de cedencia y se denota con el símbolo įC. Es la deformación calculada en la sección 2.5.3 cuando se usa fuerza estática equivalente o bien la deformación calculada en la sección 3.5.1 cuando se usa análisis espectral modal. La segunda etapa es la deformación última, que se denota con el símbolo įU que representa la deformación de la estructura después de haber excursionado al rango post-elástico. Se calcula empíricamente con la expresión įU = Cd įC

(4-4)


40


donde Cd es el coeficiente de amplificación de deformación lateral que se obtiene de la Tabla 1-1, capítulo 1 de NSE 3 Para control de desplazamientos laterales interesan las derivas (ǻ), definidas como la diferencia entre el desplazamiento de un nodo del diafragma k y el correspondiente nodo en el diafragma k-1. 4.3.3

Derivas últimas máximas tolerables

Las derivas últimas ǻU máximas son los referentes para establecer las "derivas laterales admisibles" conforme a la tabla 4-1 Tabla 4-1 Derivas últimas ǻU máximas tolerables Clasificación de obra ordinaria importante esencial

Estructura Edificaciones de mampostería reforzada hasta 4 niveles Edificaciones hasta la altura permitida sin ascensor Edificaciones en general

0.007hp

0.007hp

0.007hp

0.025hp

0.025hp

0.020hp

0.020hp

0.020hp

0.015hp

hp es la altura del piso para el que se calcula la deriva. Comentario: nótese que la obra ordinaria y la obra importante aparentan no tener diferencia en desplazamientos permitidos; no obstante sí hay diferencia porque el sismo para la obra importante es más severo. La obra importante y la esencial tienen el mismo sismo de diseño, (ver tabla 4-1, capítulo 4 de NSE 2); sin embargo la obra esencial tiene limitaciones de deriva más severas 4.3.4

Valores máximos de ǻC y įC

Se iterará el proceso de análisis hasta que ǻCP ǻU / Cd

(4-5)

donde ǻCP es la deriva de piso y la ecuación 4-5 deberá cumplirse para todos los pisos de la estructura En rigor, ǻCP es la deriva medida entre centros de masa superior e inferior del piso. Por simplicidad se permite que ǻCP se calcule como el promedio de las derivas extremas en la dirección de análisis.


41


La deriva mayor del piso no será mayor que 1.2 ǻCP, de lo contrario, habrá que reducir ǻCP hasta que ǻmáx 1.2 (ǻU / Cd). 4.3.5

Marcos a momento con Nivel de Protección D y E

Para sistemas estructurales E1 los cuales tienen únicamente marcos a momento ǻCP ǻU / ( ȡ Cd)

(4-6)

donde ȡ está definido en la sección 1.6.4. 4.4

Efecto P-delta

Los efectos P-delta son efectos incrementales de segundo orden que pueden ser significativos en estructuras muy esbeltas. En general, es preferible si la estructura no requiere la aplicación de esta sección. 4.4.1

Coeficiente de inestabilidad

La verificación de efectos P-delta se basará en el Coeficiente de Inestabilidad (Ĭ) definido como 4

Px ' CX Vx hpX

(4-7)

donde Px es la carga vertical gravitacional total encima del nivel "x", incluyendo el propio nivel "x". No habrá factores de mayoración en la sumatoria y pueden utilizarse las reducciones de carga viva que apliquen es el cortante entre el piso "x" y el "x-1" Vx ǻCX es la deriva elástica a cedencia del nivel "x" definida en las secciones 4.3.4 y 4.3.5 hpx altura del piso "x"

4.4.2

Valor máximo del coeficiente

En ningún caso el coeficiente de inestabilidad excederá la ecuación 4-8. Los sistemas estructurales donde Cd > 5 son los más propensos a exceder el coeficiente de inestabilidad. Si la ecuación 4-8 es excedida deberá replantearse la estructura para reducir el coeficiente de inestabilidad.


42


Ĭ Ĭmáx =

0.5 0.25 E X Cd

(4-8)

donde ȕX es la relación entre la demanda cortante y la capacidad cortante en el piso inmediatamente debajo del nivel "x" ȕX puede tomarse conservadoramente como 1.0 suponiendo que los elementos tienen una resistencia adecuada. 4.4.3

Condición para obviar verificación P-delta

Si Ĭ 0.10 no es necesario introducir efectos incrementales ni considerar otros detalles de esta sección. Comentario: no obstante la excepción anterior, si Ĭmáx < Ĭ < 0.10 la estructura debe replantearse; el hecho que Ĭmáx < 0.10 no debe interpretarse como una excepción a la ecuación 4-8. 4.4.4

Incrementos de desplazamientos laterales debidos a efectos P-delta

Cuando el coeficiente de inestabilidad excede 0.10 sin exceder Ĭmáx los efectos incrementales en desplazamientos, cortes y momentos deberán determinarse por medio de un análisis apropiado. Sin embargo se permite simplemente multiplicar los desplazamientos laterales, los cortes y los momentos por el factor [1.0 / (1 – Ĭ)] y utilizar los nuevos valores en el diseño de los elementos y en la limitación de derivas laterales. 4.5 4.5.1

Separaciones estructurales Separaciones dentro de la propiedad

Todas las partes y porciones de una estructura deberán actuar integralmente como una sola unidad a menos que se provean separaciones estructurales capaces de acomodar el desplazamiento post-elástico de ambas estructuras. La distancia combinada de separación debe ser al menos įM = RCSC ( į1 max , į2 max ) donde RCSC es "raiz cuadrada de suma de cuadrados" y į1 max , į2 max son los desplazamientos a cedencia de las estructuras que deben separarse


43


4.5.2

Separaciones hacia el lindero de propiedad

Hacia los linderos se dejará una separación (Cd įC ) correspondiente al desplazamiento total de lo edificado junto al lindero. Por aspectos prácticos se podrá dejar un piso de altura edificado a rostro con el lindero.


44

CON EL APOYO DE


AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES



1

2

3

CAPÍTULO 1 CRITERIOS, OBJETIVOS Y ALCANCES 1.1 Introducción 1.1.1 Materiales de construcción 1.1.2 Sistemas y métodos constructivos 1.1.3 Tipología de vivienda 1.1.4 Desarrollo Urbano y regional 1.2 Objetivos 1.3 Alcances CAPÍTULO 2 LINEAMIENTOS PARA LA ESCOGENCIA DEL SITIO DE LA OBRA 2.1 Introducción 2.1.1 Localización de vivienda frente a sismo 2.1.2 Localización de vivienda tomando en cuenta inundación 2.1.3 Localización de vivienda tomando en cuenta licuefacción de suelos 2.1.4 Localización de vivienda tomando en cuenta deslizamientos en laderas 2.1.5 Localización de vivienda tomando en cuenta viento CAPÍTULO 3 CRITERIOS BASICOS DE CONFIGURACION Y ORIENTACION 3.1 Introducción 3.2 Lineamientos básicos 3.2.1 Simplicidad 3.2.2 Simetría 3.2.3 Resistencia 3.2.4 Rigidez 3.2.5 Continuidad 3.3 Aspectos climáticos 3.4 Aberturas en muros CAPÍTULO 4 ESPECIFICACIONES PARA MATERIALES 4.1 Generalidades 4.2 Cemento 4.3 Acero 4.3.1 Barras de refuerzo 4.3.2 Herrajes 4.3.3 Mallas de refuerzo


i


4

5

4.3.4 4.3.5 4.4 4.5 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 4.6.5 4.7 4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5 4.7.6 4.8 4.8.1 4.8.2 4.8.3 4.9 4.9.1 4.9.2 4.10 4.11

Perfiles estructurales de acero Perfiles estructurales livianos de acero conformados en frío Agregados Piedra Concreto hidráulico Proporcionamiento del concreto Dosificación y Mezclado Vibrado Curado Remoción de las formaletas y de la obra falsa Madera Generalidades Defectos en la madera Tratamiento preservativo de la madera Transporte, manejo y descarga de la madera Almacenamiento de la madera Requisitos de construcción Bambú Características constructivas del bambú Especificación general Uniones Unidades para mampostería Bloques de concreto Ladrillos de barro cocido Morteros Grout, concreto fluido

CAPÍTULO 5 ESPECIFICACIONES PARA CIMENTACION 5.1 Generalidades 5.2 Trabajos preliminares 5.3 Detalles de la cimentación 5.3.1 Viviendas de bloque o ladrillo de 1 nivel con techo liviano 5.3.2 Viviendas de muros de concreto liviano prefabricados o fundidos en el lugar de 1 nivel con techo liviano 5.3.3 Viviendas de bloque o ladrillo de 1 nivel con techo de losa 5.3.4 Viviendas de muros de concreto liviano prefabricados o fundidos en el lugar de 1 nivel con techo de losa 5.3.5 Viviendas de bloque o ladrillo de 2 niveles 5.3.6 Viviendas de muros prefabricados de 2 niveles 5.3.7 Viviendas con paredes fundidas en el lugar de 2 niveles 5.3.8 Consideraciones sobre el paso de tuberías


ii


6

7 8 9

CAPÍTULO 6 ESPECIFICACIONES PARA MUROS 6.1 Requerimientos generales 6.2 Espesores mínimos de paredes 6.3 Distancia máxima entre soportes para muros de carga 6.4 Longitudes mínimas de muros de carga 6.5 Refuerzo en muros de carga 6.5.1 Mampostería con refuerzo mixta 6.5.2 Mampostería con refuerzo integral (refuerzo interior) 6.6 Aberturas en muros de carga CAPÍTULO 7 ESPECIFICACIONES PARA CUBIERTAS 7.1 Generalidades 7.2 Estructura portante 7.3 Losas de entrepiso, cubiertas, muros divisorios y parapetos 7.3.1 Losas de entrepiso 7.3.2 Cubiertas 7.3.3 Muros divisorios 7.3.4 Parapetos y antepechos CAPÍTULO 8 OTROS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS 8.1 Otros Sistemas Constructivos CAPÍTULO 9 REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS


iii


PRÓLOGO Esta norma fue desarrollada en el 2,001, constituyendo el capítulo NR-4, REQUISITOS ESPECIALES PARA VIVIENDA Y OTRAS CONSTRUCCIONES MENORES,

puesto que en la edición de 1,996, estaba considerada como pendiente de edición. Esta norma contienen las guías y requerimientos mínimos de diseño para viviendas y edificaciones de uno y dos niveles entre 50 y 100 m2. Para edificaciones mayores a 100 m2 se deberá de cumplir con la sección NSE 7.4. Dentro de los cambios significativos de esta norma tenemos que el alcance de la misma está dirigido a ingenieros y arquitectos que no tengan especialidad en estructuras. Como complemento de estas normas se tiene como objetivo a mediano plazo hacer una cartilla de uso de la norma dirigido a auto-constructores, maestros de obra y albañiles. En esta normativa se utilizaron las normas ASTM, NTG, ACI, etc. para los distintos materiales constructivos como cemento, arena, piedrín, etc. Especificados en el capítulo 4 “Especificaciones para materiales”. Fueron revisados los criterios de cimentación de viviendas y se elaboro la tabla 5-1 la cual resume los distintos tipos de cimentación a utilizar. El capitulo 7 “ESPECIFICACIONES PARA CUBIERTAS” fue ampliado el tema de losas de concreto con apoyo en una y dos direcciones. Dentro de los documentos base para la actualización de la presente norma se encuentran: la Norma Colombiana NSR-09 y NSR-10, El ACI 318-08 (American Concrete Institute), Manual de prácticas estándar para el acero de refuerzo, del Concrete Reinforcing Steel Institute (CRSI).


iv


1 CRITERIOS, OBJETIVOS Y ALCANCES 1.1

Introducción

El tema de vivienda puede abordarse desde varios puntos de vista. Por ejemplo se pueden tomar en cuenta los aspectos siguientes: a) b) c) d) 1.1.1

Materiales de construcción Sistemas y métodos constructivos Tipología estructural Desarrollo urbano y regional Materiales de construcción

Son aquellos componentes producidos por la naturaleza o fabricados por el hombre empleados para edificar una vivienda como cemento, acero (en varias formas: barras de refuerzo, pernos, clavos, etc.), arena de río, piedrín, concreto, bloques, ladrillos elaborados de barro cocido; bambú, madera rolliza o aserrada, piedra, láminas de diferentes materiales, y mortero (mezcla de arena, cemento y/o cal) para unir componentes como bloques, ladrillos, piedra, etc. 1.1.2

Sistemas y métodos constructivos

Se refiere a la forma de combinar los materiales de construcción para producir los diferentes componentes que configuran una edificación: cimentación, que sirve de enlace entre el suelo y estructura, paredes con sus puertas y ventanas, piso, y cubierta. 1.1.3

Tipología de vivienda

Se refiere a la distribución ordenada de los espacios ambientales como dormitorios, cocina, comedor, sala, y servicios sanitarios. Toma en cuenta aspectos como clima, medio ambiente, condiciones socioeconómicas, culturales, y religiosas, saneamiento y dotación de servicios. Dichos aspectos influyen también en la selección de los materiales de construcción y en el sistema constructivo a emplear.


1


1.1.4

Desarrollo Urbano y regional

Contempla la planificación y ordenamiento de Infraestructura, de servicios de energía eléctrica, instalaciones sanitarias, para poder hacer frente a las amenazas naturales (terremotos, inundaciones, deslizamientos de tierra, etc.), impacto ambiental, planes de emergencia y reconstrucción, evaluación de vulnerabilidad y reducción de la misma a través de reforzamientos. Algunos de los anteriores aspectos se cubren en esta norma, los demás son tema de otras normas específicas. 1.2

Objetivos

1.2.1 El diseño y construcción de viviendas debe hacerse con el objetivo general de solucionar las necesidades psico-fisiológicas de los núcleos familiares o personas individuales, quienes requieren una vivienda funcional que les brinde seguridad, tranquilidad, descanso y comodidad. 1.2.2 El objetivo específico del diseño estructural es conservar la vida y seguridad humana, asegurar la continuidad de los servicios vitales y minimizar el daño material que las edificaciones pudieran sufrir ante los efectos del entorno o fenómenos de la naturaleza, como viento, sismo, lluvia, etc. 1.3

Alcances

Esta norma establece los requisitos para la construcción sismorresistente de viviendas y edificaciones menores de uno y dos pisos, de mampostería reforzada. Estos requisitos son de índole general y están dirigidos a todos los profesionales de la ingeniería y la arquitectura que trabajan en la construcción de vivienda, así no sean especialistas en cálculo estructural. Se cubren aspectos de escogencia del sitio, tipología, materiales de construcción, cimentación, muros, y techos. 1.3.1 Estas normas constituyen lineamientos mínimos para obras dedicadas al uso de vivienda que formen parte de programas de máximo 15 viviendas y menos de 1,500 m2 de área construida para dos tipos: a) Vivienda de interés social, normalmente de 1 nivel y con áreas de construcción no mayores de 50 m2. b) Vivienda de tamaño mediano, las cuales poseen áreas de construcción entre 50 y 100 m2, pueden ser de 1 ó 2 niveles. La intervención profesional podría ser con un cálculo rápido o bien con un diseño


2


detallado. Algunos de los lineamientos del tipo (a) se aplican también a este renglón. tras normas de AGIES pueden ser necesarias observar. Para viviendas de mayor de 100 m2 de construcción se deberán cumplir los lineamientos de la norma NSE 7.4. 1.3.2 Estructuras de mayor tamaño, tanto en área como en número de niveles, dedicada a edificaciones de apartamentos, hoteles, albergues, etc. se consideran estructuras que deben sujetarse a lo que indican otras normas de AGIES. Aunque algunos de los requisitos aquí indicados se puedan aplicar sin dificultad.


3


2 LINEAMIENTOS PARA LA ESCOGENCIA DEL SITIO DE LA OBRA 2.1

Introducción

El sitio para la vivienda se escogerá tomando en cuenta los fenómenos de sismo, inundación, licuación de suelos, deslizamiento y viento. 2.1.1

Localización de vivienda frente a sismo

Se deberá indagar en la localidad respecto de la cercanía de fallas geológicas activas. Se tomará en cuenta la historia, informándose que regiones o sectores han sido zonas epicentrales, o lugares donde se han sentido más fuertes los efectos de los sismos. También puede guiarse con la evidencia superficial y alejarse de los sectores con desplazamientos laterales o verticales; por ejemplo, corrimientos de cercos o surcos de sembradíos, aunque en algunos casos fisuras superficiales del terreno no necesariamente son fallas, más bien podrían ser efectos de deslizamientos de laderas o cabezas de taludes. 2.1.2

Localización de vivienda tomando en cuenta inundación

2.1.2.1 La historia mundial ha mostrado que las planicies de inundación de los ríos y las zonas costeras son un atractivo para el hombre para desarrollar exitosamente actividades agrícolas. Sin embargo, debe evitarse construir viviendas en los lugares cerca de los cauces de los ríos o planicies inundables, para no verse expuesto a una inundación provocada directamente por un fenómeno meteorológico, o bien por que un sismo podría causar un deslizamiento que puede represar el río aguas arriba y dar origen a avalanchas, ubicarse en zonas altas fuera del alcance de la inundación o avalancha. Para ampliar mas sobre el tema ver capítulo 12 de la NSE 2.1.

2.1.2.2 Debe evitarse localizar vivienda cercana a canales de riego o drenaje que puedan asolvarse o rebalsarse.

2.1.2.3 En zonas costeras deben escogerse aquellas donde existan malecones y/o dunas de arena y darles preferencia a las que no requieran de la implementación de presas, diques, bordas o muros.


4


2.1.3

Localización de vivienda tomando en cuenta licuefacción de suelos

Evitar suelos arenosos cercanos a cuerpos de agua (ríos o costas), porque durante la ocurrencia de un sismo los suelos saturados pierden su capacidad de resistir esfuerzos cortantes volviendo los suelos un “líquido”, provocando que la vivienda sufra asentamientos y hasta se pueda sumergir dentro del suelo licuado mientras dura el sismo. Posteriormente la vivienda ya deformada queda atrapada, haciendo imposible su reparación. Para ampliar mas sobre el tema ver capítulo 10 de la NSE 2.1. 2.1.4

Localización de vivienda tomando en cuenta deslizamientos en laderas

2.1.4.1 En terrenos ubicados cerca de montaña y a un nivel inferior, localizar la vivienda lo más retirada posible del talud para evitar los daños causados por un deslizamiento de suelo en sus varias formas: desplome, deslizamiento de roca, flujos de lodo y flujos de escombrera. Para ampliar mas sobre el tema ver capítulo 7 de NSE 2.1. 2.1.4.2 No construir sobre terrenos en ladera porque durante un sismo, esta tierra puede deslizarse y arrastrar la vivienda cuesta abajo. En estas zonas de ladera, construir terrazas y explanadas. No construir en la zona de relleno que se haga, la distancia mínima que debe dejarse entre la vivienda y el relleno será de 6 a 8 m. En su defecto, se utilizará el área de relleno para siembras ya que la tierra esta suave y fácil de arar y plantar. También en la ladera, arriba de la terraza principal se harán terrazas menores para suavizar la caída del agua, debiendo canalizarse dicha agua para no debilitar el área de corte. 2.1.4.3 Se deberá proteger la ladera con vegetación para evitar la erosión, pues ésta trae como consecuencia la pérdida de la capa vegetal y humus lo cual permite la infiltración. La infiltración de agua pluvial puede llegar a sobresaturar los suelos reduciendo su capacidad soporte y el coeficiente de fricción, hasta llegar a desencadenar un deslizamiento. 2.1.4.4 En vista que la pendiente juega un papel primordial en los deslizamientos, se recomienda que en laderas con pendientes mayores de 30% no se construya, a menos que se consulte a un ingeniero geotecnista para una solución particular dependiendo de las condiciones propias del lugar. Lo mejor es construir en terrenos planos o con pendientes no mayores del 20%. 2.1.4.5 Evitar construir una vivienda en las desembocaduras de cañones o canales provenientes de las montañas, porque comúnmente se producen flujos de lodos en áreas donde las correntías de agua son canalizadas.


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2.1.4.6 En zonas próximas a barrancos o taludes deberá construirse dejando una franja mínima alejada de la cabeza del talud igual a la altura del talud. 2.1.4.7 En terrenos de cultivo, localizar la vivienda en un lote ubicado a nivel superior, porque así evitará construir en las partes donde se ha acumulado terreno vegetal, el cual tiene poca capacidad de soporte, evitando futuros daños por asentamientos diferenciales. 2.1.4.8 La ubicación de letrinas se hará a no menos de 5 m. alejadas de la vivienda, al mismo nivel o pendiente abajo. La localización de las letrinas con respecto a cualquier fuente de suministro de agua dentro del predio o en predios vecinos para evitar contaminación será de: distancia mínima horizontal 15 m.; distancia mínima vertical al nivel freático 1,500 mm Las letrinas siempre se harán en partes más bajas que los pozos de agua. 2.1.5

Localización de vivienda tomando en cuenta viento

2.1.5.1 Evitar construir viviendas en áreas costeras bajas, ya que el viento fuerte puede provocar la elevación de un volumen de agua capaz de provocar inundación. Para ampliar mas sobre el tema ver capítulo 5 de NSE 2. 2.1.5.2 Escoger localizaciones alejadas de árboles de gran tamaño que puedan llegar a ser arrancados por un viento fuerte y golpear la vivienda. La edad de árbol también es un factor a tomar en cuenta en la posibilidad de que el mismo sea arrancado.


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3 CRITERIOS BASICOS DE CONFIGURACION Y ORIENTACION 3.1

Introducción

3.1.1 En pasados terremotos se ha visto que edificaciones con geometrías irregulares o asimétricas han manifestado un mal comportamiento. La falta de uniformidad ha facilitado que en algunos puntos se presenten intensas concentraciones de fuerzas que han sido difíciles de resistir. 3.1.2 En otros casos, la orientación no es la adecuada, causando insatisfacción de las necesidades de confort ambiental. 3.1.3 Reconociendo que es muy difícil controlar la configuración estructural con un conjunto sencillo de reglas, a continuación se dan ciertos lineamientos básicos, los cuales no deben considerarse exhaustivos, para que la vulnerabilidad de la vivienda sea lo menor posible. Entendiéndose por vulnerabilidad la susceptibilidad de la vivienda a sufrir daños estructurales en caso de eventos extremos como sismo o viento. 3.2

Lineamientos básicos

Las edificaciones deben cumplir con los siguientes lineamientos básicos para poder lograr un comportamiento estructural adecuado: simplicidad, simetría, resistencia, rigidez y continuidad. 3.2.1

Simplicidad

3.2.1.1 Se refiere a la distribución equilibrada de los elementos resistentes, tanto en planta como en elevación, sin detrimento de la creatividad artística del arquitecto, diseñador o propietario. 3.2.1.2 La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación. Las formas complejas, e irregulares causan un mal comportamiento cuando la edificación es sometida a la acción de cargas externas como un sismo o un viento. Debe procurarse que la geometría sea lo más rectangular posible, debiendo el lado largo no ser más de tres veces el lado corto. 3.2.1.3 Si en caso existiera escalonamiento en elevación, estos pueden ser graduales o abruptos. En el caso de escalonamientos graduales, éstos no podrán


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ser mayores que el 10% de la dimensión mayor de la edificación en la dirección del escalonamiento. La acumulación total de los escalonamientos no debe exceder del 25% de la dimensión mayor de la edificación. En el caso de escalonamientos abruptos, la dimensión del mismo no debe exceder el 25% de la dimensión mayor. 3.2.1.4 Para el caso de desarrollos habitacionales colectivos donde las viviendas son construidas en una primera etapa de un sólo nivel, pero previstas para un segundo nivel en el futuro, deben hacerse en unidades independientes; es decir, no deben hacerse en módulos con paredes medianeras compartidas, porque es posible que se den estos escalonamientos que violen las anteriores especificaciones, debido a que no todos los propietarios harán las ampliaciones en segundo nivel; y si las hicieran, no todas se harán al mismo tiempo. 3.2.2

Simetría

3.2.2.1 Se refiere a que todos los elementos resistentes deben estar distribuidos aproximadamente en forma simétrica respecto a por lo menos dos direcciones ortogonales a lo largo de los cuales los elementos resistentes están orientados. 3.2.2.2 Los entrantes y salientes no deben exceder del 20% de las dimensiones externas de la edificación; y el área del rectángulo que circunscribe los ejes extremos no sea 20% mayor que el área real del piso. En el caso de entrantes o salientes graduales, la acumulación de los mismos no debe exceder los límites indicados en el párrafo anterior. 3.2.3

Resistencia

3.2.3.1 Resistencia significa disponer de elementos con dimensiones y materiales de construcción adecuados para soportar las acciones de las fuerzas a las cuales puede verse expuesta la edificación. 3.2.3.2 Aunque en algunos casos, no se podrá obtener estructuras totalmente resistentes, tal es el caso de los lugares donde la amenaza sísmica es alta. En este caso en particular, aun cuando se diseñe y construya una edificación cumpliendo con todos los requisitos que indiquen las normas, siempre existe la posibilidad de que ocurran sismos aun más fuertes que los que han sido previstos y que deben ser resistidos sin que ocurran colapsos totales o parciales en la edificación, y que no haya pérdidas de vidas ni pérdida total de la propiedad. Es decir, la sismo resistencia será una capacidad que se le proveerá a la edificación con el fin de proteger la vida y los bienes de las personas que la ocupan. 3.2.3.3 La estructura deberá poseer muros resistentes a cargas laterales dispuestas en dos direcciones ortogonales. Por lo menos el 80% de las cargas de gravedad deben ser soportadas por los muros.


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3.2.4

Rigidez

La rigidez está relacionada con la deformación de la edificación ante la acción de las cargas. 3.2.4.1 La estructura debe tener suficiente cantidad de elementos para que la deformación lateral no sea excesiva y que pueda causar daño en paredes o divisiones no estructurales, acabados arquitectónicos e instalaciones que usualmente son elementos frágiles que no soportan mayores distorsiones. Debe buscarse tener en ambas direcciones elementos más largos, aunque pocos. 3.2.4.2 Las rigideces deben ser similares en direcciones aproximadamente ortogonales. La rigidez total menor no debe ser menor que el 40% de la rigidez total en la otra dirección. En última instancia, si no se logra obtener una simetría de rigideces y masas, debe buscarse un balance entre masas y rigideces. 3.2.4.3 Se buscará alta rigidez torsional relativa a sus rigideces traslacionales, lo cual requiere ubicar los elementos más rígidos lo más cerca posible del perímetro de la edificación. 3.2.5

Continuidad

3.2.5.1 Continuidad significa que los elementos resistentes verticales y horizontales deben poder transmitir en forma directa y siguiendo el camino más corto, las cargas que recolectan desde donde se originan hasta la cimentación y por último al suelo. 3.2.5.2 Debe haber continuidad vertical de columnas y muros, lo cual significa que no deben existir columnas o muros que no llegan a la base. Cuando la vivienda tenga dos niveles es necesario que los muros que cargan el techo continúen en el primer nivel hasta la cimentación. Si los muros del segundo piso no coinciden exactamente con los muros del primer piso, deben volverse tabiques (no cargar el techo), ser de un material lo más liviano posible y deben estar bien adheridos o conectados y no deben interactuar con la estructura principal. Si no están bien conectados se pueden desprender en caso de un sismo. 3.2.5.3 Las aberturas en los muros de la vivienda deben estar distribuidas en todos los muros en forma equilibrada. 3.2.5.4 También las juntas y uniones de los elementos deben asegurarse para que la edificación responda como una unidad. 3.2.5.5 No deben haber cambios bruscos de sección de elementos, ni tampoco desalineamientos verticales en el plano de columnas y muros.


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3.3

Aspectos climáticos

3.3.1 Muchas edificaciones en varias regiones del país han sido estudiadas estableciéndose que satisfacen en forma mínima las necesidades de confort ambiental requeridas por el ser humano. Por ejemplo, en poblaciones de Quetzaltenango y Totonicapán, la condicionante que menos se satisface en las viviendas es lo que respecta a soleamiento porque las edificaciones se encuentran mal orientadas, carecen de ventanas o si las tienen son pequeñas e insuficientes. Mientras que el aspecto que menos problemas da es la precipitación pluvial. 3.3.2 Las viviendas se deben orientar tal que el sol de las mañanas sea aprovechada en las fachadas del este, y el de las tardes en las fachadas oeste. 3.3.3 Hacer una planificación compacta de las edificaciones, porque las viviendas cercanas entre sí, con la ayuda de árboles frondosos, forman zonas de calma, evitando los vientos fríos del noreste. 3.3.4 En áreas rurales debido a que no se puede lograr la mayor unión entre las viviendas, se recomienda contrarrestar los vientos fríos por medio de la plantación de árboles frondosos alejados de las viviendas para evitar que vientos fuertes arranquen los árboles y golpeen las edificaciones. Esto también podría lograrse ubicando las viviendas en laderas bajas. 3.3.5 El ingreso de polvo a las habitaciones se evita con arbustos y setos cercanos a la vivienda. 3.3.6 Las formas en planta de las edificaciones deberán ser rectangulares, ni muy alargadas ni angostas. El largo no mayor de 3 veces el ancho. Y deberán orientarse este-oeste para permitir el calentamiento limitado de las habitaciones por la acción del sol. Se tratará de exponer el lado más largo a los rayos solares por ciertos períodos del día. 3.4

Aberturas en muros

3.4.1 Se ha encontrado en muchos casos en el país que el área de las ventanas en relación con el área de sus muros es insuficiente. El rango óptimo para aberturas medianas es del 20% al 40% del área de los muros norte-sur. Sin embargo, el sistema constructivo que se emplea en el desarrollo de un proyecto será un condicionante del área de las aberturas, además de la seguridad estructural. El sistema constructivo de ladrillo y bloque permite más área por abertura y más de una abertura en el área total del muro, permitiendo así mejoras en el diseño.


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4 ESPECIFICACIONES PARA MATERIALES 4.1

Generalidades

4.1.1 Los materiales deben ser de la calidad requerida para garantizar la adecuada resistencia y capacidad de la edificación para absorber los efectos de las cargas externas e internas, y proveer la durabilidad deseada. 4.1.2 Los materiales frágiles, poco resistentes, con discontinuidades se rompen fácilmente ante la acción de un terremoto, por lo que deben evitarse. Muros de adobe, ladrillo o bloques sin reforzar, o sin vigas ni columnas adecuados, son muy peligrosos, por lo que su empleo no se recomienda. 4.2

Cemento

4.2.1 Debe usarse, un cemento hidráulico especificado por desempeño de acuerdo a la norma NTG 41095 (ASTM C1157) del tipo UGC (Uso general de la construcción) y clase de resistencia de 280 kg/cm2 (28 MPa) a los 28 días. Para casos especiales, pueden seleccionarse otros tipos de cementos, por ejemplo: Moderada resistencia a sulfatos (MRS) para construcciones cercanas al mar o de moderado calor de hidratación (MCH) para lugares muy calurosos. 4.2.2 El cemento debe estar en su empaque original, fresco y al utilizarse se debe asegurar que conserve sus características de polvo fino sin grumos. 4.2.3 El cemento se debe almacenar en un lugar techado, que proteja al mismo de la lluvia y de la humedad evitando su contacto con paredes o muros que puedan humedecerlo. 4.2.4 En los trabajos pequeños, y en forma temporal, se puede permitir el almacenamiento al aire libre, en cuyo caso debe proporcionarse una plataforma separada del suelo, con amplia cubierta impermeable. 4.2.5 El cemento en sacos, no debe ser apilado durante su transporte o almacenamiento, en pilas de más de 10 sacos de alto. 4.2.6

El cemento no debe almacenarse por un tiempo mayor de dos meses.


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4.2.7 No puede usarse, el cemento que se haya dañado por exposición a la humedad, que haya fraguado parcialmente, o que tenga terrones o esté endurecido, y debe ser rechazado el uso del contenido total del saco de cemento o del recipiente o bulto del mismo y ser retirado inmediata y definitivamente de la obra. No puede usarse el cemento recogido de los sacos rechazados o usados, o proveniente de la limpieza de los mismos. 4.3

Acero

Este material se usa en varias formas: barras de refuerzo, pernos, clavos, perfiles estructurales, etc. 4.3.1

Barras de refuerzo

4.3.1.1 Las barras de refuerzo deben cumplir con la norma NTG 36011( ASTM C915 ). Se prefieren corrugadas porque mejora la adherencia entre el concreto y el acero. 4.3.1.2 La resistencia del refuerzo puede ser de 280 MPa (2,800 kg/cm2 ó grado 40), 420 MPa (4,200 kg/cm2 ó grado 60) ó 500 MPa (5,000 kg/cm2 ó grado 70), alta resistencia, de conformidad con norma NTG 36011. 4.3.1.3 El refuerzo denominado localmente como de grado 33 o comercial no debe usarse en vista que no posee ductilidad ni uniformidad y el por alto grado de variabilidad en resistencia, y dimensiones. Las barras de refuerzo de 280 MPa (2,800 kg/cm2 ó grado 40) y/o 420 MPa (4,200 kg/cm2 ó grado 60) se identifican por números, los más usados en la construcción de vivienda y edificaciones pequeñas son:


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Tabla 4-1 NÚMERO Y DIÁMETRO DE BARRAS MAS USADAS EN LA CONTRUCCIÓN DE VIVIENDAS Número

Diámetro (pulg) (mm)

2

1/4

6.4

3

3/8

9.5

4

1/2

12.7

Observaciones Usado para los estribos de soleras, mochetas y cimientos trapezoidales Usado para el refuerzo longitudinal de cimientos, soleras, mochetas, y para estribos de vigas y columnas Usado para refuerzo longitudinal de vigas, columnas, soleras, mochetas, cimientos y zapatas

4.3.1.5 Las de barras de 500 MPa (5,000 kg/cm2 ó grado 70) normalmente se usan en diámetros milimétricos. La disponibilidad de los diámetros dependerá de los fabricantes o importadores, pero usualmente se manejan diámetros desde 3.80 mm hasta 6.41 mm en la versión corrugada. 4.3.1.6 En algunas situaciones particulares será necesario cambiar de tipo de refuerzo. Para ello deberá tomarse en cuenta el tipo de elemento estructural donde se empleará para obtener los diámetros equivalentes. Por ejemplo, para soleras, mochetas y cimientos, el cambio de refuerzo longitudinal se basará en una equivalencia de fuerzas (multiplicación de áreas por esfuerzos), mientras que para estribos se modificará el espaciamiento acordemente. 4.3.1.7 No emplear barras usadas anteriormente o rescatadas escombros, porque pueden tener fallas que debilitan su resistencia.

de

4.3.1.8 Se permite cierta cantidad de oxidación en los refuerzos si no está floja o suelta y no hay pérdida apreciable de área transversal. 4.3.1.9 Antes de vaciar el concreto se debe revisar que el refuerzo esté limpio de óxido ó herrumbe suelta, incrustaciones y escamas, grasa, aceite, rebabas, mortero seco u otro recubrimiento que pueda afectar la adherencia. 4.3.1.10 El refuerzo debe ser firmemente sostenido durante la colocación y fraguado del concreto. Las barras deben amarrarse en todas las intersecciones, excepto en el caso de espaciamientos menores de 300 mm, en el cual se amarrarán las intersecciones alternas. 4.3.1.11 El alambre usado para amarre debe tener un diámetro de 0.0625 ó 0.0800 pulgadas (1.59 á 2.03 mm), o calibre equivalente. No se permite el soldado de las intersecciones de barras de refuerzo.


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4.3.1.12 Además, la posición del refuerzo dentro de las formaletas debe mantenerse por medio de tirantes, bloques, ataduras, suspensiones y otros soportes aprobados. Los bloques deben ser de mortero de cemento prefabricado, de calidad, forma y dimensiones aprobadas. Las silletas de metal que entren en contacto con la superficie exterior del concreto, deben ser galvanizadas. Las camas de las barras deben separarse por bloques de mortero de cemento u otros medios igualmente adecuados. No es permitido el uso de guijarros, pedazos de piedra o ladrillos quebrados, tubería de metal o bloques de madera. Los estribos verticales deben estar siempre alrededor del refuerzo principal de tensión y adheridos adecuadamente a él. 4.3.1.13 El empalme de las barras será permitido donde lo indiquen los planos. Hasta donde sea factible, los empalmes en tensión deben localizarse alejados de los puntos de momento máximo o de las zonas de altos esfuerzos de tensión. 4.3.1.14 A menos que se indique de otra forma en los planos, la longitud del traslape en tensión, debe ser no menor de 24 y 36 diámetros de barra para barras de 280 MPa (2,800 kg/cm2 ó grado 40) ó menos, ni menor de 200 mm. 4.3.1.15 Los empalmes en zonas donde el esfuerzo crítico es de compresión y cuando se utilice concreto de 21 MPa (210 kg/cm2 ó mayor, el traslape debe ser no menor de 20 y 25 diámetros de barra para barras 280 MPa (2,800 kg/cm2 ó grado 40) ó menos y 420 MPa (4,200 kg/cm2 ó grado 60) respectivamente, ni menor de 200 mm. En concreto de clase inferior a 21 MPa (210 kg/cm2), las longitudes de traslape anteriores deben incrementarse en 1/3. 4.3.1.16 En los empalmes de traslape, las barras deben colocarse en contacto entre sí y amarrarse con alambre, de tal manera, que mantengan la alineación de las mismas y su espaciamiento, dentro de las distancias libres mínimas especificadas, con relación a las demás barras y a las superficies del concreto. 4.3.1.17 Las barras no deben quedar torcidas ni tener curvaturas no especificadas al fundir el concreto. 4.3.1.18 El acero de refuerzo debe almacenarse por encima del nivel del terreno, sobre plataformas, largueros, bloques u otros soportes de madera u otro material adecuado y debe ser protegido hasta donde sea posible contra daños mecánicos y deterioro superficial, incluyendo los efectos de la intemperie y ambientes corrosivos. 4.3.1.19

Las barras de refuerzo deben ser dobladas en frío.

4.3.1.20 A menos que los planos lo muestren en otra forma, los dobleces deben hacerse de acuerdo con los requisitos siguientes:


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(a) Los estribos y las barras de amarre o sujeción del refuerzo deben doblarse alrededor de un pasador de un radio no menor del diámetro del estribo o barra (b) Los dobleces para las otras barras No.3 (9.5mm) ó No.4 (12.7 mm), tendrán radios en el interior del pasador no menores de 2.5 veces el diámetro de la barra 4.2.1.21 Información adicional sobre el detallado, espaciamiento y colocación de la armaduría de acero puede obtenerse en norma ACI 318S-08 y en el Manual de prácticas estándar para el acero de refuerzo, del Concrete Reinforcing Steel Institute (CRSI). 4.3.2

Herrajes

4.3.2.1 Pernos, Clavijas y Espigas. Los pernos comunes maquinados, clavijas y espigas pueden ser de hierro forjado o de acero de carbono intermedio. Las arandelas pueden ser de hierro fundido de segunda fusión, o hierro fundido maleable, o cortadas de lámina de hierro forjado o lámina de acero de carbono intermedio. Los pernos comunes maquinados deben tener cabezas y tuercas cuadradas. 4.3.2.2 estándar.

Clavos. Los clavos deben ser de alambre de acero liso y de forma

4.3.2.3 Conectores para Madera. Los conectores para madera pueden ser de los siguientes tipos según se especifique en los planos: conectores de anillo partido; conectores de anillo dentado; conectores de placas de corte o conectores de malla de escarpias. 4.3.2.4 Galvanizado del Herraje. Todo el herraje debe ser galvanizado conforme ASTM A 153 a menos que se especifique en otra forma. 4.3.3

Mallas de refuerzo

4.3.3.1 No debe de utilizarse en elementos sismo resistente tales como cimentaciones, vigas y columnas. 4.3.3.2 También es posible usar combinaciones de refuerzos de alta resistencia para fundiciones de muros y losas, siendo el más común la estructomalla o malla electrosoldada, cuyo módulo de espaciamiento es generalmente de 150 mm ó 6 pulgadas. Su resistencia normalmente es 500 MPa (5,000 kg/cm2 ó grado 70). 4.3.3.3 Las planchas de malla de alambre de refuerzo electrosoldado, deben traslaparse unas con otras, lo suficiente para mantener una resistencia uniforme y deben amarrarse debidamente en los extremos y bordes. El traslape en las mallas AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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de alambre liso, no debe ser menor del espaciamiento de la malla, en la dirección del traslape, más 50 mm. En las mallas de alambre corrugado, el traslape debe calcularse de acuerdo con el Reglamento ACI 318S-08, pero en ningún caso será menor de 300 mm. 4.3.4

Perfiles estructurales de acero

El acero se produce en formas preestablecidas, siendo las más conocidas las de alma llena o sección I, canales o costaneras, angulares, tubos, joists, etc. Dichas secciones pueden ser roladas de molino, o bien hechizas. Su diseño, fabricación y ejecución en edificaciones y otras estructuras debe ser de acuerdo a la norma AISC 360-05. Los elementos deben protegerse de la corrosión aplicando 2 manos de pintura anticorrosiva. 4.3.5

Perfiles estructurales livianos de acero conformados en frío

Incluye los elementos conformados en frío a partir de láminas o tiras de acero, para parales, largueros, costaneras, entramados ligeros de muros, pisos y cubiertas, joists y otros elementos estructurales o no estructurales. Deben de cumplir con la norma ASCE-8, Diseño de elementos estructurales de cero conformados en frío y con las normas AISI de Diseño de elementos estructurales de acero conformado en frío y la norma AISI S 230- Método prescriptivo para viviendas de uno y dos niveles 4.4

Agregados

Los agregados constituyen del 60 al 75% del volumen de una mezcla típica de concreto, por lo que sus características influyen mucho en la calidad del concreto. El término agregados comprende tanto las arenas, gravas naturales como las arenas y piedrines obtenidos por trituración. Deben de cumplir con la norma NTG 41007 (ASTM C33 ) para agregados de densidad normal, con la norma ASTM C330 para agregados livianos, y con la norma ASTM C144 Especificaciones para agregados de morteros de mampostería. 4.4.1 La limpieza, estabilidad volumétrica, resistencia, forma y textura de las partículas son importantes. Los agregados se consideran limpios si están libres de arcillas dañinas, limo, mica, esquistos, materia orgánica vegetal, humus, tierra, sales químicas agresivas o reactivas (sulfuros, sílice reactivos con álcalis) y partículas recubiertas. 4.4.2 Las partículas planas y alargadas (longitud mayor que 5 veces el espesor promedio) deben evitarse porque perjudican la trabajabilidad del concreto, AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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resultando mezclas con más arena, cemento y agua. El porcentaje no debe sobrepasar el 15% en peso. 4.4.3 La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto. 4.4.4 La grava o piedrín no debe ser friable o desmenuzable ni tener tamaños mayores a 50 mm. 4.4.5 Los agregados para concreto deben de obtenerse preferiblemente de plantas que produzcan de acuerdo a las norma NTG 41007 (ASTM C33) y que puedan certificar la calidad del producto. 4.4.6 Se deben de evitar agregados que contengan esquistos, materiales suaves o deleznables (friables) ó porosos. La mayoría de agregados desde la vertiente sur de la cadena montañosa que atraviesa el país hasta el océano pacífico, son de origen volcánico. Muchas de la arenas de ríos y de las llamadas minas, contienen porcentajes elevados de partículas de materiales piroclásticos (pómez) livianos. Además pueden tener minerales silíceos reactivos con los álcalis del cemento que pueden provocar daño en el concreto (fisuración y rotura). Se recomienda que antes de utilizar los agregados se le realicen ensayos de reactividad potencial álcali-sílice. 4.5

Piedra

4.5.1 La piedra se usa normalmente para fabricar concreto ciclópeo. Es una combinación de concreto de cemento hidráulico y de piedra grande de tamaño no mayor de 300 mm. El concreto deberá tener una resistencia a la compresión mínima de 12.5 MPa (125,0 kg/cm2). 4.5.2 La piedra puede consistir en piedra partida o canto rodado, de buena calidad, de preferencia en su estado natural (con caras sin labrar), limpia, dura, sana, durable, libre de agregaciones, fracturas, grietas u otros defectos estructurales que tiendan a reducir su resistencia a la intemperie. 4.5.3 Se conservará libre de suciedad, aceite, mortero seco y otras sustancias que afecten su adhesión con el concreto. 4.5.4 La piedra debe colocarse cuidadosamente de preferencia a mano, sin dejarla caer o tirarla, para no causar daño a la formaleta, a las tuberías transversales en el caso de cabezales o al concreto adyacente parcialmente fraguado. AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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4.5.5 Podrá usarse piedra estratificada, siempre que sea colocada horizontalmente con relación a su plano de ruptura. Toda la piedra antes de ser colocada, debe limpiarse y mojarse con agua limpia, de modo de evitar que la piedra absorba agua del concreto. Cada piedra debe estar rodeada de por lo menos de 250 mm de cualquier superficie superior ni a menos de 80 mm de cualquier otra superficie de la estructura que se está construyendo. Si se interrumpe la fundición o colado, al dejar una junta de construcción, debe dejarse piedras sobresaliendo no menos de 100 mm para formar llave. Antes de continuarse la fundición, debe limpiarse la superficie donde se colocará el concreto fresco, y mojarse la misma con agua limpia. 4.5.7 El concreto ciclópeo no se debe usar en elementos cuyo peralte sea menor de 400 mm y/o en los que el espesor sea menor de 300 mm. 4.6

Concreto hidráulico

El concreto hidráulico debe de cumplir con la norma NTG 410068 (ASTM C 94) si es concreto premezclado. El concreto es una mezcla heterogénea de arena, grava, cemento y agua. En muchas ocasiones con aditivos que modifican sus características para lograr un mejor desempeño. La economía de usar concreto reside en que tanto la grava o piedrín como la arena y otros agregados están disponibles en forma abundante en casi todas las localidades. El concreto puede ser de varios tipos, siendo actualmente los más conocidos el concreto de peso normal y el concreto liviano. La resistencia del concreto depende de muchos factores tales como los materiales, el diseño de la mezcla, el proceso de fundición, y curado. La resistencia a usar es la indicada en los planos autorizados de la obra. 4.6.1

Proporcionamiento del concreto

4.6.1.1 Las proporciones de los ingredientes del concreto deben establecerse con el objeto de garantizar lo siguiente: a) El cumplimiento con los requisitos para la evaluación y aceptación del concreto con base en las pruebas de resistencia; b) La trabajabilidad y consistencia adecuada para permitir que el concreto se coloque adecuadamente, dentro de las formaletas y alrededor del refuerzo de acero bajo las condiciones de colocación que van a emplearse, sin


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segregación o exudación excesivas; y c) La resistencia a aguas o suelos nocivos y otras condiciones hostiles, cuando se requiera. 4.6.1.2 Las proporciones del concreto pueden establecerse con base en la experiencia de campo con materiales semejantes a los que se emplearán en la obra propuesta, o sobre la base de pruebas de tanteo en el laboratorio. 4.6.1.3 Las proporciones deben realizarse preferentemente por masa, en un laboratorio reconocido ó acreditado ó en la planta de concreto premezclado que proveerá el concreto requerido. 4.6.1.4 Para casos en que no sea posible cumplir con las condiciones del inciso anterior, deberá evaluarse la proporción volumétrica a realizarse en obra con base en el tipo de elemento estructural que se va a construir, las partes se deben medir en el mismo recipiente como balde, cubeta o cajón. 4.6.1.5 Cuando se trate de estructuras pequeñas y si no se cuenta con experiencia de campo o con datos adecuados de bachadas de tanteo en el laboratorio, puede basarse las proporciones del concreto en los límites de la relación agua/cemento indicadas en la tabla siguiente


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Tabla 4-2 RELACIONES DE AGUA/CEMENTO (Para asentamientos de 100mm) (Para concretos con agregados finos conteniendo material de baja densidad (pómez) y con absorción de agua de 2 % ó mayor) MPa 14.0 17.5 21.0 24.5 28..0 31.5 35.0 38.5 42.0

Resistencia kg / cm2 140.0 175.0 210.0 245.0 280.0 315.0 350.0 385.0 420.0

Psi 2000.0 2500.0 3000.0 2500.0 4000.0 4500.0 5000.0 5500.0 6000.0

REL. A/C 0.75 0.70 0.65 0.55 0.51 0.46 0.40 0.36 0.32

NOTA: Para concreto con agregados finos sin material de baja densidad y con absorción de agua de 1 % ó menor, las relaciones agua/cemento pueden reducirse en 10 %.

4.6.1.6 Las cantidades indicadas en tabla 4-2 anterior no deben tomarse como límites cuando se apliquen los métodos normales de diseño de mezclas. Para diseños de mezclas de concreto seguir los lineamientos normados en ACI 211.1.-91 R2002 (re aprobada en 2002) “Práctica estándar para la selección de las proporciones de los concretos normal, pesado y masivo”. 4.6.1.7 El agua para mezclado y curado del concreto o lavado de agregados debe ser preferentemente potable, limpia y libre de cantidades perjudiciales de aceite, ácidos, álcalis, azúcar, sales, como cloruros o sulfatos, material orgánico y otras sustancias que puedan ser nocivas al concreto o al acero. 4.6.1.8 El agua proveniente de abastecimientos o sistemas de distribución de agua potable, puede usarse sin ensayos previos. Donde el lugar de abastecimiento sea poco profundo, la toma debe hacerse en forma que excluya sedimentos, toda hierba y otras materias perjudiciales. 4.6.2

Dosificación y Mezclado

El concreto puede ser dosificado en una planta dosificadora con o sin mezclado central y transportado a la obra en camiones mezcladores y/o agitadores. También puede ser mezclado por mezcladoras estacionarias en el lugar de la obra, y para cantidades pequeñas (1/2 m3 ó menos) puede usarse el mezclado manual. Preferentemente y siempre que sea posible debe usarse concreto premezclado.


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4.6.2.1. Dosificadora con o sin planta central de mezclado transportado en camiones revolvedores (Concreto premezclado)

y

El concreto debe ser suministrado preferentemente por una planta de concreto premezclado, que cuenta con dosificación por peso con o sin mezcladora central y transportado por camiones mezcladores y/o agitadores. Si esto no es posible el concreto puede mezclarse en obra como se indica en 4.6.2.2. 4.6.2.1.1 Los camiones mezcladores o agitadores deben ser preferentemente del tipo tambor giratorio, y construidos de tal forma que el mezclado produzca un concreto homogéneo. 4.6.2.1.2 El concreto debe ser transportado, descargado, entregado y colocado dentro de hora y media después de que el cemento haya sido puesto en contacto con los agregados en la mezcladora y una hora o menos si se emplea otros medios de transporte desprovisto de agitadores. Es necesario llevar el control de la hora de carga del camión, de la hora de llegada a la obra y de la hora de inicio de la descarga para poder establecer el cumplimiento de lo estipulado. 4.6.2.1.3 Cuando existan condiciones de clima cálido, 30°C (85°F) o mayor, de mucho viento u otras que favorezcan el rápido endurecimiento de la mezcla, el límite de tiempo mencionado puede ser reducido a 1 hora si para el transporte se usan camiones agitadores, y a 45 minutos o menos si se emplean otros medios de transporte desprovistos de agitadores. 4.6.2.2

Mezcladoras estacionarias en el lugar de la obra

4.6.2.2.1 El contenido de la mezcladora debe ser totalmente vaciado del tambor, previamente a la colocación de la carga siguiente. El interior del tambor y la canaleta de descarga, deben mantenerse libres de acumulaciones de mezclas y lavarse con mucho cuidado inmediatamente después y antes de cada fundición o cuando se interrumpa por más de 45 minutos la fundición. 4.6.2.2.2 Cada carga se debe introducir en tal forma dentro del tambor que parte del agua entre en el mismo antes del cemento y del agregado y continúe fluyendo dentro del tambor cuando menos durante 5 segundos después de que todo el cemento y los agregados estén en él. El agua debe quedar vertida totalmente dentro del tambor dentro de la primera cuarta parte del tiempo especificado de mezcla. 4.6.2.2.3 Para mezcladoras estacionarias no mayores de una capacidad de 3 m3, el tiempo total de mezclado debe ser no menor de 1 ½ minutos. Por cada 0.76 m3 adicional de capacidad, el tiempo puede incrementarse en ¼ de minuto, y se debe continuar hasta lograr un concreto de consistencia uniforme y apariencia satisfactoria. En todo caso, el tiempo máximo de mezclado no debe sobrepasar de cinco minutos, a fin de evitar la fragmentación y la segregación del agregado.


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4.6.2.2.4 El tiempo de mezclado será medido desde el momento en que los agregados y el cemento estén dentro del tambor y éste empiece a girar. El mezclado del concreto debe iniciarse dentro de los 30 minutos a partir del momento en el que el cemento entre en contacto con los agregados. 4.6.2.2.5 Si los agregados están muy húmedos o la temperatura ambiente es mayor de 30°C (85°F) o existen otras condiciones que favorezcan el rápido endurecimiento de la mezcla, este tiempo debe reducirse en 15 minutos. 4.6.2.3

Mezclado Manual

4.6.2.3.1 El mezclado manual debe hacerse en amasadas ( bachadas ) no mayores de ½ m3. La cantidad de agregado debe ser medida en cajones apropiados. La mezcla debe hacerse sobre una plataforma lisa e impermeable. La arena y el cemento deben de mezclar cuidadosamente por medio de palas mientras estén secos, hasta que la mezcla tenga un color uniforme, después de lo cual se forma un cráter agregando el agua en la cantidad necesaria para obtener un mortero de adecuada consistencia. El material de la parte exterior del anillo del cráter se palea entonces hacía el centro y se da vueltas a toda la masa cortándola en secciones hasta que se logre una consistencia uniforme. 4.6.2.3.2 Se humedece completamente el agregado grueso y se añade al mortero dando vueltas y revolviendo toda la masa por lo menos 6 veces hasta que todas las partículas de piedra estén cubiertas de mortero y la mezcla sea de un color y una apariencia uniformes. Las cargas mezcladas a mano no deben usarse para concreto colocado debajo del agua. 4.6.2.3.3 Cuando se realice una mezcla de concreto, realizar la prueba de la bola. Esta consiste en formar una bola con la mezcla. Si no la puede formar pues se le desmorona es porque le falta agua o arena. Si se le escurre en las manos, se pasó de agua. Si logra formarla, es que la mezcla es adecuada. 4.6.2.4

Manejo y colocación del concreto

4.6.2.4.1 Todo el concreto debe ser colocado en horas del día y su colocación en cualquier parte de la obra no debe iniciarse si no puede completarse en dichas condiciones, a menos que se disponga de un adecuado sistema de iluminación. 4.6.2.4.2 Previamente a la colocación del concreto, debe limpiarse el interior de las formaletas, de aserrín, viruta, basuras y otras materias extrañas. 4.6.2.4.3 Cuando sea necesario, las formaletas de madera, las superficies de cimentación, y otras superficies que absorban la humedad, se deben mojar antes de colocar el concreto. 4.6.2.4.4 No se debe exponer el concreto a la acción del agua antes del fraguado final. El concreto no debe exponerse durante su colocación o después de la misma a la acción de aguas o suelos que contengan sales alcalinas, hasta AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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pasado un período de por lo menos 3 días, o de agua salada por un período de por lo menos 7 días. 4.6.2.4.5 Para el manejo del concreto desde la mezcladora hasta la colocación del mismo en su sitio final, deben usarse solamente aquellos métodos y equipo que reduzcan a un mínimo la segregación, separación o pérdida de materiales, y aseguren el suministro de un concreto homogéneo y digno de confianza bajo todas las condiciones y procedimientos de colocación. 4.6.2.4.6 Donde las operaciones de colocación del concreto impliquen verterlo directamente desde una altura de más de 2.0 m., se debe depositar a través de tubos de lámina metálica u otro dispositivo aprobado. 4.6.2.4.7 El concreto debe colocarse tan cerca de su posición final como sea posible. No debe depositarse una gran cantidad de él en un determinado punto, para luego extenderlo o manipularlo a lo largo de las formaletas. 4.6.2.4.8 El concreto debe, durante y después de ser depositado, consolidarse completamente manipulándolo continuamente con una herramienta adecuada, o vibrándolo como se establece más adelante. Donde no se usen vibradores, todas las partes angostas deben ser bien paleteadas y el mortero emparejado en la superficie, por el manejo continuo de un implemento para trabajar el concreto. 4.6.2.4.9 En todos los casos en que sea difícil colocar el concreto junto a las formaletas debido a las obstrucciones producidas por el acero de refuerzo, o por cualquier otra condición, debe procurarse el contacto apropiado entre el concreto y las caras interiores de las formaletas, utilizando vibradores internos o vibradores de formaleta. 4.6.2.4.10 El concreto se debe colocar en capas horizontales continuas cuyo espesor no exceda generalmente de 300 mm. Cuando por razones de emergencia sea necesario colocar menos de una capa horizontal completa en una sola operación, dicha capa debe terminar en una sección vertical. En cualquiera de las capas, las descargas deben sucederse una tras otra, debiendo cada una de ellas colocarse y compactarse, antes de que la precedente haya alcanzado el fraguado inicial, para que no quede una separación entre las mismas. Cada capa de concreto se debe dejar algo áspera para lograr una liga eficiente con la capa subsiguiente. La capa superior colocada antes de que la inferior haya fraguado, debe compactarse en forma tal, que evite la formación de una junta de construcción entre ambas. 4.6.2.4.11 Las capas que se completen en un día de trabajo o que hayan sido colocadas poco antes de interrumpir temporalmente las operaciones, se deben limpiar de toda la lechada o de cualquier otro material objetable tan pronto como las superficies sean lo suficientemente firmes para retener su forma. Para evitar las uniones visibles en las caras expuestas hasta donde sea posible, se les debe dar una acabado adecuado.


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4.6.2.4.12 El método y manera de colocación del concreto se regulará en tal forma que todas las juntas de construcción se coloquen en las zonas de bajo esfuerzo cortante y en lo posible en sitios que no sean visibles. 4.6.2.4.13 La colocación del concreto por bombeo puede ser permitida dependiendo de la adaptabilidad del método a usarse en la obra. El equipo debe disponerse en una forma tal que las vibraciones derivadas de su operación no dañen el concreto fresco, recién colocado. 4.6.2.4.14 Al emplear bombeo mecánico, la operación de la bomba debe ser tal, que se produzca una corriente continua de concreto sin bolsas de aire. Cuando se terminen las operaciones de bombeo, en caso de que se vaya a usar el concreto que quede en las tuberías, éste se debe expeler de tal manera que no se contamine o que se separen los agregados. 4.6.2.4.15 Al emplearse bombeo neumático, el equipo de bombeo debe colocarse lo más cerca posible del depósito de concreto. Las líneas de descarga deben ser horizontales o inclinadas hacia arriba respecto a la máquina de bombeo. 4.6.2.4.16 El concreto para las columnas debe colocarse en una operación continua. Debe dejarse que el concreto haya endurecido por lo menos 24 horas, antes de apoyar sobre ellas las vigas o losas. 4.6.2.4.17 El concreto de las vigas debe ser colocado en una sola operación, depositándolo uniformemente en capas horizontales a todo el largo de la viga. 4.6.2.4.18 Antes de colocar cualquier concreto para las losas se debe tener a mano una regla niveladora y herramientas de acabado aprobadas, para nivelar la superficie de la losa hasta obtener el nivel deseado. 4.6.2.4.19 El concreto debe colocarse en franjas o capas como lo indiquen los planos y en su espesor total. El ancho de dichas franjas o capas será tal que el concreto de cualquiera de ellas no alcance su fraguado inicial antes de que se efectúe la fundición de la siguiente. Al efectuar el trabajo, el concreto puede ser transportado en carretillas sobre la losa ya fundida, siempre que se usen tablones para distribuir la carga sobre las vigas. 4.6.2.5 Reablandamiento del concreto. No se debe de hacer ningún reablandamiento del concreto, agregándole más agua o por otros medios

4.6.3

Vibrado

4.6.3.1 El vibrado se debe hacer para consolidar el concreto, eliminar las burbujas de aire en el concreto y evitar futuras “ratoneras” o vacíos en los elementos estructurales que debilitan su resistencia, rigidez y continuidad.


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4.6.3.2 Una forma de consolidar el concreto es el vibrado manual del mismo. Una vez colocado, se introduce repetidamente una barra lisa y recta No.5 ( 16 mm) que tenga una punta redondeada con el fin de llenar todos los espacios vacíos que puedan quedar, en el concreto recién colocado. 4.6.3.3 A menos que se especifique de otra manera, todo el concreto debe ser consolidado usando para el efecto vibradores mecánicos, de tipo interno. Para fundiciones delgadas, donde las formaletas estén especialmente diseñadas para resistir la vibración, se pueden usar vibradores exteriores de formaleta. Para vibrar secciones delgadas fuertemente reforzadas, el constructor debe usar cabezas de un tamaño que permita la apropiada vibración del concreto sin causar desperfectos o molestias al acero de refuerzo, a las formaletas, ni al concreto adyacente ya endurecido. 4.6.3.4 La vibración debe ser de una intensidad y duración suficientes para producir la plasticidad y la adecuada consolidación del concreto, pero no debe extremarse hasta causar la segregación de los materiales. La intensidad de la vibración será tal que afecte visiblemente una masa de concreto de revenimiento o asentamiento de 25 mm en un radio de por lo menos 450 mm. 4.6.3.5 Las vibraciones se deben aplicar en el punto de descarga y donde haya concreto depositado poco antes. Los vibradores no deben empujarse rápidamente sino que se les permitirá que ellos mismos se abran camino dentro de la masa de concreto y se retirarán lentamente para evitar la formación de cavidades. 4.6.3.6 Los vibradores deben insertarse verticalmente, atravesar la capa que se está consolidando y penetrar unos centímetros en la capa colocada anteriormente, la que debe estar en estado plástico, a intervalos sistemáticos de tal manera que se logre una compactación adecuada. Los puntos de aplicación deben espaciarse uniformemente a distancias no mayores del doble del radio de vibración efectiva de los vibradores. 4.6.3.7 La vibración debe ser tal que no se transmita por el refuerzo a secciones o capas de concreto que hayan endurecido a tal grado que el concreto no pueda volverse plástico por su revibración, y tampoco debe usarse como medio para transportar el concreto a lo largo de las formaletas ni para desplazar el mismo a distancias tales que causen su segregación. 4.6.3.8 Con el fin de obtener un concreto debidamente consolidado carente de cavidades, burbujas y similares, la vibración debe ser complementada por la compactación manual que sea necesaria a lo largo de las superficies de las formaletas y en las esquinas y puntos donde sea difícil obtener una vibración adecuada.


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4.6.4

Curado

4.6.4.1 El curado consiste en mantener un contenido satisfactorio de humedad y una temperatura adecuada en el concreto recién fundido, para que este desarrolle las propiedades para las cuales fue diseñado. La resistencia y la durabilidad del concreto se desarrollarán plenamente sólo si se cura de manera adecuada. Todas las superficies de concreto deben mantenerse húmedas por un período no menor de siete (7) días, después de haber sido colocado el concreto. Durante ese tiempo se debe proteger el concreto del viento y del sol y debe mantenerse tan húmedo como sea posible especialmente los tres (3) primeros días. 4.6.4.2 Inmediatamente después del retiro de las formaletas y la terminación del acabado de las superficies, el concreto puede ser curado por alguno de los métodos indicados a continuación. Si las formaletas de madera deben permanecer en su sitio por el período de curado, deben mantenerse húmedas todo ese tiempo. Deben tomarse las precauciones necesarias para proteger el concreto fresco contra las altas temperaturas y los vientos que puedan causar un secado prematuro y la formación de agrietamientos superficiales. En caso necesario deben colocarse cortinas protectoras contra el viento hasta que el concreto haya endurecido lo suficiente para recibir una cubierta o tratamiento de curado. 4.6.4.3

Métodos de Curado con Agua

4.6.4.3.1

Las losas de concreto pueden ser cubiertas por:

x

Tierra o arena mojada de un espesor mínimo de 50 mm.

x

Lámina de agua, mantenida a un nivel tal que la superficie de la losa quede completamente sumergida durante todo el período de curado.

x

Cubiertas apropiadas, como esterillas de algodón o brines empapados, membranas de polietileno, papel impermeable u otras cubiertas.

4.6.4.3.2 Todas las otras superficies de concreto pueden ser mantenidas húmedas, mediante el uso de cubiertas apropiadas como las indicadas en el párrafo anterior o por medio de rociado o riego continuo de agua. Para aquellas áreas que deban ser acabadas por frotado, podrá quitárseles las cubiertas provisionalmente para permitir el acabado, debiendo las mismas ser repuestas tan pronto como sea posible. 4.6.4.4

Compuesto Líquido para curado

4.6.4.4.1 A todas las superficies se les debe dar el acabado superficial exigido antes de la aplicación del compuesto líquido para curado. Durante el período de curado, el concreto debe ser protegido por cubiertas húmedas o por rociado continuo. El compuesto líquido para curado debe ser de una consistencia apropiada para regarlos a las temperaturas existentes durante la construcción y AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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formar una película continua y uniforme. Debe estar libre de materias en suspensión causadas por las condiciones de almacenamiento o temperatura, ser relativamente antitóxico y de tal naturaleza que no reaccione con el concreto. 4.6.4.4.2 Además, si es del tipo transparente o traslúcido debe contener una tintura temporal para ayudar a obtener una cobertura uniforme. El color debe permanecer visible por lo menos 4 horas, al cabo de las cuales se esfumará dejando la superficie del concreto libre de cualquier cambio pronunciado de color, salvo un ligero oscurecimiento y carente de decoloración objetable. 4.6.4.4.3 El compuesto líquido debe aplicarse por medio de un equipo de rociado o regado a la velocidad indicada por el fabricante pero no menor de 1,000 c.c. (1 litro) por cada 3.60 m2 (1 galón para cada 150 pies cuadrados) de superficie de concreto. Todo el concreto curado por este método debe recibir 2 aplicaciones del compuesto líquido para curado. La primera capa debe aplicarse después del retiro de la formaleta y haber sido acabado el concreto. Si la superficie está seca, debe mojarse completamente con agua, aplicando el compuesto líquido de curado cuando desaparezca de la superficie la película de agua. La segunda aplicación se hace después de que haya secado y fraguado la primera capa, y en sentido perpendicular a la primera capa. 4.6.4.4.4 Las capas de curado deben mantenerse protegidas contra daños por lluvia u otra forma por un período no menor de 10 días. Si no puede evitarse que se produzcan daños, debe exigirse la aplicación del curado con agua. Durante el tiempo caluroso, las superficies de concreto deben conservarse húmedas por curado continuo con agua por un período no menor de 24 horas, inmediatamente después del acabado de las mismas. Después de este período puede aplicarse compuesto líquido para curado (preferiblemente con pigmento blanco) o continuar con el curado con agua. Para temperaturas ambientales mayores de 32° C y vientos secos, es recomendable suspender el uso del compuesto líquido de curado y utilizar el método de curado con agua. 4.6.5

Remoción de las formaletas y de la obra falsa

4.6.5.1 El tiempo de remoción de las formaletas y obra falsa está condicionado por el tipo y localización de la estructura, el curado, el clima y otros factores que afecten el endurecimiento del concreto. Si las operaciones de campo no están controladas por ensayos de especímenes de concreto, el siguiente cuadro puede usarse como guía para el tiempo mínimo requerido antes de remoción de las formaletas y de la obra falsa.


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Tabla 4-3 Tiempo para remoción de formaleta Tipo de elemento Vigas con luces de 3,000 mm o menos Vigas con luces mayores de 3,000 mm Losas Muros Columnas Lados y vigas y todas las demás partes

Tiempo para remoción de formaleta 10 a 14 días 14 a 21 días 7 a 14 días 12 a 24 horas 1 a 7 días 12 a 24 horas

4.6.5.2 La remoción de formaletas y soportes se debe hacer cuidadosamente y en forma tal que permita al concreto tomar gradual y uniformemente los esfuerzos debidos a su peso propio.


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4.7 4.7.1

Madera Generalidades

4.7.1.1 Es un material orgánico formado por celdas tubulares relativamente largas orientadas en sentidos ortogonales formando un tejido. 4.7.1.2 Tomando en cuenta sus ventajas: fácil obtención en cualquier parte del país, alta relación resistencia/peso, soporta adecuadamente esfuerzos de flexión, tensión, corte y compresión; alta resistencia a la fatiga; así como sus desventajas: poca rigidez, alta variabilidad en sus propiedades mecánicas, propensa a cambios volumétricos, riesgo de pudrición, ataque de hongos; la madera es un producto de uso generalizado para propósitos de construcción, tanto en la modalidad de madera rústica como cepillada, para propósitos temporales o permanentes. 4.7.1.3 En el país se distinguen maderas blandas como el pino y ciprés, y maderas duras como el encino, caoba, chichique, conacaste, etc. 4.7.1.4 La madera puede clasificarse en madera de uso general y madera estructural. 4.7.1.5 La madera de uso general se aplica en la fabricación de muebles, puertas y ventanas, así como en estructuras temporales, fundamentalmente formaletas y obra falsa. 4.7.1.6 La madera estructural es producto graduado en cuanto a esfuerzos admisibles y fabricado en condiciones controladas en una planta. 4.7.1.7 La madera laminada estructural se fabrica bajo condiciones controladas de una planta laminadora de madera y consistente en ensambles de lámina o capas de madera convenientemente seleccionadas y preparadas, unidas entre sí sólidamente por medio de adhesivos adecuados, El hilo de las láminas o capas debe ser en general paralelo longitudinalmente. El espesor de las láminas o capas generalmente no debe exceder de 50 mm. Las láminas o capas pueden consistir de piezas unidas a tope por sus extremos para conformar cualquier longitud o de piezas pegadas por sus costados o cantos para hacer piezas más anchas, o de piezas curvadas durante su fabricación. 4.7.2

Defectos en la madera

Por su naturaleza la madera presenta características irregulares que afectan su resistencia, algunos aceptables y otros objeto de rechazo.


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4.7.2.1

Defectos permisibles

Se permiten nudos y picaduras, grietas tangencial o radial, fibra torcida o inclinada. Los nudos son consecuencia del aparecimiento de las ramas en los árboles, reducen resistencia a flexión y tensión, afectan en menor grado la resistencia a corte y la compresión. Las grietas reducen la resistencia a corte, especialmente en flexión, teniendo poca influencia en compresión y tensión. 4.7.2.2

Defectos tolerables

Si se presentan en menor escala: bolsas de resina, agujeros pequeños, combamiento reducido, rebordes pequeños de cicatrización. 4.7.2.3

Defectos que son causa de rechazo

Fibra rota por compresión o tensión, defectos por volteo del árbol (desgarramiento), defectos por secado (alabeo, colapso, combado), y pudrición. 4.7.3

Tratamiento preservativo de la madera

4.7.3.1 La madera para uso en estructuras permanentemente expuestas a la humedad debe ser tratada con preservativos adecuados de preferencia aplicados por métodos a presión. 4.7.3.2 El tipo de preservativo y el método de tratamiento a ser usado debe ser escogido por su adaptabilidad a las condiciones de exposición a que estará sujeta la estructura de que se trate. El estudio de las condiciones debe incluir el efecto de hongos, insectos, crustáceos o moluscos, exposición al agua; condiciones de mojado y secado; efecto de contacto con el suelo; clima, temperatura y humedad relativa ambiental durante el período de vida útil; requisitos de limpieza y pintura; efectos del preservativo a usar y registros de la experiencia pasada con elementos de madera tratada en forma similar a la propuesta, y expuesta en condiciones similares a las previstas para el caso de que se trate. 4.7.3.3 La madera que haya de ser pintada, debe ser tratada con preservativos disueltos en agua o con pentaclorofenol en solvente orgánico volátil. 4.7.3.4 Para maderas sujetas a exposiciones severas en contacto con el suelo y el agua, cuando no se requiere pintura o no es objetable el olor, se deben emplear la creosota o soluciones de creosota aplicadas por métodos a presión. 4.7.3.5 Protección de superficies en madera no tratada. En las estructuras de madera no tratada, y antes de ensamblar las partes, deben ser impregnadas con 2 manos de creosota caliente, las superficies siguientes: extremos de piezas, y todas las superficies de contacto de postes, soleras, cabezales, vigas y largueros de piso; todos los extremos, juntas y superficies de contacto de AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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apuntalamientos, armaduras, y entramados. Todas las superficies de uniones a tope, y todas las piezas de madera que tengan que estar en contacto con la tierra, deben recibir un tratamiento similar. 4.7.4

Transporte, manejo y descarga de la madera

4.7.4.1 Todas las piezas de madera deben ser manejadas cuidadosamente evitando dejarlas caer, arrastrarlas, que se rompan las fibras exteriores, y que se produzcan raspaduras o daños en las superficies de las piezas por efecto de las herramientas usadas en el manejo. De preferencia deben descargarse por medio de lazos o cinchos de plástico o de tejido, y si se emplean cadenas o cables, deben acolchonarse las áreas de contacto para evitar daños. No deben utilizarse palancas de gancho, ganchos y picas. 4.7.4.2 La madera debe protegerse durante su transporte contra la lluvia y polvo o daños por objetos cortantes o puntiagudos. 4.7.5

Almacenamiento de la madera

4.7.5.1 Toda la madera sin tratar que se encuentre en el sitio de la obra debe ser apilada para evitar su combamiento. El apilado debe hacerse al aire libre, bajo un cobertizo que proteja la madera de la acción directa de los rayos del sol, sobre soportes por lo menos 300 mm arriba de la superficie del terreno. Las piezas individuales deben separarse por tiras o tacos que permitan la libre circulación del aire entre las mismas. En caso de tiempo lluvioso, deben cubrirse las pilas con papel o brin impermeable. No debe usarse para este fin película de polietileno transparente porque la madera está sujeta a decoloración por acción del sol. 4.7.5.2 La madera tratada debe ser apilada en forma apretada y protegida de la lluvia en los casos que sea requerido. 4.7.5.3 El papel impermeable en que viene envueltas las piezas de madera laminada estructural para su protección durante el transporte, debe dejarse intacto hasta el momento de proceder al montaje de la estructura.


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4.7.6

Requisitos de construcción

La fabricación consiste en la realización en la planta o taller de fabricación de la madera, de todas las operaciones de corte, rebajado, taladrado, ranurado, cepillado, acabado y marcado de los diferentes miembros y componentes necesarios para que los mismos queden listos para su montaje en la obra, sin requerir de fabricación adicional, salvo aquellas operaciones que por razones de trabajo y necesidad de ajuste durante el ensamblaje de las piezas deben ser dejadas para el montaje final de la estructura. 4.7.6.1

Trabajo de taller

4.7.6.1.1 Todas las operaciones de fabricación de las piezas, incluyendo laminados, cortes, taladro de agujeros, rebajado y cepillado necesarias para dejar las piezas listas para su montaje, deben ser efectuados preferentemente antes de someter la madera a tratamiento preservativo. 4.7.6.1.2 Todos los componentes deben exhibir una alta calidad de trabajo y acabado y sus tolerancias en cuanto a cortes, taladrado y tamaños deben ajustarse a las especificaciones y controles que indiquen los planos o las disposiciones especiales y no mayores que las señaladas en párrafos siguientes: 4.7.6.1.3 Cortes a escuadra en los extremos de las piezas. Todos los extremos de las piezas deben ser cortados a escuadra con una tolerancia dentro de 1/16 de pulgada por pie (0.5%) de ancho y de peralte. Las superficies de contacto que vayan a ser cargadas a compresión deben ser cortadas en forma de asegurar el contacto completo de la superficie. 4.7.6.1.4 Cortes inclinados en los extremos de las piezas. Todos los cortes inclinados que vayan a estar sometidos a compresión deben ser efectuados a modo de asegurar un contacto completo sobre la sección transversal. 4.7.6.1.5 Tolerancia en longitud de las piezas. La longitud de las piezas podrá variar en ± 3.2 mm (1/8 de pulgada) en largos hasta de 6.1 m (20 pies) de longitud. 4.7.6.1.6 Localización de sujetadores en las juntas. El espaciamiento y la localización de los dispositivos de sujeción en las juntas debe hacerse de acuerdo con los planos y con una tolerancia permisible de ± 1.6 mm (1/16 de pulgada). Los miembros que se unan en una junta deben ser fabricados en forma tal que los sujetadores de la unión puedan ajustarse en forma apropiada. 4.7.6.1.7 Los agujeros para clavijas redondas y para espigas o pasadores deben ser taladrados con una broca que tenga un diámetro de 1.6 mm (1/16 de pulgada) más pequeño que la clavija o espiga a emplear. Los agujeros de clavijas o espigas cuadradas, deben ser de igual tamaño que las mismas. Los agujeros para pernos ordinarios maquinados deben ser taladrados con una broca del mismo tamaño que el perno. AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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4.7.6.1.8 Los agujeros para barras deben ser taladrados con una broca 1.6 mm (1/16 de pulgada) mayor que el diámetro de la barra. 4.7.6.1.9 Los agujeros para tornillos tirafondo deben taladrarse con una broca de diámetro no mayor que el fuste del tornillo en la base de la rosca. 4.7.6.1.10 Los agujeros para pernos en juntas con conectores deben ser taladrados a un diámetro 1.6 mm (1/16 de pulgada) mayor que el diámetro del perno, y ser perpendiculares a la cara de la pieza, con una desviación no mayor de 1.6 mm (1/16 de pulgada) en 305 mm (12 pulgadas de profundidad), 0.5%. El ancho de las ranuras para la colocación de conectores de anillo partido debe quedar dentro de + 0.05 mm (0.02 pulgada) y 0.0 mm del espesor de la correspondiente sección transversal del anillo. La forma de las ranuras debe conformarse a la sección transversal del conector de anillo. 4.7.6.1.11 Con todas las cabezas de pernos y tuercas que estarán en contacto con la madera, debe usarse arandelas de tamaño y tipo especificado. Cuando la madera está en contacto con la tierra deben usarse arandelas de hierro fundido. Todas las tuercas deben ser inmovilizadas en forma apropiada, para evitar que se aflojen después de haber sido apretadas. 4.7.6.1.12 Siempre que se requieran cara lisas en las piezas, y así se indiquen en los planos, se hará el embutido de clavos, pernos y otros sujetadores en la madera. Las oquedades resultantes del embutido deben ser pintadas con 2 manos de creosota en caliente. Aquellas oquedades que puedan colectar materiales nocivos deben ser llenadas con alquitrán para techos. 4.7.6.1.13 Todas las superficies expuestas después de realizar operaciones de fabricación en piezas de madera ya tratada, cortes, agujeros y raspaduras deben ser protegidas. 4.7.6.1.14 Todos los miembros y piezas componentes de una estructura deben ser adecuadamente marcados y referenciados a los diagramas de montaje que el Contratista debe proporcionar al Delegado Residente.


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4.7.6.2

Montaje de las estructuras de madera

4.7.6.2.1 El montaje de las estructuras de madera consiste en el izamiento, la instalación en el lugar asignado y el ensamblaje de campo de los componentes fabricados de la misma. 4.7.6.2.2 Todas las piezas de madera estructural incluyendo la madera laminada estructural deben ser cortadas y armadas para lograr un ajuste apretado de tal manera que las juntas tengan un asiente parejo en todas las superficies en contacto. Las entalladuras o escopladuras deben ser cortadas con exactitud en toda su profundidad y las espigas o barbillas deben ajustar apretadamente sin holgura. No se debe permitir que haya bamboleo en las juntas ni deben aceptarse juntas abiertas. 4.7.6.2.3 Los pedestales o cimientos de concreto para el soporte de los marcos deben ser nivelados y acabados cuidadosamente de modo que las soleras o postes que se asienten sobre ellos de manera uniforme. Las barras, pernos o espigas de anclaje para las soleras o postes, deben ser de diámetro no menor de ¾ de pulgada (19.1 mm), y deben colocarse en su sitio al fundir el concreto, sobresaliendo por lo menos 150 mm, de la parte superior del pedestal. 4.8

Bambú

El bambú, además de alimento y materia prima para fabricar pulpa de papel, también puede emplearse como material de construcción. Puede emplearse para fabricar la mayoría de partes de una casa, sin embargo, en muchos de los casos se combina con otros materiales de construcción, tales como: madera, arcilla, cal, cemento, hierro galvanizado y hojas de palma; de acuerdo con su conveniencia relativa, disponibilidad y costo. Principalmente la gente de bajos recursos económicos, tanto en países asiáticos como latinoamericanos, le ha dado un uso más diversificado en la construcción. Aunque en países más industrializadas le han dado un uso arquitectónico y artístico en la decoración de interiores. 4.8.1

Características constructivas del bambú

4.8.1.1 Por sus extraordinarias características físicas se puede utilizar en todo tipo de elemento estructural, que incluye desde cables para puentes colgantes, pasando por vigas, columnas, hasta estructuras geodésicas y laminadas. 4.8.1.2 Su forma circular y su sección por lo general hueca, lo hacen un material liviano, lo cual permite la construcción rápida de estructuras temporales o permanentes.


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4.8.1.3 En cada uno de los nodos existe un tabique de pared transversal que además de hacerlo más rígido, evita su ruptura al curvarse. 4.8.1.4 La superficie natural del bambú es lisa, limpia, de color atractivo y no requiere ser pintada, raspada o pulida. 4.8.1.5 Puede emplearse en combinación con todo tipo de materiales de construcción, inclusive con el concreto. 4.8.1.6 También puede usarse como reemplazo de las barras longitudinales y estribos en concreto reforzado. 4.8.1.7 Sin embargo, en contacto permanente con la humedad del suelo se pudre y es atacado por termitas y otros insectos; por ello, para ser utilizado en la cimentación necesita de tratamiento previo para su preservación. 4.8.1.8 Otra desventaja que tiene es que los tallos no tienen un diámetro igual en toda su longitud. Tampoco es constante el grosor de la pared y los entrenudos se van haciendo más largos con la altura. 4.8.2

Especificación general

4.8.2.1 La mejor calidad de bambú se consigue en plantas en estado sazonado, es decir, mayores de 4 años. No puede utilizarse bambú con más del 20% de contenido de humedad ni por debajo del 10%. 4.8.2.2 xilófagos.

El bambú debe inmunizarse para evitar el ataque de insectos

4.8.2.3 No puede exponerse al sol ni al agua en ninguna edificación, pues la acción de los rayos ultravioletas produce resecamiento, fisuración, decoloración y pérdida de brillo, y los cambios de humedad pueden causar pudrición. 4.8.3

Uniones

4.8.3.1 La forma de sujeción más común es el amarre, para lo cual se puede utilizar alambre galvanizado, cuerdas de nylon o cualquier material durable y resistente. Aunque también pueden usarse clavos, pernos o pasadores. 4.8.3.2 El sistema más recomendable para la colocación de clavos consiste en hacer previamente una perforación con una broca piloto, con diámetro ligeramente menor al del clavo que se va a utilizar, introduciéndolo después con suaves golpes de martillo. Este sistema no provoca fisuras en el bambú seco y la posibilidad es menor en el bambú verde, el cual se seca en la estructura ya montada.


35


4.8.3.3 Los agujeros para los pernos o pasadores no deben ser ensanchados por clavado sucesivo o girando un clavo dentro del agujero ya que podría ocasionar alguna fisura. 4.9

Unidades para mampostería

Se entiende como mampostería el sistema constructivo por medio del cual unidades formadas o moldeadas, por lo general lo suficiente pequeñas para que una sola persona los manipule, se adhieren con mortero para formar paredes o muros. Las unidades de mayor uso en nuestro medio son los bloques de concreto y los ladrillos de barro cocido. Aunque también se usa la piedra. Las formas de las unidades pueden variar según la región, pero en general pueden tenerse unidades sólidas y unidades perforadas. Las unidades sólidas pueden tener hasta un 25% de huecos en cualquier sección, y la distancia mínima que debe existir entre los huecos y el borde de la pieza debe ser de 20 mm. Las unidades perforadas pueden tener hasta un 65% de vacíos, medidos en un plano paralelo al plano sobre el cual se sienta. Las celdas que se usen para colocar barras de refuerzo no pueden tener ninguna dimensión menor de 50 mm ni áreas menores de 30.0 cm2. La pared entre celdas debe tener un espesor mayor que 13 mm y la pared exterior debe tener un espesor mayor o igual a 25 mm. Los ladrillos de barro cocido deben colocarse totalmente humedecidos con agua; y por el contrario, los bloques de concreto deben colocarse totalmente secos. 4.9.1

Bloques de concreto

4.9.1.1 Los bloques son hechos de una mezcla de cemento hidráulico y arena de río o arena pómez, y algunas veces otros constituyentes (aditivos para inclusión de aire, pigmentos para coloración, impermeabilizantes, etc.) Deben cumplir con la norma NGO 41054. 4.9.1.2 Los tamaños más comunes son de 150 ó 200 mm de ancho por 400 mm de largo por 200 mm de alto, o bien de 140 ó 190 mm de ancho por 390 mm de largo por 190 mm de alto. Existen unidades enteras, esquineros, mitades y soleras. Recientemente han aparecido bloques con dimensiones similares a los ladrillos. Por ejemplo, de 140 mm de ancho por 290 mm de largo y 90 mm de alto. 4.9.1.3 La resistencia de las unidades, medido sobre el área bruta, no debe ser menor que los valores dados en la tabla siguiente.


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Tabla 4-4 Resistencia mínima del bloque Tipo de edificación

Resistencia sobre área bruta MPa kg/cm2

Viviendas de 1 nivel con techo de lámina

3.5

35

Viviendas de 1 nivel con techo de losa

3.5

35

Viviendas de 2 niveles, para paredes 1er Nivel

5.0

50

*Nota: podrá usarse resistencia menores de bloque si existe un diseño estructural del mismo que lo ampare.

4.9.1.4 Los bloques de 90 ó 100 mm de ancho no podrán usarse para propósitos estructurales, sólo podrán emplearse para tabiques o muros divisorios que no soportan carga vertical ni lateral, excepto su propio peso. 4.9.2

Ladrillos de barro cocido

4.9.2.1 Son unidades hechas básicamente de barro o arcilla con o sin adición de otros materiales, moldeada o extraída en forma rectangular, con o sin agujeros y endurecida a altas temperaturas hasta su fusión incipiente. 4.9.2.2 Los ladrillos pueden clasificarse como macizos, perforados y tubulares. Los macizos o tayuyos se pueden moldear a mano sin prensar la pasta de arcilla. También se pueden producir industrialmente con máquinas que amasan, moldean y prensan al vacío. 4.9.2.3 Los ladrillos tayuyos comúnmente son de 110 mm de ancho por 230 mm de largo por 65 mm de alto. Mientras que los perforados son de 140 mm de ancho por 230 mm ó 290 mm de largo por 65 mm de alto. Los tubulares son de 140 mm de ancho por 230 ó 290 mm de largo por 65 mm de alto. Recientemente también ladrillos con forma de block, de 140 mm de ancho por 390 mm de largo por 190 mm de alto. 4.9.2.4 La resistencia a compresión mínima de los ladrillos, medido sobre el área bruta dependerá de su fabricación, los hechos a mano presentan resistencias medias entre 2.5 MPa y 4.0 MPa (25 y 40 kg/cm2), mientras que los ladrillos hechos a máquina, la resistencia media oscila entre 5.0 y 12 MPa (50 y 120 kg/cm2). Los ladrillos deben cumplir con la norma NGO 41022.


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4.10

Morteros

4.10.1 Son los materiales que sirven de liga entre las unidades de mampostería. Deben cumplir con la norma ASTM C270. Los espesores para las juntas verticales y horizontales varían entre 7 mm a 13 mm, siendo el promedio ideal del orden de 10 mm. 4.10.2 Los morteros funcionalmente también sirven de sello contra la penetración de aire y humedad. 4.10.3 Los principales componentes de un mortero son cemento, cal, arena y agua. El cemento le da al mortero resistencia y durabilidad y la cal mejora sus propiedades de adherencia. 4.10.4 La cal no reemplaza el cemento pero le da trabajabilidad, mayor retención de agua y elasticidad, y plasticidad, permitiéndole al albañil distribuir uniformente el mortero y llenar completamente las uniones, mejorando la productividad y calidad. La calidad del flujo plástico de la cal ayuda al mortero a rellenar las cavidades y poros en las unidades de mampostería creando una adhesión física fuerte. La cal permite también mantener la humedad por mayor tiempo, resistiendo la absorción del agua por las unidades. En términos generales la cal es un elemento fundamental para un buen mortero. 4.10.5 La arena actúa como relleno y contribuye a la economía y a la resistencia. Debe estar bien graduada y estar limpia. Las arcillas y substancias orgánicas reducen la resistencia del mortero y pueden causar manchas en la mezcla. Una arena con partículas muy grandes causa vacíos entre las partículas, lo que resulta en una mezcla con poca trabajabilidad y mucha permeabilidad. Por el otro lado, si la arena es muy fina, resulta una mezcla más débil y más porosa, requiriendo más cantidad de cemento para cubrir completamente todas las partículas. 4.10.6

El agua le da plasticidad a la mezcla.

4.10.7 La dosificación dependerá del tipo de mortero que se quiera, una guía para la dosificación del mortero se expresa de acuerdo a la tabla siguiente:


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Tabla 4-5 Proporciones del mortero por volumen Partes de Tipo de cemento mortero por volumen M S Sa

1 1 1

N

1

Resistencia Partes de mínima cal promedio a por compresión volumen a 28 días MPa kg/cm2 ¼ 17.5 175.0 de ¼ a ½ 12.5 125.0 1 7.0 70.0 de ½ a 1 ¼

5.3 53.0

Retenció n mínima de agua (%) 75 75 75 75

Arena

No menor que 2.25 y no mayor que 3.5 veces la suma de los volúmenes de cemento y cal

* Cuando se coloca acero estructural en el mortero de cemento y cal, el contenido máximo de aire deber ser del 12 %.

4.10.8 La resistencia a la compresión del mortero, medida en cubos de 50 mm de arista a los 28 días debe ser al menos la siguiente: (a) (b) (c) (d)

Mortero tipo M Mortero tipo S Mortero tipo Sa Mortero tipo N

= 17.5 MPa (175 kg/cm2) = 12.5 MPa (125 kg/cm2) = 7.0 MPa (70 kg/cm2) = 5.0 MPa (50 kg/cm2)

4.10.9 En levantados de mampostería, la resistencia a la compresión del mortero esta en función de la resistencia sobre el área bruta de la unidad de bloque a utilizar, de acuerdo con la siguiente tabla :


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Tabla 4-6 Tipo de mortero según unidad de block Resistencia sobre área bruta MPa kg/cm2 3.5 35 5.0 50 7.0 70

Tipo de Mortero a ser utilizado Sa S M

4.10.10 La cantidad de agua que debe agregarse debe ser la suficiente para llevar la mezcla a un estado plástico que le permita al albañil alinear y nivelar las unidades sin romper la adhesión. 4.10.11 Agregarle agua a las mezclas para compensar el agua perdida por evaporación es una práctica aceptada en la construcción de mampostería. El mortero empieza a endurecer a las 2.5 horas después del mezclado original. Después de ese tiempo, agregarle agua puede causar una baja en la resistencia en un 25%. 4.10.12 Usualmente valores altos de resistencia de los morteros se sacrifican para mejorar sus otras características. Es decir, muchas veces hay otros incentivos más que los económicos para emplear morteros menos resistentes. Un mortero muy duro y fuerte puede restringir las expansiones y resultar en rajaduras en los muros. 4.11

Grout, concreto fluido

4.11.1 Es una mezcla de cemento, arena, grava fina y la cantidad de agua necesaria para proporcionar una mezcla fluida, que permita su colocación dentro de las celdas de la mampostería alrededor del acero de refuerzo. Se fundirá en alturas de aproximadamente 1,000 mm compactándolo al momento de verterlo y recompactándolo minutos después al ser absorbida una parte del agua. El revenimiento estará entre 127 y 254 mm. 4.11.2 Según el tamaño nominal máximo de los agregados, el “grout” se clasifica como fino o grueso. 4.11.3 Grout fino: Este tipo de grout se utilizará cuando el espacio para el vaciado sea pequeño, angosto o congestionado con refuerzo. Entre el acero de refuerzo y la unidad de mampostería deberá existir un espacio libre mínimo de 6.5 mm. La proporción por volumen deberá ser de 1 parte de cemento, hasta 1/10 de


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volumen de cal, 2 a 3 volúmenes de arena de río; si hay piedrín de ¼” podrá agregarse 1 volumen. 4.11.4 Grout grueso: Este tipo de grout se utilizará cuando el espacio entre el acero de refuerzo y la unidad de mampostería sea por lo menos 13 mm o cuando las dimensiones de la celda en la unidad sean de 38 mm de ancho y 75 mm de largo o mayores. La proporción por volumen deberá ser de 1 parte de cemento, hasta 1/10 de volumen de cal, 2 a 3 volúmenes de arena de río y 1 a 2 volúmenes de grava fina o piedrín de 1/4” a 3/8”. 4.11.5 El grout debe tener una resistencia mínima, a los 28 días, de 1.2 veces el f’m y máxima de 1.5 veces el f’m de la mampostería que se está inyectando. 4.11.6 Para el control de la resistencia del grout, se deberá practicar ensayos de compresión no confinada sobre muestras preparadas con materiales, mano de obra y las condiciones de trabajo que se asemejen al proceso real de construcción. La muestra se deberá preparar en un molde compuesto por cuatro unidades de mampostería a manera de formar un espacio de 800 mm2 a 1,000 mm2. Previo al vaciado del grout en ese espacio, se deberán forrar las paredes con un material que evite la adhesión de la muestra a las unidades del molde pero con características que permitan la absorción del agua en exceso; transcurridas 48 horas la muestra se deberá retirar del molde y trasladarse al laboratorio para su curado y ensayo. La muestra de ensayo deberá tener una relación alto/ancho igual a 2; la edad de referencia para el ensayo de las mismas será a los 28 días. 4.11.7 Al colocar las unidades de mampostería, deberá tenerse cuidado y evitar que el mortero forme rebabas internas en los espacios que se van a lechar o que la misma caiga hacia adentro de los espacios. Se recomienda que el mortero en exceso sea untado por adentro en lugar de tratar de extraerlo con la cuchara.


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5 ESPECIFICACIONES PARA CIMENTACION 5.1

Generalidades

5.1.1 La cimentación debe ser capaz de trasmitir con seguridad el peso de la vivienda al suelo. También es deseable que el material del suelo sea duro y resistente. Los suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y facilitan asentamientos nocivos en la cimentación que pueden afectar la estructura y facilitar el daño en caso de sismo, por lo que no se permite la construcción de viviendas en este tipo de suelo. 5.1.2 El sistema de cimentación debe conformar cuadros o anillos cerrados coincidentes con las habitaciones o ambientes, en cuyo caso el lado mayor no sobrepase los 7.0 m. Esto con el fin de que las cargas se distribuyan lo más uniformemente posible sobre el suelo y para lograr que la vivienda sea sólida y monolítica cuando un sismo actúe sobre ella. 5.1.3 Las viviendas deben cimentarse siempre en terreno estable y deben empotrarse por lo menos 400 mm dentro del terreno para viviendas de 1 nivel de bloque o ladrillo.. Para viviendas de 2 niveles de bloque o ladrillo se deben empotrar 600 mm. Se debe proteger la cimentación de la acción del agua, impermeabilizándola cuando sea posible. 5.1.4 Cuando para la obtención de la licencia de construcción no se exija estudio de suelos, o cuando dicho proceso no esté implementado en el área de la construcción, deben cumplirse los siguientes requisitos mínimos: a) Realizar un pozo de una profundidad mínima de 1.5 m. que demuestre la calidad razonable del suelo para cimentar. Una forma sencilla de saber si el terreno es blando o es firme consiste en tratar de enterrar una barra No. 4 (12.7 mm) en el fondo del pozo. Si la barra penetra fácilmente, el terreno puede considerarse blando, de lo contrario el terreno podría considerarse firme. Dicha prueba se puede ir efectuando conforme avanza la excavación, hasta llegar a suelo aceptable o desechar el lugar. b) La capacidad portante máxima que podría usarse para establecer dimensiones mínimas de la cimentación diferentes a las aquí proporcionadas no puede exceder de 0.05 MPa (5.0 Ton/m2). En aquellas ciudades o localidades donde la experiencia ha demostrado que es aceptable utilizar capacidades portantes del suelo mayores de 0.05 MPa AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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(5 Ton/m2), la oficina o dependencia municipal encargada del control de construcciones puede fijar un límite diferente a esta capacidad. Se tiene la opción de diseñar la cimentación de acuerdo con el capítulo 5 NSE 2.3 de estas normas. c) Indagar el comportamiento de las edificaciones similares en las zonas aledañas desde el punto de vista de asentamientos y deslizamientos, demostrando que el comportamiento ha sido adecuado; hay que ver las construcciones vecinas si se han agrietado o han tenido asentamientos. Evitar suelos muy blandos o rellenos recientes. 5.1.5 Otra forma de corroborar que el suelo es firme consiste en la siguiente técnica sencilla: realizar la excavación, colocar una cubeta con agua limpia sobre la excavación, con un mazo golpear bruscamente el suelo alrededor de la cubeta. Si el terreno es compacto y duro, el agua continuará inmóvil o vibrará muy poco. Si el terreno es blando, el agua se pondrá en movimiento con oscilaciones mayores. 5.2

Trabajos preliminares

5.2.1 Inicialmente se debe adecuar el terreno, limpiando toda la vegetación, basuras y escombros. Se debe desplantar o eliminar la capa vegetal que generalmente es de 300 mm de espesor (maleza, raíces, árboles) hasta encontrar suelo firme. 5.2.2 Hacer la plataforma de acuerdo con el alineamiento del lote, y pasar niveles con manguera. Es necesario nivelar o emparejar el terreno haciendo excavaciones y rellenos hasta que el terreno quede parejo. 5.2.3 Se debe apisonar, humedecer y golpear con un mazo de 250 mm el terreno hasta volverlo firme y duro. 5.2.4 El trazo, es decir el pasar las medidas del plano al lote en tamaño real, debe realizarse teniendo en cuenta que es necesario: revisar la ubicación de los linderos, marcar los cruces de los muros o sus ejes, ubicar los caballetes de replanteo, y definir el ancho de la excavación para los cimientos. Colocar hilos para que sirvan de guías, y trazar con cal en polvo las áreas para excavación. 5.2.5 Asegurar la verticalidad de la excavación cortando con barreta. Cuando se presenten terrenos sueltos, entibar para evitar el derrumbamiento de las paredes de la excavación. El piso de la excavación debe quedar totalmente horizontal, a nivel y compacto. La compactación se realizara de acuerdo con lo siguiente:


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a) Para proyectos de menos de 5 viviendas, el piso de la excavación para cimientos se debe compactar y colocar dos capas de 100 mm de selecto compactado manualmente, con un mazo de 15 kg. y 250 mm por 250 mm de área. b) Para proyectos de más de 5 viviendas, el piso de la excavación para cimientos se debe compactar y colocar dos capas de 150 mm de selecto compactado mecánicamente mediante compactadoras manuales (“bailarinas”). 5.3

Detalles de la cimentación

Los muros deben cimentarse sobre un cimiento corrido de acuerdo al tipo de material de las paredes, el tipo de techo y número de niveles. En todo caso los cimientos o vigas de cimentación deberán estar dispuestas en cuadros cerrados cuyo lado mayor no sobrepase los 7.0 m. Cuando no haya muro, debe continuarse el cimiento hasta su intersección con otro. Todo muro tendrá un cimiento corrido convencional cuyo ancho será de por lo menos dos veces el espesor del muro que soporta. Para desarrollos habitacionales en serie cuando se hagan módulos de viviendas unidas, el número máximo de unidades por módulo será de 4 viviendas ó longitudes totales no mayores de 28.0 m. De preferencia las plataformas de las viviendas en un mismo módulo estarán al mismo nivel. Cuando lo anterior no pueda conseguirse, y para desniveles no mayores de 800 mm, la vivienda que esté en la parte superior de la plataforma tendrá la cimentación de las paredes contiguas y perpendiculares a la pared final o extrema del módulo de casas hasta el mismo nivel que la vivienda que esté en la parte inferior. Además la parte inferior de la pared final o extrema del módulo de casas tendrá que ser construida como un muro de retención, con refuerzo adecuado y previsiones de impermeabilización para control de humedad. Para los casos de paredes de block o ladrillo tubular se podrá colocar 1 barra No.3 (9.5 mm) en cada agujero desde la cimentación hasta la solera de humedad de la casa más alta, pasando por lo menos una altura de 400 mm. También se uniformizarán las soleras intermedias de las paredes contiguas, y la solera de remate de la casa más baja debe convertirse en solera intermedia en la casa más alta. 5.3.1

Viviendas de bloque o ladrillo de 1 nivel con techo liviano

5.3.1.1 Su cimentación puede consistir en un cimiento corrido de concreto reforzado con un ancho de 300 mm por 200 mm de peralte, más una hilera de block “U” funcionando como solera de humedad ó bien 2 hileras de ladrillo más solera de humedad fundida de 130 mm de peralte. El refuerzo del cimiento corrido AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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consiste en 2 barras No.3 (9.5mm) corridas más eslabón No.3 (9.5mm) a cada 200 mm, mientras que la solera de humedad de 2 barras No.3 (9.5mm) corridas más eslabón No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm. 5.3.1.2 También podría usarse un cimiento corrido trapezoidal de concreto reforzado que mida 350 mm de ancho en la base, 200 mm de ancho en el tope y 350 mm de peralte, con refuerzo de 4 barras corridas de No.3 (9.5 mm) con estribos de No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm. El recubrimiento que debe tener el refuerzo es de 80 mm en el fondo, y de 50 mm en los laterales. 5.3.2

Viviendas de muros de concreto liviano prefabricados o fundidos en el lugar de 1 nivel con techo liviano

5.3.2.1 Su cimentación puede consistir en un cimiento corrido de concreto reforzado con un ancho de 300 mm por 200 mm de peralte situado a una profundidad de 350 mm medidos a la parte inferior. El refuerzo del cimiento corrido consiste en 2 barras No.3 (9.5 mm) corridas más eslabón No.3 (9.5 mm) a cada 200 mm. 5.3.2.2 También podría usarse un cimiento corrido trapezoidal de concreto reforzado que mida 350 mm de ancho en la base, 200 mm de ancho en el tope y 350 mm de peralte, con refuerzo de 4 barras corridas No.3 (9.5 mm) más estribo No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm. El recubrimiento que debe tener el refuerzo es de 80 mm en el fondo, y de 50 mm en los laterales. Además se colocarán pasadores verticales No.3 (9.5 mm) a cada 300 mm con alturas de 300 y 450 mm alternados para traslapar el refuerzo del muro propiamente dicho. 5.3.2.3 Para algunos casos de muros prefabricados, el cimiento trapezoidal podría fundirse en dos etapas. La primera etapa hasta un peralte de 200 mm dejando expuesta la parte superior del estribo y las dos barras longitudinales superiores. La superficie de la primera etapa de fundición deberá dejarse con pequeñas irregularidades para facilitar la adherencia de la segunda etapa de fundición. También el estribo No.2 (6.4 mm) podría sustituirse por una combinación de “U” No.2 (6.4 mm) más un eslabón No.2 (6.4 mm) que abrace las dos barras longitudinales superiores. 5.3.2.4 Los detalles particulares de los sistemas serán responsabilidad de cada fabricante, pudiendo AGIES estudiarlos y aprobarlos sobre una base individual cuando los interesados lo requieran. 5.3.3

Viviendas de bloque o ladrillo de 1 nivel con techo de losa

Su cimentación puede consistir en un cimiento corrido de concreto reforzado con un ancho de 400 mm por 250 mm de peralte, luego levantado de block o ladrillo y en seguida, una solera de humedad fundida de 150 mm de peralte, sumando una profundidad mínima de 600 mm medido desde la parte inferior del cimiento. El AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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refuerzo del cimiento corrido consiste en 3 barras No.3 (9.5 mm) corridas más eslabón No.3 (9.5 mm) a cada 200 mm. Mientras que la solera de humedad consiste de 4 barras No.3 (9.5 mm) corridas más estribo No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm. 5.3.4

Viviendas de muros de concreto liviano prefabricados o fundidos en el lugar de 1 nivel con techo de losa

5.3.4.1 Su cimentación puede consistir en un cimiento corrido de concreto reforzado con un ancho de 400 mm por 250 mm de peralte y luego un sobrecimiento de 200 mm de espesor y 200 mm de peralte. El refuerzo del cimiento corrido consiste en 3 barras No.3 (9.5 mm) corridas más eslabón No.3 (9.5 mm) a cada 200 mm. Mientras que el sobrecimiento tendrá un refuerzo de 4 barras No.3 (9.5 mm) corridas y una “U” No.3 (9.5 mm) a cada 300 mm, con patas que sobresalgan 300 y 450 mm alternadas para poder traslapar el refuerzo del muro propiamente dicho. 5.3.4.2 Alternativamente podría usarse un cimiento corrido trapezoidal de concreto reforzado que mida 400 mm de ancho en la base, 200 mm de ancho en el tope y 400 mm de peralte, con refuerzo de 3 barras corridas No.3 (9.5 mm) en la parte inferior y 2 barras No.3 (9.5 mm) corridos en la parte superior, más estribo No.3 (9.5 mm) a cada 200 mm. El recubrimiento que debe tener el refuerzo es de 80 mm en el fondo, y de 50 mm en los laterales. 5.3.4.3 Para algunos casos de muros prefabricados, el cimiento trapezoidal podría fundirse en dos etapas. La primera etapa hasta un peralte de 25 mm, dejando expuesta la parte superior del estribo y las dos barras longitudinales superiores. La superficie de la primera etapa de fundición deberá dejarse con pequeñas irregularidades para facilitar la adherencia de la segunda etapa de fundición. También el estribo No.3 (9.5 mm) podría sustituirse por una combinación de “U” No.3 (9.5 mm) más un eslabón No.3 (9.5 mm) que abrace las dos barras longitudinales superiores. 5.3.5

Viviendas de bloque o ladrillo de 2 niveles

5.3.5.1 Su cimentación será un cimiento corrido de concreto reforzado con un ancho mínimo de 500 mm por 250 mm de peralte, luego levantado de block o ladrillo y en seguida, una solera de humedad fundida de 150 mm de peralte, sumando una profundidad mínima de 600 mm medido desde la parte inferior del cimiento. El refuerzo del cimiento corrido consiste en 4 barras No.3 (9.5 mm) corridas más eslabón No.3 (9.5 mm) a cada 150 mm. Mientras que la solera de humedad consiste de 4 barras No.3 (9.5 mm) corridas más estribo No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm. 5.3.5.2 Alternativamente podría usarse un cimiento corrido trapezoidal de concreto reforzado que mida 450 mm de ancho en la base, 200 mm de ancho en el tope y 500 mm de peralte, con refuerzo de 3 barras corridas No.4 (12.7 mm) en AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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la parte inferior y 2 barras No.3 (9.5 mm) corridos en la parte superior, más un estribo No.3 (9.5 mm) y eslabón No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm. El eslabón ubicado a mitad de altura del cimiento. El recubrimiento que debe tener el refuerzo es de 80 mm en el fondo, y de 50 mm en los laterales. 5.3.6

Viviendas de muros prefabricados de 2 niveles

5.3.6.1 Su cimentación será un cimiento corrido de concreto reforzado con un ancho mínimo de 500 mm por 250 mm de peralte, luego levantado de block o ladrillo y en seguida, una solera de humedad fundida de 150 mm de peralte, sumando una profundidad mínima de 600 mm medido desde la parte inferior del cimiento. El refuerzo del cimiento corrido consiste en 4 barras No.3 (9.5 mm) corridas más eslabón No.3 (9.5 mm) a cada 150 mm. Mientras que la solera de humedad consiste de 4 barras No.3 (9.5 mm) corridas más estribo No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm. 5.3.6.2 La cimentación consiste de un cimiento corrido trapezoidal de concreto reforzado que mida 450 mm de ancho en la base, 200 mm de ancho en el tope y 500 mm de peralte, con refuerzo de 3 barras corridas No.4 (12.7 mm) en la parte inferior y 2 barras No.3 (9.5 mm) corridos en la parte superior, más un estribo No.3 (9.5 mm) y eslabón No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm. El eslabón ubicado a mitad de altura del cimiento. El recubrimiento que debe tener el refuerzo es de 80 mm en el fondo, y de 50 mm en los laterales. 5.3.6.3 El cimiento podría fundirse en dos etapas. La primera etapa hasta un peralte de 350 mm pasando el eslabón No.2 (6.4 mm), dejando expuesta la parte superior del estribo y las dos barras longitudinales superiores. La superficie de la primera etapa de fundición deberá dejarse con pequeñas irregularidades para facilitar la adherencia de la segunda etapa de fundición. También el estribo No.3 (9.5 mm) podría sustituirse por una combinación de “U” No.3 (9.5 mm) más un eslabón No.3 (9.5 mm) que abrace las dos barras longitudinales superiores. 5.3.7

Viviendas con paredes fundidas en el lugar de 2 niveles

Su cimentación será un cimiento corrido de concreto reforzado con un ancho mínimo de 500 mm por 300 mm de peralte, luego un sobrecimiento de 200 mm de espesor y 400 mm de peralte. El refuerzo del cimiento corrido consiste en 3 barras No.4 (12.7 mm) corridas más eslabón No.3 (9.5 mm) a cada 150 mm. Mientras que el sobrecimiento tendrá un refuerzo de 6 barras No.3 (9.5 mm) corridas y una “U” No.3 (9.5 mm) a cada 300 mm, con patas que sobresalgan 300 y 400 mm alternadas para poder traslapar el refuerzo del muro propiamente dicho.


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Tabla 5-1 Resumen de dimensiones de cimientos de viviendas Descripción 5.3.1 Viviendas de block o ladrillo de 1 nivel con techo liviano 5.3.2 Viviendas de muros de concreto liviano prefabricados o fundidos en el lugar de 1 nivel con techo liviano 5.3.3 Viviendas de bloque o ladrillo de 1 nivel con techo de losa 5.3.4 Viviendas de muros de concreto liviano prefabricados o fundidos en el lugar de 1 nivel con techo de losa 5.3.5 Viviendas de bloque o ladrillo de 2 niveles 5.3.6 Viviendas de bloque o ladrillo de 2 niveles 5.3.7 Viviendas con paredes fundidas en el lugar de 2 niveles

Dimensiones Peralte Ancho mm mm

Refuerzo Mínimo Longitudinal Transversal

350

200

2 No.3 (9.5 mm)

esl. No.3 (9.5 mm) @ 200 mm

350

200

2 No.3 (9.5 mm)

esl. No.3 (9.5 mm) @ 200 mm

400

250

3 No.3 (9.5 mm)

esl. No.3 (9.5 mm) @ 200 mm

400

250

3 No.3 (9.5 mm)

esl. No.3 (9.5 mm) @ 200 mm

500

300

3 No.4 (12.7 mm)

500

300

3 No.4 (12.7 mm)

500

300

3 No.4 (12.7 mm)

esl. No.3 (9.5 mm) @ 150 mm esl. No.3 (9.5 mm) @ 150 mm esl. No.3 (9.5 mm) @ 150 mm

Nota : podrán usarse dimensiones menores a las especificadas en esta tabla para el cimiento y/o refuerzo siempre y cuando exista un un estudio de suelo y un diseño estructural que ampare dicha disminución.

5.3.8

Consideraciones sobre el paso de tuberías

5.3.8.1 Todas las tuberías deberían pasar por debajo del cimiento corrido, procurando realizar las excavaciones antes de fundir los cimientos.

5.3.8.2 Cuando sea necesario pasar por encima del cimiento corrido, los tubos pueden atravesar el levantado por debajo de la solera de humedad o solera de amarre. AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

48


5.3.8.3 En caso sea necesario se puede atravesar el cimiento corrido de concreto ciclópeo, siempre y cuando el diámetro de la tubería no exceda de 152 mm (6 pulgadas) y se mantengan distancias mínimas de 150 mm al borde superior, y de 100 mm al borde inferior.


49


6 ESPECIFICACIONES PARA MUROS 6.1

Requerimientos generales

6.1.1 Los muros o paredes son los elementos verticales de la construcción que sirven para encerrar la edificación y separar los ambientes interiores. 6.1.2 Se pueden clasificar en muros de carga y muros tabiques. Estos últimos no soportan ninguna carga más que su peso propio, no cumplen ninguna función estructural por lo que podrían ser removidos sin comprometer la seguridad estructural del conjunto. 6.1.3 Por otro lado los muros de carga en una vivienda son los que además de su propio peso se encargan de transmitir las cargas verticales y horizontales desde el techo y/o entrepiso hasta la cimentación, por lo que deben ser continuos en altura y confinados a través de vigas, soleras y columnas o mochetas a su alrededor. 6.1.4 Los muros pueden construirse con unidades de mampostería como ladrillos, bloques, piedra; o bien pueden ser de concreto reforzado prefabricado o fundidos en el lugar. También pueden ser de bajareque, madera o bambú. 6.1.5 Los muros según la colocación, disposición y arreglo del acero de refuerzo en los elementos de mampostería puede clasificarse en dos tipos: mampostería reforzada mixta y mampostería reforzada integral. 6.1.5.1 Mampostería reforzada mixta: en este tipo de muro el acero de refuerzo se coloca y concentra en elementos verticales y horizontales fundidos de concreto denominados mochetas y soleras respectivamente. Ambas concentraciones de refuerzo deben confinar a las unidades de mampostería. Al mismo tiempo, el refuerzo de las mochetas y soleras debe quedar asegurado y confinado por eslabones o estribos preferentemente. La resistencia del concreto a compresión f’c deberá ser como mínimo 17.5 MPa (175. kg/cm2). 6.1.5.2 Mampostería reforzada integral: en este tipo de muro el acero de refuerzo que se instalará tanto en el sentido horizontal como vertical se colocará en las celdas correspondientes a las unidades con vacíos y/o en el espacio de las áreas libres limitadas por las paredes de las unidades para levantado. Los refuerzos verticales podrán requerir eslabones o estribos en algunas posiciones. 6.1.5.3 La altura de cada piso no deberá ser mayor que 3.15 m. pero en ningún caso la distancia libre vertical entre diafragmas deberá de exceder 25 AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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veces el espesor efectivo del muro. En el caso de cubiertas que constituyan diafragmas inclinados, la medida vertical puede tomarse como la distancia libre entre el diafragma inferior de entrepiso o de cimentación y la altura media del diafragma; y cuando haya vigas de amarre a la altura de dintel, la distancia vertical puede tomarse hasta este nivel, verificando tanto la distancia por debajo del dintel como la distancia hasta el punto más alto de la culata de remate, la cual debe tener una solera de amarre en su remate. 6.1.5.4 La relación entre la altura total de la construcción y la longitud del lado menor del rectángulo que circunscribe a la planta deberá ser no mayor que 2.0 en la zona sísmica 2 y no mayor que 1.75 en las zonas sísmicas 3 y 4. 6.1.5.5 Según alguna de las dos direcciones ortogonales principales de la construcción, deberá existir, como mínimo, dos planos de muros resistentes a cargas laterales perimetrales y paralelos. 6.1.5.6 Cada plano de muros podrá estar integrado por varios paneles, pero la longitud total de cada uno de éstos planos debe ser no menor que el 75% de la altura del piso correspondiente. Las secciones de muros de menos de 1 m, no se toman en cuenta para el conteo. (ver 6.6.4). 6.1.5.7 Cada uno de los planos de los muros deberá estar vinculado a la estructura del techo o entrepiso en por lo menos: Para muros de ladrillo y bloques el 30% de la longitud de la planta según la dirección considerada en zona sísmica 2, y por lo menos 40% en zonas sísmicas 3 y 4. 6.1.5.8 Según la otra dirección principal de la construcción, deberán existir por lo menos dos ejes de muros resistentes, los cuales en conjunto estarán vinculados a la estructura del techo o entrepiso en por lo menos el 60% de la longitud de la planta según la dirección considerada en zona sísmica 2, y por lo menos 80% en zonas sísmicas 3 y 4. 6.1.5.9 Para el caso de techo o entrepiso rígido, la distancia entre el centroide de las áreas brutas de dichos muros y el centroide geométrico de la planta deberá ser no mayor que el 25% de la dimensión de la planta perpendicular a la dirección considerada. 6.2

Espesores mínimos de paredes

Los muros de carga deben tener un espesor no menor que el indicado en la siguiente tabla:


51


Tabla 6-1 Espesores mínimos para muros de carga Tipo de edificación Casas de mampostería de bloque Casas de mampostería de ladrillo Casas de concreto fundido en el lugar

6.3

Espesor en mm 140 110 100

Distancia máxima entre soportes para muros de carga

La distancia libre horizontal máxima entre apoyos verticales de los muros de carga será de acuerdo a la siguiente tabla: Tabla 6-2 Distancias máximas entre soportes para muros de carga

Tipo de edificación Muro block o ladrillo de 140 mm de espesor Muro ladrillo de 110 mm de espesor Muros de concreto

Con diafragma rígido(1) Longitud(3) Área(4) m m2

Con diafragma flexible(2) Longitud(5) Área(4) m m2

7.0

25.

5.0

20.

5.50

22.

4.50

17.

4.25

18.

3.60

13.

Notas: Techo o entrepiso de concreto de 70 mm de espesor como mínimo puede considerarse como diafragma rígido. Techo o entrepiso embreizado horizontal en los dos sentidos aunque sea liviano. (2) Techo o entrepiso liviano puede considerarse como diafragma flexible. (3) El apoyo lateral lo proporciona otro muro de carga en dirección perpendicular. (4) Area del ambiente formado por muros soportados y de soporte. (5) El apoyo lateral podrá ser otro muro de carga en dirección perpendicular o bien una viga perpendicular al muro a soportar y que se empotre en el otro extremo en un muro de carga paralelo a la viga. (1)

6.4

Longitudes mínimas de muros de carga

6.4.1 Para poder garantizar una sismo resistencia adecuada de la edificación, ésta debe proveerse con una longitud mínima de muros de carga en cada una de las direcciones principales. Estos muros de carga deben ubicarse buscando la mejor simetría y la mayor rigidez torsional de la vivienda. Esto se logra colocando los muros simétricos lo más cerca posible a la periferia.


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6.4.2 Para proveer una resistencia uniforme en cada una de las direcciones principales, se deben tener longitudes similares de muros y las longitudes de aquellos muros que estén ubicados en un mismo plano vertical no deben sumar más de la mitad de la longitud total de muros en esa dirección. 6.4.3 Para efectos de contabilizar la longitud de muros en cada dirección principal no deben tomarse en cuenta las aberturas de puertas ni ventanas, ni aquellos traos de muros cuya longitud sea inferior a 1.0 m. 6.4.4

La longitud mínima de muros de carga, en metros, se calcula con Lm = Mo Ap

(6-1)

donde Mo es el coeficiente que se obtiene de las siguientes tablas según el caso es el área en m2 de la planta del entrepiso más la cubierta cuando se trate Ap de muros del primer nivel, o el área de la cubierta cuando se trate de muros del segundo nivel, o de edificaciones de un solo nivel Si la cubierta es liviana reducir Ap multiplicándola por 0.67. Tabla 6–3 Coeficiente Mo para calcular longitudes mínimas de muros de mamposteria en direccion fuerte(1) Amenaza sísmica

Mo t =110 mm

Mo t =140 mm

Mo t =190 mm

Zona 4

0.27

0.21

0.16

Zona 3

0.18

0.14

0.10

Zona 2

0.09

0.07

0.05

Nota: En la dirección débil los coeficientes se multiplican por 0.65

Tabla 6–4 Coeficiente Mo para calcular longitudes mínimas de muros de concreto en direccion fuerte(1)

Zona 4

Mo t =60 mm(2) 0.26

Mo t =100 mm(3) 0.21

Mo t =120 mm(3) 0.175

Zona 3

0.17

0.14

0.12

Zona 2

0.08

0.07

0.06

Amenaza sísmica


53


Notas: (1) En la dirección débil los coeficientes se multiplican por 0.60 (2) Se aplica a muros prefabricados (3) Se aplica a muros fundidos en el lugar

6.5

Refuerzo en muros de carga

Todos los muros de carga deben estar provistos de refuerzo horizontal y vertical que resistan las cargas verticales y horizontales impuestas a la vivienda. En el caso de los muros de mampostería se deberá colocar el refuerzo de tal forma que proporcione confinamiento a las unidades (bloques o ladrillos). Dicho confinamiento se puede lograr con columnas y/o mochetas y con soleras que se construyen después de haber levantado el muro que van a confinar. Cuando un muro es de una longitud mayor que se altura se dice que se tiene un “muro largo”, cuando un muro es de una longitud menor que su altura se dice que es un “muro Alto”. 6.5.1 6.5.1.1

Mampostería con refuerzo mixta Columnas de confinamiento

6.5.1.1.1 Deben construirse columnas de confinamiento en todos los muros y vanos de la estructura. También en los extremos de los muros, en la intersección de muros estructurales y en puntos intermedios a distancias no mayores de 4.00 m. La resistencia del concreto debe ser al menos de 14.0 MPa (140. kg/cm2). 6.5.1.1.2 La sección mínima de las columnas será de 200. cm2. Su ancho mínimo será igual al espesor del muro. 6.5.1.1.3 El refuerzo mínimo de las columnas consiste en 4 barras longitudinales corridas No.3 (9.5 mm) más estribos No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm para muros de 140 mm de espesor o bien estribos No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm para muros de 190 mm de espesor. 6.5.1.1.4 El refuerzo debe partir desde el nivel inferior del refuerzo de la cimentación con un gancho de 200 mm mínimo, y anclarse en la parte superior de la solera de entrepiso o remate. 6.5.1.1.5 No se deben doblar las barras que se encuentren embebidas en el concreto recién fraguado o endurecido. Todas las barras deben doblarse antes de fundir los elementos. Mientras que los estribos deben tener un doblez mínimo de 80 mm en ambos extremos y ubicados dentro del núcleo confinado de la columna y el amarre mediante alambre No. 18. La ubicación de las patas del estribo debe alternarse en cada una de las esquinas del refuerzo longitudinal.


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6.5.1.2

Mochetas

6.5.1.2.1 Deben construirse las mochetas de confinamiento en puntos intermedios intercaladas con las columnas de los muros y en los extremos de vanos de puertas y ventanas. La separación entre columnas y mochetas será no mayor de 2.00 m. 6.5.1.2.2 La sección mínima de las mochetas será de 100 mm de largo y un ancho igual al espesor del muro. 6.5.1.2.3 El refuerzo mínimo de las mochetas consiste en 2 barras longitudinales corridas No.3 (9.5 mm) más eslabones No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm para muros de 140 mm de espesor o bien eslabones No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm para muros de 190 mm de espesor. 6.5.1.2.4 En “muros largos”, la separación entre columnas y/o mochetas no será mayor que el 75% de la altura del muro, pero no mayor que 2.0 m. 6.5.1.3

Soleras de confinamiento

6.5.1.3.1 Todos los muros estructurales deben amarrarse entre sí mediante una solera de entrepiso y/o solera corona en la parte superior de los mismos. Dichas soleras deben ser fundidas de al menos del mismo espesor del muro y de un peralte mínimo de 150 mm. 6.5.1.3.2 Las culatas de mampostería también deben amarrarse construyendo soleras de corona a manera de elementos de confinamiento. 6.5.1.3.3 El refuerzo mínimo de las soleras consiste en 4 barras longitudinales corridas No.3 (9.5 mm) más estribos No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm para muros de 140 mm de espesor o bien estribos No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm para muros de 190 mm de espesor. 6.5.1.3.4 En los cruces de los muros, las barras deben formar paralelos a los muros de donde llegan al cruce y sus traslapes deben tener una longitud mínima según su diámetro de barra. 6.5.1.4

Soleras intermedias

A los muros debe de proveérseles de soleras intermedias las cuales pueden ser: (a) Una solera fundida con refuerzo consistente en 4 barras longitudinales corridas No.3 (9.5 mm) 3/8” más estribos No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm para muros de 140 mm de espesor o bien estribos No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm para muros de 190 mm de espesor AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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(b) Dos soleras intermedias en unidad “U” uniformemente espaciadas, con refuerzo consistente en 2 barras longitudinales corridas No.3 (9.5 mm) más eslabones No.2 (6.4 mm) a cada 150 mm para muros de 140 mm de espesor o bien eslabones No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm para muros de 190 mm de espesor. A los muros se les debe de proveer soleras intermedias, dependiendo de su relación altura / largo: Tabla 6–5 Número de soleras dependiendo de la relación altura/largo Relación altura/largo muro Menor ó igual a 0.99 De 1.00 a 1.99

No. de Soleras 1 2

Puede llamarse solera total a una de 4 barras longitudinales y media solera a la de menos cantidad de barras. Una solera total puede ser sustituida por dos medias soleras, para cumplir con la relación anterior. Las soleras totales tendrán un lado menor igual al espesor del muro y cumplir con lo indicado en 6.5.1.2. Las medias soleras pueden tener un lado menor igual a 100 mm y el otro como el espesor del muro, pueden ser fundidos dentro de una unidad tipo “U” que permita hacerlo. 6.5.1.4.1 En “muros altos” la separación entre soleras intermedias no será mayor que el 75% del largo del muro. Para los casos en los cuales el espaciamiento requerido de las soleras intermedias sea menor que 800 mm, dichas soleras se podrán construir en unidades “U” con refuerzo igual a 1 barra No.3 (9.5 mm) debidamente anclada en las columnas de los extremos.

6.5.2

Mampostería con refuerzo integral (refuerzo interior)

Se llama relación de refuerzo vertical, a la relación de la suma de las áreas de las barras verticales y el área bruta transversal del muro correspondiente a esa dirección; se llama relación de refuerzo horizontal, a la relación de la suma de las áreas de las barras horizontales y el área bruta transversal del muro correspondiente a esa dirección. La suma de las áreas de refuerzo vertical y horizontal debe ser como mínimo 0.0013 veces el área bruta del muro. El porcentaje en cada dirección dependerá de si el muro es “largo” o “alto”.


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6.5.2.1

Refuerzo vertical o pines

6.5.2.1.1 Cuando se tenga un “muro largo”, el refuerzo vertical es el principal y la mínima relación de refuerzo será de 0.0008 veces el área bruta del muro, y el refuerzo horizontal tendrá una mínima relación de refuerzo de 0.0005 veces el área bruta. 6.5.2.1.2 Cuando se tenga un “muro alto”, el refuerzo horizontal es el principal y la mínima relación de refuerzo será de 0.0008 veces el área bruta del muro, y el refuerzo vertical tendrá una mínima relación de refuerzo de 0.0005 veces el área bruta. 6.5.2.2 Para los muros de viviendas de 1 nivel o los muros del segundo nivel en viviendas de 2 niveles, en los extremos de los muros se deberá colocar como mínimo 2 barras No.3 (9.5 mm) en dos agujeros adyacentes más un eslabón No.2 (6.4 mm) en cada hilada (200 mm) para el caso de bloques y a cada dos hiladas (130 mm) para el caso de ladrillos. En la intersección de muros estructurales en forma de “L” se colocarán 3 barras No.3 (9.5 mm) en los tres agujeros más cercanos a la unión más un eslabón No.2 (6.4 mm) en forma de “L”. En la intersección de muros estructurales en forma de “T” se colocarán 4 barras No.3 (9.5 mm) en los cuatro agujeros más cercanos a la unión más un eslabón No.2 (6.4 mm) en forma de “L” y un eslabón recto. El eslabón en forma de “L” debe apoyar tres barras y alternar el sentido en cada hilada para darle soporte a la otra barra vertical. 6.5.2.3 Para los muros del primer nivel en viviendas de 2 niveles, en los extremos de los muros se deberá colocar como mínimo 2 barras No.4 (12.7 mm) en dos agujeros adyacentes más un eslabón No.2 (6.4 mm) en cada hilada (200 mm) para el caso de bloques y a cada dos hiladas (130 mm para el caso de ladrillos. En la intersección de muros estructurales en forma de “L” se colocarán 4 barras No.4 (12.7 mm) en los tres agujeros más cercanos a la unión más un eslabón No.2 (6.4 mm) en forma de “L”. En la intersección de muros estructurales en forma de “T” se colocarán 4 barras No.4 (12.7 mm) en los cuatro agujeros más cercanos a la unión más un eslabón No.2 (6.4 mm) en forma de “L” y un eslabón recto. El eslabón en forma de “L” debe apoyar tres barras y alternar el sentido en cada hilada para darle soporte a la otra barra vertical. 6.5.2.4

Refuerzo horizontal

6.5.2.4.1 El refuerzo horizontal consiste en barras colocadas en unidades tipo “U”, ó dentro de la sisa horizontal del mortero. Si es dentro de unidades tipo “U” pueden ser barras siempre y cuando encajen o queden bien embebidas de mortero, si el refuerzo se coloca de la otra forma, las barras de refuerzo no podrán ser mayores a la No.3 (9.5 mm) ni más de dos unidades, de preferencia usar barras No.2 (6.4 mm).


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6.5.2.4.2 Para los muros de viviendas de un nivel ó los muros del segundo nivel en viviendas de dos niveles, deben de tener por lo menos el siguiente refuerzo: Tabla 6–6 Número de soleras inter-sisa y refuerzo Relación altura/largo del muro Menor ó igual a 0.99 De 1.00 a 1.99 De 1.00 a 1.99 De 1.00 a 1.99

Número de “soleras” inter sisa 1 con 2 barras No.3 (9.5 mm) ó 2 con 2 barras No.2 (6.4 mm) 2 con 2 barras No.3 (9.5 mm) ó 4 con 2 barras No.2 (6.4 mm) 3 con 2 barras No.3 (9.5 mm) ó 6 con 2 barras No.2 (6.4 mm) 4 con 2 barras No.3 (9.5 mm) ó 8 con 2 barras No.2 (6.4 mm)

Las “soleras” inter sisa llevarán eslabones No.2 (6.4 mm) a una separación que coincida con las uniones verticales de las unidades de mampostería. 6.5.2.5 Todas las celdas verticales de las unidades adyacentes a aberturas de puertas y ventanas deben ir reforzadas con una barra No.3 (9.5 mm) como mínimo. 6.5.2.6 Todos los sillares de ventanas deben ir reforzados con un elemento de concreto reforzado de 100 mm de altura por el espesor de la pared, con dos barras No.3 (9.5 mm) y eslabones No.2 (6.4 mm) a cada 200 mm para muros de 200 mm de espesor, y a cada 150 mm para muros de 140 mm de espesor. Como alternativa podrá colocarse dicho refuerzo en una hilada de unidades en “U”. Dicho refuerzo deberá anclarse por lo menos 300 mm más allá de la esquina de la abertura. 6.5.2.7 De preferencia todos los dinteles de puertas y ventanas deben estar constituidos por la solera de entrepiso o solera de remate. Cuando esto no sea posible, se deberá colocar una solera apropiada. 6.6

Aberturas en muros de carga

6.6.1 Las aberturas en los muros estructurales deben ser pequeñas, bien espaciadas entre sí y ubicadas, de preferencia, lejos de las esquinas o extremos de los muros. 6.6.2 El área total de vanos de puertas y ventanas de un muro no debe ser mayor al 35% del área total del ambiente o habitación. Además la suma de las AGIES NSE 4-10 REQUISITOS PRESCRIPTIVOS PARA VIVIENDA Y EDIFICACIONES MENORES DE UNO Y DOS NIVELES

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longitudes de todos los vanos debe ser menor que la mitad de la longitud de los muros en ese eje y habitación. En los casos de muros largos en que el anterior porcentaje permita colocar grandes áreas de ventanas, éstas se subdividirán en varias ventanas insertando columnas o muro de tal forma que los dinteles no tengan luces muy grandes (no mayores de 2.0 m.). 6.6.3 Debe haber una distancia suficiente entre los vanos de un mismo muro. La distancia horizontal mínima entre vanos debe ser mayor que 500 mm y en todo caso debe ser mayor que la mitad de la dimensión menor de las aberturas. 6.6.4 Debe haber una distancia mínima del extremo de un muro al borde de una puerta de 300 mm o la séptima parte de la altura de la puerta. También en ventanas cercanas al extremo de un muro la distancia mínima será de 200 mm o la mitad de la altura de la ventana. 6.6.5 No se deben dejar espacios en la parte superior de un muro, cerca de la solera de entrepiso o solera de corona. Un sismo puede hacer fallar fácilmente la columna si el muro no está completo en toda la altura, dado que la fuerza sísmica se concentra en el tramo de columna que no tiene muro. Esta situación se le conoce como “efecto de columna corta o columna cautiva”, a menos que se refuerce la columna adecuadamente.


59


7 ESPECIFICACIONES PARA CUBIERTAS 7.1

Generalidades

La cubierta es el elemento constructivo de cierre de la parte superior de una edificación. Consta de una estructura portante en madera o metal y de un material de cubrimiento que puede ser de fibro-cemento, teja de barro cocido, teja de micro-concreto, lámina de zinc o de plástico, losa de concreto sólida o sistema de vigueta prefabricada. 7.1.1 Las cubiertas están expuestas al sol, vientos, lluvias, etc. mucho más tiempo que cualquier otra parte de una edificación. Por lo tanto deben diseñarse adecuadamente para que la transmisión de calor o frío al interior sea mínima. Se recomienda el uso de cubiertas inclinadas ligeras y bien aisladas, con superficie reflectante y cámara de aire. Las cubiertas pueden prolongarse sobre los muros norte-sur con el fin de proteger los ambientes ó corredores de la lluvia y del soleamiento de medio día. 7.1.2 Las cubiertas de preferencia se usarán inclinadas de 1, 2, 3 ó 4 aguas para lograr encauzar los vientos fríos y evitar que éstos ingresen a las habitaciones. El tipo de cubierta también influye en la absorción del calor por radiación solar. En los techos planos es mayor la absorción. En los techos inclinados, por cada 10 grados de inclinación del plano del techo, representa del 10. al 15% de menor calor por radiación. En techos planos los rayos son perpendiculares a toda la superficie; mientras que en techos a 2 aguas puede serlo solo a la mitad, y en techos a 4 aguas los rayos son únicamente a la cuarta parte. 7.1.3

Pendientes recomendadas

La pendiente del techo o inclinación varía de acuerdo con el material que se utiliza y que se muestra en el siguiente cuadro:


60


Tabla 7–1 Pendientes mínimas

7.2

Tipo de cubierta

Pendiente mínima

Teja de barro cocido

42%

Fibro-cemento

27%

Plástica

20%

Metálica

15%

Losa de concreto

2%

Estructura portante

La estructura de soporte de la cubierta puede consistir en tendales, armaduras o vigas maestras. Estos elementos deben anclarse a la solera de remate o corona dejando pernos o barras No.3 (9.5 mm) a No.4 (12.7 mm) en la parte superior de las soleras, para después anclar los tendales o armaduras. 7.2.1 Las distancias entre ejes de costaneras deben ser iguales a las longitudes útiles de la cubierta a utilizar. El tamaño de dichas costaneras dependerá de la separación de los tendales o las armaduras. 7.3

Losas de entrepiso, cubiertas, muros divisorios y parapetos

7.3.1 7.3.1.1

Losas de entrepiso General

El entrepiso debe diseñarse para las cargas verticales establecidas en las normas NR-2 del presente Reglamento. Debe poseer suficiente rigidez en su propio plano para garantizar su trabajo como diafragma. Cuando el sistema de entrepiso utilizado no garantice el trabajo de diafragma, no se puede utilizar el presente capitulo para el diseño de la edificación. 7.3.1.2

Requisitos

Los sistemas de entrepiso que trabajan como diafragma deben estar construidos monolíticamente. Se deben cumplir los siguientes requisitos: a) Las losas de entrepiso de concreto reforzado deben cumplir lo dispuesto en el capitulo 4 de este Reglamento.


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b) Los esfuerzos de contacto por las cargas concentradas de dinteles, vigas o elementos de placa, no pueden exceder el 40 % de la resistencia bruta especificada para las unidades de mampostería c) Cuando se utilicen placas prefabricadas el espesor real mínimo del muro debe ser de 120 mm y el apoyo de la placa no puede ser inferior a 20 mm. Para considerarla como diafragma se debe utilizar un recubrimiento con espesor mínimo 70 mm con resistencia a la compresión al menos de 17.5 MPa (175 kg/cm2) a los 28 días y reforzado al menos en la dirección transversal a la de los elementos de carga. Los elementos de la losa deben apuntalarse provisionalmente hasta que se garantice el trabajo de conjunto de losa y de muro. 7.3.1.3

Espesor Mínimo de Losas

El espesor mínimo de una losa depende del sistema de entrepiso utilizado y del tipo de apoyo o elementos de soporte de acuerdo con la tabla 7-2 Tabla 7-2 Espesor mínimo de losas

Tipo de losa Maciza en una dirección Con viguetas en una dirección

Simplement e apoyada

Condición de apoyo Un Ambos apoyo extremos continuo continuos

Continuo con voladizo

L/20

L/24

L/28

L/10

L/16

L/18.5

L/21

L/8

7.3.1.3.1 Si la losa se construye con elementos prefabricados, estos deben unirse entre ellos y deben de conectarse a las vigas o soleras que rodean la vivienda. 7.3.1.4

Losas Macizas (Apoyos en una dirección)

Las losas macizas están conformadas por una sola sección de concreto, el cual se encuentra reforzado en ambas direcciones. La losa debe tener por lo menos dos muros de apoyo y estos siempre deben ser opuestos. Para losas apoyadas en sus cuatro lados la dirección principal será la del sentido más corto. 7.3.1.4.1 Refuerzo mínimo: El refuerzo mínimo de acero que debe colocarse en la losa maciza será el estipulado por la tabla 7-3. El refuerzo indicado solo


62


puede ser utilizado para condiciones de carga de estructuras del grupo de obras ordinarias Tabla 7- 3 Refuerzo mínimo en losas macizas (apoyos en una dirección) Luz de diseño (m)

Espesor mínimo (mm)

1.0 – 2.0 2.1 – 2.5 2.6 – 3.0 3.1 – 3.5

80 100 120 150

3.6 – 4.0

180

Refuerzo mínimo Principal Secundario (mm) (mm) 1 No.4 @ 300 1 No.2 @ 200 1 No.4 @ 300 1 No.2 @ 150 1 No.4 @ 250 1 No.3 @ 250 1 No.4 @ 250 1 No.3 @ 200 1 No.2 @ 150 1 No.4 @ 200 arriba y abajo

7.3.1.4.2 Luces mayores a las indicadas en la tabla 7- 3 no son recomendables para losas macizas y su diseño se debe realizar por un especialista en el cálculo estructural. 7.3.1.5 Losas con viguetas en una dirección: Las losas con viguetas en una dirección son utilizadas para salvar luces más grandes que las losas macizas. Este sistema reemplaza parte de la sección de concreto por material aligerante, el cual puede ser de cajones de madera, casetones de bambú, Bovedilla de ladrillos o bloques. 7.3.1.5.1 Componentes de una losa prefabricada. Generalmente una losa de Vigueta en una dirección esta conformada por tres componentes principales. Vigueta de concreto reforzado, los elementos aligerantes (cajones o bovedillas), y la fundición final de concreto.


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Tabla 7-4 Refuerzo mínimo para viguetas en losas prefabricadas

Luz (m)

Espesor total de losa (mm)

1.0 – 2.5 2.6 – 3.5 3.6 – 4.5 4.6 – 5.5

150 200 280 350

Refuerzo interior continuo

Refuerzo interior complementario en el centro de la luz

Refuerzo superior continuo

1 No. 4 1 No. 4 1 No. 4 1 No. 4

– – 1 No. 3 1 No. 3

1 No. 4 1 No. 4 1 No. 4 1 No. 4

Refuerzo superior complementario para vigas de varias luces en los apoyos internos – – 1 No. 3 1 No. 3

Es indispensable que en la construcción de viguetas, al menos una barra de la parte inferior debe ser continua y en los apoyos no continuos debe terminar con un gancho estándar, lo anterior es para mejorar la redundancia y la ductilidad del elemento para el caso de daño o de una carga anormal (ACI 318S-08, sección 7.13.2.). 7.3.1.5.2 Los refuerzos especificados en la tabla 7-4, solo son aplicables para una carga muerta de muros y acabados de máximo 100 kg/m2, y una carga viva de 180 kg/m2. Para condiciones de cargas diferentes a las expresadas en este numeral, el diseño se debe realizar por un especialista en el cálculo estructural. Tabla 7-5 Refuerzo mínimo en losas macizas (apoyos en dos direcciones) (barras de refuerzo No.3 (9.5 mm) y concreto de fć = 21 MPa (210 kg/cm2) Dimensiones, en m Lado menor (S) 2.0 2.0 3.0 3.0 4.0 4.0

Lado mayor (L) 2.0 3.0 3.0 4.0 4.0 5.0

Espesor de losa, en mm 100 100 100 100 100 100

Separación de barras de acero de refuerzo, en mm Luz corta Luz larga Faja Cada faja Faja Cada faja central extrema central extrema 280 280 280 280 260 280 260 280 180 280 180 280 140 260 180 260 110 240 160 240 100 240 150 240

Datos obtenidos de “Enseñanza Práctica en la Construcción de la Vivienda”, Ing. Amando Vides Tobar, segunda edición. 1997.


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Figura 7-1 - Planta típica de losa

Figura 7-2a - Sección típica de losa, sentido largo


65


Figura 7-2b – Sección típica de losa, sentido corto


66


7.3.2

Cubiertas

7.3.2.1 General. Los elementos portantes de cubierta, de cualquier material, deben conformar un conjunto estable para cargas laterales. Por lo tanto, se deben disponer sistemas de anclaje en los apoyos y suficientes elementos de arriostramiento como tirantes, contravientos, riostras, etc. que garanticen la estabilidad del conjunto. 7.3.2.2 Soleras. Los elementos que transmitan las cargas de cubierta a los muros estructurales de carga, deben diseñarse para que puedan transferir las cargas tanto verticales como horizontales y deben anclarse en la solera que sirve de amarre al muro confinado (viga de amarre). 7.3.2.3 Cubiertas de concreto. Cuando la cubierta sea construida en concreto reforzado debe cumplir los requisitos de la sección 7.3. Deben tomarse precauciones para evitar que la exposición directa a la radiación solar produzca expansiones y contracciones que lesionen la integridad de los muros estructurales. 7.3.3

Muros divisorios

7.3.3.1 General. Los muros divisorios solo cumplen la función de separar espacios dentro de la edificación y por lo tanto no se consideran estructurales. Deben ser capaces de resistir las fuerzas que el sismo les impone bajo su propio peso. Los muros divisorios de mampostería deben estar adheridos a la estructura general de la edificación mediante mortero de pega en los bordes de contacto con los diafragmas superior e inferior y con los muros estructurales adyacentes. Deben tomarse todas las precauciones para evitar que, ante la ocurrencia de un sismo, estos muros divisorios se vuelquen, especialmente cuando no son de altura total y no lleguen al diafragma estructural en su parte superior. Cuando el muro divisorio consista en un solo paño o panel aislado, debe anclarse al diafragma superior por medio de refuerzos resistentes a tracción, que impidan su vuelco. Los elementos divisorios en materiales más flexibles (madera, canceles o mamparas, cartón y yeso, plástico, etc.) se deben anclar a la estructura principal. 7.3.4

Parapetos y antepechos

7.3.4.1 General. Los parapetos actúan como elementos en voladizo sometidos a una fuerza horizontal perpendicular a su propio plano. 7.3.4.1.1 Parapetos. Todo tipo de parapeto de altura igual o inferior a 1.5 m se debe anclar al diafragma inmediatamente inferior mediante una solera de remate y columnas de amarre ubicadas a distancias no mayores de 3 m, teniendo siempre una columna de amarre en cada extremo. Los parapetos de alturas mayores a la indicada deben diseñarse por un especialista en el cálculo estructural.


67


7.3.4.1.2 Antepechos. Los antepechos de mampostería para balcones se deben anclar al diafragma inferior mediante una solera de remate y columnas ubicadas en las esquinas, en los extremos y a distancias intermedias no mayores de 1.5 m.


68


8 OTROS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS 8.1

Otros Sistemas Constructivos

Antes de utilizar cualquier sistema nuevo, además de los antes mencionados, el sistema constructivo deberá ser revisado y aprobado por AGIES. Cada sistema constructivo deberá de contar con un Certificado de aptitud o Idoneidad Técnica extendida por AGIES. Todas las soluciones de viviendas en cartillas y/o manuales de construcción de viviendas que se utilicen en programas de vivienda popular de bajo costo, deben tener un Certificado de Aptitud o Idoneidad Técnica extendida por AGIES.


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9 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 9.1

Gutiérrez P., Domingo H. Diseño climático para edificaciones. Zona del altiplano occidental del país: Quetzaltenango y Totonicapán. Tesis de grado, Facultad de Arquitectura, Universidad de San Carlos de Guatemala.

9.2

Medrano L., Miguel A. El bajareque, un sistema constructivo a tecnificar. Tesis de grado, Facultad de Arquitectura, Universidad de San Carlos de Guatemala.

9.3

Tórtola N., Julio R. La vivienda de bajareque en la subregión altiplano occidental de Guatemala (estudio preliminar de una tecnología olvidada). Tesis de grado, Facultad de Arquitectura, Universidad de San Carlos de Guatemala.

9.4

Mansilla C., Carmen T. Recomendaciones para construir viviendas menos vulnerables ante desastres. Tesis de grado, Facultad de Ciencias y Humanidades, Universidad del Valle de Guatemala.

9.5

Maldonado L., Carlos A. Obtención de parámetros de diseño en muros de mampostería utilizando bloques de concreto liviano para el Valle de Guatemala. Tesis de grado, Facultad de Ciencias y Humanidades, Universidad del Valle de Guatemala.

9.6

Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica. Código sísmico de Costa Rica, 1986. Editorial Tecnológica de Costa Rica.

9.7

Código colombiano de construcciones sismo-resistentes, NSR 10 (marzo2010). Legis Editores S.A., Bogotá, Colombia.

9.8

Manual técnico de capacitación “Construcciones menores sismo resistentes”. Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, Servicio Nacional de Aprendizaje Ministerio de Trabajo y Seguridad Social, y el Sistema Nacional para la prevención y atención de Desastres.

9.9

Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistentes de viviendas de mampostería. Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, La Red de Estudios Sociales en Prevención de Desastres en América Latina.

9.10

Cartilla de la Construcción. Ministerio de la Construcción y Transporte. Nicaragua, 1991.

9.11

Proyecto de Mejoramiento de la Vivienda para el control del vector del Mal de Chagas en Aldea Tituque, Olopa, Chiquimula. Mertu/G – Centro de


70


Investigaciones en Ingeniería Civil y Ciencias de la Tierra, Universidad del Valle de Guatemala. 1999. 9.12

Proyecto “Bases regionales para elaborar códigos de vivienda sismo resistente de bajo costo”, Universidad del Valle de Guatemala – Organización de Estados Americanos OEA, 1988-1989.

9.13

Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Comisión Sectorial de Construcción. “Líneas de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico, y Propuesta de un Programa Nacional de Generación y Transferencia de Tecnología en Construcción de Vivienda”, 1997.

9.14

Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario (ACI 318S – 08)

9.15

Enseñanza practica en la construcción de la vivienda, Ing. Amando Vides Tobar, segunda edición. 1,997


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CON EL APOYO DE:


AGIES NSE 5-10 REQUISITOS PARA DISEÑO DE OBRAS DE INFRAESTRUCTURA Y OBRAS ESPECIALES



3

CAPITULO 3 (PARCIAL) OBRAS DE RETENCIÓN (DETERMINACION DE CARGAS DE SUELOS) 3.3 Cálculo de los empujes laterales del suelo 3.4 Análisis por Sismo 3.7.2 Consideraciones de diseño para muros de sótanos de edificios

AGIES NSE 5 REQUISITOS PARA DISEÑO DE OBRAS DE INSFRAESTRUCTURA Y OBRAS ESPECIALES (NR-5: 2001

1


PRÓLOGO NORMA NSE 5 – REQUISITOS PARA DISEÑO DE OBRAS DE INSFRAESTRUCTURA Y OBRAS ESPECIALES CAPÍTULO 3 Solamente se conservan las secciones 3.3, 3.4 y 3.72 del capítulo 3, para la determinación de cargas laterales (empujes). Esto constituye la única parte vigente de la norma NSE 5, por el momento.


2


3 (PARCIAL) OBRAS DE RETENCIÓN (DETERMINACION DE CARGAS DE SUELOS) 3.3

Cálculo de los empujes laterales del suelo

3.3.1 Tipos de empujes laterales del suelo Los empujes laterales de tierra que actúan sobre una estructura de retención no dependen únicamente del tipo de suelo a contener, sino que están muy ligados a las condiciones de rigidez y de apoyo de los muros de contención, las cuales limitan la capacidad del muro de moverse en el sentido horizontal o de girar con relación a su base como respuesta a las cargas impuestas. Por lo tanto deberán diferenciarse los casos en que los muros de retención son libres de trasladarse o de rotar con respecto a su base, y los casos en que los muros de retención dadas sus condiciones de apoyo o rigidez, se vean limitados a sufrir dichos desplazamientos, ya sea en forma parcial o total. La condición de empuje en reposo se presenta cuando el suelo se encuentra en su estado original, y en los casos en que el proceso constructivo del muro de contención permita muy poco o prácticamente ningún desplazamiento lateral del suelo, y que por lo tanto no se produzca ninguna alteración al estado de esfuerzos original del suelo. Si se estima que el muro se moverá alejándose de la masa de suelo, entonces el suelo retenido tenderá a expandirse lateralmente y se producirá la condición de empuje activo, la cual implica una reducción de la presión lateral con relación a la condición de empuje en reposo. En el caso de que el muro ejerza presión sobre el suelo, de tal modo que el muro tienda a desplazarse hacia la masa de suelo, se producirá la condición de empuje pasivo, la cual es bastante mayor a la condición de empuje en reposo. Con base a lo anterior, y en términos generales, los muros de gravedad, los muros en voladizo con o sin contrafuertes, los muros de suelo estabilizado mecánicamente o tierra armada, de celosía y cualquier otro tipo de obra de retención que sea libre de trasladarse o de girar con respecto a su base, deberán diseñarse para el estado de empuje activo, siempre y cuando se cumpla con el movimiento AGIES NSE 5 REQUISITOS PARA DISEÑO DE OBRAS DE INSFRAESTRUCTURA Y OBRAS ESPECIALES (NR-5: 2001

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mínimo que permita que se genere dicho estado, el cual consiste en una rotación con relación a su base o una traslación horizontal de acuerdo con los valores que se muestran en la siguiente tabla: Tipo de Suelo y condición Suelos granulares densos Suelos granulares sueltos Suelos cohesivos compactos Suelos cohesivos suaves

Traslación horizontal del Muro, (ǻ) Estado activo Estado Pasivo 0.001H 0.020H 0.004H 0.060H 0.010H 0.020H 0.020H 0.040H

En los casos en que no se cumpla con estos movimientos o rotaciones mínimas, o que los mismos no sean tolerables para la condición analizada, entonces la estructura de retención deberá diseñarse para soportar la condición de empuje en reposo del suelo.

3.3.2 Material de relleno El material de relleno detrás de los muros de contención deberá ser un material granular, permeable, que permita un drenaje libre, y que no sea expansivo. Los materiales arcillosos no serán permitidos en la construcción de rellenos en la parte posterior de un muro de contención, a menos que el ingeniero de suelos así lo permita, en cuyo caso su proceso constructivo se deberá seguir bajo las instrucciones del mismo.

3.3.3 Juntas de expansión y contracción Para muros en voladizo, o de gravedad, las juntas de contracción deberán colocarse a intervalos que no excedan de 10 metros, y las juntas de expansión a intervalos que no excedan de 30 metros.

3.3.4 Teorías para el cálculo de los empujes laterales de tierras a) Teoría de Rankine Esta teoría se conoce también como la teoría del estado de esfuerzos de Rankine, y se basa en la relación que existe entre el esfuerzo horizontal que actuará sobre el muro, y el esfuerzo vertical que se produce sobre un elemento de suelo dentro de la misma masa de suelo. Esta relación se hace en función de un coeficiente de empuje (K), cuya magnitud dependerá de las características del suelo y del tipo de movimiento que sufrirá el muro, es decir para el estado activo, pasivo o en reposo.


4


Empuje activo: De acuerdo con la teoría de Rankine, el empuje activo total producido por una masa de suelo netamente granular y homogénea, cuya superficie tiene forma horizontal, estaría dado por la siguiente fórmula (Ver Figura No. l): PA = ½ KA Ȗ’ H2 Donde: PA =

Resultante de la presión activa del suelo expresada en toneladas por metro lineal de muro

KA =

Coeficiente de presión activa del suelo

Ȗ’=

Peso unitario efectivo del suelo detrás del muro expresado en Ton/m3

H=

Altura del muro en metros

El coeficiente de presión activa del suelo se calcula como

KA

1 senI I· § tan 2 ¨ 45 o ¸ 1 senI 2¹ ©

donde I representa el ángulo de fricción interna del suelo atrás del muro. La fuerza resultante PA actúa a una distancia H/3 por encima de la base del muro. Debido a que en esta teoría no se toma en cuenta la fuerza de fricción que actúa entre la pared vertical del muro y el suelo que forma el relleno, esta fuerza resultante actúa en forma horizontal sobre el muro.

En el caso de que existan sobrecargas adicionales verticales uniformemente distribuidas sobre la superficie, se aplicará sobre el muro una carga adicional a la ya mencionada anteriormente, definida de la siguiente forma (Ver Figura No. 1): Ps = KA H q Donde: Ps = Resultante de la presión adicional debido a una sobrecarga uniformemente distribuida aplicada en la superficie del relleno, expresada en ton por metro lineal de muro, y que actúa a una altura H/2 por encima de la base del muro q = Valor de la sobrecarga uniformemente distribuida aplicada en la superficie expresada en Ton/m2. Si se trata de carga de tráfico dicha sobrecarga tendrá un valor no menor de 1.20 Ton/m2. 5 AGIES NSE 5 REQUISITOS PARA DISEÑO DE OBRAS DE INSFRAESTRUCTURA Y OBRAS ESPECIALES (NR-5: 2001


Si se espera que exista un nivel freático estático horizontal actuando en la parte trasera del muro, la fuerza hidrostática total adicional podrá calcularse de la siguiente forma (Ver Figura No. 1): Pw = ½ Ȗw Hw2 Donde: Pw = Fuerza hidrostática total expresada en Ton/metro lineal de muro, actuando a una distancia Hw/3 por encima de la base del muro Ȗw = Peso unitario del agua = 1.0 Ton/m3 Hw = Altura del nivel freático medida desde la base del muro expresada en metros En los casos donde exista un nivel freático en las dos caras del muro, pero que no tengan la misma altura, deberán considerarse las fuerzas de drenaje producidas por dicho gradiente hidráulico, para lo cual deberá construirse una red de flujo o deberán utilizarse métodos analíticos, los cuales podrán consultarse en la literatura especializada, ya que dicho análisis se encuentra fuera de los objetivos de estas normas. Los efectos de cargas permanentes puntuales o cargas lineales actuando en la parte superior del terreno podrán considerarse en el diseño mediante el uso de las curvas mostradas en la Figura No. 2. Empuje pasivo: El empuje pasivo total producido por una masa de suelo netamente granular y homogénea, cuya superficie tiene forma horizontal, estaría dado por la siguiente fórmula: PP = ½ KP Ȗ’ H2 Donde: Pp =

Resultante de la presión pasiva del suelo expresada en toneladas por metro lineal de muro

KP =

Coeficiente de presión pasiva del suelo

Ȗ’ =


H=



6


El coeficiente de presión pasiva del suelo se calcula como KP

1 senI I· § tan 2 ¨ 45 o ¸ 1 senI 2¹ ©

donde I representa el ángulo de fricción interna del suelo atrás del muro. La fuerza resultante PP actúa a una distancia H/3 por encima de la base del muro. Debido a que en esta teoría no se toma en cuenta la fuerza de fricción que actúa entre la pared vertical del muro y el suelo que forma el relleno, esta fuerza resultante actúa en forma horizontal sobre el muro. Estado de presión en reposo: El empuje en reposo total producido por una masa de suelo netamente granular y homogénea, cuya superficie tiene forma horizontal, estaría dado por la siguiente fórmula: Po = ½ Ko Ȗ’ H2 Donde: Po =

Resultante de la presión en reposo del suelo expresada en Toneladas por metro lineal de muro

Ko =

Coeficiente de presión en reposo del suelo

Ȗ=


H=


El coeficiente de presión en reposo para un suelo granular se calcula como Ko = l – sen I donde I representa el ángulo de fricción interna del suelo atrás del muro b) Teoría de Coulomb En esta teoría se considera que si un muro de contención sufre un pequeño desplazamiento, entonces ocurre la ruptura del suelo en la parte trasera del muro y una cuña de suelo se desprenderá del resto de la masa. En el caso de la presión activa esta cuña se desplaza hacia abajo sobre la superficie de falla debido al efecto de su propio peso. En el caso de la resistencia pasiva del suelo, la cuña de suelo, debido a la fuerza que ejerce el muro sobre la misma, se desliza hacia arriba sobre la superficie de falla. La presión en reposo del suelo no se considera en esta teoría. 7 AGIES NSE 5 REQUISITOS PARA DISEÑO DE OBRAS DE INSFRAESTRUCTURA Y OBRAS ESPECIALES (NR-5: 2001


Para el cálculo de los empujes activos o pasivos del suelo por medio de la Teoría de Coulomb se pueden utilizar los criterios mostrados en la Figura No. 3.

3.4

Análisis por Sismo

Para determinar la fuerza seudo-estática horizontal de sismo se puede utilizar la teoría propuesta por Mononobe-Okabe. Este análisis se basa en la teoría de cuñas propuesta por Coulomb. En el caso mas general, la fuerza resultante total de la presión activa generada durante un sismo (PA) se puede calcular con la siguiente fórmula: PAE = ½ Ȗ H2 KAE (1-kv) F Donde F

cos 2 T * cos \ cos 2 T

ȕ* = ȕ + ȥ = ángulo modificado del talud de relleno ș*= ș + ȥ = ángulo modificado de la pared trasera del muro § k \ tan 1 ¨¨ h ©1 k v

· ¸¸ ¹

kv = aceleración vertical de la masa de suelo en unidades de g k h = aceleración horizontal de la masa de suelo en unidades de g de acuerdo con el tipo de sismo que se esté analizando, y de acuerdo con el mapa de macrozonificación sísmica para la República de Guatemala. Para el análisis por sismo se trabajará con un coeficiente de presión activa KAE;, el cual se obtiene utilizando la teoría de Coulomb, tal como muestra en la Figura No. 3, pero sustituyendo los ángulos ȕ y ș por los ángulos modificados ȕ* y ș*. La fuerza P AE estará integrada por la suma de la presión activa estática P A más el incremento dinámico ǻPAE causado por el sismo, es decir, PAE = PA + ǻPAE


8


Sin embargo estas dos fuerzas no actúan en el mismo punto, ya que la resultante de la presión activa estática (PA) seguirá actuando a una altura de H/3 medida desde la base del muro, mientras que la fuerza resultante del incremento dinámico (ǻPAE) actuará a una altura igual a 2H/3 medida también desde la base del muro. El valor de ǻPAE se obtendrá como sigue: ǻPAE = P A E - P A En los casos en que se considere necesario podrán utilizarse otras teorías que involucren un análisis del comportamiento dinámico del suelo, del comportamiento de la estructura del muro en función de su rigidez y condiciones de apoyo, y de la interacción suelo-estructura.


9


3.7

Criterios de diseño para otros tipos de obras de retención

3.7.2 Consideraciones de diseño para muros de sótanos de edificios

Durante el proceso de excavación y construcción de sótanos de edificios deberá asegurarse por completo la estabilidad de las paredes verticales de la excavación, así como de las construcciones vecinas, si es que las hubiera, con el objeto de evitar deformaciones excesivas, tanto verticales como horizontales, que pudieran afectar la seguridad de las estructuras de los edificios vecinos, o que pudieran poner en peligro la vida de los trabajadores que laboren en el proyecto. Actualmente se pueden utilizar una serie de sistemas que pueden asegurar la estabilidad, tanto de las paredes de las excavaciones como de las estructuras vecinas. Dentro de estos sistemas se incluyen los muros de suelo enclavado o "Soil Nailing", los muros formados por pantallas o cortinas de concreto reforzado, con anclajes o no, los cuales son preexcavados y luego fundidos en el lugar, previo a la excavación de los sótanos. También se pueden utilizar pilotes de concreto de gran diámetro fundidos en el lugar, ya sea tangentes entre sí o unidos por planchas de concreto reforzado, con anclajes o no, y planchas de concreto reforzado que se anclan al terreno. Dependiendo del tipo de protección seleccionado se hace necesaria la construcción de un muro de contención definitivo. Generalmente se utilizan planchas de concreto prefabricadas que se apoyan en las vigas de la estructura y que en conjunto funcionan como losas de concreto con apoyos intermedios. Para el diseño estructural de estos muros de contención podrán utilizarse las envolventes presión que se muestran en la Figura No. 6. En todos los casos en que existan construcciones vecinas se deberá partir del principio de que la construcción nueva deberá proteger a las construcciones existentes, y por lo tanto deberá investigarse el tipo de cimentación de las mismas, y la profundidad a la que esta se encuentra. En el caso de que los niveles de piso de los sótanos más profundos de los edificios vecinos y de la nueva construcción, coincidan o se encuentren casi al mismo nivel, deberá tratarse de que el fondo de los cimientos de la estructura nueva coincida con el de la estructura existente. Si se presenta el caso de que la cimentación de la construcción nueva se encuentra a un nivel mas alto que el de la construcción vecina, y que por lo tanto, el uso de una cimentación poco profunda para la misma pueda sobrecargar y afectar a los muros de contención de la estructura existente o a la estructura misma, deberá profundizarse la cimentación de la nueva estructura hasta un nivel más profundo en que ya no exista dicha interferencia, para lo cual podría considerarse inclusive el uso de una cimentación apoyada sobre pilotes.


10


En el caso de que la cimentación vecina se encuentre a un nivel mas alto que el de la nueva estructura, deberán considerarse métodos de protección que aseguren la estabilidad de dicha estructura cuando se efectúe la excavación de la nueva construcción. Para esto podrán considerarse los sistemas de protección que se mencionaron anteriormente, tales como los muros pantalla, los pilotes tangentes anclados al terreno, los muros pantalla anclados al terreno, o cualquier otro sistema que asegure dicha estabilidad. Inclusive podría considerarse el caso de utilizar sistemas que permitan transferir la carga de la cimentación mas alta a un nivel mas bajo, siempre y cuando se asegure que no se produzcan movimientos fuera de lo tolerable que afecten a esta estructura.


11



12



13



14



15

CON EL APOYO DE:


AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)



1

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CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Generalidades 1.2 Instancias para la evaluación estructural CAPÍTULO 2 EVALUACIÓN ESTRUCTURAL POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 2.1 Objetivo 2.2 Procedimiento de evaluación 2.3 Alcances y limitaciones 2.4 Etiquetado 2.5 Procedimiento para evaluación de edificaciones 2.6 Procedimiento para etiquetado y barricadas 2.7 Cambio en la clasificación de edificaciones 2.8 Reetiquetado después de un sismo de magnitud significativa 2.9 Edificaciones de categoría ocupacional III y IV (importantes y esenciales) 2.10 Parámetros de vulnerabilidad AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

3

4

CAPÍTULO 3 EVALUACIÓN RÁPIDA POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 3.1 Objetivo 3.2 Requisitos de los evaluadores 3.3 Procedimiento de Evaluación Rápida 3.4 Criterios de Evaluación Rápida 3.5 Formato de Evaluación Rápida 3.6 Edificaciones de Entrada Limitada y evaluación posterior CAPÍTULO 4 EVALUACIÓN DETALLADA POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 4.1 Generalidades 4.2 Objetivos 4.3 Requisitos de los evaluadores 4.4 Alcances 4.5 Procedimiento de la Evaluación Detallada 4.6 Criterios generales de Evaluación Detallada


i


4.7 4.8 4.9

5 6 7

Sistema estructural no visible Criterio de etiquetado Formato de Evaluación Detallada

CAPÍTULO 5 GUÍA PARA EVALUACIÓN DE DAÑO GEOTÉCNICO Y POR MATERIALES CONSTRUCTIVOS, POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA (En la edición anterior NR 6, este capítulo estaba en la norma. Actualmente forma parte de las publicaciones especiales de AGIES) CAPÍTULO 6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO 6.1 Objetivo 6.2 Tipos de evaluación del riesgo sísmico 6.3 Procedimiento de evaluación CAPÍTULO 7 EVALUACIÓN RAPIDA DEL RIESGO SISMICO 7.1 Introducción 7.2 Calificación básica 7.3 Información general 7.4 Modificadores de la calificación de vulnerabilidad 7.5 Calificación final AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001) ANEXO A ETIQUETAS DE EVALUACIÓN

ANEXO B FORMATO DE EVALUACIÓN RÁPIDA POSTERIOR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA ANEXO C FORMATO DE EVALUACIÓN DETALLADA POSTERIOR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA ANEXO D FORMATOS DE EVALUACIÓN RÁPIDA ANEXO E REFERENCIAS CAPÍTULO 8 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN ANALÍTICA 8.1 Alcance y directrices generales 8.2 Consideraciones estructurales generales


ii


8

8.3 8.4 8.5 8.6

9

10 11 12 13

Requisitos generales para el cálculo de las capacidades de los miembros Método de evaluación basado en la capacidad de carga lateral Método de evaluación basado en la capacidad de desplazamiento lateral Consideraciones por torsión

CAPITULO 9 EVALUACIÓN ANALITICA PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO 9.1 Características de los materiales y resistencia de los elementos 9.2 Sistema estructural conformado por marcos rígidos 9.3 Sistema estructural conformados por marcos rígidos con tabiques de mampostería integrados 9.4 Edificios conformados por muros de corte CAPITULO 10 EVALUACIÓN ANALITICA PARA ESTRUCTURAS DE ACERO 10.1 Lineamientos generales 10.2 Resistencia del acero 10.3 Alcance 10.4 Parámetros de sismorresistencia 10.5 Requisitos generales para la aplicación del método preliminar simple 10.6 Requisitos específicos del sistema sismorresistente para la aplicación del método preliminar simple AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001) 10.7 Método de evaluación preliminar simple 10.8 Método de evaluación analítica CAPITULO 11 EVALUACIÓN SIMPLIFICADA PARA ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA REFORZADA 11.1 Consideración general 11.2 Método de evaluación simplificada CAPITULO 12 REHABILITACION 12.1 Generalidades 12.2 Alcance 12.3 Proceso de rehabilitación CAPITULO 13 OBJETIVOS DE REHABILITACIÓN 13.1 Niveles de comportamiento de la edificación 13.2 Niveles de diseño sísmico 13.3 Objetivos de rehabilitación


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CAPITULO 14 ESTRATEGIAS DE REHABILITACION 14.1 Estrategias de rehabilitación 14.2 Sistemas de rehabilitación 14.3 Restricciones de diseño 14.4 Determinación de deficiencias y potenciales causas de riesgos sísmicos CAPITULO 15 METODOS DE REHABILITACION 15.1 Información de la edificación actual 15.2 Métodos de rehabilitación 15.3 Método de rehabilitación simplificada 15.4 Limitaciones para el uso del método de rehabilitación simplificado 15.5 Aspectos a considerar para determinar deficiencias típicas en edificaciones 15.6 Método de rehabilitación sistemática 15.7 Procedimientos de análisis

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CAPITULO 16 DISEÑO DE LA REHABILITACION 16.1 Rehabilitación simplificada 16.2 Rehabilitación sistemática

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CAPITULO 17 AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001) CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD 17.1 Criterios generales de aceptabilidad 17.2 Procedimientos lineales 17.3 Procedimientos no lineales

18

CAPITULO 18 - ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES 18.1 Generalidades 18.2 Elementos no estructurales 18.3 Salidas 18.4 Interacción estructural – no estructural


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PRÓLOGO La actualización de la norma NSE 6 se realizó para los primeros 7 capítulos de la anterior, NR 6, es decir, en las referentes a los lineamientos generales de evaluación estructura y los procedimientos y tipos de evaluación rápida y detallada. Los capítulos correspondientes a la evaluación analítica y a la rehabilitación serán revisados y actualizados posteriormente. Tanto los esquemas de deficiencias estructurales, que incrementan la vulnerabilidad, como el capítulo 5 “Guía para Evaluación de Daño Geotécnico y por Materiales Constructivos, Posterior a un evento Sísmico de Magnitud Significativa” se trasladaron a la guía de utilización correspondiente a esta norma en la serie de Publicaciones Especiales de AGIES. La designación “Post-Sismo” que se utilizaba anteriormente se sustituyó por “Posterior a un Evento Sísmico de Magnitud Significativa” porque se considera más adecuada. El capítulo 2 se refiere a la descripción general de la Evaluación Posterior a un Evento Sísmico de Magnitud Significativa y en los capítulos 3 y 4 se dan los requerimientos para estas evaluaciones en los niveles rápido y detallado, AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001) respectivamente. Las etiquetas y los formularios para la Evaluación Posterior a un Evento Sísmico de Magnitud Significativa se encuentran en los anexos A, B y C. En el capítulo 6 se dan los lineamientos para la Evaluación del Riesgo Sísmico, con el capítulo 7 que contienen los requisitos para el nivel de Evaluación Rápida. Se revisó la interpretación de la calificación de la Evaluación Rápida del Riesgo Sísmico, así como los puntajes tanto iníciales, como de los modificadores. Los capítulos 8 en adelante, de la norma NR 6 prácticamente se mantienen y solamente se identifican indistintamente como NR o NSE. Se han actualizado las referencias cruzadas a las normas actualizadas. Debido a que no se actualizaron estos últimos capítulos, la numeración de las hojas no sigue el mismo formato y se numeran de la 61 en adelante. Así mismo, el tipo de letra sigue siendo Times New Roman.


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1 INTRODUCCIÓN 1.1

Generalidades

1.1.1 Esta norma se refiere a los requisitos que deben cumplirse para la evaluación y rehabilitación de estructuras existentes. 1.1.2 La evaluación tiene el propósito de determinar si una estructura existente es segura o no y las deficiencias que tiene. 1.1.3 Posterior a la evaluación, si es necesario, se procede a diseñar la rehabilitación estructural con los requisitos contenidos en esta norma. 1.1.4 Tanto la evaluación como la rehabilitación se deben efectuar por los siguientes motivos: (a) Daños existentes o daños potenciales en la estructura por eventos sísmicos, (b) Cambio de uso o de categoría ocupacional de acuerdo a la clasificación del capítulo 3 de NSE 1, (c) Adaptación a normas estructurales actuales, más exigentes que las utilizadas en el diseño. 1.2 1.2.1

Instancias para la evaluación estructural Para la evaluación estructural existen dos instancias: (a) Posterior un evento sísmico de magnitud significativa. (b) Previo a un evento sísmico de magnitud significativa (riesgo sísmico).


1


2 EVALUACIÓN ESTRUCTURAL POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 2.1

Objetivo

2.1.1 El objetivo básico de la evaluación estructural posterior a un evento sísmico es establecer de una manera eficaz y rápida, cuáles edificaciones están en condiciones de ser utilizadas y cuáles, por haber sufrido daños, son inseguras y no habitables. 2.1.2 De ser necesario se recomendará una inspección más especializada, profunda y detallada, realizada por especialistas, para poder obtener mejores conclusiones relativas a la seguridad en que se encuentran las edificaciones. 2.2

Procedimiento de evaluación

2.2.1 El procedimiento de evaluación estructural posterior a un evento sísmico considerable implica un procedimiento que puede tener hasta tres niveles de evaluación. 2.2.2 El primer nivel, consiste en una Evaluación Rápida de inspección visual en cada edificación seleccionada; orientado para que en forma rápida se designe el nivel de seguridad aparente de las edificaciones, clasificándolas como seguras, potencialmente peligrosas (de entrada limitada) o inseguras. 2.2.3 El segundo nivel, designado como Evaluación Detallada es una inspección más detallada que la del nivel anterior y en la que se clasifica a las estructuras como seguras, potencialmente peligrosas (de entrada limitada) o inseguras. 2.2.4 Finalmente, el tercer nivel consiste en una Evaluación Ingenieril, que tiene que ser solicitada por el propietario de la edificación, deberá realizarse por un ingeniero estructural. Este estudio incluirá un reconocimiento detallado, la localización de los daños, cálculos estructurales y una evaluación cuantitativa de los daños de la estructura.


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Figura 2.1 Procedimiento para la evaluación estructural

2.2.5 En áreas donde han fallado taludes, haya grandes asentamientos diferenciales u otros movimientos grandes de tierra, deberá hacerse un estudio por un ingeniero geotecnista, aunque la estructura no presente daños. 2.3

Alcances y limitaciones

2.3.1 Dependiendo del nivel de evaluación, se determina su alcance. La tabla 2-1 establece las características de cada nivel de evaluación así como una estimación del tiempo requerido.


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Tabla 2-1 Alcances y limitaciones de la evaluación posterior a un evento sísmico Nivel

Descripción

Tiempo estimado por edificación

Evaluación Rápida

Evaluación rápida, cualitativa de seguridad estructural. Se usa para etiquetar en forma rápida a las edificaciones como evidentemente insegura, segura, o edificaciones que requieren una Evaluación Detallada.

10 – 20 minutos

Evaluación Detallada

Evaluación visual cuidadosa, cualitativa de edificios dañados y situaciones cuestionables. Se usa para determinar de mejor manera la seguridad de la estructura e identificar edificaciones que requieren una Evaluación Ingenieril.

Evaluación Ingenieril

Investigación ingenieril detallada de edificaciones dañadas, involucra el uso de planos de la construcción, datos de daño, y nuevos cálculos estructurales.

1 – 4 horas

7 días o más

2.3.2 Para la evaluación de aspectos geotécnicos se requerirá la inspección y el dictamen de un ingeniero geotecnista. 2.4

Etiquetado

2.4.1 Después de que cada nivel de evaluación se ha realizado deberá clasificarse a la edificación con el grado de seguridad mediante la colocación de etiquetas, identificadas por el texto y el color de fondo. Esto se realiza con el objeto de indicar al propietario, a los ocupantes y al público en general, si la estructura es segura o no. 2.4.2 Las etiquetas deberán contener la información que se indica en los formatos del anexo A. 2.4.3 Se especifican tres tipos globales de etiquetas para clasificar la seguridad de las edificaciones: Habitable, de Entrada Limitada e Insegura, especificadas en 2.4.6. 2.4.4 Las etiquetas de Entrada Limitada e Insegura no necesariamente implican solamente daños estructurales ya que deben incluir riesgos por elementos no estructurales, instalaciones, derrames tóxicos o químicos en áreas específicas de la edificación.


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2.4.5 Cuando la estructura sea insegura parcialmente, es decir, solamente en algún área ya sea fuera o dentro de la edificación se usará una etiqueta de Peligro en Área Acordonada, acordonando esa área y a una distancia prudencial del daño, con barricadas para prevenir la entrada. 2.4.6

Clasificación de etiquetas

Las etiquetas están clasificadas por color, según el grado de seguridad que presenten. Tabla 2-2 Clasificación de etiquetas Etiqueta

Color

Descripción

Verde

No se encuentra ningún riesgo evidente, aunque se requieran reparaciones menores. La capacidad original de sistema sismorresistente no disminuyó. No hay ninguna restricción en uso o ocupación.

Amarillo

Pueden existir condiciones peligrosas. No se permite la entrada más que al propietario y por emergencias y sólo bajo su propio riesgo. No se permite el ingreso al público. Hay posibilidad de mayores riesgos posteriores a un evento sísmico de magnitud significativa.

Insegura

Rojo

Existe mucho peligro, con daños de gran magnitud. Riesgo de colapso posterior a un evento sísmico considerable. No se permite el ingreso, excepto para personal calificado.

Peligro en área acordonada

Anaranjado (acordonado con barricadas)

El área señalada es insegura. No se debe ingresar al área insegura, excepto por personal calificado.

Habitable

Entrada limitada


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2.5

Procedimiento para evaluación de edificaciones

2.5.1 En las primeras horas o días después de un terremoto, las edificaciones en el área de daño deberán ser evaluadas utilizando el procedimiento de Evaluación Rápida. 2.5.2 Este procedimiento se debe seguir según lo estipulado en el capítulo 3 de esta norma. 2.5.3 Las edificaciones que tienen una seguridad cuestionable y que están designadas temporalmente como de Entrada Limitada, estarán sujetas a una Evaluación Detallada, la que deberá realizarse, prioritariamente, dentro de pocos días después de la Evaluación Rápida. 2.5.4 En la Evaluación Detallada se hará un examen visual detallado de las estructuras con el propósito de determinar el grado de seguridad de la edificación. Si la edificación no se puede catalogar como segura o insegura deberá procederse a una Evaluación Ingenieril. 2.5.5 La Evaluación Ingenieril representa el nivel más completo de evaluación en esta norma, la que deberá efectuarse por ingenieros estructurales. Es responsabilidad del propietario o administrador implementar una Evaluación Ingenieril, antes que la estructura clasificada como de seguridad cuestionable sea puesta en servicio nuevamente. 2.6

Procedimiento para etiquetado y barricadas

2.6.1 El etiquetado de una estructura inspeccionada se deberá realizar mediante la colocación de una etiqueta en un lugar claramente visible cerca de la entrada principal. En edificios grandes con múltiples entradas, se deberán colocar etiquetas adicionales en todas las entradas. Para designar a un área insegura, de falla inminente, se deberá ubicar barricadas o acordonar dicha área con cinta amarilla con letreros "No traspase la línea", además de colocar una etiqueta color anaranjado con el letrero "Peligro en área acordonada". 2.6.2 Las etiquetas en las estructuras no se deberán remover sin autorización de la autoridad competente, definida en el capítulo 1 de NSE 1.


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2.7

Cambio en la clasificación de edificaciones

2.7.1 Los edificios etiquetados como de Entrada Limitada se deberán reetiquetar si se efectúa una inspección de nivel superior. 2.7.2 El reetiquetado puede darse si en una reinspección se determina que las condiciones iníciales han variado ya sea por nuevos daños encontrados o después de un nuevo sismo, o bien, después de reparaciones temporales. 2.8

Reetiquetado después de un sismo de magnitud significativa

2.8.1 Después de un sismo de magnitud significativa, las edificaciones que fueron previamente inspeccionadas y etiquetadas como Habitable o de Entrada Limitada requerirán una reinspección. Si una edificación es reinspeccionada se deberá colocar una nueva etiqueta para indicar la fecha y hora de la reinspección, aún si la clasificación de etiquetado no cambia. 2.9

Edificaciones de categoría ocupacional III y IV (importantes y esenciales)

2.9.1 Las edificaciones importantes y esenciales, según la clasificación descrita en el capítulo 3 de NSE 1 no estarán sujetas a una Evaluación Rápida y deberán iniciar con una Evaluación Detallada. 2.10

Parámetros de vulnerabilidad

2.10.1 Se denominan parámetros de vulnerabilidad estructural a los factores que se deberán considerar para realizar la evaluación de una edificación, ya que representan punto críticos donde pueden aparecer daños en las estructuras. 2.10.2 La evaluación deberá considerar al menos los siguientes parámetros de vulnerabilidad: (a) Irregularidad en planta x Esquinas entrantes en formas irregulares x Relación largo / ancho x Asimetría en el sistema sismorresistente x Arriostramiento inadecuado en al menos una dirección x Poca redundancia estructural x Distribución irregular de masas AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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x

Diafragmas con aberturas excesivas

(b) Irregularidad en elevación x Formas irregulares x Piso suave x Columnas con rigideces muy diferentes en un mismo nivel (laderas) x Columnas cortas x Interrupción en la trayectoria de fuerzas x Pisos superiores salientes x Concentraciones de masa en el piso superior x Viga fuerte / columna débil (c) Poca separación entre edificios adyacentes (d) Detallado inadecuado en sujeción de elementos no estructurales


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3 EVALUACIÓN RÁPIDA POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 3.1

Objetivo

3.1.1 El objetivo básico de la Evaluación Rápida es inspeccionar, evaluar y clasificar edificaciones en el área de daño de forma rápida, posterior a la ocurrencia de un evento sísmico de magnitud significativa. 3.2

Requisitos de los evaluadores

3.2.1 Esta evaluación estará a cargo de un equipo de por lo menos dos personas, siendo una de ellas un ingeniero civil. El otro evaluador deberá poseer conocimiento en diseño sísmico de edificaciones similares a las que están siendo evaluadas, pudiendo ser estudiantes de ingeniería o arquitectura que hayan completado los cursos del área de estructuras, materiales y construcción, y tengan experiencia practica en construcción. 3.2.2 Los evaluadores de daño necesitan estar familiarizados básicamente con la construcción de edificios, así como, daños estructurales o cualquier situación inusual (como grietas en el suelo, riesgo de desplome y otras) que se puedan reconocer con facilidad. 3.2.3 Los evaluadores deberán recibir una capacitación antes de integrar los equipos de evaluación. 3.3

Procedimiento de Evaluación Rápida

3.3.1 Este procedimiento debe iniciar con el reconocimiento del área dañada o con un área en que se sospecha exista daño. 3.3.2 Este nivel de evaluación se hace solamente examinando el exterior de la edificación, excepto que se sospeche que existe algún daño interior que deba ser inspeccionado, tomando en cuenta que si un edificio se encuentra claramente en una condición insegura, no se deberá ingresar.


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3.3.3 Se deberá, también, examinar el suelo en el área general de la estructura en busca de grietas, combas en el suelo, o movimiento de taludes. 3.3.4 Se deberá llenar el formato de la Evaluación Rápida de la sección 3.5 de esta norma, anotando claramente la clasificación otorgada. 3.3.5 Posteriormente, se deberá etiquetar la estructura según los resultados de la evaluación, usando una de las etiquetas “Habitable”, “Entrada limitada” o “Insegura”. 3.3.6 En la etiqueta “Habitable”, se deberá indicar si sólo el "exterior" o el "exterior e interior" ha sido inspeccionado, marcando el cuadro apropiado. 3.3.7 Se deberá etiquetar cada entrada de la edificación clasificada como de “Entrada limitada” o “Insegura”. 3.3.8 Se deberá explicar a los ocupantes la importancia de respetar las etiquetas de “Entrada limitada” o “Insegura” y evacuar inmediatamente esas edificaciones, así como las áreas inseguras, acordonadas con barricadas y etiquetadas con “Peligro en área acordonada”. 3.4

Criterios de Evaluación Rápida

3.4.1 Los criterios de la Evaluación Rápida son condiciones de daño observables externamente, que, individual o colectivamente, son suficientes para garantizar la credibilidad de la clasificación especificada en esta norma. Por ser el procedimiento de Evaluación Rápida un procedimiento cualitativo, la evaluación de daños es aproximada necesariamente. 3.4.2 Se deberá etiquetar como Insegura la edificación fallada, con colapso parcial, o movimiento en su cimiento. 3.4.3 Una edificación o que algunos de sus pisos se encuentren significativamente fuera de plomo se deberá etiquetar como Insegura. 3.4.4 Las edificaciones con daño obvio severo en los miembros de la estructura primaria, con grietas severas en paredes, u otros signos de daños severos se deberán etiquetar como Insegura. 3.4.5 Las edificaciones con parapetos, chimeneas, u otros riesgos de derrumbes presentes se designará el área adyacente a esta como Peligro en Área Acordonada. AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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3.4.6 Las grietas grandes en el suelo, los masivos movimientos de tierra, o los deslizamientos presentes se deberán etiquetar como Inseguras. 3.4.7 Otros riesgos presentes (como derrames tóxicos, contaminación, tuberías de gas rotas, líneas eléctricas caídas y otros) se deberán etiquetar como Insegura o Peligro en Área Acordonada, según lo amerite la extensión del riesgo de daño. 3.4.8 Las edificaciones que son aparentemente seguras se deberán etiquetar como Habitable. 3.4.9 Las estructuras restantes, cuando el nivel de seguridad que corresponde es dudoso y la estructura de la edificación no es ni aparentemente segura ni obviamente insegura, serán evaluadas conforme al procedimiento de Evaluación Detallada y se deberán etiquetar como de Entrada Limitada. 3.4.10 Las construcciones de adobe se deberán etiquetar como Inseguras, independientemente presenten daño o no después de un sismo. 3.5

Formato de Evaluación Rápida

3.5.1 La Evaluación Rápida deberá contener la información contenida en el formato del anexo B. 3.5.2 Dado que el propósito de la Evaluación Rápida es la clasificación de la estructura, deberá hacerse una evaluación de su conjunto, en cuanto al nivel de seguridad, por lo cual el criterio de los evaluadores es fundamental para la interpretación de la gravedad de los daños. 3.5.3 El equipo decidirá por consenso el etiquetado de la edificación, así como la designación de las áreas inseguras, en caso de ser necesario. 3.5.4 La carátula del formulario deberá contener el resultado de la evaluación, para facilitar su clasificación. 3.6

Edificaciones de Entrada Limitada y evaluación posterior

3.6.1 En las edificaciones etiquetadas como de Entrada Limitada se deberán colocar etiquetas en cada entrada.


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3.6.2 A los ocupantes de dichas edificaciones se les deberá informar de la magnitud del daño. Solamente se permitirá la entrada a estos edificios al propietario o por propósitos de emergencia y solo bajo su propio riesgo, lo que será indicado en la etiqueta. 3.6.3 Una estructura designada como de Entrada Limitada se deberá evaluar subsecuentemente mediante el método de Evaluación Detallada, y este requerimiento será indicado por el evaluador de daños en el formato de Evaluación Rápida.


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4 EVALUACIÓN DETALLADA POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 4.1

Generalidades

4.1.1 Este nivel de evaluación se utiliza para evaluar la seguridad en los edificios etiquetados como de Entrada Limitada, después de una Evaluación Rápida, excepto que para las edificaciones de categorías ocupacionales III y IV (importantes y esenciales), según la clasificación descrita en el capítulo 3 de NSE 1, esta es la evaluación inicial. 4.1.2 El equipo de inspección deberá examinar cuidadosamente el edificio entero, adentro y afuera, particularmente en su sistema estructural. 4.1.3 4.2

Este nivel de evaluación es, por lo general, de tipo no destructivo. Objetivos

4.2.1 El propósito general de la Evaluación Detallada es evaluar la seguridad estructural y no estructural de una edificación y determinar si es suficientemente seguro para ser puesto en servicio nuevamente. 4.3

Requisitos de los evaluadores

4.3.1 Esta evaluación estará a cargo de un equipo de por lo menos dos personas, siendo una de ellas un ingeniero civil como mínimo. El otro evaluador deberá poseer conocimiento en diseño sísmico de edificaciones similares a las que están siendo evaluadas. La evaluación es de tipo general, por lo que no es esencial la experiencia de un ingeniero estructural especializado. Los evaluadores podrán ser estudiantes de ingeniería o arquitectura que hayan completado los cursos del área de estructuras, materiales y construcción, y tengan experiencia práctica en construcción. 4.3.2 Es requisito que los evaluadores hayan recibido un entrenamiento previo en la metodología a emplear.


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4.4

Alcances

4.4.1 La evaluación detallada deberá determinar en forma razonable, si la edificación es altamente probable de sea segura para seguir funcionando y que pueda resistir al menos una repetición del evento que causa el daño inicial. 4.4.2 En la evaluación detallada debe determinarse si el daño es producido por el sistema estructural en sí mismo o por agentes externos como falla en taludes o estructuras adyacentes. 4.4.3 Además, deberá determinarse si existen daños en los elementos no estructurales que puedan convertir la edificación en inhabitable. 4.5

Procedimiento de la Evaluación Detallada

4.5.1 La Evaluación Detallada es un examen visual completo de la edificación dañada, por dentro y por fuera de ésta. 4.5.2 Las edificaciones con gran ocupación y aquellas que contienen en su interior sustancias peligrosas se deberán evaluar conservadoramente. El riesgo vida-seguridad asociado con un colapso de estas estructuras puede ser 100 a 500 veces o mayor que para una residencia familiar. 4.5.3

Primera etapa: Inspección del exterior de la edificación a) Iniciar con un caminamiento alrededor de la edificación; b) Determinar el sistema estructural. La edad de la estructura es un indicador importante de la resistencia sísmica, muchas edificaciones antiguas son más susceptibles a daños sísmicos que las construcciones nuevas; c) Examinar la estructura para las discontinuidades verticales. El daño tiende a menudo a concentrarse en estos lugares; d) Examinar la estructura para la configuración irregular en planta. El daño tiende a menudo a concentrarse en las irregularidades en planta. e) Buscar grietas en paredes exteriores, marcos de vidrio, etc., que son síntomas de derivas excesivas; f) Examinar los elementos no estructurales, como ventanales, parapetos, letreros, y ornamentación para localizar daños antes de entrar en la edificación; g) Buscar fracturas en la cimentación o las paredes más bajas expuestas del edificio.


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4.5.4

Segunda etapa: Examen del lugar por riesgos geotécnicos a) Examinar el suelo por presencia de grietas, protuberancias en la tierra y movimientos verticales; b) En áreas de laderas, examinar el área para verificar la existencia de deslizamientos, y caída de escombros en el lugar; c) Si se sospecha de riesgos geotécnicos en el lugar, la Evaluación Detallada se deberá realizar por un equipo que incluya un ingeniero geotecnista o geólogo; d) Debido a que los riesgos geotécnicos pueden extenderse en un área que incluya a varias edificaciones, se podrán etiquetar a edificios ilesos en una área inestable con la etiqueta de Insegura.

4.5.5

Tercera etapa: Inspección del Sistema Estructural por dentro de la edificación a) Antes de entrar en la edificación, buscar riesgos de desplomes y considerar el peligro de colapso. No entrar en edificaciones evidentemente inseguras; b) En algunos casos, el sistema estructural está oculto por paredes, techos, y otros elementos arquitectónicos. El evaluador deberá quitar tableros de cielo falso para identificar mejor el sistema estructural. Por lo general, no se harán ensayos destructivos en paredes. Si el propietario lo desea, se puede indicar dónde deben quitarse revestimientos y otros elementos arquitectónicos para facilitar el examen del sistema estructural. Cualquier ensayo destructivo deberá contar con la anuencia del propietario; c) Revisar los cubos de gradas, sótanos, cuartos mecánicos, y otras áreas expuestas para identificar el sistema estructural; d) Examinar el sistema que resiste la carga vertical. Buscar indicios dónde una columna puede mostrar señales de falla, dónde el suelo o estructura de techo ha empezado a apartarse de sus apoyos verticales, o dónde una viga ha fallado o ha empezado a fallar; e) Examinar el sistema que resiste la carga lateral. Cualquier piso con deriva residual significa que ha habido algún daño estructural; f) Inspeccionar los elementos expuestos del sistema de cimentación, el sótano o pisos más bajos, para localizar elementos fracturados y asentamientos. También inspeccionar el piso del sótano y paredes exteriores por grietas y protuberancias; g) Examinar cada piso, incluyendo el sótano y el techo; h) Los daños severos en paredes y vidrios rotos son evidencia de grandes derivas de piso.


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4.5.6

Cuarta etapa: Inspección por riesgos no-estructurales

Dentro del edificio, buscar los siguientes daños: a) Conexiones; b) Divisiones de mampostería, particularmente en edificaciones antiguas en las que normalmente están sin refuerzo; c) Divisiones desmontables; d) Cielos falsos y lámparas; e) Tanques de agua elevados; f) Otros elementos susceptibles de daño; 4.5.7

Quinta etapa: Inspección por otros riesgos a) No se deben utilizar ascensores sin la debida inspección; b) Buscar derrames o fugas en áreas de químicos guardados u otros materiales peligrosos; c) Si se daña el equipo de detección y protección contra incendios, puede ser necesario restringir el uso de la edificación; d) Inspeccionar la seguridad estructural de gradas y asegurar que las salidas no estén bloqueadas y se encuentren libres de obstrucciones.

4.5.8

Sexta etapa: Completar la lista de revisión y etiquetar la edificación a) Completar el formato de Evaluación Detallada de 4.9. Indicar si es necesario tomar alguna acción; b) Etiquetar la estructura según los resultados de la evaluación. Usar una de las tres etiquetas (Habitable, Entrada Limitada, e Insegura). Etiquetar cada entrada a una edificación clasificada como Entrada Limitada, o Insegura; c) Explicar el significado de la etiqueta de Entrada Limitada, e Insegura, a los ocupantes de las edificaciones, y adviértales que salgan inmediatamente. También deberán evacuarse las áreas designadas como Peligro en Área Acordonada.

4.6 4.6.1

Criterios generales de Evaluación Detallada Daño global

4.6.1.1 El daño global es el mejor indicador de la gravedad del daño en un sistema estructural: grietas severas en paredes, pisos completos desplomados, edificios inclinados, cimientos quebrados, y daños similares son excelentes indicadores del daño estructural, para lo cual debe empezarse por examinar el edificio entero, adentro y afuera, debido a los peligros potenciales siguientes: AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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a) Colapso total o parcial; b) Edificio o pisos individuales notoriamente inclinados; c) Cimentación fracturada. 4.6.2

Sistema de cargas verticales

4.6.2.1

Inspección del sistema de cargas verticales

4.6.2.1.1 Ninguna estructura deberá mantenerse en servicio si existe alguna duda sobre su capacidad para soportar con seguridad las cargas verticales. La falla del sistema de cargas verticales global o local se considera fundamental, generalmente, para etiquetar la estructura entera como Insegura. Se deberá poner atención especial a las siguientes fallas: a) Columnas notablemente desplomadas; b) Columnas torcidas o falladas; c) Estructuras de techos o piso separadas de paredes y otros soportes verticales; d) Paredes de carga, pilastras, o ménsulas con grietas o con apoyos inadecuados; (e) Otras fallas o fallas incipientes en elementos importantes del sistema de carga vertical o en conexiones. 4.6.3

Sistema de cargas laterales

4.6.3.1 Se deberá identificar e inspeccionar el sistema estructural resistente a cargas laterales. Para que a una estructura dañada se le permita seguir en uso, ésta deberá contar con un sistema estructural resistente a cargas laterales funcional. Si existe evidencia que el sistema de cargas laterales no es viable, la estructura se deberá considerar como Insegura hasta que se demuestre lo contrario. 4.6.3.2

Algunos indicadores para verificar esta condición son los siguientes: a) b) c) d) e)

4.6.4

Marcos rígidos rotos, inclinados o seriamente dañados; Muros de corte severamente agrietados; Tirantes verticales rotos o torcidos; Diafragmas o arriostres horizontales rotos o seriamente dañados; Otras fallas o fallas incipientes en elementos importantes del sistema de carga lateral o en conexiones.

Efecto P-delta

4.6.4.1 Para marcos estructurales altos, alguna desviación residual en algún piso es generalmente bastante peligrosa, ya que el peso de una porción de la AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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estructura sobre un piso desviado resulta en momentos adicionales en columnas, y en uniones de viga-columna. Cualquier marco estructural, particularmente en las estructuras muy altas, que muestre una importante desviación en uno o más de sus pisos se deberá considerar como Insegura hasta que se demuestre lo contrario. 4.6.5

Degradación del sistema estructural

4.6.5.1 Es importante examinar el sistema estructural para determinar si el sistema entero o la mayoría de sus componentes no se han degradado, al punto que su resistencia y rigidez se hayan reducido a niveles inseguros. Esto es particularmente importante en sistemas estructurales de concreto y mampostería. Si existe evidencia de degradación, la estructura se considerará como Insegura. 4.6.6

Riesgo de desplome

4.6.6.1 Los parapetos, revestimientos, ornamentaciones, rótulos, divisiones interiores, cielos falsos, e instalaciones de alumbrado son algunos elementos que presentan riesgo de desplome. Mientras algunos de estos elementos pueden estar dañados y desplomados debido al sismo inicial, el riesgo que representan estos elementos dañados, posterior a un evento, aumentan como resultado de la aplicación de fuerzas estáticas o réplicas del sismo. Por precaución, las áreas localizadas dentro de una distancia cercana al desplome potencial de objetos se deberán acordonar con barricadas para prevenir el acceso, será considerada como Peligro en Área Acordonada y se deberá colocar la etiqueta anaranjada. 4.6.7

Falla de taludes o cimientos dañados

4.6.7.1 Es necesario examinar el terreno en el área inmediata al edificio para determinar si existe evidencia de desplazamiento masivo de suelo, licuación, movimiento de taludes, ruptura de la superficie de falla, distorsiones asociadas al suelo, u otros movimientos de suelo relacionados con terremotos. Estos desplazamientos verticales u horizontales pueden producir daños graves a las edificaciones y fracturar los cimientos causando daños estructurales severos a la superestructura de la edificación. 4.6.7.2 Si se observan daños en los cimientos o se sospecha de la existencia de ellos, si hay grietas de 25 mm o más de ancho en los cimientos, asentamientos diferenciales mayores que 25 mm, o si hay grietas de más de 50 mm de ancho en la vecindad del edificio, un ingeniero geotecnista o un ingeniero geólogo deberá examinar el sitio y colaborar con la evaluación. Frecuentemente, los riesgos geotecnista cubren áreas más grandes que una sola edificación. Para estos aspectos se podrá apoyar en lo descrito en NSE 2.1.


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4.6.7.3 Si se presentan los daños que a continuación se especifican, las estructuras desplantadas sobre dichas áreas de peligro serán clasificadas como con daños geotécnicos y etiquetados como Inseguros: a) Base de la edificación desplazada de su lugar o asentamientos diferenciales, con cimientos, paredes, pisos o techos fracturados; b) Edificación en zona de falla o con grandes movimientos de tierra (deslizamientos, derrumbes); c) Edificaciones en peligro de ser impactadas por deslizamiento o escombros de derrumbes de deslizamiento superiores. 4.6.8

Otros riesgos

4.6.8.1 Si existen condiciones inseguras, tales como fugas o derrames de gases y/o líquidos tóxicos, inflamables o cualquier otro material peligroso, o caída de líneas eléctricas, la entrada al área insegura debe ser restringida. Se deberá designar como Área Insegura, acordonarse con barricadas y colocarse una etiqueta anaranjada. 4.6.9

Factores adicionales a considerar

4.6.9.1 El procedimiento de Evaluación Detallada debe hacer el máximo uso de la información visual de daño disponible, por lo que se deberá realizar un examen detenido de la edificación, interior y exteriormente por un equipo de inspección, usando para ello los criterios descritos anteriormente. 4.6.9.2 El resultado de la evaluación será la etiqueta de la estructura (Habitable, Entrada Limitada, Inseguro). Debido a que el criterio ingenieril es esencial en cada caso, el evaluador deberá prestar atención especial a los siguientes factores: a) Intensidad del sismo experimentado; b) Condiciones preexistentes. Es importante conocer que daños existían antes del sismo; c) Ductilidad básica (a priori) del sistema estructural. 4.6.9.3 Es necesario enfatizar que el inciso (c) es de vital importancia porque las estructuras sin o con poca ductilidad cuando se dañan, a menudo presentan poca capacidad para resistir sismos adicionales.


19


4.7

Sistema estructural no visible

4.7.1 Si se sospecha de la presencia de daños serios en la edificación, y el sistema estructural no es lo suficientemente visible para permitir una evaluación confiable, la edificación debe designarse como Entrada Limitada o Insegura y se deberá informar a los ocupantes al respecto. También se informará al propietario que deberá proceder con de las siguientes acciones: a) Demolición o remoción de paredes, revestimientos, etc., para permitir la realización de la evaluación; b) Ordenar una Evaluación Ingenieril. 4.8

Criterio de etiquetado

4.8.1 La descripción general de la condición del edificio que corresponde a cada categoría, se proporciona en la sección 2.4. 4.8.2

Habitable

4.8.2.1 Para etiquetar un estructura como Habitable, no presenta restricción en su uso o en su ocupación, se deben satisfacer las siguientes condiciones: a) La capacidad de soporte de carga vertical original no ha disminuido significativamente, y no existe evidencia de inestabilidad potencial; b) La capacidad de soporte de carga lateral original no ha disminuido significativamente; c) Ningún riesgo de derrumbe u otro está presente, a menos que éstos sean etiquetados apropiadamente o puestos con barricada; d) Ninguna evidencia de daño significativo de la cimentación o desplazamiento del suelo está presente; e) Las salidas principales son operables y accesibles; f) No existe ninguna otra condición insegura aparente.

4.8.3

Entrada Limitada

4.8.3.1

La Entrada Limitada se designa a una estructura cuando: a)

El evaluador tiene serias dudas sobre su seguridad que sólo pueden ser resueltas por una Evaluación Ingenieril; b) Exista incertidumbre sobre la posibilidad de otros daños debido a riesgos geológicos; c) Hay incertidumbre sobre la presencia de otros riesgos como materiales peligrosos como químicos, tóxicos o inflamables, etc.


20


4.8.4

Insegura

4.8.4.1

Las estructuras se catalogan como Inseguras si: a) Presentan riesgos de seguridad obvios; b) El grado de daño es tal, que se cree que están en peligro de derrumbarse por condiciones estáticas o un nuevo sismo; c) Existe otra condición insegura, como materiales peligrosos como químicos, tóxicos o inflamables, etc.

4.8.5

Daño Geotécnico

4.8.5.1 Las edificaciones que se encuentran localizadas o cerca de áreas que presentan riesgo por daño geotécnico, especificados en 4.6.8 y 5.2 se deberán clasificar como con daño geotécnico, y etiquetarse como Inseguras. 4.8.6

Precaución Construcción de Adobe

4.8.6.1 A las estructuras que cuenten con construcciones totales o parciales de adobe se les deberá colocar el rótulo de Inseguras, aunque no presenten daños visibles aparentes. 4.9

Formato de Evaluación Detallada

4.9.1 La Evaluación Detallada deberá contener la información contenida en el formato del anexo C. 4.9.2 Dado que el propósito de la Evaluación Detallada es la clasificación de la estructura, deberá hacerse una evaluación de su conjunto, en cuanto al nivel de seguridad, por lo cual el criterio de los evaluadores es fundamental para la interpretación de la gravedad de los daños. 4.9.3 El equipo decidirá por consenso el etiquetado de la edificación, así como la designación de las áreas inseguras, en caso de ser necesario. 4.9.4 En la descripción del sistema estructural deberá indicarse el material de cada elemento estructural. 4.9.5 La carátula del formulario deberá contener el resultado de la evaluación, para facilitar su clasificación.


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5 GUÍA PARA EVALUACIÓN DE DAÑO GEOTÉCNICO Y POR MATERIALES CONSTRUCTIVOS, POSTERIOR A UN EVENTO SÍSMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA (En la edición anterior NR 6, este capítulo estaba en la norma. Actualmente forma parte de las publicaciones especiales de AGIES)


22


6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO 6.1

Objetivo

6.1.1 La evaluación del riesgo sísmico tiene como objetivo identificar las fallas potenciales en las edificaciones que pueden presentarse ante eventos sísmicos de magnitud significativa, tomando en consideración la zonificación sísmica para la República de Guatemala de acuerdo con NSE 2). Se aplica a edificaciones construidas con concreto reforzado, acero estructural y mampostería reforzada. 6.2 6.2.1

Tipos de evaluación del riesgo sísmico La evaluación del riesgo sísmico puede darse en dos niveles: a) Evaluación rápida; y b) Evaluación analítica.

6.3

Procedimiento de evaluación

6.3.1 El procedimiento de evaluación del riesgo sísmico inicia con el nivel de evaluación rápida, que consiste en asignar una calificación a cada parámetro de vulnerabilidad básico, por simple inspección en el edificio. A la calificación básica se adiciona o se resta la calificación reportada por los parámetros modificadores de vulnerabilidad, obteniéndose con ello una calificación final de la estructura. 6.3.2

Con la evaluación rápida se obtiene uno de los siguientes resultados: a) El resultado de la evaluación rápida es satisfactorio, si la calificación final es mayor o igual que 2; b) El resultado de la evaluación rápida no es satisfactorio y se recomienda evaluar la estructura por medio de la evaluación analítica, si la calificación final se encuentra comprendida entre 2 y 0.7; c) El valor de la calificación estructural es menor o igual que 0.7 y la edificación tendrá que ser rehabilitada siguiendo lo establecido en el capítulo 12, independientemente de realizar o no una evaluación analítica.


23


6.3.3 Si es necesario llevar a cabo una evaluación analítica, ésta se podrá hacer por el método de capacidad de carga lateral, que básicamente se trata de determinar si la capacidad máxima de carga lateral y la ductilidad global disponible en la estructura es mayor, igual o menor que la fuerza lateral y la ductilidad que el sismo le demande. Si la capacidad disponible en la estructura resultara menor que la demanda, la edificación deberá ser rehabilitada. 6.3.4 Opcionalmente, podrá realizarse una evaluación analítica mediante el método de capacidad de desplazamiento lateral; similar al de capacidad de carga lateral, con la diferencia que en lugar de calcular la carga lateral máxima, se debe calcular el desplazamiento lateral máximo que la estructura sea capaz de resistir; para luego compararlo con el desplazamiento lateral máximo que el sismo le impone, por medio de espectros de desplazamiento, de acuerdo con la macrozonificación sísmica indicada en el capítulo 4 de NSE 2. Igualmente, si la capacidad resulta menor que la demanda, la estructura deberá ser rehabilitada. 6.3.5 El procedimiento de evaluación del riesgo sísmico se indica gráficamente en el diagrama de flujo de la figura 6.1.

Figura 6.1 Diagrama de flujo para el procedimiento de evaluación del riesgo sísmico


24


7 EVALUACIÓN RAPIDA DEL RIESGO SISMICO 7.1

Introducción

7.1.1 El procedimiento de evaluación rápida es un procedimiento de inspección visual, basado en el reconocimiento y clasificación de varias características estructurales que aumentan la vulnerabilidad de la edificación ante un sismo. Puesto que se basa en parámetros conservadores, con este procedimiento aproximado no se espera que se identifiquen todas las posibles fallas potenciales en estructuras. 7.1.2 El resultado de la evaluación rápida se expresa en términos de una calificación asignada al edificio con el fin de indicar daños potenciales en él. Este procedimiento no requiere análisis detallado ni cálculos laboriosos. Más bien se lleva a cabo para establecer en forma preliminar las características estructurales que lo hacen vulnerable. 7.1.3 Antes de proceder a la inspección de campo y el llenado del formato de evaluación es importante obtener la mayor información a partir de documentos relacionados con la edificación a evaluar, de manera que se minimice la cantidad de datos desconocidos o solamente estimados, aumentando la confiabilidad de la evaluación. 7.1.4 7.2

El formato de evaluación se encuentra en el anexo D. Calificación básica

7.2.1 La calificación básica representa los niveles de daño potenciales debido a sismo para estructuras, tomando en consideración las macrozonas sísmicas de la República de Guatemala, de acuerdo con NSE 2, al material predominante utilizado y al sistema estructural. 7.2.2 La calificación básica se modifica de acuerdo con los parámetros de vulnerabilidad debido a factores de configuración. 7.2.3 Es importante seleccionar el formato adecuado para la zona sísmica correspondiente a la edificación, pues de ello depende la calificación básica asignada, así como los modificadores. AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

25


7.2.4 El material y el sistema estructural debe identificarse para obtener la calificación básica inicial. Los sistemas estructurales considerados son: a) A1: Marcos rígidos de acero, sin arriostramientos b) A2: Marcos de acero de varios niveles, arriostrados c) A3: Marcos de acero, arriostrados en dirección longitudinal, de poca altura, pisos livianos, normalmente con forro metálico d) A4: Marcos de acero con muros de corte e) A5: Marcos de acero y tabiques de mampostería integrados a la estructura f) C1: Marcos rígidos de concreto reforzado g) C2: Marcos de concreto reforzado con muros de corte h) C3: Marcos de concreto reforzado y tabiques de mampostería integrados a la estructura i) TU: Construcciones basados en muros prefabricados “tilt-up” j) MR: Mampostería reforzada k) MNR: Mampostería no reforzada 7.2.5 Para combinaciones de varios sistemas constructivos, deberá utilizarse la calificación básica más baja. 7.3

Información general

7.3.1 La información general debe indicarse claramente su grado de confiabilidad, de manera que si el dato es estimado debe agregársele un asterisco al final y si el dato es desconocido, deberá indicarse esta situación por medio de un signo de interrogación. 7.3.2 Deben indicarse el nombre de la edificación, la dirección para propósitos de ubicación, la identificación del evaluador y la fecha de evaluación. 7.3.3

Número de pisos

7.3.3.1 La altura de un edificio puede estimarse si se conoce el número de pisos. Debe indicarse el número de pisos que razonablemente representan al edificio y usar el mayor número de pisos si el edificio tiene diferentes niveles de techos. 7.3.4

Año de construcción

7.3.4.1 Es el año efectivo en el que fue construido. Esta información da una idea de la aplicación o no de un diseño sísmico.


26


7.3.5

Área total en planta

7.3.5.1 Es el área total aproximada del edificio en planta que generalmente se usa para estimar el número de personas que ocupan la edificación. El número de personas permite establecer las prioridades para la mitigación de riesgos. 7.3.6

Esquemas de la edificación

7.3.6.1 Se deben dibujar esquemas de la planta y elevaciones de la edificación. Los esquemas ayudan al evaluador a determinar las posibles irregularidades. 7.3.7

Tipo de suelo

7.3.7.1 El tipo de suelo es determinante en la respuesta de la estructura ante cargas sísmicas. Si el tipo de suelo no se ha determinado en el proceso previo de revisión de la documentación, el evaluador deberá identificarlo. Si no existen fundamentos para determinar el tipo de suelo deberá suponerse un suelo tipo E. 7.3.8

Tipo de ocupación

7.3.8.1 El tipo de ocupación puede servir para determinar la carga de ocupación de la edificación. En conjunto con el área total en planta y el número de pisos se puede estimar el número de personas que ocupa la edificación y establecer las prioridades para la mitigación de riesgos. 7.3.9

Amenaza de elementos no estructurales que pueden caer

7.3.9.1 Se debe indicar si hay peligro de elementos no estructurales que puedan caer. Este aspecto puede modificar cualitativamente la evaluación global de la edificación. 7.4

Modificadores de la calificación de vulnerabilidad

7.4.1 Los modificadores de vulnerabilidad afectan la calificación básica dependiendo de los factores de configuración de la edificación. 7.4.2

Altura

7.4.2.1 Se debe determinar por medio del número de pisos si es de mediana o de gran altura.


27


7.4.3

Construcción deficiente

7.4.3.1 Son malas condiciones de materiales con los que se construyen los diferentes elementos estructurales, que implican elementos más débiles que lo normalmente supuesto en la fase de diseño. 7.4.4

Irregularidad en planta

7.4.4.1 7.4.5

Debe identificarse la presencia de esquinas entrantes. Torsión

7.4.5.1 Debe estimarse la presencia de efectos de torsión sísmica debido a distribuciones irregulares de masa o de elementos resistentes a carga lateral. 7.4.6

Irregularidad vertical

7.4.6.1 La irregularidad vertical se refiere a la forma del edificio en elevación. Debe considerarse también como irregularidad vertical si el edificio está construido con cimentaciones en terreno inclinado. 7.4.7

Piso suave o blando

7.4.7.1 Este parámetro se aplica a edificios que presentan discontinuidades o grandes cambios en la resistencia o la rigidez en un piso con relación a la del piso inmediatamente superior o inferior a él. 7.4.8

Columnas cortas

7.4.8.1 Es importante identificar la presencia de columnas cortas, poniendo especial cuidado en que este efecto no existe si los muros están debidamente aislados de la estructura. 7.4.9

Colisión entre edificios adyacentes

7.4.9.1 El parámetro de golpeteo se refiere a la interacción por impacto entre edificios adyacentes por el movimiento sísmico. La posibilidad del colisión entre edificios adyacentes puede que ocurra cuando la separación de los edificios es menor que 0.02 veces la altura del nivel.


28


7.4.10

Desprendimiento del recubrimiento

7.4.10.1 Es el desprendimiento de grandes porciones de recubrimiento (por ejemplo de concreto prefabricado, bloques de concreto o tabiques de ladrillo), que presentan un riesgo potencial de daño local e influyen en daño estructural de acuerdo con la cantidad del desprendimiento. 7.4.11

Diseño sísmico

7.4.11.1 Este modificador se aplica cuando se tiene certeza de que el diseño estructural de la edificación se hizo tomando en cuenta los aspectos de comportamiento sísmico adecuado, incluyendo los detalles necesarios. 7.4.12

Rehabilitación

7.4.12.1 Para que una estructura se considere que fue rehabilitada o reforzada, ésta debió efectuarse después de 1976. En todo caso para poderse aplicar este modificador se debe tener la certeza de que se cumplieron con las normas sísmorresistentes. 7.4.13

Tipo de suelo

7.4.13.1 Este modificador depende del tipo de suelo identificado o asignado de acuerdo con la descripción en 4.5 de NSE 2. 7.4.13.2 Para los suelos tipos AB, no se aplica modificador. 7.4.13.3 Para los suelos tipos C, D, E o F, se aplicarán los modificadores que aparecen en la hoja 2 de 2 del anexo D, de la zona sísmica respectiva, 7.4.14

Fallas cercanas

7.4.14.1 El parámetro de falla cercana reconoce el incremento de un daño adicional por efectos de “desplazamiento del fallamiento cercano”. Para los edificios que estén localizados dentro de un radio de 20 metros a una falla que se considere activa. Para el procedimiento para determinar la cercanía de fallas ver 4.6 de NSE 2. 7.4.15

Daño existente

7.4.15.1 El parámetro de daño existente se refiere al daño presente en la estructura ocasionado por un sismo anterior, y para el que no hubo una rehabilitación a la misma. Queda a criterio del evaluador el valor que le asigne a este modificador de vulnerabilidad (dependiendo del grado de su severidad); sin embargo, para estructuras severamente dañadas y/o con daño geotécnico se les


29


asignará una calificación final de 0.25. El motivo de esta calificación deberá indicarse claramente en la carátula del formato de evaluación. 7.4.16

Sistemas estructurales no definidos en dos direcciones ortogonales

7.4.16.1 Los sistemas estructurales que no estén definidos en dos direcciones ortogonales se les asigna una calificación final de 0.25. El motivo de esta calificación deberá indicarse claramente en la carátula del formato de evaluación. 7.5

Calificación final

7.5.1 La calificación final para la estructura se obtiene sumándole algebraicamente a la calificación básica los valores reportados por los parámetros modificadores de vulnerabilidad.


30


ANEXO A ETIQUETAS DE EVALUACIÓN


31


HABITABLE Esta estructura ha sido evaluada y no se encontraron fallas estructurales aparentes Reportar cualquier condición insegura a la autoridad competente para reinspección

Fecha: _____________ Hora: ________ Equipo evaluador: _____________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ Evaluación: Exterior Interior Tipo de evaluación: ____________________________ Observaciones: ________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ No remover, alterar o ni cubrir esta etiqueta hasta contar con la autorización de la autoridad competente Etiqueta verde AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

32


ENTRADA LIMITADA PROHIBIDO INGRESAR Esta estructura ha sido evaluada y está dañada. Requiere nueva inspección Solamente se permite el ingreso del propietario y en casos de emergencia

Fecha: _____________ Hora: ________ Equipo evaluador: _____________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ Evaluación: Exterior Interior Tipo de evaluación: ____________________________ Observaciones: ________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ No remover, alterar o ni cubrir esta etiqueta hasta contar con la autorización de la autoridad competente Etiqueta amarilla AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

33


INSEGURO PROHIBIDO INGRESAR ESTA ETIQUETA NO CONSTITUYE ORDEN DE DEMOLICIÓN Esta estructura ha sido evaluada y está seriamente dañada

Fecha: _____________ Hora: ________ Equipo evaluador: _____________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ Evaluación: Exterior Interior Tipo de evaluación: ____________________________ Observaciones: ________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ No remover, alterar o ni cubrir esta etiqueta hasta contar con la autorización de la autoridad competente Etiqueta roja AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

34


PELIGRO EN ÁREA ACORDONADA Esta estructura ha sido evaluada y tiene daños parciales

NO traspasar cinta de advertencia

Fecha: _____________ Hora: ________ Equipo evaluador: _____________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ Evaluación: Exterior Interior Tipo de evaluación: ____________________________ Observaciones: ________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ No remover, alterar o ni cubrir esta etiqueta hasta contar con la autorización de la autoridad competente Etiqueta anaranjada AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

35


ANEXO B FORMATO DE EVALUACIÓN RÁPIDA POSTERIOR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA

36

DICTAMEN DE LA EVALUACIÓN RÁPIDA POSTERIOR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 1. Fecha de la evaluación: 2. Nombre de la edificación: 3. Nombre del propietario: 4. Dirección de la edificación: 5. Tipo de ocupación: 6. Carga de ocupación: 7. Áreas evaluadas:

8. Etiqueta: 9. Orden de prioridad: 10. Daños encontrados:

11. Conclusiones:

12. Recomendaciones:

Evaluador coordinador (nombre y firma):

1 de 3

37

FORMATO DE EVALUACIÓN RÁPIDA DAÑOS POR SISMOS EN ESTRUCTURAS 1. DATOS GENERALES DE LA EDIFICACIÓN Nombre de la edificación (si tiene): Dirección: Municipio:

Departamento:

No. De pisos: sobre el terreno ___ bajo el terreno

Uso principal de la edificación:

ID grupo de evaluación:

Evaluador coordinador:

Fecha;

Hora:

2. EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES EXTERNAS 1 2 3 4 5 6

CONDICIÓN Colapso: No hay Total Inclinación de la edificación

COMENTARIOS Parcial

Sí

_________________________________ No

_________________________________

Daños severos en muros Sí No _________________________________ Desplazamientos de la Sí No _________________________________ cimentación Peligro de desplome de Sí No _________________________________ elementos Otros (incluye componentes no estructurales) ______________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 3. DAÑOS GEOTÉCNICOS CONDICIÓN

COMENTARIOS

1

Asentamientos

Sí

No

_________________________________

2

Corrimientos

Sí

No

_________________________________

3

Grietas en el suelo

Sí

No

_________________________________

4

Deslizamientos

Sí

No

_________________________________

5

Derrumbes

Sí

No

_________________________________

6

Licuefacción

Sí

No

_________________________________

7

Otros ______________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 4. CLASIFICACIÓN

ETIQUETA

HABITABLE. No hay peligro aparente. Habitable en su totalidad. Sin limitaciones de uso.

VERDE

ENTRADA LIMITADA. Prohibido ingresar. Requiere nueva inspección. Daños parciales. Ingreso solamente al propietarios y por emergencias..

AMARILLA

INSEGURO. Prohibido ingresar. Daño severo y peligro inminente. Ingreso no permitido.

ROJA

PELIGRO EN ÁREA ACORDONADA. Daños parciales. Acordonamiento de áreas con

ANARANJADA

prohibición de ingreso. Requiere nueva inspección.

2 de 3

38

5. ESQUEMA Indicar dimensiones y localización de juntas.

6. COMENTARIOS Y RECOMENDACIONES

________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________

39


ANEXO C FORMATO DE EVALUACIÓN DETALLADA POSTERIOR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA

40

DICTAMEN DE LA EVALUACIÓN DETALLADA POSTERIOR A UN EVENTO SISMICO DE MAGNITUD SIGNIFICATIVA 1. Fecha de la evaluación: 2. Nombre de la edificación: 3. Nombre del propietario: 4. Dirección de la edificación: 5. Tipo de ocupación: 6. Carga de ocupación: 7. Áreas evaluadas:

8. Etiqueta anterior: 9. Etiqueta nueva: 10. Orden de prioridad: 11. Daños encontrados:

12. Conclusiones:



1 de 4

41

FORMATO DE EVALUACIÓN DETALLADA DAÑOS POR SISMOS EN ESTRUCTURAS 1. DATOS GENERALES DE LA EDIFICACIÓN Nombre de la edificación (si tiene): Dirección: Municipio:

Departamento:

No. De pisos: sobre el terreno ___ bajo el terreno

Uso principal de la edificación:

ID grupo de evaluación:

Evaluador coordinador:

Fecha;

Hora:

2. EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES EXTERNAS 1 2 3 4 5 6

CONDICIÓN Colapso: No hay Total Inclinación de la edificación

COMENTARIOS Parcial

Sí

_________________________________ No

_________________________________

Daños severos en muros Sí No _________________________________ Desplazamientos de la Sí No _________________________________ cimentación Peligro de desplome de Sí No _________________________________ elementos Otros (incluye componentes no estructurales) ______________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 3. DAÑOS GEOTÉCNICOS CONDICIÓN

COMENTARIOS

1

Asentamientos

Sí

No

_________________________________

2

Corrimientos

Sí

No

_________________________________

3

Grietas en el suelo

Sí

No

_________________________________

4

Deslizamientos

Sí

No

_________________________________

5

Derrumbes

Sí

No

_________________________________

6

Licuefacción

Sí

No

_________________________________

7

Otros ______________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________

42

Otros

Gradas

Techos o cubiertas

Entrepisos

Vigas

Arriostramientos

Muros exteriores

Tabiques interiores

Material de Construcción

Muros de corte

Columnas

Elementos Estructurales

Muros de carga

4. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

Adobe Mampostería no reforzada Mampostería reforzada Concreto reforzado Concreto prefabricado Acero Madera Otros 5. DAÑOS ESTRUCTURALES ELEMENTOS

COMENTARIOS

1

Columnas

Sí

No

_________________________________

2

Conexiones columnas - vigas

Sí

No

_________________________________

3

Muros de carga

Sí

No

_________________________________

4

Muros de corte

Sí

No

_________________________________

5

Tabiques interiores

Sí

No

_________________________________

6

Muros exteriores

Sí

No

_________________________________

7

Arriostramientos

Sí

No

_________________________________

8

Vigas

Sí

No

_________________________________

9

Entrepisos

Sí

No

_________________________________

10

Techos o cubiertas Conexiones viga - techo, muro – techo Gradas

Sí

No

_________________________________

Sí

No

_________________________________

Sí

No

_________________________________

11 12 13

Otros ______________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 4. CLASIFICACIÓN

ETIQUETA

HABITABLE. No hay peligro aparente. Habitable en su totalidad. Sin limitaciones de uso.

VERDE

ENTRADA LIMITADA. Prohibido ingresar. Requiere nueva inspección. Daños parciales. Ingreso solamente al propietarios y por emergencias..

AMARILLA

INSEGURO. Prohibido ingresar. Daño severo y peligro inminente. Ingreso no permitido.

ROJA

PELIGRO EN ÁREA ACORDONADA. Daños parciales. Acordonamiento de áreas con

ANARANJADA

prohibición de ingreso. Requiere nueva inspección.

43

5. ESQUEMA Indicar dimensiones y localización de juntas.

6. COMENTARIOS Y RECOMENDACIONES

________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________ _____ ________________________________________________________________________________

44

NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES Y OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PARA LA REPÚBLICA DE GUATEMALA AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN _________________________________________________________________________

ANEXO D FORMATOS DE EVALUACIÓN RÁPIDA DE RIESGO SÍSMICO

45


DICTAMEN DE LA EVALUACIÓN DE RIESGO SÍSMICO 1. Fecha de la evaluación: 2. Nombre de la edificación: 3. Nombre del propietario: 4. Dirección de la edificación: 5. Tipo de ocupación: 6. Carga de ocupación: 7. Áreas evaluadas:

8. Calificación final de la estructura: 9. Dictamen:

10. Conclusiones:



46


Nombre de la edificación:

NSE 6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO, ZONAS SÍSMICAS 1 Y 2

Dirección: Número. de niveles: Año de construcción: 2 Área total (m ): Evaluador coordinador: Fecha:

FOTOGRAFÍA

TIPO DE OCUPACIÓN Residencial Comercial Oficinas Industrial

No. PERSONAS 0-10 11-100 101-1000 1001 +

Reuniones públicas Educativos Gubernamental Servicios de. Emergencia Edificios históricos Peligro de elementos no estructurales SI NO

CONFIABILIDAD DE LOS DATOS * - Datos estimados ? - No hay información NA - No aplicable

CALIFICACION BÁSICA Y MODIFICADORES SISTEMA Calificación básica Altura media (4-7 pisos) Altura grande (> 7 pisos) Construcción deficiente Irregularidad horizontal Torsión Irregularidad vertical Piso suave o blando Columna corta Colisión entre edificios Desp. de recubrimiento Diseño sísmico Rehabilitación Suelo tipo C Suelo tipo D o E Suelo tipo F Fallas cercanas

Calificación final

A1 4.6

A2 4.8

A3 4.6

A4 4.8

A5 4.0

C1 4.4

C2 4.8

C3 3.6

TU 4.4

MR 4.8

MNR 3.0

+0.6

+0.4

NA

+0.4

0.0

+0.6

+0.4

0.0

NA

+0.4

–0.4

+1.0

+1.0

NA

+1.0

+0.2

+1.0

+0.8

+0.2

NA

NA

NA

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.2 –1.5 –1.5 –1.0

–0.2 –1.5 –1.5 –1.0

–0.2 NA NA NA

–0.2 –1.5 –1.5 –1.0

–0.2 –1.5 –1.5 –1.0

–0.2 –1.0 –1.0 –1.0

–0.2 –1.5 –1.5 –1.0

–0.2 –1.5 –1.5 –1.0

–0.2 NA NA NA

–0.2 –1.5 –1.5 –1.0

–0.2 –1.0 –1.0 –1.0

–0.5

–0.5

NA

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

NA

–0.5

–0.5

NA

NA

NA

NA

NA

–0.8

–0.8

–0.8

–0.8

–0.8

NA

+1.0

+1.5

NA

+1.5

+1.0

+1.5

+1.5

+1.0

NA

+1.0

NA

+1.5

+1.5

+1.5

+1.5

NA

+1.5

+1.5

NA

+1.5

+1.5

NA

–0.6

–0.4

–0.4

–0.4

–0.4

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–0.4

–0.4

–0.4

–0.4

–0.6

–1.4 –2.2

–1.2 –2.0

–1.2 –2.0

–1.2 –2.0

–1.2 –2.0

–1.4 –2.2

–1.2 –2.0

–1.2 –2.0

–1.2 –2.0

–1.2 –2.0

–1.4 –2.2

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

47


Se puede considerar como rehabilitación efectiva si se efectuó después de 1976 COMENTARIOS:

Requiere evaluación analítica NO SI


NSE 6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO, ZONA SÍSMICA 3


FOTOGRAFÍA

TIPO DE OCUPACIÓN Residencial Comercial Oficinas Industrial

No. PERSONAS 0-10 11-100 101-1000 1001 +

Reuniones públicas Educativos Gubernamental Servicios de. Emergencia Edificios históricos Peligro de elementos no estructurales

CALIFICACION BÁSICA Y MODIFICADORES SISTEMA Calificación básica Altura media (4-7 pisos) Altura grande (> 7 pisos) Construcción deficiente Irregularidad horizontal Torsión Irregularidad vertical Piso suave o blando Columna corta Colisión entre edificios Desp. de recubrimiento

A1 3.6

A2 3.8

A3 3.6

A4 3.8

A5 3.0

C1 3.0

C2 3.6

C3 2.4

TU 3.2

MR 3.6

MNR 2.2

+0.4

+0.4

NA

+0.4

0.0

+0.4

+0.4

0.0

NA

+0.4

–0.4

+0.8

+0.8

NA

+0.8

+0.2

+0.8

+0.8

+0.2

NA

NA

NA

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 NA NA NA

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 NA NA NA

–0.2 –2.0 –2.0 –2.0

–0.2 –2.0 –1.5 –1.5

–0.5

–0.5

NA

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

NA

–0.5

–0.5

NA

NA

NA

NA

NA

–0.8

–0.8

–0.8

–0.8

–0.8

NA

48


SI

NO

CONFIABILIDAD DE LOS DATOS * - Datos estimados ? - No hay información NA - No aplicable Se puede considerar como rehabilitación efectiva si se efectuó después de 1976 COMENTARIOS:

Diseño sísmico Rehabilitación Suelo tipo C Suelo tipo D o E Suelo tipo F Fallas cercanas

+1.0

+1.5

NA

+1.5

+1.0

+1.5

+1.5

+1.0

NA

+1.0

+1.5

+1.5

+1.5

+1.5

NA

+1.5

+1.5

NA

+1.5

+1.5

NA NA

–0.8

–0.6

–0.6

–0.6

–0.6

–0.8

–0.6

–0.6

–0.6

–0.6

–0.8

–1.6 –2.4

–1.4 –2.2

–1.4 –2.2

–1.4 –2.2

–1.4 –2.2

–1.6 –2.4

–1.4 –2.2

–1.4 –2.2

–1.4 –2.2

–1.4 –2.2

–1.6 –2.4

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

Calificación final Requiere evaluación analítica NO SI


NSE 6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO, ZONA SÍSMICA 4


FOTOGRAFÍA

TIPO DE OCUPACIÓN Residencial Comercial Oficinas Industrial Reuniones públicas Educativos Gubernamental

No. PERSONAS 0-10 11-100 101-1000 1001 +

CALIFICACION BÁSICA Y MODIFICADORES SISTEMA Calificación básica Altura media (4-7 pisos) Altura grande (> 7 pisos) Construcción deficiente Irregularidad horizontal Torsión

A1 2.8

A2 3.0

A3 3.2

A4 2.8

A5 2.0

C1 2.5

C2 2.8

C3 1.6

TU 2.6

MR 2.8

MNR 1.5

+0.2

+0.4

NA

+0.4

0.0

+0.2

+0.4

0.0

NA

+0.4

–0.4

+0.6

+0.8

NA

+0.8

+0.2

+0.6

+0.8

+0.2

NA

NA

NA

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.3

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

–0.2

49


Servicios de. Emergencia Edificios históricos Peligro de elementos no estructurales SI NO

CONFIABILIDAD DE LOS DATOS * - Datos estimados ? - No hay información NA - No aplicable Se puede considerar como rehabilitación efectiva si se efectuó después de 1976 COMENTARIOS:

Irregularidad vertical Piso suave o blando Columna corta

–2.0 –2.0 –2.0

–2.0 –2.0 –2.0

NA NA NA

–2.0 –2.0 –2.0

–2.0 –2.0 –2.0

–2.0 –2.0 –2.0

–2.0 –2.0 –2.0

–2.0 –2.0 –2.0

NA NA NA

–2.0 –2.0 –2.0

–2.0 –1.5 –1.5

Colisión entre edificios Desp. de recubrimiento Diseño sísmico Rehabilitación Suelo tipo C Suelo tipo D o E Suelo tipo F Fallas cercanas

–0.5

–0.5

NA

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

–0.5

NA

–0.5

–0.5

NA

NA

NA

NA

NA

–0.8

–0.8

–0.8

–0.8

–0.8

NA

+1.0

+1.5

NA

+1.5

+1.0

+1.5

+1.5

+1.0

NA

+1.0

NA

+1.5

+1.5

+1.5

+1.5

NA

+1.5

+1.5

NA

+1.5

+1.5

NA

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–1.2

–2.0 –2.8

–2.0 –2.6

–2.0 –2.6

–2.0 –2.6

–2.0 –2.6

–2.0 –2.8

–2.0 –2.6

–2.0 –2.6

–2.0 –2.6

–2.0 –2.6

–2.0 –2.8

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

–2.0

Calificación final Requiere evaluación analítica NO SI

50


ANEXO E REFERENCIAS E.1 AGIES. Normas Recomendadas. NR-6 “Disminución de Riesgos y Rehabilitación”. Edición Preliminar, Guatemala, junio 2002. E.2 FEMA. ”Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards”. FEMA 154, Edition 2, Estados Unidos de América, marzo 2002 E.3 New Zealand National Sciety for Earthquake Engineering. “The Assessment and Improvement of the Structural Performance of Earthquake Risk Buildings”. Nueva Zelanda, junio 1996.


51


NORMA NR-6: 2002 – DISMINUCIÓN DE RIESGOS Y REHABILITACION CAPÍTULOS 8 A 18 Los capítulos 8 a 18 se conservan prácticamente sin modificaciones, excepto los que son necesarios para la compatibilidad con la actualización 2010. En los capítulos 12 al 18, cuando se dice ”nivel(es) de comportamiento” puede decirse también “nivel(es) de desempeño”.


52


8 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN ANALÍTICA 8.1 Alcance y directrices generales Este capítulo contiene la guía general para realizar la evaluación analítica de sistemas estructurales y elementos individuales. Las secciones 8.2 y 8.3 contienen los requisitos generales que se deberán considerar en este tipo de evaluación. En la sección 8.4 se especifica el procedimiento basado en la capacidad de carga lateral, mientras que en la sección 8.5 se establece el método basado en la capacidad de desplazamiento lateral. Ambos procedimientos son los métodos básicos para realizar la evaluación analítica.

8.2 Consideraciones estructurales generales 8.2.1 Identificación del sistema sismorresistente primario Independientemente de los materiales, forma de construcción y el método de análisis seleccionado, el paso inicial crítico en la evaluación analítica es la identificación de los elementos primarios que resisten las fuerzas laterales. Esta identificación puede resultar particularmente difícil cuando la estructura involucra una combinación de elementos de marco rígido y muros o elementos contraventeados. Se deberán de considerar otras posibles complicaciones como es el efecto de tener tabiques de mampostería unidos integralmente a la estructura. También se deberá identificar la ruta de transferencia de carga lateral hasta la cimentación, considerando los efectos que produzcan cualquier modificación o alteración hecha en la misma. Adicionalmente, se deberán tomar en cuenta discontinuidades potenciales y conexiones débiles en el sistema estructural global, como son los diafragmas, y a nivel de elementos individuales un anclaje inadecuado; asimismo, se deberán considerar los competentes que esencialmente soportan íntegramente la carga vertical del edificio. Los miembros que se consideran elementos secundarios requerirán consideración cuidadosa en referencia a su habilidad de deformación, conjuntamente con los elementos primarios, con la finalidad de conservar su capacidad para soportar las cargas gravitacionales. Apropiada consideración deberá darse a la cimentación y a los


53


efectos del terreno. 8.3

Requisitos generales para el cálculo de las capacidades de los miembros

8.3.1 Resistencia probable Los cálculos para la determinar la resistencia y la capacidad de deformación existente en un elemento deberán estar basados en valores probables de resistencia para materiales constructivos del edificio. Se deberán utilizar la resistencia probable, con el objeto de identificar la jerarquía de acciones, y por lo tanto el mecanismo de falla más apropiado. La resistencia probable o resistencia nominal mesurada es la mejor estimación de la resistencia real, debido a que se representa por las características bajas (el percentil 5) en los valores de la resistencia, los que a su vez se obtienen de ensayos en una serie de muestras. La resistencia probable se deberá basar en resultados de muestras reales, o en los valores de las resistencias de los materiales que se describen en las secciones siguientes, conjuntamente con los factores de reducción específicos para cada material. 8.3.2 Confiabilidad de la información existente En esta norma se establece el factor ț, que resume la incertidumbre que pueda presentar la información disponible, relativa a la configuración y a la condición de los componentes de la estructura. Usualmente se utiliza para expresar la confiabilidad de la resistencia de los materiales que conforman el edificio, y pueden variar de miembro a miembro. El valor de ț se puede establecer con respecto al conocimiento que el ingeniero puede obtener, al acceso a documentos o planos de la construcción original, o investigación y ensayos físicos de muestras representativas de materiales. Se asignan tres categorías en el valor de ț, correspondiente a clase buena, regular o pobre de información. En la tabla 8.1 se especifican los valores de ț, concernientes a esta clasificación.


54


Tabla 8.1 – Valores del factor de confiabilidad, ț de la información existente 1.00

0.95 Clase “Buena”

0.80

0.75

0.60 Clase “Regular”

Clase “Pobre”

< 0.50

(máxima). Se asignará este valor cuando los planos originales están disponibles, incluyendo si las modificaciones post- construcción son apropiadas; se realizan ensayos para averiguar el grado estructural del acero y la resistencia del concreto. Los valores de la resistencia se obtienen de la información proporcionada en los planos originales. Los valores de la resistencia se obtienen de la información proporcionada en los planos originales, pero existe evidencia de poco deterioro con respecto a su condición original. Los planos originales se encuentran incompletos; sin embargo, se utiliza el valor de la resistencia que esta especificada en ellos. Los planos originales se encuentran en mal estado y solamente se tiene acceso limitado para inspeccionar y verificar la condición de los miembros; adicionalmente, el resultado del ensayo de los materiales posee un alto grado de variabilidad. Poco conocimiento de los detalles de los componentes.

En relación a la evaluación de la ductilidad se sugiere utilizar un factor ț = 0.75 y 0.5 para la clase de información regular y pobre respectivamente, cuando se indique en un miembro una ductilidad disponible mayor que 3. Sin embargo, se podrá aplicar un valor de ț = 1.0 para la evaluación de la ductilidad en otros elementos. Para poder realizar análisis no lineal, se requerirá un nivel de información catalogado como “clase buena” para todos los elementos que conforman a la estructura.

8.4

Método de evaluación basado en la capacidad de carga lateral

Este procedimiento de evaluación se basa en la determinación de la resistencia probable y de la ductilidad del mecanismo crítico de deformación post-elástica de la estructura debido a la aplicación de fuerzas laterales. El procedimiento general se especifica en los siguientes incisos:


55


(a) Estimación las resistencias probables a flexión y al corte en las secciones críticas de los miembros y uniones, suponiendo que no existe degradación en la resistencia debido a fuerzas ciclas durante las incursiones de la estructura en el rango post-elástico. (b) Determinación del mecanismo de deformación post-elástico de la estructura que se supone ocurrirá durante el sismo y la capacidad probable de la estructura ante fuerza lateral, V. (c) Cálculo del coeficiente sísmico Ch, correspondiente a la capacidad ideal del elemento ante fuerza lateral, V, encontrado en el inciso anterior, y de acuerdo con la ecuación 8-1. (8-1) (d) Cálculo del periodo fundamental de vibración de la estructura, T, y del factor de reducción, R, requerido, de acuerdo con el coeficiente Ch y el periodo T. (e) Evaluar si las regiones de articulaciones plásticas tienen la ductilidad disponible que conlleve alcanzar el factor de ductilidad estructural, µ. El elemento requerirá refuerzo adicional si la capacidad de rotación de la articulación plática es inadecuada. (f) Estimación del grado de degradación en la resistencia al corte y la adherencia de los miembros en las uniones durante las deformaciones cíclicas que impondrán un factor de ductilidad de curvatura en las regiones de articulaciones plásticas. Se verificará si el grado de degradación en la resistencia al corte y la adherencia pueda causar falla en los miembros o en las uniones. Si lo anterior no sucede la evaluación analítica se completará con lo establecido en el siguiente inciso; de lo contrario la estructura requerirá rehabilitación. (g) Cálculo de las derivas de entrepisos a fin de decidir si son aceptables en términos de las derivas indicadas en la norma NSE 3.

8.5

Método de evaluación basado en la capacidad de desplazamiento lateral

El objetivo de este procedimiento de evaluación es predecir la capacidad de desplazamiento último de los elementos resistentes a fuerza lateral. La evaluación de estructuras mediante este método requerirá el uso de espectros de desplazamiento, los que pueden representar con más confiabilidad las características de los sismos. A continuación se resume el procedimiento a seguir.


56


(a) Cálculo de la resistencia probable a flexión en las secciones críticas de los elementos. (b) Determinación del mecanismo de deformación post-elástica, y por consiguiente la capacidad resistente de la estructura a fuerza lateral. (c) Cálculo de la capacidad de rotación plástica del elemento a partir del análisis momento curvatura. (d) Cálculo de la resistencia al corte del elemento, con la finalidad de determinar si la falla por corte ocurrirá antes de que se alcance la capacidad de rotación plástica a flexión. La capacidad de rotación plástica disponible se reducirá si fuere necesario al valor correspondiente al de la falla por corte. Las derivas de entrepiso post-elásticas se estimarán a partir de las capacidades de rotación plástica. (e) Estimación de la capacidad de desplazamiento global de la estructura, ¨sc, y la capacidad de ductilidad, µsc, a partir del mecanismo determinado en el inciso (b) y de la deriva de entrepiso crítica. (f) Cálculo de la rigidez efectiva correspondiente al desplazamiento máximo, y su correspondiente periodo de vibración. Se determinará la viscosidad de amortiguamiento equivalente de la estructura. (g) Estimación de la demanda de desplazamiento de la estructura, ¨sd, a partir de los espectros de desplazamiento especificados en las figuras 8.1, 8.2 y 8.3. Figura 8.1 – Función de amplificación dinámica para desplazamiento para perfil del suelo tipo AB, con 5% de amortiguamiento crítico


57


Figura 8.2– Función de amplificación dinámica para desplazamiento para perfil del suelo tipo C, con 5% de amortiguamiento crítico

Figura 8.3– Función de amplificación dinámica para desplazamiento para perfil del suelo tipo D o E, con 5% de amortiguamiento crítico


58


(h) Comparación de la capacidad de desplazamiento ¨sc, con la demanda de desplazamiento ¨sd, de tal forma que si el cociente ¨sc/¨sc < 1, se necesitará rehabilitación en la estructura.

8.6

Consideraciones por torsión

En la evaluación de la demanda de la ductilidad requerida µsd para los elementos críticos, tales como marcos rígidos de estructuras asimétricas se deberá tomar en consideración el efecto producido por las deformaciones por torsión. Dicho efecto produce altas demandas de ductilidad en los elementos situados en la periferia, por lo que es necesario cuantificar este efecto. Debido a que aún no se cuenta con un procedimiento de uso aceptado, se remite al lector a la literatura técnica especializada donde se encuentran las diferentes formulaciones para poder llevar a cabo este tipo de análisis.


59


9 EVALUACIÓN ANALITICA PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO 9.1

Características de los materiales y resistencia de los elementos

En el proceso de evaluación analítica de estructuras existentes de concreto reforzado se deberán usar los valores realistas de la resistencia de los materiales constitutivos, con la finalidad de obtener la mejor estimación del valor probable de la resistencia de los miembros. Por consiguiente, es inapropiado usar el valor nominal de la resistencia especificada en el diseño original. Debido a la ausencia de más información, se deberá usar una resistencia a la fluencia de 2 aproximadamente 4200 kg/cm para el acero de refuerzo en estructuras de concreto para el periodo comprendido entre 1930 a 1976. En relación con la resistencia a compresión del concreto, se puede calcular que esta será conservadoramente 1.5 veces la resistencia a compresión original. Además, se deberá inspeccionar la calidad del concreto, puesto que si su dosificación fue mala, se deberá suponer una baja resistencia a compresión. En el cálculo de la resistencia de los miembros, se deberá aplicar un factor I = 1.0 para la resistencia a flexión y I = 0.85 para la resistencia al corte.

9.2

Sistema estructural conformado por marcos rígidos

Con base en los estudios efectuados a edificaciones diseñadas y construidas por medio de marcos rígidos de concreto reforzado ante sismos recientes, se tipifican en esta norma las principales causas de daño: (a) Regiones potenciales de articulaciones plásticas en vigas y columnas con ductilidad inadecuada y baja resistencia al corte, debido a refuerzo transversal insuficiente. (b) Anclajes inadecuados del refuerzo, debido principalmente a malos detalles de anclaje.


60


(c) Resistencia inadecuada al corte en uniones viga-columna, debido principalmente a insuficiente refuerzo transversal. (d)

Resistencia inadecuada en cimientos y en las conexiones con la superestructura.

(e) Comportamiento incierto de la estructura, como resultado de la presencia de elementos no estructurales; tal es el caso de tabiques de mampostería unidos íntegramente a la estructura, los que pueden alterar significativamente el comportamiento de los marcos.

9.2.1 Procedimiento de evaluación basado en la capacidad de carga lateral En los siguientes incisos se especifica el procedimiento a seguir para la evaluación de edificios diseñados y construidos por medio de marcos rígidos de concreto reforzado mediante el método basado en la capacidad de carga lateral.

9.2.1.1 Resistencia probable a flexión y al corte La resistencia probable a flexión de los distintos elementos que componen los marcos rígidos se deberá calcular con base en la resistencia probable de los materiales y la teoría clásica de resistencia a flexión. Se supondrá un factor de reducción de capacidad ĳ = 1.0 para calcular la resistencia a flexión, ya que se emplearán las propiedades probables con las que fueron diseñados los elementos. Con el objeto de calcular la resistencia probable al corte de elementos y de uniones vigacolumna se deberá utilizar la resistencia probable de los materiales y la teoría de la resistencia al corte, sin incluir las deformaciones cíclicas en el intervalo post- elástico. El efecto de la degradación en la resistencia al corte, debido a las deformaciones cíclicas en el intervalo post-elástico se especifica en el inciso 9.2.1.6. Se deberá emplear un factor de reducción I = 0.85 para el cálculo de la resistencia al corte, aunque se haya diseñado los miembros y sus uniones con las propiedades probables, ya que la teoría es menos exacta.

9.2.1.1.1

Resistencia al corte en vigas

La resistencia probable al corte para vigas sin regiones con articulaciones plásticas y con estribos rectangulares se especifica mediante la ecuación 9-1. (9-1)


61


donde, bw d fć Av s fyt k

9.2.1.1.2

= = = = = = =

ancho de la viga peralte efectivo de la viga resistencia probable del concreto a compresión área del refuerzo transversal espaciamiento del refuerzo transversal resistencia a la fluencia del acero de refuerzo transversal 0.2

Resistencia al corte en columnas

La resistencia probable al corte para columnas sin regiones con articulaciones plásticas se especifica con la ecuación 9-2.

(9-2) donde, Vc es el cortante resistido por el concreto, y se calcula por medio de la ecuación 9-3, Vs es el cortante resistido por el acero de refuerzo y Vn es el cortante resistido como resultado de la aplicación de la fuerza axial de compresión. (9-3) donde, Ag = área transversal de la columna k = 0.29 (9-4) para el caso de estribos rectangulares. (9-5) para el caso de zunchos.

donde, Av = área del refuerzo transversal Asp = área transversal del zuncho fyt = resistencia a la fluencia del acero de refuerzo transversal


62


d

= profundidad del núcleo de concreto en la columna medida en la dirección de la fuerza cortante en el caso de estribos rectangulares, y diámetro del núcleo de concreto en el caso de zunchos (9-6) *

donde, N es la fuerza axial de compresión en la columna, y Į es el ángulo entre el eje longitudinal de la columna y la línea recta que une el centroide de la sección transversal de la columna en su parte superior con el centroide de la fuerza a compresión del concreto en la sección transversal en la base de la columna, para el caso de que la columna se encuentre en curvatura simple; y Į es el ángulo entre el eje longitudinal de la columna y la línea recta que une los centroides de las fuerzas a compresión del concreto en las secciones transversales superior e inferior de la columna, para el caso de que la columna se encuentre en curvatura doble.

Resistencia al corte en uniones viga-columna

9.2.1.1.3

La fuerza cortante horizontal probable en uniones viga-columnas se puede calcular por medio de la ecuación 9.7.

(9-7) donde, bj h k k k

= = = =

ancho efectivo de la unión (normalmente es el ancho de la columna) profundidad de la columna 1.0, para uniones exteriores 0.4, para uniones exteriores en las que el anclaje del refuerzo longitudinal = 0.25, para uniones exteriores en las que el anclaje del refuerzo longitudinal de las vigas consiste en ganchos localizados fuera del núcleo de la unión (sobre y debajo de la unión)

9.2.1.2 Mecanismo de deformación post-elástica del marco rígido y capacidad resistente probable de carga lateral


63


Con el objeto de determinar el mecanismo crítico de deformación post-elástica se deberán localizar las regiones probables de articulaciones plásticas de deformación post-elásticas. A fin de conocer si la articulación plástica se formará en una viga o en una columna (en la unión viga-columna) o si ocurrirá una falla por corte en el miembro o en la unión, será necesario comparar la fuerza cortante resultante (en el mecanismo) contra la resistencia probable descrita en el inciso 9.2.1.1, y así predecir si la falla por corte ocurre antes de alcanzar la resistencia a flexión. La capacidad para resistir fuerza lateral se puede calcular por medio del mecanismo crítico de deformación post-elástica. Para el cálculo del mecanismo de deformación post-elástica, en estas normas, se recomienda utilizar el método de análisis no lineal “pushover”, en el que las fuerzas laterales de origen sísmico que actúan en el marco rígido se incrementan gradualmente hasta formar el mecanismo. Debido a que el número de articulaciones plásticas se incrementan con el incremento de la carga lateral hasta formarse el mecanismo de falla, este método proporciona la mejor estimación de la capacidad probable ante carga lateral.

9.2.1.3 Cálculo del coeficiente sísmico probable El coeficiente sísmico probable disponible en la estructura se puede determinar usando la ecuación 8.1 de esta norma, utilizando para su aplicación el cortante basal resistente V, y el peso de la estructura, W.

9.2.1.4 Cálculo del periodo de vibración de la estructura y el factor de ductilidad requerido Con el propósito de calcular el periodo de vibración de la estructura se deberá incluir los efectos del agrietamiento en las secciones de los elementos del marco rígido. El factor de ductilidad requerido, µ, se estimará por medio de la intersección del valor del periodo de vibración, T, con el valor del coeficiente sísmico encontrado en el inciso anterior; utilizando para ello el espectro de diseño que se determina como se especifica en la norma NSE 2.

9.2.1.5 Ductilidad disponible en las regiones de articulación plástica En esta norma se sugiere que se utilice el método de análisis no lineal “pushover” con la finalidad de obtener la capacidad de rotación de las regiones con articulaciones plásticas, y el factor de ductilidad global de desplazamiento de la estructura, µsd. Este factor de


64


ductilidad µsd, esta definido por ü/ÿ, donde ü es el desplazamiento lateral máximo requerido y ÿ es el desplazamiento de fluencia. 9.2.1.6 Efecto de la demanda de ductilidad en la resistencia al corte en vigas, columnas y en uniones viga-columna El comportamiento de las articulaciones plásticas a flexión del mecanismo de deformación post-elástica puede verse modificado al no desarrollar su capacidad de rotación a flexión, debido a fallas prematuras por corte en ellas, como consecuencia de una degradación en su resistencia al corte y al aumento de la demanda de ductilidad. El factor de ductilidad estructural de desplazamiento descrito en el inciso 9.2.1.5 se debe calcular con base en las resistencias a flexión y al corte indicadas en el inciso 9.2.1.1, las que suponen que no existe degradación en la resistencia por causa de la aplicación de cargas cíclicas. Sin embargo, la degradación en la resistencia al corte puede reducir drásticamente la capacidad para resistir carga lateral del marco rígido; por tal motivo si se encuentra que la resistencia al corte se encuentra por debajo de los valores de la fuerza cortante y de la resistencia a flexión en las articulaciones plásticas o en uniones vigacolumna, el(los) marco(s) rígido(s) deberá(n) ser reforzado(s), independientemente del valor del factor de ductilidad calculado en el inciso anterior. 9.2.1.7 Demanda de ductilidad y ductilidad disponible El factor de ductilidad requerido o también llamado demanda de ductilidad (inciso 9.2.1.4) se deberá comparar con el valor del factor de ductilidad disponible en la estructura, inciso 9.2.1.5, y así se podrá determinar si la estructura deberá ser reforzada o no. Si µsc/µsd > 1, la estructura no necesitará ser reforzada; en caso contrario la estructura deberá ser rehabilitada.

9.2.1.8 Derivas de entrepiso Las derivas de entrepiso de los elementos críticos se deberán verificar que cumplan con los limites indicados en la norma NSE 3, a fin de asegurar que no se produzcan efectos P-¨ significativos que dañen elementos no estructurales.

9.2.2 Procedimiento de evaluación basado en la capacidad de desplazamiento lateral En los siguientes incisos se describe el procedimiento a seguir para la evaluación de edificios diseñados y construidos por medio de marcos rígidos de concreto reforzado, mediante el método basado en la capacidad de desplazamiento lateral.


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9.2.2.1 Resistencia probable a flexión La resistencia probable a flexión de los distintos miembros que componen el marco rígido se deberá calcular empleando para ello las propiedades probables de los materiales y la teoría clásica de resistencia a flexión. Adicionalmente, se deberá usar el factor de reducción de capacidad I = 1.0 para el cálculo de la resistencia a flexión.

9.2.2.2 Mecanismo de deformación post-elástica y capacidad probable por carga lateral Se recomienda calcular el mecanismo de deformación post-elástica y el correspondiente cortante basal de la estructura siguiendo lo establecido en el inciso 9.2.1.2.

9.2.2.3 Capacidad de rotación de articulaciones plásticas El cálculo de la capacidad disponible de rotación en articulaciones plásticas se llevará a cabo con base en la ecuación 9.8. (9-8) donde, Iu Iy Lp

= curvatura límite disponible = curvatura a primera fluencia = longitud equivalente de la articulación plástica

9.2.2.4 Resistencia al corte y capacidad de desplazamiento de entrepiso post-elástico Se deberá calcular la resistencia al corte de los distintos miembros y uniones, con la finalidad de determinar si ocurrirá una falla por corte antes de alcanzar el valor límite en la capacidad de rotación plástica. Si este límite no se llegara alcanzar, el valor de la capacidad de rotación plástica disponible se reducirá al valor regido por la falla de corte. La resistencia probable al corte se encontrará por medio de la ecuación 9.1, y la resistencia al corte en columnas mediante las ecuaciones 9.2, 9.3, 9.4, 9.5 y 9.6. Adicionalmente, se deberá establecer la ductilidad del elemento disponible correspondiente al valor de la falla por corte potencial que pueda ocurrir, tomando en consideración la degradación en el cortante a través de un modelo analítico. Finalmente, se deberá comparar esta ductilidad disponible con el valor de la ductilidad indicada conforme al análisis de momento-curvatura del inciso 9.2.2.3.


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Similarmente, se deberá determinar la resistencia al corte en las uniones viga-columna, por medio de la ecuación 9.7; considerando siempre, la degradación en la fuerza cortante mediante un modelo analítico. La estimación de la capacidad de desplazamiento de entrepiso post-elástico se hará de acuerdo con las ecuaciones 9.9, 9.10 y 9.11 para el caso del mecanismo de traslación de viga, y con la ecuación 9.12 si se trata del mecanismo de traslación de columna. si n d 4

(9-9)

si n 20

(9-10) si 4 < n < 20

(9-11) (9-12)

donde, Iu Iy 'y H n

= = = = =

rotación última disponible rotación a primera fluencia desplazamiento laterla a primera fluencia altura del edificio número de nveles

9.2.2.5 Capacidad de desplazamiento lateral de la estructura y capacidad de ductilidad La capacidad de desplazamiento global de la estructura, ¨sc, y la capacidad de ductilidad, µsc, se deberán encontrar a partir del mecanismo de deformación plástico indicado en el inciso 9.2.2.2 y de la capacidad de desplazamiento lateral de entrepiso post-elástico formulado en el inciso 9.2.2.4; tomando en cuenta los efectos de torsión en estructuras que presenten plantas asimétricas.

9.2.2.6 Periodo efectivo y características dinámicas de vibración El período efectivo de vibración se determinará con base en la ecuación 9.13. (9-13)


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donde, M kef

= masa de la estructura = rigidez efectiva correspondiente al desplazamiento lateral máximo

La demanda de desplazamiento lateral máximo correspondiente al desplazamiento de diseño se deberá encontrar a partir de los espectros de desplazamiento con diferentes niveles de amortiguamiento viscoso equivalente, ya que el nivel de amortiguamiento depende de la demanda de ductilidad estructural µsd y del mecanismo de deformación post-elástica (la energía disipada en las articulaciones plásticas que se forman en las vigas es mayor que la disipada en las articulaciones plásticas que se desarrollan en las columnas). De acuerdo con lo anterior, la respuesta sísmica se caracteriza por una rigidez equivalente elástica y un amortiguamiento correspondiente al desplazamiento lateral máximo, en vez de utilizar los valores basados en la rigidez inicial y el 5% de amortiguamiento crítico, como suele emplearse en el procedimiento clásico de evaluación basado en la capacidad de carga lateral.

9.2.2.7 Demanda de desplazamiento lateral El desplazamiento lateral requerido, ¨sd, se obtiene a partir del espectro de desplazamiento apropiado, utilizando para ello el periodo y amortiguamiento equivalente descritos en el inciso 9.2.2.6. Se deberá comparar con la capacidad de desplazamiento lateral último, ¨sc. 9.2.2.8 Capacidad de desplazamiento lateral versus demanda de desplazamiento lateral La estructura tendrá un comportamiento aceptable si ¨sc/¨sd > 1. En caso contrario, la estructura necesita ser reforzada.

9.3 Sistema estructural conformados por marcos rígidos con tabiques de mampostería integrados El método de evaluación analítica para este tipo de estructuras requiere (1) el análisis detallado de las tres categorías de daños aquí indicados, referentes a los posibles efectos producidos por integrar los tabiques de mampostería a los marcos rígidos; especialmente los relativos a columnas; y (2) la predicción de los modos potenciales de falla, tanto para los tabiques como para los marcos rígidos.


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(a) La presencia de los tabiques no afecta el comportamiento de la estructura. Este puede ser el caso si los tabiques son muy ligeros y flexibles, o se encuentran completamente aislados de los marcos rígidos, o bien son bastante frágiles y se espera que se produzca una falla en ellos con aceleraciones del terreno moderadas. (b) Los tabiques tienen una contribución significativa en el comportamiento de la estructura, pero se espera que permanezcan en el rango elástico. En este caso se puede llevar a cabo un análisis elástico. La capacidad de ductilidad será µsc = 1, a menos que se espere una respuesta post-elástica y los tabiques se comporten como muros estructurales, donde las columnas del marco rígido trabajen a tensión y a compresión como elementos de borde y el tabique actuando como elemento conector a cortante. (c) Los tabiques tienen una contribución significativa en el comportamiento de la estructura, y se espera que tengan daño significativo bajo sismo: en este caso existe una alta probabilidad de formarse un piso débil. Para que los tabiques se puedan catalogar correctamente bajo lo establecido en (a) se deberá examinar con suficiente detalle los siguientes parámetros: • Conexiones entre el tabique y el marco rígido. • Relación entre la rigidez del tabique y la rigidez del marco rígido solo. • Relación entre la resistencia al corte del tabique y la resistencia al corte del marco rígido solo. La aplicación de (b) o (c) requiere atención cuidadosa, debido a que se necesita predecir el mecanismo de falla a formarse en el tabique, por lo que el criterio del ingeniero es de especial importancia.

9.3.1 Modos posibles de falla en tabiques En esta norma se consideran tres tipos de falla posible en elementos no estructurales (tabiques integrados a marcos rígidos): (i) Cortante deslizante a lo largo de la sisa; (ii) Compresión a lo largo de la diagonal; (iii) Agrietamiento por tensión diagonal.


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9.3.2 Modos posibles de falla en marcos rígidos La unión de tabiques a marcos rígidos puede traer como consecuencia lo siguiente: (i) Si los tabiques tienen una altura menor que la de las columnas del marco rígido a las que se unen, darán lugar a la formación del mecanismo de falla en columnas conocido como “columna corta” (ii) Si los tabiques de mampostería están adecuadamente reforzados para mantenerse íntegramente en el intervalo post-elástico se desarrollará la formación de un “piso débil” en el entrepiso en consideración.

9.4

Edificios conformados por muros de corte

En este procedimiento de evaluación analítica para edificios conformados por muros de corte se ignorará la contribución de las columnas a la resistencia de carga lateral, debido a que su rigidez lateral es inferior a la de los muros de corte; sin embargo, deberán presentar detalles adecuados en las regiones potenciales de articulaciones plásticas, a fin de conservar su capacidad para soportar cargas gravitacionales mientras están sujetas a deformaciones laterales de entrepiso, las que están controladas primordialmente por los muros de corte.

9.4.1 Procedimiento de evaluación basado en la capacidad de carga lateral El procedimiento de evaluación analítica basado en la capacidad de carga lateral para edificios conformados por muros de corte requiere lo siguiente: (i)

(ii)

Evaluación de los parámetros relacionados con la carga gravitacional: masa de cada uno de los entrepisos, centro de masa del edificio, carga muerta y viva apropiadamente factoradas para cada uno de los muros estructurales. Estimación del periodo fundamental de vibración, T1. Si los muros de corte del edificio presentan una diferencia significativa con respecto a sus rigideces en sus dos direcciones principales, se deberá determinar por separado los periodos Tx y Ty para las direcciones “x” e “y” respectivamente.

(iii) Estimación de la carga de diseño lateral del edificio que corresponda a la capacidad de ductilidad de desplazamiento estimado. (iv) Determinación de la resistencia probable a flexión, Mwp de cada muro, con base en el refuerzo longitudinal efectivo y las cargas gravitacionales


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encontradas en (i). La capacidad potencial de carga lateral que soporta la estructura en cada una de las dos direcciones en que actúa el sismo se deberá calcular con la ecuación 9.14. (9-14) donde, hw = altura de los muros de corte. (v)

Estimación del coeficiente sísmico definido con la ecuación 8.1 de esta norma, empleando para ello la capacidad de cortante basal estimado en el inciso (iv) para cada una de las direcciones principales. Subsecuentemente, determinación de la demanda de ductilidad del sistema, µsd con base en el valor del periodo T1, calculado en el inciso (ii) y con el espectro de diseño que se determina como se especifica en la norma NSE 2. (vi) Determinación del centro de resistencia, CV del sistema y de las excentricidades evy y evx, con respecto el centro de masa del edificio, utilizando para ello las resistencias probables halladas en el inciso (iv), con el objeto de obtener la reducción en la capacidad de ductilidad de desplazamiento por efectos de torsión. (vii) Verificación de la capacidad de ductilidad de curvatura de cada uno de los muros de corte. (viii) Cálculo de la capacidad probable a cortante para la base de cada muro en la región de articulación plástica, Vmuro,p, tomando en cuenta la contribución probable del concreto a la resistencia al corte y la contribución del refuerzo transversal existente en cada uno de los muros. Vmuro,p deberá satisfacer lo indicado en la ecuación 9.15 (9-15)

Si esta condición no se cumple, la estructura necesita ser rehabilitada. Aún cuando la ecuación 9.15 se satisfaga, es posible que algunos muros individuales no tengan suficiente resistencia al corte que les permita desarrollar su sobre resistencia a flexión. El criterio del ingeniero es de especial importancia a fin de determinar que tan significativa es la influencia de estos muros en la ecuación 9.15. (ix) Comparación de la contribución de la fuerza lateral total de cada muro, con base en un análisis elástico según el inciso (c), con el obtenido conforme con el inciso (d), a fin de establecer el grado de redistribución post-elástica en los momentos resistentes en la base de cada muro; redistribución de momento que se puede necesitar mientras se desarrolla la resistencia total en toda la estructura. Si la redistribución de momento de algún muro involucra reducciones de momento mayores que 30% del valor encontrado con el


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análisis elástico en ese muro, se tendrá que reducir el valor de Mwp, y por consiguiente el valor de Vtotal (x) Verificación de posibles deficiencias en la resistencia a flexión de muros que se encuentran ubicados en niveles por encima de las regiones con articulaciones plásticas esperadas en la base del edificio, con el objeto de predecir si se forman articulaciones plásticas en cualquier nivel distinto del nivel de la base. (xi) Verificar si la cimentación existente del edificio es capaz de resistir el momento flexionante y la fuerza cortante asociadas con 1.15 veces la resistencia probable de cada muro. Si se encontrara que un elemento particular de la cimentación no posee la resistencia adecuada, se tendrá que elaborar una investigación que incluya las siguientes características: •

• •

•

•

Evaluación de la resistencia probable del componente afectado de la cimentación, tomando en consideración la demanda de fuerza cortante asociada a dicho componente y la calidad de los detalles del refuerzo existente. Examen de la posibilidad de una falla frágil en el componente afectado de la cimentación. Reducción en la contribución, de acuerdo con la aportación de resistencia del muro afectado, a la resistencia total de fuerza lateral; como resultado de que se requiera en forma inevitable su respuesta dúctil (en relación con la demanda de ductilidad del edificio determinada en el inciso (v)), y no pueda proporcionarla, debido a la falla en el elemento de su cimentación. Ignorar la contribución en la resistencia a fuerza lateral que el muro afectado aporta, cuando se presente una falla frágil en el componente afectado de la cimentación correspondiente al muro en cuestión. Reexaminar la capacidad del sistema estructural entero en términos de los parámetros considerados en el inciso (v), para el caso que exista reducción significativa o ausencia en la contribución de los muros en la resistencia a fuerza lateral.

(xii) El impedimento al pandeo de los muros de corte conlleva las siguientes verificaciones: • •

•

Limitaciones en las dimensiones de la sección transversal, basadas en el valor de la demanda de ductilidad obtenida conforme al subinciso (v). Espaciamiento adecuado del refuerzo transversal en las regiones de articulaciones plásticas de los muros que impidan el pandeo de las varillas de refuerzo vertical. Espaciamiento adecuado del refuerzo transversal que provean


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•

confinamiento a las regiones de concreto sometidas a esfuerzos de compresión para asegurar la capacidad de curvatura requerido en el subinciso (vii). Anclaje adecuado del refuerzo vertical de los muros en la cimentación.


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10 EVALUACIÓN ANALITICA PARA ESTRUCTURAS DE ACERO 10.1 Lineamientos generales Los procedimientos de evaluación que se describen en este capitulo se limitan a marcos rígidos de acero.

10.2 Resistencia del acero En esta norma no se utilizarán las propiedades mecánicas originales del acero y la de sus conectores, en lugar de ello, se emplearán los siguientes valores: 2

2

• Para secciones y platinas: fy = 2,536 kg/cm (36,000 psi) y fu = 4,086 kg/cm (58,000 psi) 2 • Para remaches y pernos: fy = 4,597 kg/cm (65,000 psi) 2 • Para uniones soldadas: fy = 4,086 kg/cm (58,000 psi)

10.3 Alcance En este capitulo se establecen dos métodos de evaluación. El método de evaluación preliminar simple y el método de evaluación analítica. El propósito del método de evaluación preliminar simple es verificar con cierta rapidez si el marco rígido exhibe suficiente resistencia y rigidez. Los casos en los que los edificios no se puedan evaluar mediante el método simple, o este método indique que se requiere una evaluación más detallada, se deberá recurrir al método de evaluación analítica indicado en el inciso 10.8. 10.4 Parámetros de sismorresistencia Los parámetros que aseguran un comportamiento adecuado de los marcos rígidos de acero ante sismo son: (a) Integridad en las conexiones viga-columna que aseguren la capacidad de transmisión de fuerza cortante y carga axial cuando se reduzca su capacidad a momento.


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(b) Minimización de fallas por pandeo local en columnas producidas por las demandas post-elásticas en las regiones de articulaciones plásticas. (c) Simetría en la respuesta post-elástica de los marcos rígidos para evitar un desplazamiento progresivo de la estructura en una dirección.

10.5 Requisitos generales para la aplicación del método preliminar simple Para la aplicación del método de evaluación preliminar simple, los marcos rígidos que conforman el edificio deberán cumplir con lo siguiente: (a) La forma de la conexión es tal que su resistencia a flexión a primera fluencia y su rigidez elástica y post-elástica se puedan determinar mediante un análisis tradicional. (b) Los miembros de acero que conforman el marco rígido deberán ser secciones I (y sus variaciones), secciones hechizas con placas o planchas, y conectadas por medio de remaches, pernos o soldadura, para los cuales su resistencia se pueda determinar por medio de un análisis tradicional. (c) El recubrimiento de los elementos del narco cumple únicamente el objetivo de protección contra incendios, por lo que no esta suficientemente reforzado para contribuir significativamente a la resistencia y rigidez del marco rígido de acero.

10.6 Requisitos específicos del sistema sismorresistente para la aplicación del método preliminar simple Con el objeto de utilizar el procedimiento de evaluación preliminar simple, el sistema sismorresistente deberá cumplir con los requisitos específicos estipulados en los siguientes subincisos: (a) La influencia de las irregularidades estructurales en la respuesta sísmica del edificio, y por lo tanto del sistema sismorresistente bajo consideración, se podrán determinar con razonable grado de confiabilidad. (b) Todas las columnas que conforman el sistema sismorresistente deberán cumplir con: (i) La relación entre áreas mínima y máxima de las secciones transversales de columnas individuales en cualquier entrepiso no excederá a 2; (ii) La relación entre el momento de inercia mínimo y máximo de columnas individuales en cada dirección en cualquier entrepiso no excederá a 1.5.


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10.7 Método de evaluación preliminar simple En los incisos 10.7.1 a 10.7.3 se especifican los pasos necesarios que se deberán seguir para evaluar marcos rígidos de acero por medio del método de evaluación preliminar simple.

10.7.1 Geometría de los elementos Se deberá determinar si las secciones de vigas y columnas cumplen con lo establecido en la norma NSE 7.5, o con las referencias que en ella se citan. Si no se cumple, no se podrá usar el método de evaluación preliminar simple. Si los elementos del marco rígido se encuentran recubiertos (encamisados) con concreto, se supondrá que no existe pandeo local y lateral.

10.7.2 Capacidad a momento de conexiones Para el cálculo de la capacidad a momento de conexiones y de las secciones de vigas y columnas se deberá proceder conforme con lo establecido en la norma NSE 7.5, o con las referencias que en ella se citan. Adicionalmente, se determinará si la capacidad a momento de las distintas conexiones pueden desarrollar una sobrerresistencia de 1.2 veces la capacidad del sistema viga/columna. Si esto no se satisface en promedio para todas las conexiones de vigas y columnas en el nivel bajo consideración, no se podrá aplicar el método de evaluación preliminar simple.

10.7.3 Evaluación de la resistencia lateral de marcos rígidos Con la finalidad de evaluar si la capacidad de resistencia lateral de los marcos rígidos es adecuada, se deberá proceder de acuerdo con: (a) El cálculo del valor del periodo de la estructura y de su rigidez lateral, utilizando las propiedades de secciones transversales efectivas; (b) La determinación del coeficiente sísmico con el método de la carga estática equivalente especificado en la norma NSE 3, usando µ = 3 y sin aplicar efectos P-'; (c) El cálculo de momentos flexionantes en vigas debido a sismo únicamente en cada nivel de la estructura bajo consideración; (d) La determinación si las vigas, tomadas individualmente en cada nivel bajo consideración, pueden soportar los momentos flexionantes que les aplica la carga gravitacional, considerando a cada una de ellas en condición


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simplemente apoyada; (e) El cálculo de momentos flexionantes en los extremos de cada viga y de cada nivel bajo consideración, de acuerdo con la ecuación 10.1; (10-1) *

(f) (g)

(h)

(i)

donde, S es el momento flexionante en los extremos de cada viga. Si (d) se satisface entonces, S` será el momento flexionante dado por (c). En caso contrario se deberá agregar un momento flexionante negativo adicional debido a carga gravitacional en los extremos de cada viga. R„ es la resistencia nominal a flexión y 4 = 0.9; Si se satisface la ecuación 10.1 para cada nivel de la estructura bajo consideración, la estructura posee una resistencia adecuada a carga lateral; Si no se satisface la ecuación 10.1 para cada nivel de la estructura bajo consideración, la estructura no posee una resistencia adecuada a carga lateral, por lo que deberá ser rehabilitada; Si la ecuación 10.1 se satisface únicamente en los niveles inferiores del edificio bajo consideración, la estructura podría tener un nivel adecuado de resistencia a carga lateral; sin embargo, para tener un mejor criterio de evaluación se necesitará que se determine anticipadamente la demanda de ductilidad en los elementos más débiles del sistema, utilizando para ello el procedimiento indicado en el inciso 10.8; Si la ecuación 10.1 se satisface únicamente en los niveles superiores del edificio en consideración, existe poca probabilidad de que la estructura como un todo tenga una adecuada resistencia lateral y una adecuada capacidad de ductilidad en los niveles comprendidos entre el primer entrepiso, hasta el nivel ubicado a la mitad de la altura total. Para tener un mejor criterio de evaluación se necesitará que se determine anticipadamente la demanda de ductilidad en los elementos más débiles del sistema, especialmente aquellos que se localicen en los niveles situados hasta la mitad de la altura total, empleando para ello el procedimiento indicado en el inciso 10.8.

10.8 Método de evaluación analítica Se establece en este inciso el procedimiento de evaluación analítica a seguir, para los casos en que el método de evaluación preliminar simple no sea suficiente.


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10.8.1 Evaluación de la resistencia a flexión La evaluación de la resistencia a flexión de los marco rígidos que conforman el edificio conlleva los siguientes subincisos: (a) Evaluación de la resistencia nominal a flexión de vigas, columnas y conexiones viga-columna para cada nivel del edificio; (b) La resistencia a flexión en cada nivel la gobierna el elemento más débil, que en la mayoría de los casos son las conexiones; (c) La localización de estos elementos débiles serán las regiones de fluencia; (d) Con base en los valores de las resistencias relativas de los distintos elementos que conforman el marco rígido y la localización de los elementos más débiles, se podrá predecir qué tipo de mecanismo de deformación post-elástica se formará.

10.8.2 Evaluación de la capacidad de carga lateral Con la finalidad de evaluar si la capacidad de carga lateral de los marcos rígidos es adecuada, se deberá proceder de acuerdo con: (a) El cálculo del valor del período de la estructura y de su rigidez lateral, utilizando las propiedades de secciones transversales efectivas; (b) La determinación del coeficiente sísmico con el método de la carga estática equivalente especificado en la norma NSE 3, y haciendo uso de lo indicado en la tabla 10-1 para asignar el valor de P; (c) El cálculo de momentos flexionantes en vigas debido a sismo únicamente en cada nivel de la estructura bajo consideración; (d) La determinación si las vigas, tomadas individualmente en cada nivel bajo consideración, pueden soportar los momentos flexionantes que les aplica la carga gravitacional, considerando a cada una de ellas en condición simplemente apoyada. (e) El cálculo de momentos flexionantes en los extremos de cada viga y de cada nivel bajo consideración, de acuerdo con la ecuación 10.1; (10-1, repetida) *

donde, S es el momento flexionante en los extremos de cada viga. Si (d) se * satisface entonces, S será el momento flexionante dado por (c) más el momento producido por el efecto P - '. En caso contrario, se deberá agregar un momento flexionante negativo adicional debido a carga gravitacional en los


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extremos de cada viga. Ru es la resistencia nominal a flexión y I = 0.9. (f) Si se satisface la ecuación 10.1 para cada nivel de la estructura bajo consideración, la estructura posee una resistencia adecuada a carga lateral; (g) Si no se satisface la ecuación 10.1 para cada nivel de la estructura bajo consideración, la estructura no posee una resistencia adecuada a carga lateral, por lo que deberá ser rehabilitada; (h) Si la ecuación 10.1 se satisface únicamente en los niveles inferiores del edificio bajo consideración, la estructura podría tener un nivel adecuado de resistencia a carga lateral; sin embargo, para tener un mejor criterio de evaluación se necesitará que se determine anticipadamente la demanda de ductilidad en los elementos más débiles del sistema, utilizando para ello el procedimiento indicado en el subinciso (j); (i) Si la ecuación 10.1 se satisface únicamente en los niveles superiores del edificio en consideración, existe poca probabilidad de que la estructura como un todo tenga una adecuada resistencia lateral y una adecuada capacidad de ductilidad en los niveles comprendidos entre el primer entrepiso, hasta el nivel ubicado a la mitad de la altura total. Para tener un mejor criterio de evaluación se necesitará que se determine anticipadamente la demanda de ductilidad en los elementos más débiles del sistema, especialmente aquellos que se localicen en los niveles situados hasta la mitad de la altura total, empleando para ello el procedimiento indicado en el subinciso (j); (j) Realizar un análisis "pushover" o un análisis no lineal paso a paso con la finalidad de determinar la distribución de la demanda de ductilidad en cada uno de los componentes del sistema; (k) Verificar si la capacidad a cortante vertical de cada conexión de la estructura es adecuada para la combinación de fuerzas cortantes producidas por la combinación, a su vez, de fuerzas sísmicas y carga gravitacional.


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Tabla 10-1 - Valor del factor de ductilidad, µ Descripción del tipo de marco

Completamente dúctil Con poca ductilidad Nominalmente elástico Completamente elástico

Demanda de ductilidad de desplazamiento µ>3 3 >µ>1.25 µ = 1.25 µ = 1.0


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11 EVALUACIÓN SIMPLIFICADA PARA ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA REFORZADA 11.1 Consideración general Debido a que las estructuras de mampostería reforzada presentan gran complejidad de configuración geométrica y bajo coeficiente de ductilidad (en estas normas se clasifican básicamente como estructuras con poca ductilidad), no son totalmente aplicables los métodos de evaluación analítica sugeridos en el capitulo 8. Por lo que en este capitulo se describe una guía general denomina método de evaluación simplificada.

11.2 Método de evaluación simplificada Las edificaciones de mampostería reforzada deberán cumplir con todos los requerimientos especificados en la norma NSE 7.4 y con los establecidos en la sección 1.5.2 de la norma NSE 3, referente a estructuras tipo cajón; sin que ello garantice que los requisitos mínimos allí descritos sean suficientes para todos los casos posibles de configuración estructural. Por lo que el criterio del ingeniero evaluador es de especial importancia en la evaluación de este tipo de estructuras.


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12 REHABILITACION 12.1

Generalidades

La rehabilitación de una edificación se efectúa luego de que en su evaluación se determina que la requiere. Para efectuar la rehabilitación es necesario contar con la aprobación del propietario de la edificación. Este procedimiento debe ser realizado por una persona con suficiente conocimiento y experiencia en diseño y análisis estructural. La rehabilitación se basa en objetivos de rehabilitación determinado por el nivel de comportamiento de la edificación para cierto nivel de diseño sísmico.

12.2

Alcance

Los capítulos 12 a 18 se refieren a la rehabilitación de edificaciones en términos generales, ya sea por cambio de uso, por daños después de eventos sísmicos o por actualización debido a nuevas normas de construcción y que, siguiendo ciertos criterios, se determine su deficiencia para resistir efectos sísmicos. Estas normas de rehabilitación deberán ser aplicadas por personas con suficiente juicio y experiencia en el diseño de edificaciones. Para el uso de estas normas es necesario contar con la aceptación del propietario de la edificación. Aunque los lineamientos establecidos aquí se refieren a estructuras existentes, podría ser aplicado a estructuras nuevas.


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12.3

Proceso de rehabilitación

Proceso de Rehabilitación Existe interés en reducir el riesgo sísmico

Revisión de consideraciones iniciales -Características estructurales -Amenaza sísmica -Ocupación -Estado Histórico -Consideraciones económicas -Consideraciones sociales

1

Escoger el objetivo de rehabilitación Nivel sísmico Nivel de comportamiento

2

3

3A

4A

5A

6A

Escoger la aproximación inicial de mitigación de riesgo

Rehabilitación simplificada -Identificar tipo de edificación -Considerar deficiencias -Escoger rehabilitación parcial o total

Diseño de la Rehabilitación -Determinar y diseñar las medidas correctivas

Revisión del diseño de la rehabilitación -Reevaluar la edificación asegurando que el diseño de la rehabilitación haya removido todas las deficiencias sin crear otras. -Revisar la factibilidad económica

No aceptable -Regresar a 3A y revisar el tipo de rehabilitación o a 4A y revisar las medidas correctivas

6A

3B

Rehabilitación sistemática -Considerar deficiencias -Escoger estrategia de rehabilitación -Considerar requerimientos generales

4B

Diseño de la Rehabilitación -Desarrollar el modelo temático -Efectuar la evaluación de respuesta de fuerzas y deformaciones -Dimensionar elementos, componentes y conexiones

5B

Revisión del diseño de la rehabilitación -Aplicar criterios para aceptación de componentes -Revisar comportamiento general -Revisar factibilidad económica

Aceptable -Desarrollar documentos de construcción -Iniciar rehabilitación -Ejercer control de calidad

6A

No aceptable -Regresar a 3B para redefinir el análisis y el diseño o a 2 para reconsiderar el nivel de rehabilitación

3C

Otras opciones -Reducir ocupación -Demolición

6A

Aceptable -Desarrollar documentos de construcción -Iniciar rehabilitación -Ejercer control de calidad


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13 OBJETIVOS DE REHABILITACIÓN 13.1

Niveles de comportamiento de la edificación

Un nivel de comportamiento describe una condición límite de daño que se considera satisfactorio para una edificación sujeta a determinado diseño sísmico. Las condiciones límite se determinan por el daño físico en la edificación, la seguridad de vida de los ocupantes y la serviciabilidad de la edificación post-sismo. Los criterios de diseño dependen de los niveles y rangos de comportamiento sísmico de las estructuras. Los niveles de comportamiento sísmico se agrupan en dos partes: - Estructurales - No estructurales Se han definido tres niveles de comportamiento sísmico estructural, que son puntos discretos en una escala continua y dos rangos que corresponden a estados intermedios entre niveles. x E1: Nivel de comportamiento para ocupación inmediata x E2: Rango de comportamiento para control de daños (entre E1 y E3) x E3: Nivel de comportamiento para protección de la vida x E4: Rango de comportamiento para seguridad limitada (entre E3 y E5) x E5: Nivel de comportamiento para prevención de colapso Adicionalmente, está la designación E6, no se considera el comportamiento estructural, para cubrir la situación en que solamente se hacen mejoras no estructurales. Para el comportamiento no estructural se definen cuatro niveles: x NA: Nivel de comportamiento operacional x NB: Nivel de comportamiento para ocupación inmediata x NC: Nivel de comportamiento para protección de la vida x ND: Nivel de comportamiento para reducción de riesgos Adicionalmente, está la designación NE, no se considera el comportamiento no estructural, para cubrir la situación en que solamente se hacen mejoras estructurales. Las tablas 13-1 a 13-4 aproximadamente el daño esperado en los elementos estructurales y no estructurales según el nivel de comportamiento.


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Los elementos verticales se clasifican en primarios y secundarios. Los elementos primarios son aquellos que proveen a la estructura la capacidad de resistir al colapso bajo movimientos sísmicos. Aunque estos elementos pudieran sufrir algún daño y degradación en resistencia y rigidez, el funcionamiento de ellos debe preservarse. Los demás elementos son considerados secundarios. Estos deben permaneces capaces de soportar las cargas verticales. Las derivas indicadas en la tabla 13-1 no son niveles de aceptación de la rehabilitación, sino más bien son valores típicos que se espera encontrar después de un evento sísmico.

Tabla 13-1. Niveles de comportamiento estructural y daños – Elementos verticales Elementos

Marcos de concreto

Tipo

Niveles de comportamiento estructural Nivel de prevención del colapso (E5)

Nivel de protección de Nivel de ocupación la vida (E3) inmediata (E1)

Primario

Agrietamiento extenso y formación de articulaciones en elementos dúctiles. Agrietamiento limitado y/o falla en empalmes en algunas columnas no dúctiles. Daños severos en columnas cortas.

Daño extenso en vigas. Astillamiento del recubrimiento y agrietamiento por cortante (<3mm de ancho) para columnas dúctiles. Astillamiento menor en columnas no dúctiles. Grietas en juntas < 3 mm de ancho.

Agrietamiento fino. Fluencia limitada en algunas partes. No hay aplastamiento (deformaciones menores que 0.003).

Secundario

Astillamiento extenso en columnas (acortamiento limitado) y vigas. Daños severos en juntas. Algún refuerzo pandeado.

Poco astillamiento en pocos lugares de columnas dúctiles y vigas. Agrietamiento por cortante en juntas <1.5mm.

Derivas

Transitorio o permanente: 4%

Agrietamiento extenso y formación de articulaciones en elementos dúctiles. Agrietamiento limitado y/o falla en empalmes en algunas columnas no dúctiles. Daño severo en columnas cortas. Transitorio: 2% Permanente: 1%

Transitorio: 1% Permanente: despreciable


85


Marcos de Acero

Primario

Distorsión extensa en paneles de columnas y vigas. Muchas fracturas en conexiones de momento, pero las conexiones de corte permanecen intactas

Secundario

Igual que el primario

Derivas


Marcos de acero Primario contraventeados

Poca fluencia local en pocos lugares. No hay fracturas. Poco pandeo o distorsión en miembros .

Igual que el primario.

Transitorio: 0.7% Permanente: despreciable

Fluencia extensa y pandeo de contravientos. Muchos contravientos y sus conexiones pueden fallar. Igual que el primario.

Fluencia extensa y pandeo de contravientos fluyen o se pandean, pero no fallan en su totalidad. Muchas conexiones pueden fallar. Igual que el primario.

Derivas


Transitorio: 1.5% Permanente: 0.5%


Primario

Grietas grandes y vacíos por flexión y cortante. Deslizamientos en las juntas. Extenso aplastamiento y pandeo del refuerzo. Fallas alrededor de aberturas. Daños severos en los

Algunos elementos de borde en peligro, incluyendo pandeo limitado de refuerzo. Algunos deslizamientos en las juntas. Daños alrededor de aberturas. Algún aplastamiento y agrietamiento por flexión. Vigas de

Agrietamiento fino en muros, < 1.5 mm de ancho. Las vigas de acoplamiento experimentan agrietamiento < 3mm de ancho.

Secundario

Muros de concreto

Formación de articulaciones. Pandeo local en algunos elementos de vigas. Distorsión severa en juntas. Fracturas dispersas en conexiones de momento, pero las conexiones de corte permanecen intactas. Pocos elementos experimentan fractura parcial. Distorsión extensa en paneles de vigas y columnas. Muchas fracturas en conexiones de momento, pero las conexiones de corte permanecen intactas. Transitorio: 2.5% Permanente: 1%

Poca fluencia o pandeo en contravientos.



86


elementos de borde. Vigas de acoplamiento desechos virtualmente desintegrados.

Secundario

Derivas

Muros Primario infiltrados de mampostería sin refuerzo

Secundario

Derivas

Muros de Primario mampostería sin refuerzo (no infiltrados)

acoplamiento con agrietamiento extenso por flexión y cortante; algún aplastamiento, pero el concreto generalmente permanece en su lugar. Paneles desechos y Agrietamiento grande virtualmente por flexión y cortante. desintegrados Deslizamiento en las juntas. Aplastamiento extenso. Fallas alrededor de aberturas. Elementos de borde severamente dañados. Vigas de acoplamiento desechos y virtualmente desintegrados. Transitorio o Transitorio: 1% permanente: 2% Permanente: 0.5% Agrietamiento y aplastamiento extenso; porciones de la fachada desprendidas

Aplastamiento extenso; algunos muros fuera de lugar. Transitorio o permanente: 0.6% Agrietamiento extenso; fachada y recubriemientos descansados. Partes evidentemente fuera del plano

Agrietamiento fino en muros. Alguna evidencia de deslizamiento en juntas de construcción. Vigas de acoplamiento experimentan grietas < 3mm de ancho. Poco astillamiento. Transitorio: 0.5% Permanente: despreciable.

Agrietamiento extendido y algún aplastamiento, pero los muros permanecen en su lugar. No hay unidades caídas. Aplastamiento extenso y astillamiento de recubrimientos en esquinas de aberturas. Igual que el primario

Agrietamiento menor (< 3 mm de ancho) en la mampostería infiltrada y revestimientos. Poco astillamiento en recubrimientos en pocas esquinas de aberturas. Igual que el primario.


Transitorio:0.1% Permanente: despreciable

Agrietamiento extenso. Agrietamiento Partes ligeramente menor (< 3 mm de fuera del plano. ancho) en los revestimientos. Poco astillamiento en recubrimientos en pocas esquinas de aberturas. No se observaron partes fuera del plano.


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Muros de mampostería reforzada

Secundario

Paneles que no cargan fuera de lugar



Derivas


Transitorio o permanente: 0.6%


Primario

Aplastamiento; agrietamiento extenso. Daño alrededor de aberturas y esquinas. Algunas unidades caídas Paneles desechos y virtualmente desintegrados.

Agrietamiento extenso (< 6 mm) distribuido en el muro. Algunos aplastamientos dispersos

Agrietamiento menor (< 3mm de ancho). No se observaron partes fuera del plano.

Aplastamiento; agrietamiento extenso; daño alrededor de aberturas y esquinas; algunas unidades caídas Transitorio o permanente: 0.6%


Aplastamiento local y astillamiento en las conexiones, pero no hay fallas grandes en las conexiones Algunas fallas en las conexiones, pero no hay elementos fuera de lugar. Asentamientos totales < 15 cm y asentamientos diferenciales < 13 mm en 10 m.

Poco esfuerzo en las conexiones; grietas < 1.5 mm de ancho en las conexiones. Poco aplastamiento y astillamiento en las conexiones.

Secundario

Conexiones de concreto prefabricado

Cimientos

Derivas


Primario

Fallas en algunas conexiones, pero no hay elementos fuera de lugar.

Segundo


General

Grandes asentamientos e inclinaciones


Asentamientos pequeños e inclinaciones despreciables.

Tabla 13-2. Niveles de comportamiento estructural y daños – Elementos horizontales Elementos

Diafragmas de cubierta metálica

Niveles de comportamiento Nivel de prevención del colapso (E5) Gran distorsión con pandeo de lagunas unidades y rasgadura de muchas soldaduras y

Nivel de protección de la vida (E3) Algunas fallas localizadas de conexiones soldadas de la cubierta al marco y entre paneles. Poco pandeo local

Nivel de ocupación inmediata (E1) Conexiones entre las unidades de cubierta y el marco intactas. Pequeñas distorsiones.


88


Diafragmas de madera

Diafragmas de concreto

Diafragmas prefabricadas

uniones.

en la cubierta.

Gran distorsión permanente con extracción parcial de clavos y vasta separación de elementos. Aplastamiento extenso y desviaciones observables a través de muchas grietas

Algunas separaciones en conexiones. Aflojamiento de forros. Evidente extracción de fijaciones. Separación de armazones y forros Agrietamiento extenso (< 6 mm de ancho). Aplastamiento y astillamiento local.

No se observa aflojamiento o extracción de fijaciones. No hay separación de forros ni armazones.

Fallas en conexiones entre unidades. Hay unidades desplazadas por otras. Aplastamiento en juntas.

Agrietamiento extenso (< 6 mm de ancho). Aplastamiento y astillamiento local.

Algún agrietamiento menor a lo largo de juntas.

Agrietamiento fino distribuido. Algunas pequeñas grietas de mayor tamaño (< 3mm)

Tabla 13-3. Niveles de comportamiento no estructural y daños – Componentes arquitectónicos Elementos

Marcos de concreto

Tipo

Niveles de comportamiento estructural Nivel de prevención del colapso (E5)

Nivel de protección de Nivel de ocupación la vida (E3) inmediata (E1)

Primario

Agrietamiento extenso y formación de articulaciones en elementos dúctiles. Agrietamiento limitado y/o falla en empalmes en algunas columnas no dúctiles. Daños severos en columnas cortas.

Daño extenso en vigas. Astillamiento del recubrimiento y agrietamiento por cortante (<3mm de ancho) para columnas dúctiles. Astillamiento menor en columnas no dúctiles. Grietas en juntas < 3 mm de ancho.

Agrietamiento fino. Fluencia limitada en algunas partes. No hay aplastamiento (deformaciones menores que 0.003).

Secundario

Astillamiento extenso en columnas (acortamiento limitado) y vigas. Daños severos en

Agrietamiento extenso y formación de articulaciones en elementos dúctiles. Agrietamiento limitado y/o falla en empalmes

Poco astillamiento en pocos lugares de columnas dúctiles y vigas. Agrietamiento por cortante en juntas


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juntas. Algún en algunas columnas refuerzo pandeado. no dúctiles. Daño severo en columnas cortas. Transitorio o Transitorio: 2% permanente: 4% Permanente: 1%

<1.5mm.

Primario

Distorsión extensa en paneles de columnas y vigas. Muchas fracturas en conexiones de momento, pero las conexiones de corte permanecen intactas

Poca fluencia local en pocos lugares. No hay fracturas. Poco pandeo o distorsión en miembros .

Secundario


Derivas


Derivas

Marcos de Acero

Marcos de acero Primario contraventeados



Fluencia extensa y pandeo de contravientos. Muchos contravientos y sus conexiones pueden fallar. Igual que el primario.

Fluencia extensa y pandeo de contravientos fluyen o se pandean, pero no fallan en su totalidad. Muchas conexiones pueden fallar. Igual que el primario.

Derivas




Primario

Grietas grandes y vacíos por flexión y cortante. Deslizamientos en

Algunos elementos de borde en peligro, incluyendo pandeo limitado de refuerzo.

Agrietamiento fino en muros, < 1.5 mm de ancho. Las vigas de

Secundario

Muros de concreto

Formación de articulaciones. Pandeo local en algunos elementos de vigas. Distorsión severa en juntas. Fracturas dispersas en conexiones de momento, pero las conexiones de corte permanecen intactas. Pocos elementos experimentan fractura parcial. Distorsión extensa en paneles de vigas y columnas. Muchas fracturas en conexiones de momento, pero las conexiones de corte permanecen intactas. Transitorio: 2.5% Permanente: 1%

Transitorio: 1% Permanente: despreciable

Poca fluencia o pandeo en contravientos.



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Algunos deslizamientos en las juntas. Daños alrededor de aberturas. Algún aplastamiento y agrietamiento por flexión. Vigas de acoplamiento con agrietamiento extenso por flexión y cortante; algún aplastamiento, pero el concreto generalmente permanece en su lugar. Paneles desechos y Agrietamiento grande virtualmente por flexión y cortante. desintegrados Deslizamiento en las juntas. Aplastamiento extenso. Fallas alrededor de aberturas. Elementos de borde severamente dañados. Vigas de acoplamiento desechos y virtualmente desintegrados. Transitorio o Transitorio: 1% permanente: 2% Permanente: 0.5%

acoplamiento experimentan agrietamiento < 3mm de ancho.

Agrietamiento y aplastamiento extenso; porciones de la fachada desprendidas

Agrietamiento extendido y algún aplastamiento, pero los muros permanecen en su lugar. No hay unidades caídas. Aplastamiento extenso y astillamiento de recubrimientos en esquinas de aberturas. Igual que el primario

Agrietamiento menor (< 3 mm de ancho) en la mampostería infiltrada y revestimientos. Poco astillamiento en recubrimientos en pocas esquinas de aberturas. Igual que el primario.


Transitorio:0.1% Permanente: despreciable

las juntas. Extenso aplastamiento y pandeo del refuerzo. Fallas alrededor de aberturas. Daños severos en los elementos de borde. Vigas de acoplamiento desechos virtualmente desintegrados.

Secundario

Derivas

Muros Primario infiltrados de mampostería sin refuerzo

Secundario

Derivas

Aplastamiento extenso; algunos muros fuera de lugar. Transitorio o permanente: 0.6%

Agrietamiento fino en muros. Alguna evidencia de deslizamiento en juntas de construcción. Vigas de acoplamiento experimentan grietas < 3mm de ancho. Poco astillamiento. Transitorio: 0.5% Permanente: despreciable.


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Muros de Primario mampostería sin refuerzo (no infiltrados)

Muros de mampostería reforzada

Cimientos

Agrietamiento extenso. Agrietamiento Partes ligeramente menor (< 3 mm de fuera del plano. ancho) en los revestimientos. Poco astillamiento en recubrimientos en pocas esquinas de aberturas. No se observaron partes fuera del plano. Igual que el primario Igual que el primario

Secundario

Paneles que no cargan fuera de lugar

Derivas




Primario

Aplastamiento; agrietamiento extenso. Daño alrededor de aberturas y esquinas. Algunas unidades caídas Paneles desechos y virtualmente desintegrados.

Agrietamiento extenso (< 6 mm) distribuido en el muro. Algunos aplastamientos dispersos

Agrietamiento menor (< 3mm de ancho). No se observaron partes fuera del plano.

Aplastamiento; agrietamiento extenso; daño alrededor de aberturas y esquinas; algunas unidades caídas Transitorio o permanente: 0.6%


Aplastamiento local y astillamiento en las conexiones, pero no hay fallas grandes en las conexiones Algunas fallas en las conexiones, pero no hay elementos fuera de lugar. Asentamientos totales < 15 cm y asentamientos diferenciales < 13 mm en 10 m.

Poco esfuerzo en las conexiones; grietas < 1.5 mm de ancho en las conexiones. Poco aplastamiento y astillamiento en las conexiones.

Secundario

Conexiones de concreto prefabricado

Agrietamiento extenso; fachada y recubriemientos descansados. Partes evidentemente fuera del plano

Derivas


Primario

Fallas en algunas conexiones, pero no hay elementos fuera de lugar.

Segundo


General

Grandes asentamientos e inclinaciones


Asentamientos pequeños e inclinaciones despreciables.


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Tabla 13-4. Niveles de comportamiento no estructural y daños – Sistemas y componentes mecánicos, eléctricos y de plomería Sistema Componente Ascensores Extractores

Ductos

Tuberías

Sistemas de aspersión contra incendios Sistema de alarma contra incendios Alumbrado de emergencia Equipo de distribución eléctrica

Plomería

Niveles de comportamiento no estructural Nivel de reducción de riesgos ND Ascensores fuera de servicio; contrapesos fuera de rieles Muchas unidades no funcionan; bastantes deslizamientos y vuelcos; algunas unidades suspendidas caídas. Ductos rotos y flojos en equipos y soportes; algunos soportes fallados; algunos ductos caídos. Ruptura de algunas líneas. Algunos soportes fallados. Algunas tuberías caídas.

Protección de la vida NC Ascensores fuera de servicio; contrapesos en su lugar. Las unidades están fuera de sus soportes, rompiendo los ductos y tuberías conectadas, pero no caen.

Ocupación Inmediata NB Ascensores operables; pueden usarse si hay energía disponible Las unidades están seguras y la mayoría operan si hay energía disponible.

Operacional NA

Daño menor en juntas de secciones y uniones a equipos; algunos soportes dañados, pero no hay ductos caídos. Daño menor en juntas, con algún goteo. Algunos soportes dañados pero los sistemas se mantienen suspendidos. Algunos aspersores dañados por cielos ladeados. Goteos en algunas juntas.

Daño menor en juntas, pero los ductos aún se pueden usar.

Daño despreciable.

Goteos menores en pocas juntas.

Daño despreciable.

Goteos menores en pocos aspersores o juntas de tuberías. El sistema aún opera.

Daño despreciable.

Puede ser que el sistema no funcione.

El sistema funciona.


Algunas lámparas caídas. No hay energía disponible. Unidades deslizadas y o volcadas, con conductos conectados rotos. Fuentes de poder (UPS) fallados. Generadores de diesel no arrancan




Las Unidades están fuera de sus soportes y no operan. Arrancan generadores de emergencia; no hay servicio secundario.

Las unidades funcionan. Si es necesaria, se dispone de energía de emergencia.

Algunos artefactos y accesorios rotos; conducto principal destruído.

Algunos artefactos y accesorios rotos, líneas rotas; conducto principal destruído.

Unidades aseguradas y generalmente operables. Generadores de emergencia arrancan, pero no proporcionan el servicio a todos los requerimientos. La mayoría de artefactos, accesorios y líneas en servicio; sin embargo, puede ser que no se disponga de servicio secundario.

Muchos aspersores dañados por cielos colapsados. Goteos en uniones. Algunos ramales fallados. Sensores en cielos dañados. El sistema no funciona.

Ascensores operan

Las unidades están seguras y la mayoría operan si hay energía disponible.

El sistema funciona. Suministro de agua en el lugar disponible.

Los niveles de comportamiento de una edificación es el resultado de la combinación de un nivel de comportamiento estructural y un nivel de comportamiento no estructural. Se definen cuatro combinaciones usuales de niveles de comportamiento de la edificación, sin que esto sea limitante para que se usen otras combinaciones.


93


Tabla 13-5. Niveles de comportamiento de la edificación Nivel de Comportamiento de la Edificación Nivel de comportamiento No Estructural

NA Operación continua NB Ocupación inmediata NC Protección de la vida ND Reducción de riesgos NE No considerado

Nivel de Comportamiento Estructural E1 Ocupación inmediata

E2 Control de daños (rango)

E3 E4 Protección de Seguridad la vida limitada (rango)

E5 E6 Prevención del No colapso considerado

1A Operación continua 1B Ocupación inmediata 2C

2A

NR

NR

NR

NR

2B

3B

NR

NR

NR

2C

3C

4C

5C

6C

NR

2D

3D

4D

5D

6D

NR

NR

3E

4E

5E Estabilidad estructural

No aplicable


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En la tabla 13-6 se describe una aproximación de los daños esperados según el nivel de comportamiento, aunque pueden haber algunas variaciones.

Tabla 13-6. Niveles de control de daños y comportamiento de la edificación Niveles de comportamiento de la edificación

Daño global General

Nivel de prevención del colapso

Nivel de protección de la vida

Nivel de ocupación inmediata

Nivel de operación permanente

Severo Poca rigidez y resistencia residuales, pero aún funcionan las columnas y muros soportantes de carga. Grandes derivas permanentes. Algunas salidas están bloqueadas. Fallas en parapetos de relleno no sujetas. La edificación está cerca del colapso.

Moderado Alguna rigidez y resistencia residuales permanecen en todos los niveles. Funcionan los elementos soportantes de carga gravitacional. No hay falla de muros o parapetos fuera de su plano. Algunas derivas permanentes. Daños en particiones. La reparación de la edificación puede ser económicamente difícil. Se ha mitigado el riesgo de desprendimiento, pero muchos elementos arquitectónicos, mecánicos y electrónicos están dañados.

Leve No hay derivas permanentes. La estructura mantiene sustancialmente la resistencia y rigidez originales. Pequeños agrietamientos en fachadas, particiones, cielos y algunos elementos estructurales. Los ascensores pueden funcionar. La protección contra incendios se mantiene en operación. El equipo y su contenido están generalmente seguros, pero inoperable debido a fallas o falta de accesorios.

Muy Leve No hay derivas permanentes. La estructura mantiene sustancialmente la resistencia y rigidez originales. Pequeños agrietamientos en fachadas, particiones, cielos y algunos elementos estructurales. Funcionan todos los sistemas importantes de operación normal.

Componentes no Daño extenso estructurales

Daño despreciable. El equipo de potencia y otras están disponibles aunque sea por medios de emergencia.


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13.2

Niveles de diseño sísmico

Se establecen tres niveles de diseño sísmico: - El sismo de servicio (SS): Sismo con un período de retorno de 50 años. - El sismo básico (SB): Sismo con un 10 por ciento de probabilidad de ser excedido en 50 años. - El sismo extremo (SE): Sismo de máxima intensidad que pueda ocurrir en el sitio. Para los niveles de sismos, ver NSE 2.

13.3

Objetivos de rehabilitación

Un objetivo de rehabilitación especifica el comportamiento sísmico deseado de la edificación (nivel de comportamiento), o sea, el daño máximo permisible para un determinado nivel de diseño sísmico. Un objetivo de rehabilitación puede establecer diferentes niveles de comportamiento para diferentes niveles de diseño sísmico, por lo que puede ser de un nivel, dual o multi- nivel. Una vez que el propietario de la edificación ha seleccionado el objetivo de rehabilitación, el diseñador puede identificar la demanda sísmica que usará en el análisis y los criterios de aceptación para usarlos en la evaluación y diseño de los sistemas estructurales y no estructurales de la edificación.

13.3.1 Objetivo de rehabilitación básico (ORB) El objetivo de rehabilitación básico (ORB) es el más comúnmente usado. Es un Objetivo de rehabilitación dual con la combinación g y l, que se muestra en la tabla 13-7.

13.3.2 Objetivo de rehabilitación mejorado (ORM) Se refiere a un objetivo con mayores requerimientos que el ORB. Es un Objetivo de rehabilitación multi- nivel que incluye g y l (del ORB) y además uno o más de a, e, i, b, f ó j.


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13.3.3 Objetivo de rehabilitación limitado (ORL) Se refiere a un objetivo con menores requerimientos que el ORB. Es un objetivo de comportamiento simple que incluye c, d, g ó l. El ORL también se denomina Rehabilitación parcial o Rehabilitación reducida. El ORL solamente se permite cuando se cumplen las siguientes condiciones: - Las medidas de rehabilitación no crearán irregularidades estructurales o bien no aumentarán la irregularidad estructural existente - Las medidas de rehabilitación no causan reducción en la capacidad de la estructura para resistir fuerzas laterales o deformaciones - Las medidas de rehabilitación no causan un incremento de las fuerzas sísmicas en ningunas de sus componentes que no tenga la capacidad de resistir estas fuerzas, a menos que el comportamiento de esta componente sea todavía aceptable considerando el comportamiento global de la estructura - Todos los elementos nuevos o rehabilitados tienen detalles y están conectados a la estructura existente como se requiere en estas normas - No se crea ninguna condición insegura - Las regulaciones locales no prohíben la rehabilitación

Tabla 13-7. Objetivos de rehabilitación Objetivo de rehabilitación Diseño sísmico

Nivel de comportamiento de la edificación Operacional

Sismo de servicio (SS) Sismo básico (SB) Sismo extremo (SE)

Ocupación inmediata

Protección de la vida

Prevención del colapso

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

La selección del objetivo de rehabilitación está fuera del alcance de estas normas y está relacionado con el criterio del propietario y/o diseñador.


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14 ESTRATEGIAS DE REHABILITACION 14.1

Estrategias de rehabilitación

Son medidas básicas adoptadas para mejorar el comportamiento sísmico probable de la edificación o reducir el riesgo existente a un nivel aceptable. Las estrategias pueden ser técnicas y administrativas. Dentro de las estrategias técnicas están aquellas como aumento de la resistencia de la edificación, corrección de deficiencias críticas, alteración de rigideces y reducción de la demanda. Dentro de las administrativas están aquellas como cambio de ocupación, mejora incremental y construcción por fases. La rehabilitación de edificaciones puede hacerse con una o más estrategias. Aunque no es requisito, es recomendable que el sistema resistente a cargas laterales de la edificación tenga un nivel apropiado de redundancia, para que la falla local de algún elemento no implique el colapso o inestabilidad de la estructura. Algunas de las estrategias que se emplean se describen a continuación: 14.1.1 Modificación local de componentes Cuando una estructura tiene suficiente resistencia y rigidez, pero alguno de sus componentes no tienen resistencia y/o capacidad de deformación adecuadas para satisfacer el(los) Objetivo(s) de Rehabilitación se puede modificar localmente esos componentes, siempre que se mantenga el sistema de resistencia de carga lateral. Esta estrategia permite obtener una rehabilitación económica cuando solamente pocos elementos son inadecuados. 14.1.2 Eliminación o disminución de irregularidades y discontinuidades existentes Las irregularidades y discontinuidades de rigidez, masa y resistencia son las principales causas de comportamiento sísmico no deseable en edificaciones. Estas irregularidades pueden ser eliminadas o disminuidas con la demolición o adición de los elementos necesarios o bien introduciendo juntas para obtener varias estructuras regulares a partir de una irregular.


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14.1.3 Aumento de la rigidez global de la estructura Algunas estructuras flexibles tienen elementos que no tienen la adecuada ductilidad para resistir grandes deformaciones laterales. Una estrategia de rehabilitación puede ser el aumento de la rigidez global de la estructura para lograr una respuesta sísmica con deformaciones menores. 14.1.4 Aumento de la resistencia global de la estructura Algunas estructuras tienen una resistencia insuficiente para resistir cargas laterales. Estas estructuras muestran un comportamiento inelástico con niveles sísmicos bajos. Para este caso pueden añadirse elementos nuevos que se encarguen de resistir la mayor parte dela carga lateral. 14.1.5 Reducción de masa La reducción de masa implica a su vez la reducción de la carga y la demanda sísmica. La masa puede ser reducida demoliendo pisos superiores y/o removiendo particiones o equipo pesado. 14.1.6 Aislamiento sísmico Esta estrategia permite aislar la superestructura del suelo produciendo una respuesta que se acerca a la de un cuerpo rígido. Esta técnica es más efectiva para edificaciones relativamente rígidas y de gran masa, reduciéndose su eficiencia para estructuras livianas y flexibles. 14.1.7 Disipadores suplementarios de energía Los disipadores suplementarios de energía reducen los desplazamientos y son utilizados como parte del sistema de contraventeo de la estructura. 14.2

Sistemas de rehabilitación

Una vez determinadas las estrategias de rehabilitación, deben adoptarse métodos específicos para lograr las estrategias seleccionadas.

14.3

Restricciones de diseño

Deberán tomarse en cuenta, aparte de las características estructurales de la edificación, los factores que afectan la posibilidad de que se pueda aplicar una estrategia o sistema de


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rehabilitación. Algunas restricciones de diseño son: los objetivos de rehabilitación, límites en costos de construcción, programa del proyecto, preservación histórica, apariencia de la edificación y disposición de espacios. 14.4

Determinación de deficiencias y potenciales causas de riesgos sísmicos

Antes de hacer el proceso de rehabilitación, es recomendable realizar una evaluación general de las deficiencias de la edificación y potenciales causas de riesgos sísmicos. Todas estas deficiencias de la edificación y potenciales causas de riesgos sísmicos se determinan con la evaluación de la edificación. 14.4.1 Factores del suelo Algunos de los factores que pueden considerarse son: Flexibilidad del suelo, profundidad del estrato compresible, potencial de licuefacción y deslizamiento de taludes 14.4.2 Configuraciones no deseables Deben detectarse configuraciones que representan potenciales causas de riesgo sísmico, entre estos los siguientes aspectos: -

Interrupción en la secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo Irregularidades verticales Irregularidades horizontales Combinaciones columna débil - viga fuerte Discontinuidad de elementos verticales Piso suave o débil Cambios bruscos en configuraciones en planta Evidencia de grandes excentricidades Cambios bruscos en configuraciones en altura Concentraciones de masa en pisos Cambio abrupto en la rigidez o masa entre pisos Interacción entre elementos no estructurales con la estructura principal Columnas cortas Poca separación entre edificios adyacentes que puedan provocar impacto entre ellos - Falta de juntas sísmicas en configuraciones complejas en planta - Elementos arquitectónicos que no respetan las juntas sísmicas - Falsa simetría debido a disposición de elementos resistentes


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14.4.3 Estructuras de concreto En estructuras de concreto, los reglamentos diseño antes de los años 70, no exigían detalles para proveer ductilidad. De esta manera, es muy probable que edificaciones diseñadas anteriores a esos años tengan problemas con anclajes, discontinuidades en refuerzos, falta de confinamiento en columnas y nudos. Debido a que el diseño estaba regido por resistencia, esencialmente elástico, se puede esperar que las fallas ocurran abruptamente y que la degradación en rigidez y resistencia sea acelerada, es decir, que muestren un comportamiento frágil.


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15 METODOS DE REHABILITACION 15.1

Información de la edificación actual

Se deben determinar las características de la estructura existente con relación con su comportamiento sísmico, tal como configuración, tipo, detalles, características y tipos de materiales, condiciones de los elementos estructurales y no estructurales, incluyendo cimientos y sus interconexiones. Es conveniente contar con los cálculos del proyecto que contengan estas características en planos o fotografías, con textos descriptivos. Las características actuales de la edificación se pueden obtener por: - Observación de campo de condiciones y configuración - Documento de construcción disponibles, análisis de ingeniería, reportes, exploraciones de suelos, historial de mantenimiento, datos y documentos de fabricantes - Normas y códigos de referencia del período de construcción - Pruebas destructivas y no destructivas de componentes de la edificación - Entrevistas con propietarios, administradores, arquitectos e ingenieros del diseño original y oficinas municipales 15.1.1 Configuración de la edificación Deben determinarse cuales elementos y componentes conforman los sistemas de resistencia de cargas verticales y laterales, así como los elementos no estructurales para identificar la configuración de la edificación. Debe así mismo identificarse los flujos de fuerzas, para determinar el efecto de las modificaciones que se introduzcan en la rehabilitación. 15.1.2 Propiedades de los componentes Se debe determinar la resistencia de los componentes existentes para dos propósitos: Permitir el cálculo de su capacidad de transmitir cargas a otros elementos o componentes y la determinación de su capacidad para resistir fuerzas y deformaciones. La capacidad de deformación de los componentes debe calcularse para permitir la validación de las deformaciones globales de la edificación y su aceptabilidad para el objetivo de rehabilitación que se haya seleccionado. En general, las capacidades de los componentes son valores esperados (valores promedio) considerando los posibles efectos de endurecimiento por deformación y/o degradación.


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Es necesario obtener el mayor “conocimiento” de la configuración, calidad de construcción, condiciones físicas y la interconexión de los componentes existentes a otros componentes para calcular su capacidad en resistencia y deformación. Este “conocimiento” puede obtenerse visualmente, con pruebas destructivas o no destructivas y/o mediciones en campo. A pesar de tratar de obtener el mayor “conocimiento”, permanece cierta incertidumbre en relación con la validez de las capacidades en resistencia y deformación. Para tomar en cuenta esta incertidumbre se utiliza un factor de “conocimiento”ҏNҏen las evaluaciones de capacidad. Los valores de N dependen de la posibilidad de obtener el “conocimiento”. Se establecen dos valores para N. Cuando solamente se tiene un nivel mínimo de “conocimiento” se debe incluir un valor de 0.75 para N en la capacidad del componente. Las siguientes características representan el caso de “conocimiento” mínimo: - Están por lo general disponibles los registros de la construcción original y sus modificaciones, incluyendo planos estructurales y arquitectónicos. En ausencia de planos estructurales, se han preparado planos o esquemas de los sistemas resistentes de cargas verticales y laterales. - Se ha realizado una inspección visual de los elementos y componentes primarios accesibles con verificación del tamaño, localización y conexiones de estos elementos. - Se ha realizado un programa limitado de pruebas in-situ para determinar las propiedades de los materiales, condiciones de los componentes y dimensiones de los elementos primarios representativos con cuantificación de los efectos de deterioro. Si existe variación significativa en las condiciones o propiedades de los materiales, deben agruparse esos componentes con condiciones similares de manera que el coeficiente de variación dentro de un mismo grupo no exceda de 30%. - “Conocimiento” de cualquier aspecto relacionado con el sitio, tales como choques con estructuras vecinas, efectos de muros tabiques, problemas de suelo y geológicos incluyendo riesgos de licuefacción, obtenidos a través de inspecciones e investigación. - Se han examinado aspectos específicos de la cimentación y su influencia en el comportamiento de la edificación.


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Cuando se ha obtenido un “conocimiento” y comprensión profundos de la configuración de componentes se usa un valor de 1.0 para N. Se considera un “conocimiento” profundo cuando se cumplen con todas las condiciones siguientes: - Se dispone de los registros originales de construcción, incluyendo planos y especificaciones, así como los datos de modificaciones post-construcción. En ausencia de planos estructurales, se han preparado planos o esquemas de los elementos estructurales primarios, con base en pruebas destructivas y/o no destructivas para determinar el tamaño, número, localización y tipo de ítem como pernos y varillas de refuerzo. Adicionalmente, se cuenta con documentación de elementos secundarios representativos. - Pruebas exhaustivas in-situ para determinar las propiedades de los materiales, las condiciones y dimensiones de los componentes o registros de pruebas que se hayan realizado y que aseguren la calidad. Si existe variación significativa en las condiciones o propiedades de los materiales, deben agruparse esos componentes con condiciones similares de manera que el coeficiente de variación dentro de un mismo grupo no exceda de 20%. - “Conocimiento” de cualquier aspecto relacionado con el sitio, tales como choques con estructuras vecinas, efectos de muros tabiques, problemas de suelo y geológicos incluyendo riesgos de licuefacción, obtenidos a través de inspecciones e investigación. - Se han examinado aspectos específicos de la cimentación y su influencia en el comportamiento de la edificación. Se recomienda que la investigación sea lo suficientemente profunda para obtener un solo valor de N para todos los elementos y componentes de la edificación. Si esto no se logra deben usarse los valores individuales para cada componente o elemento. Si se usa análisis no lineal, debe obtenerse un nivel de “conocimiento” profundo con un valor N =1.0 para toda la estructura. 15.1.3 Características del sitio e información geotécnica Deben obtenerse información sobre las condiciones del sitio incluyendo la configuración de la cimentación para usarla en el análisis de la edificación. Se debe obtener información de documentos existentes, reconocimiento visual del sitio y un programa de investigación del subsuelo. Si no se dispone de datos geotécnicos de investigaciones previas debe realizarse una investigación del subsuelo en áreas sujetas a licuefacción,


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deslizamientos y cuando se tenga un Objetivo de Rehabilitación Mejorada (ORM). Debe notarse las modificaciones en la configuración de la cimentación y de las condiciones del sitio en relación con lo indicado en la documentación. 15.1.4 Edificaciones adyacentes Deben obtenerse información de la configuración de las edificaciones adyacentes cuando éstas tengan una potencial influencia en el comportamiento de la estructura a rehabilitar. La información debe ser suficiente para permitir el análisis de la posible interacción entre edificaciones. En algunos casos no es posible obtener información adecuada sobre las estructuras adyacentes, por lo que deberá informarse al propietario sobre las potenciales consecuencias de las interacciones entre las edificaciones. Cuando la separación entre edificaciones sea menor que el 4% de la altura de la edificación sobre el nivel del suelo, debe obtenerse información de la estructura adyacente para determinar la posibilidad de choque. El choque entre edificaciones puede alterar la respuesta de la edificación al sismo e impartir fuerzas adicionales. Además puede presentarse gran daño en los elementos en las zonas de impacto. Se debe tener información acerca de elementos compartidos entre edificaciones, como en el caso de muros tabiques. Estas condiciones pueden también alterar la respuesta de la estructura. Las edificaciones adyacentes pueden representar riesgos adicionales a la edificación a rehabilitar por daños potenciales causados por elementos que puedan caer, derrames o fugas de materiales peligrosos, explosiones. 15.2

Métodos de rehabilitación

Se pueden aplicar dos tipos de métodos para la rehabilitación: - Método de rehabilitación simplificada - Método de rehabilitación sistemática 15.3

Método de rehabilitación simplificada

El método de rehabilitación simplificada permite diseñar medidas de rehabilitación de la edificación sin necesidad de analizar la respuesta sísmica de la edificación completa.


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La rehabilitación simplificada puede aplicarse solamente a ciertos edificios pequeños. La principal intención de la rehabilitación simplificada es reducir eficientemente el riesgo sísmico usando objetivos de rehabilitación limitados (ORL). Se incluyen en las técnicas de rehabilitación simplificada las medidas para rehabilitación parcial, que enfatizan en deficiencias como parapetos y otros peligros exteriores de desprendimiento. A pesar de tener un alcance limitado, la rehabilitación simplificada se aplica a la mayoría de las edificaciones. El método de rehabilitación simplificada emplea procedimientos de análisis con fuerza estática equivalente, que se encuentra en la mayoría de códigos para edificaciones nuevas. En este método se deben desarrollar detalles de refuerzo y modificaciones para mitigar las deficiencias usando básicamente el mismo estilo y materiales de construcción que la edificación origina l. Se deben identificar y catalogar todas las deficiencias potenciales de la edificación usando los aspectos que se listan en la sección 15.5. Las deficiencias están más o menos ordenadas por prioridad usual, y no se listan todas las deficiencias a determinar. Las medidas correctivas para mitigar las deficiencias encontradas deben ser determinadas por el ingeniero estructural. El método de rehabilitación simplificada es en general más conservador que el método de rehabilitación sistemático, debido a las simplificaciones y a los requisitos de tamaño y regularidad de las edificaciones. 15.4

Limitaciones para el uso del método de rehabilitación simplificado

El método de rehabilitación simplificado se puede usar si se cumplen los siguientes requisitos: - El número niveles de la edificación no debe exceder del máximo indicado en la tabla 15-1 - Se ha realizado una evaluación completa de la edificación, identificando todas las deficiencias de la sección 15.5 - Se cumple con los requisitos del Objetivo de Rehabilitación Limitado de la sección 13.3.3


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Tabla 15-1. Máximo número de niveles para el uso del método de rehabilitación simplificado

Tipo de edificación Marcos de acero resistentes a momento Diafragma rígido Diafragma flexible Marcos de acero contraventeados Diafragma rígido Diafragma flexible Marcos de acero con muros estructurales Marcos de acero con muros de mampostería infiltrados Diafragma rígido Diafragma flexible Marcos de concreto resistentes a momento Marcos de concreto con muros estructurales Diafragma rígido Diafragma flexible Marcos de concreto con muros de mampostería infiltrados Marcos de concreto prefabricados Muros de carga de mampostería reforzada Diafragma rígido Diafragma flexible Muros de carga de mampostería sin refuerzo

Número máximo de niveles según zona sísmica Zona 2 Zona 3 Zona 4 6 4

4 4

3 3

6 3 6

4 3 4

3 3 3

3 3 3

3 3

6 3 3

4 3

3

2

6 3 3

4 3 3

3 3

3 3 2

15.5

Aspectos a considerar para determinar deficiencias típicas en edificaciones

a)

Marcos de acero resistentes a momento, con diafragmas rígidos o flexibles - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Marcos de acero · Verificación de derivas - Combinación columna fuerte – viga débil


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-

Conexiones Esquinas entrantes Aberturas en diafragmas Relación rigidez/resistencia en diafragmas Transferencia de cortante entre diafragmas y marcos Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Volteo Cargas laterales Amenaza sísmica en el sitio Condición del acero

b)

Marcos de acero contraventeados, con diafragmas rígidos o flexibles - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Nivel de esfuerzos - Rigideces de contravientos - Conexiones del marco - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Transferencia de cortante entre diafragmas y marcos - Anclajes a cimientos - Condiciones de cimientos - Volteo - Cargas laterales - Amenaza sísmica en el sitio - Condición del acero

c)

Marcos de acero con muros estructurales - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Muros estructurales - Esfuerzo cortante - Volteo - Vigas de acoplamiento


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d)

Detalles en elementos de borde Refuerzo de los muros Esquinas entrantes Aberturas en diafragmas Relación rigidez/resistencia en diafragmas Transferencia de cortante entre diafragmas y muros Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Volteo Cargas laterales Amenaza sísmica en el sitio Condición del acero Condición del concreto

Marcos de acero con muros de mampostería infiltrados, con diafragmas rígidos o flexibles - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Marcos que no son parte del sistema resistente a fuerzas laterales - Muros estructurales de mampostería - Refuerzo en muros de mampostería - Esfuerzo cortante - Refuerzo en aberturas - Muros estructurales de mampostería no reforzada - Proporciones de muros sólidos - Muros infiltrados - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Relación claro/peralte - Transferencia de cortante entre diafragmas y muros - Anclaje para fuerzas normales - Anclajes a cimientos - Condiciones de cimientos - Volteo - Cargas laterales - Amenaza sísmica en el sitio - Condición del acero - Calidad de la mampostería


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e)

Marcos de concreto resistentes a momento - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Compatibilidad de deflexiones - Marcos de concreto - Verificaciones rápidas, detalles de marcos y detalles no dúctiles - Marcos prefabricados - Marcos que no son parte del sistema resistente a fuerzas laterales - Columnas cortas - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Transferencia de cortante entre diafragmas y marcos - Conexiones de prefabricados - Anclajes a cimientos - Condiciones de cimientos - Volteo - Cargas laterales - Amenaza sísmica en el sitio - Condición del concreto

f)

Muros estructurales - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Compatibilidad de deflexiones - Marcos que no son parte del sistema resistente a fuerzas laterales - Columnas cortas - Muros estructurales - Esfuerzo cortante - Volteo - Vigas de acoplamiento - Detalles en elementos de borde - Refuerzo de los muros - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas


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g)

Transferencia de cortante entre diafragmas y muros Conexiones de prefabricados Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Volteo Cargas laterales Amenaza sísmica en el sitio Condición del concreto

Marcos de concreto con muros de mampostería infiltrados, con diafragmas rígidos o flexibles - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Compatibilidad de deflexiones - Marcos que no son parte del sistema resistente a fuerzas laterales - Muros de mampostería - Refuerzo en muros de mampostería - Esfuerzo cortante -· Refuerzo en aberturas -· Muros estructurales de mampostería no reforzada - Proporciones de muros sólidos - Muros infiltrados - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Relación claro/peralte - Transferencia de cortante entre diafragmas y muros - Anclajes a cimientos - Condiciones de cimientos - Volteo - Cargas laterales - Amenaza sísmica en el sitio - Condición del concreto - Calidad de la mampostería

h)

Muros de concreto prefabricados con diafragmas rígidos - Secuencia del flujo de fuerzas del orige n al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales


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i)

Irregularidades en planta Muros de concreto prefabricados Conexiones entre paneles Aberturas en muros Esquinas entrantes Aberturas en diafragmas Relación rigidez/resistencia en diafragmas Transferencia de cortante entre diafragmas y muros Anclajes para fuerza normales Conexiones vigas/muros Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Volteo Cargas laterales Amenaza sísmica en el sitio Condición del concreto

Muros de concreto prefabricados con diafragmas flexibles - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Compatibilidad de deflexiones - Muros de concreto prefabricados - Conexiones entre paneles - Aberturas en muros - Esquinas entrantes - Amarres - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Relación claro/peralte - Continuidad de cordones - Transferencia de cortante entre diafragmas y muros - Anclajes para fuerza normales - Conexiones vigas/muros - Rigidez de anclajes de muros - Anclajes a cimientos - Condiciones de cimientos - Volteo - Cargas laterales - Amenaza sísmica en el sitio - Condición del concreto


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j) k)

Marcos de concreto prefabricado con muros estructurales Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo Redundancia Irregularidades ve rticales Irregularidades en planta Compatibilidad de deflexiones Marcos de concreto Muros estructurales Esfuerzo cortante Volteo Vigas de acoplamiento Detalles en elementos de borde Refuerzo de los muros Esquinas entrantes Amarres Aberturas en diafragmas Relación rigidez/resistencia en diafragmas Transferencia de cortante entre diafragmas y muros Anclajes para fuerza normales Conexiones vigas/muros Conexiones prefabricadas Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Volteo Cargas laterales Amenaza sísmica en el sitio Condición del concreto

Marcos de concreto prefabricado sin muros estructurales - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Compatibilidad de deflexiones - Marcos de concreto - Marcos que no son parte del sistema resistente a fuerzas laterales - Columnas cortas - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Transferencia de cortante entre diafragmas y marcos


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-

Conexiones prefabricadas Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Volteo Cargas laterales Amenaza sísmica en el sitio Condición del concreto

l)

Muros de carga de mampostería reforzada con diafragmas rígidos - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Muros estructurales de mampostería - Refuerzo en muros de mampostería - Esfuerzo cortante - Refuerzo en aberturas - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Transferencia de cortante entre diafragmas y muros - Anclajes para fuerzas normales - Anclajes a cimientos - Condiciones de cimientos - Amenaza sísmica en el sitio - Condición de la mampostería

m)

Muros de carga de mampostería reforzada con diafragmas flexibles - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Muros estructurales de mampostería - Refuerzo en muros de mampostería - Esfuerzo cortante · Refuerzo en aberturas - Esquinas entrantes - Amarres - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Relación claro/peralte - Transferencia de cortante entre diafragmas y muros


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-

Anclajes para fuerzas normales Rigidez de anclajes de muros Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Amenaza sísmica en el sitio Calidad de la mampostería

n)

Muros de carga de mampostería no reforzada con diafragmas rígidos - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Muros estructurales de mampostería - Muros estructurales de mampostería no reforzada - Propiedades en muros sólidos - Esquinas entrantes - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Transferencia de cortante entre diafragmas y muros - Anclajes para fuerzas normales - Anclajes a cimientos - Condiciones de cimientos - Amenaza sísmica en el sitio - Condición de la mampostería

o)

Muros de carga de mampostería reforzada con diafragmas flexibles - Secuencia del flujo de fuerzas del origen al suelo - Redundancia - Irregularidades verticales - Irregularidades en planta - Edificaciones adyacentes - Muros estructurales de mampostería - Muros estructurales de mampostería no reforzada - Propiedades en muros sólidos - Esquinas entrantes - Amarres - Aberturas en diafragmas - Relación rigidez/resistencia en diafragmas - Relación claro/peralte - Transferencia de cortante entre diafragmas y muros - Anclajes para fuerzas normales


115


15.6

Rigidez de anclajes de muros Anclajes a cimientos Condiciones de cimientos Amenaza sísmica en el sitio Calidad de la mampostería

Método de rehabilitación sistemática

La rehabilitación sistemática puede aplicarse a cualquier edificio e implica la revisión de cada elemento estructural o componente existente (un elemento como un marco está compuesto por componentes como vigas y columnas), el diseño de nuevos y la verificación de una interacción global para los desplazamientos y fuerzas internas que se esperan. El método de rehabilitación sistemática se basa en el comportamiento no lineal de la respuesta estructural. Para la rehabilitación sistemática, pueden usarse cuatro procedimientos diferentes: estático lineal, dinámico lineal, estático no lineal y dinámico no lineal. La selección del método analítico depende de las características del edificio. Los procedimientos lineales, aunque mantienen el tradicional uso de la relación lineal esfuerzo- deformación, deben incorporar ajustes a las deformaciones globales del edificio y criterios de aceptación del material para permitir una mejor consideración de las características no lineales de la respuesta sísmica. Puede usarse un procedimiento estático no lineal, como el llamado análisis “pushover” usando técnicas no lineales simplificadas para estimar las deformaciones sísmicas estructurales. El procedimiento dinámico no lineal, conocido como análisis histórico no lineal puede usarse. Cuando no se cumplen con los requisitos para aplicar la rehabilitación simplificada, se debe usar el método de rehabilitación sistemática. El método consiste en un proceso iterativo iniciando con el análisis de la estructura para verificar si se cumple con el (los) Objetivos(s) de Rehabilitación. En el caso de incumplimiento, se identifican las deficiencias y se desarrollan una o más estrategias de rehabilitación con lo que se obtiene una rehabilitación preliminar. Con esta rehabilitación preliminar se analiza nuevamente la estructura y se verifica que se cumpla con el (los) Objetivos(s) de Rehabilitación. El proceso se repite hasta que se cumpla con el (los) Objetivos(s) de Rehabilitación. 15.7

Procedimientos de análisis

Debe hacerse el análisis de la estructura para determinar la distribución de fuerzas y


116


deformaciones inducidas en la estructura por el sismo seleccionado según el objetivo de rehabilitación. Del análisis se deberá obtener la demanda sísmica para todos los elementos de la estructura ya sea que sea: - Esencial para la estabilidad lateral de la estructura (elementos primarios) - Esencial para el sistema de resistencia a las cargas verticales - Crítico según el objetivo de rehabilitación y que pueda ser dañado como resultado de la respuesta de la edificación al sismo El análisis deberá ser de alguno de los siguientes tipos: - Análisis estático lineal - Análisis dinámico lineal - Análisis de respuesta espectral - Análisis lineal histórico - Análisis estático no lineal - Análisis dinámico no lineal - Otro tipo de análisis racional

15.7.1 Procedimientos lineales Los procedimientos lineales pueden usarse para cualquier tipo de rehabilitación contenido en la sección 14.1, exceptuando los que incorporan sistemas suplementarios de disipación de energía y sistemas de aislamiento sísmico. Los procedimientos lineales no deberán usarse en edificaciones con grandes irregularidades, a menos que la demanda de ductilidad sea bastante baja.

15.7.2 Aplicabilidad de procedimientos lineales La metodología descrita en esta sección puede ser usada para determinar si los procedimientos lineales son suficientemente precisos para analizar la estructura. Se utiliza un análisis lineal, examinando los resultados para identificar la magnitud y uniformidad de la distribución de las demandas inelásticas en los diferentes componentes de los elementos del sistema resistente a carga lateral. La magnitud y distribución de las demandas inelásticas se indican con las relaciones de demanda–capacidad (RDC). Estas RDC no indican si los elementos tienen un comportamiento son adecuado o no, sino solamente sirven para determinar la regularidad de la estructura. Algunas estructuras son evidentemente tan irregulares que no es necesario usar este procedimiento y proceder a un análisis no lineal.


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Las RDC para los componentes tanto existentes como añadidos está definido por (15-1) donde, QD = Fuerza calculada debido a las cargas gravitacionales y laterales QE = Resistencia esperada del componente o elemento Las RDC deben calcularse para cada acción de control tal como carga axial, momento, cortante, etc., para cada componente. Si todos las RDC de control en un componente son menores o iguales a 1, entonces el componente se espera que responda elásticamente, de lo contrario se espera una respuesta inelástica. La mayor RDC de un componente define la acción crítica para ese componente. Si las RDC calculados para todas las acciones críticas de todos los componentes de los elementos primarios son menores que 2, entonces se puede aplicar un procedimiento lineal independientemente de la regularidad de la estructura. Si alguna(s) de las RDC excede(n) de 2, un procedimiento lineal no debe usarse si se cumple con algunos de los requisitos siguientes: -

Existe una discontinuidad en cualquier elemento primario en el plano del sistema de resistencia a carga lateral. Las discontinuidades en un plano ocurren cuando un elemento del sistema resistente a carga lateral está presente en un piso, pero no continúa o está fuera del plano en el piso inmediatamente inferior.

-

Existe irregularidad severa de piso suave en cualquier piso en cualquier dirección de la edificación. Una irregularidad severa de piso suave se estima que existe si la razón entre el promedio de RDC por corte de cualquier piso al de un piso adyacente en la misma dirección excede de 125%. El RDC promedio de un piso puede calcularse por (15-2)

donde, = Promedio de RCD en el piso RDCi = de la acción crítica para el elemento i Vi = Fuerza de corte por carga lateral en el elemento i durante la respuesta sísmica suponiendo que la estructura permanece elástica n = Número total de elementos en el piso


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Para edificaciones con diafragmas flexibles, cada línea de estructuración debe ser evaluada independientemente. -

Existe una irregularidad severa en la resistencia torsional en algún piso. Una irregularidad severa en la resistencia torsional se estima que existe en un piso cuando el diafragma superior no es flexible y la razón entre la RDC crítica de elementos primarios en un lado del centro de resistencia en una dirección y la del otro lado de este centro excede de 1.5.

Adicionalmente, si algunos de los aspectos siguientes se cumple, el procedimiento lineal no puede ser estático, sino dinámico. -

La altura de la edificación es mayor que 30 metros.

-

La relación entre las dimensiones horizontales de la edificación en cualquier piso y un piso adyacente, en la misma dirección excede de 1.4 (excepto cobertizos en techo).

-

Existe irregularidad severa en la resistencia torsional en cualquier piso. Una irregularidad severa en la resistencia torsional se estima que existe en un piso si el diafragma superior no es flexible y los resultados del análisis indican que la deriva a lo largo de cualquier lado de la estructura es mayor que 150% de la deriva promedio en el piso.

-

Existe irregularidad severa en la masa o rigidez. Una irregularidad severa en la masa o rigidez se estima que existe cuando la deriva promedio en un piso (excepto cobertizos en techo) excede a la del piso inmediato superior o inferior en más de 150%.

-

El edificio no tiene un sistema ortogonal resistente a cargas laterales.

15.7.3 Procedimientos no lineales Los procedimientos de análisis no lineales pueden usarse para cualquier estrategia de rehabilitación. Cuando exista participación significativa de los modos altos en la respuesta, debe usarse un procedimiento dinámico.


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Sin embargo, un procedimiento dinámico no lineal debe utilizarse solamente si se tiene “conocimiento” profundo de la estructura como se indica en la sección 15.1.2 y sea sujeto a la revisión de un ingeniero estructural con suficiente experiencia en el diseño sísmico y procedimientos no lineales.

15.7.4 Otro tipo de análisis racional Se puede usar cualquier método de análisis que sea racional basado en los principios fundamentales de la mecánica y dinámica, y estará sujeto a la revisión de un ingeniero estructural con suficiente experiencia en el diseño sísmico.


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16 DISEÑO DE LA REHABILITACION 16.1

Rehabilitación simplificada

Una vez determinadas las estrategias de rehabilitación se deben diseñar las medidas correctivas para mitigar las deficiencias detectadas como se establece en la sección 15.5.

16.2

Rehabilitación sistemática

Se deben determinar detalles de los sistemas de rehabilitación preliminares de acuerdo con las estrategias escogidas y determinar la interacción de la rigidez, resistencia y comportamiento post- fluencia de todos los elementos existentes, modificados y nuevos usados para el sistema de resistencia a cargas laterales. Con este diseño preliminar se debe desarrollar un modelo matemático para el análisis usando el procedimiento y luego verificar si se cumplen con los requisitos de aceptación según el Objetivo de Rehabilitación y que sea económicamente aceptable.


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17 CRITERIOS DE ACEPTABILIDAD 17.1

Criterios generales de aceptabilidad

Después del análisis, los diferentes elementos de la estructura deben ser evaluados en sus acciones para determinar si su comportamiento es aceptable, ya sea si el comportamiento es dúctil (controlado por deformación) o bien no dúctil (controlado por fuerza).

17.2

Procedimientos lineales

La curva tipo 1 de la figura 17-1 representa un comportamiento dúctil típ ico. Se caracteriza por un rango elástico que parte del punto 0 al punto 1, seguido por una zona plástica (puntos 1 al 3) que incluye un posible endurecimiento por deformación (puntos 1 a 2) y un rango de degradación de la resistencia (puntos 2 a 3) en el que se presenta una resistencia residual sustancialmente menor que la resistencia máxima, pero aún significativa. Para los elementos primarios, el criterio de aceptabilidad está en los rangos elástico y plástico entre los puntos 1 y 2, mientras que para los elementos secundarios, el criterio de aceptabilidad se encuentra en cualquier parte hasta el punto 3. Si las acciones de los componentes primarios tienen un rango de endurecimiento por deformación suficientemente grande (e > 2g), se consideran controlados por deformación, de lo contrario se consideran controlados por fuerza. Los elementos secundarios que muestran este comportamiento se consideran controlados por deformación. La curva tipo 2 de la figura 17-2 representa también un comportamiento dúctil, solamente que después del endurecimiento por deformación, la curva muestra una rápida pérdida de la resistencia. Si el rango plástico es suficientemente grande (e >2g), se considera que el comportamiento está controlado por deformación, de lo contrario se considera controlado por fuerza. Tanto para los elementos primarios como secundarios, los criterios de aceptabilidad están entre los rangos elástico y plástico, dependiendo del nivel de comportamiento seleccionado. La curva tipo 3 de la figura 17-3 representa un comportamiento frágil o no dúctil. Se caracteriza porque después del rango elástico se presenta una rápida pérdida de la resistencia. Las acciones de los componentes con este comportamiento siempre se consideran controlados por fuerza. Los criterios de aceptabilidad están en el rango elástico para componentes primarios y secundarios. En estas figuras, Qy representa la resistencia de fluencia del componente. Cuando se evalúa el comportamiento de componentes controlados por deformación, Qyse sustituye


122


por QE para tomar en cuenta las variaciones inherentes a los materiales, así como las causadas por la mano de obra y las condiciones físicas reales. Si se evalúa un elemento controlado por fuerza, se utiliza un nivel inferior de resistencia QL. QL está definido estadísticamente por el promedio menos una desviación estándar de las resistencias Qy de los componentes similares. En las figuras 17-4 a 17-6 se muestran las curvas idealizadas fuerza contra deformación que se usan para especificar los criterios de aceptabilidad para los componentes y elementos controlados por deformación para diferentes tipos de materiales. La respuesta lineal parte del punto A hasta la fluencia efectiva en el punto B. La pendiente de la parte B a C es típicamente un pequeño porcentaje (0 a 10%) de la pendiente de la parte lineal y representa el endurecimiento por deformación. El punto C tiene una ordenada que representa la resistencia del componente y por abscisa un valor que equivale a la deformación en la cual empieza una degradación significativa de la resistencia. Después del punto D, el componente responde con una reducción significativa de la resistencia hasta el punto E. Para deformaciones mayores al punto E, la resistencia del componente es cero. Para algunos componentes es conveniente establecer los criterios de aceptabilidad en términos de la deformación absoluta, mientras que en otros es mejor en términos de relaciones de deformación. La figura 17-4 muestra la fuerza normalizada Q/QE contra la deformación (Tҏo ') y los parámetros a, b y c. La figura 17-5 muestra la fuerza normalizada T/QE contra la relación de deformación (T/Ty, '/'y o '/h) y los parámetros d, e y c. Los parámetros a, b, c, d y e son diferentes dependiendo del material y tipo de estructura. Para los valores específicos puede consultarse la publicación “NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings (FEMA 273). La figura 17-6 muestra en forma aproximada las deformaciones o relaciones de deformaciones que se estiman aceptables para los elementos primarios y secundarios según el nivel de comportamiento de Ocupación Inmediata (O.I.), Protección de la vida (P.V.) y Prevención del colapso (P.C.).


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126


Tabla 17-1. Cálculo de capacidades de acciones en componentes – Procedimientos lineales Parámetro

Control por deformación Valor promedio esperado permitiendo endurecimiento por deformación

Control por fuerza

Capacidad de acción existente

N · QE

N · QE

Resistencia de material nuevo

Resistencia esperada del material

Resistencia especificada del material

Capacidad de acción nueva

QE

QE

Resistencia de material existente

Valor de nivel inferior (aproximadamente nivel –1ı)

17.2.1 Acciones controlados por deformación Las acciones controladas por deformación en componentes y elementos primarios y secundarios deben satisfacer la ecuación siguiente mNQE ҏQD

(17-1)

donde, m = modificador de la demanda del componente o elemento para tomar en cuenta la ductilidad esperada de la deformación asociada con esta acción N = factor de “conocimiento” QE = resistencia esperada del componente o elemento en el nivel de deformación QD = acción de diseño debido a cargas gravitacionales y laterales de sismo El modificador m depende del material y tipo de estructura. Para valores específicos de m puede consultarse la publicación “NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings (FEMA 273).


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17.2.2 Acciones controladas por fuerza Las acciones controladas por fuerza en componentes y elementos primarios y secundarios deben satisfacer la ecuación siguiente NQLQF

(17-2)

donde, QL = nivel inferior de resistencia del componente o elemento en el nivel de deformación QF = acción de diseño debido a cargas gravitacionales y laterales de sismo 17.3

Procedimientos no lineales

Si se usan procedimientos no lineales, las capacidades de los componentes consisten en demandas de deformación inelástica en el caso de componentes controlados por deformación y de demandas de resistencia permisible para componentes controlados por fuerza. 17.3.1 Acciones controlados por deformación Los componentes primarios y secundarios deben tener las capacidades de deformación esperadas no menores que la deformación máxima. 17.3.2 Acciones controladas por fuerza Los componentes primarios y secundarios deben tener las resistencias QLno menores que las acciones de diseño máximas.


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Tabla 17-2 Cálculo de capacidades de acciones en componentes – Procedimientos no lineales Parámetro Capacidad de deformación para componente existente

Control por deformación N · límite de deformación

Control por fuerza No aplicable

Capacidad de deformación para componente nuevo

N · QE

No aplicable

Capacidad de resistencia para componente existente

No aplicable

N · QL

Capacidad de resistencia para componente nuevo

No aplicable

QL


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18 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES 18.1

Generalidades

En esta sección se tratará la rehabilitación de elementos no estructurales: arquitectónicos, mecánicos y eléctricos que están permanentemente instalados en edificaciones, o que son parte integral del sistema de la edificación, incluyendo sus soportes y anclajes. 18.2

Elementos no estructurales

La lista siguiente es una guía de los elementos no estructurales a evaluar y rehabilitar, agrupados por tipo, sin que ser limitativa. A. Arquitectónicos 1. Elementos de muros exteriores - Revestimientos adheridos - Revestimientos anclados - Bloques de vidrio - Paneles prefabricados - Sistemas de vidrieras 2. Particiones 3. Revestimientos interiores - Piedra, mármol, etc. - Azulejo 4. Cielos - Aplicados directamente a la estructura - Suspendidos 5. Parapetos y aditamentos 6. Cenefas y marquesinas 7. Chimeneas 8. Escaleras B. Mecánicos e hidráulicos 1. Equipo mecánico - Calderas y hornos - Maquinaria para procesos y manufacturas - Equipo de extracción - Sistemas de aire acondicionado y sus ductos - Ascensores


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2. 3. 4. 5. 6.

Depósitos y calentadores Tuberías Sistema contra incendio Tuberías para fluidos diversos Ductería

C. Eléctricos y de comunicaciones 1. Equipo eléctrico y de comunicaciones 2. Equipo de distribución eléctrica y de comunicaciones 3. Lámpara - Montadas en superficie - Integradas al cielo - Colgantes D. Muebles y equipo interior 1. Estantes de almacenamiento 2. Libreras 3. Plataformas para computadoras 4. Almacenamiento de materiales peligrosos 5. Estantes para computadoras y de comunicación 18.3

Salidas

Además deben revisarse y rehabilitarse en caso necesario, los medios de salida, escape y rescate. Deben observarse entre otros aspectos: - Los muros alrededor de escaleras, ascensores y corredores no deben ser de mampostería no reforzada. - Los ductos de escaleras no deben tener ninguna tubería ni equipo, excepto los requeridos para la protección de la vida. - Los revestimientos, cornisas y otros aditamentos sobre salidas deben estar debidamente anclados al sistema estructural. - Los parapetos y cenefas están anclados de manera que no puedan obstruir las salidas. 18.4

Interacción estructural – no estructural

En los casos en que un componente no estructural modifica la resistencia o rigidez de los elementos estructurales de la edificación, o su masa afecta las cargas, sus características deben ser tomadas en cuenta en el análisis estructural de la edificación. Se debe tener cuidado especial en identificar muros de mampostería infiltrada que pueden reducir la longitud efectiva de las columnas adyacentes.


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CON EL APOYO DE:


AGIES NSE 7.4 MAMPOSTERÍA REFORZADA (NR9: 2000)



1 2 3 4 5

CAPÍTULO 1 ALCANCE, CONTENIDO Y SUPERVISIÓN TÉCNICA 1.1 Alcance 1.2 Contenido de la norma 1.3 Supervisión técnica CAPÍTULO 2 MATERIALES EMPLEADOS Y SUS PROPIEDADES 2.1 Unidades prefabricadas para levantado 2.2 Morteros 2.3 Graut 2.4 Acero de refuerzo 2.5 Propiedades de los materiales CAPÍTULO 3 MUROS REFORZADOS INTERIORMENTE 3.1 Definición 3.2 Requisitos generales 3.3 Requisitos para el acero de refuerzo 3.4 Metodología de diseño 3.5 Muros de corte CAPÍTULO 4 MUROS CONFINADOS 4.1 Definición 4.2 Requisitos generales 4.3 Requisitos para el refuerzo horizontal 4.4 Requisitos para el refuerzo vertical 4.5 Metodología de diseño 4.6 Muros aislados sin sobrecarga CAPÍTULO 5 REQUISITOS DE SISMORRESISTENCIA PARA EDIFICACIONES CON ESTRUCTURA DE CAJÓN 5.1 Requisitos básicos 5.2 Requisitos de análisis por carga lateral 5.3 Requisitos generales de sismorresistencia 5.4 Requisitos específicos de sismorresistencia


1


PRÓLOGO NORMA NSE-7.4 MAMPOSTERIA REFORZADA La norma NR-9 toma la designación NSE 7.4. Esta norma no se actualizó, pero se hizo una revisión para corregir lo necesario para hacerlo compatible con las normas actuales. Esta norma sigue vigente.


2


1 ALCANCE, CONTENIDO Y SUPERVISIÓN TÉCNICA 1.1

Alcance

Esta norma se aplica al diseño de muros construidos son piezas prismáticas de piedra artificial, macizas o son celdas, unidas son mortero aglutinante y reforzados son barras de acero. Si el refuerzo esta concentrado en elementos verticales y horizontales de concreto se denomina muros confinados, y si se localiza distribuido entre las piezas y las sisas se designan como muros reforzados interiormente. Una edificación de mampostería reforzada diseñada siguiendo los requisitos generales de esta norma tiene un nivel de seguridad comparable a las de otras estructuras conformadas por otros materiales y siguiendo los lineamientos establecidos por las normas de AGIES. Los requisitos consignados en esta norma están dirigidos fundamentalmente a lograr un comportamiento adecuado de la edificación cuando ésta se vea sometida a un sismo.

1.2

Contenido de la norma

Los materiales con que se conforman los muros de mampostería y sus propiedades se especifican en el capítulo 2. En el capítulo 3 se encuentran los requisitos que deben cumplir los muros reforzados interiormente, que se permiten para edificaciones de tipo sajón exclusivamente de un nivel. Los requerimientos para muros confinados se indican en el capítulo 4, y las consideraciones adicionales a la normativa general de las edificaciones de tipo sajón se establecen en el capítulo 5.

1.3

Supervisión técnica

La mampostería reforzada es un sistema de construcción sumamente susceptible a los efectos de la calidad de la mano de obra, por lo que deberá construirse bajo una estricta intervención y supervisión técnica, la que se llevará a cabo por un profesional idóneo. El supervisor deberá llevar un registro escrito de su labor donde anotará las observaciones hechas. El supervisor, o su delegado deberán estar presentes durante las labores de colocación de las unidades de mampostería, de las armadurías, y en las operaciones de inyección del graut.


3


2 MATERIALES EMPLEADOS Y SUS PROPIEDADES 2.1

Unidades prefabricadas para levantado

Las unidades prefabricadas usadas para el levantado de los muros de mampostería reforzada deberán ser ladrillos de barro cocido o bloques de concreto.

2.1.1

Ladrillos de barro cocido

Este tipo de unidades deberá cumplir con la norma C O G U A N O R N G O 4 1 022 en lo referente a calidad, dimensiones, absorción y clasificación por resistencia. Según la relación "área neta / área gruesa" medida sobre planos perpendiculares a la superficie de carga, las unidades se clasifican en ladrillo macizo o tayuyo y ladrillo perforado o tubular. La relación "área neta / área gruesa" para las unidades de ladrillo macizo deberá ser igual o mayor que 0.75 y para las unidades de ladrillo perforado esta relación será menor que 0.75.

2.1.2 Bloques de concreto Este tipo de unidades que generalmente posee un alto porcentaje de vacíos deberá cumplir con la norma C O G U A N O R N G O 4 1 0 5 4 en lo referente a calidad, dimensiones, absorciones y clasificación por resistencia.

2.2 Morteros Los morteros usados para mampostería deberán ser una mezcla plástica de materiales cementantes y arena bien graduada. Dicha mezcla se utilizará para unir las unidades prefabricadas en la conformación de un elemento estructural. La dosificación de la mezcla deberá proveer las condiciones que permitan su trabajabilidad, capacidad para retención de agua, durabilidad y deberá contribuir a la resistencia a compresión del elemento estructural, por medio de la pega entre las unidades prefabricadas para levantado. El tamaño nominal máximo de las partículas en la mezcla será de 2.5 mm.


4


2.3

Graut

Se define como "graut" a una mezcla de cemento, arena, grava fina y la cantidad de agua necesaria para proporcionar una consistencia fluida, que permita su colocación dentro de las celdas de las piezas prefabricadas alrededor del acero para los muros con refuerzo uniformemente distribuido (muros con pines; contribuyendo de esta forma a la resistencia a compresión del muro conformado. Según el tamaño nominal máximo de los agregados el graut se clasificará como "graut fino" o "graut grueso".

2.3.1

Graut fino

Este tipo de graut se utilizará cuando el espacio para el vaciado es pequeño, angosto o congestionado con refuerzo. Entre el acero de refuerzo y la unidad prefabricada para levantado deberá existir un espacio libre mínimo de 6.5 mm. La proporción por volumen para esta mezcla deberá ser de 1 parte de cemento y de 2.5 a 3 partes de arena con una cantidad de agua suficiente que garantice un revenimiento de 200 a 250 mm.

2.3.2 Graut grueso Este tipo de graut se utilizará cuando el espacio entre el acero de refuerzo y la unidad prefabricada para levantado sea por lo menos 13 mm o cuando las dimensiones mínimas de las celdas en la pieza para levantado sean de 38 mm de ancho y 75 mm de largo. La proporción por volumen para esta mezcla deberá ser de 1 parte de cemento, 2.25 a 3 partes de arena, y de 1 a 2 partes de grava fina con una cantidad de agua suficiente que garantice un revenimiento de 200 a 250 mm.

2.4

Acero de refuerzo

El acero de refuerzo que se emplee en el refuerzo vertical (mochetas), soleras o barras colocadas en el interior del muro deberá consistir en barras corrugadas que cumplan con la norma ASTM A703 o ASTM A615, o su equivalente COGUANOR NGO 36 011. Se admitirá el uso de barras lisas únicamente en algunos estribos y dispositivos de amarre. No se permite el uso de barras de alta resistencia.


5


2.5

Propiedades de los materiales

2.5.1 Resistencia a compresión del mortero La resistencia a compresión característica del mortero estará en función de la dosificación de su mezcla. Los morteros con base a su capacidad compresiva y de adherencia se clasifican en tres tipos: I, II, o III En la tabla 2-1 se indica la dosificación por volumen para cada tipo de mortero, así como su resistencia característica a la compresión. Tabla 2-1 - Resistencia a compresión del mortero Proporción volumétrica

Tipo de mortero

Cemento

I

1.00

II

1.00

III

1.00

Cal

Arena no menos de 2.25 y no más de 3 veces la suma de de 0.25 a 0.50 los volúmenes de cemento y cal de 0.50 a 1.25 usados.

Resistencia a la compresión (kg/cm2) 175 125 50

2.5.2 Resistencia a compresión del graut La resistencia a compresión característica del graut estará en función de la dosificación de su mezcla. Sus valores máximo y mínimo, a los 28 días, deberá ser de 1.5 y 1.2 veces la resistencia a compresión de la mampostería respectivamente.

2.5.3 Módulo de elasticidad del graut El módulo de elasticidad del graut, "Eg" en kg/cm2, se podrá estimar como una función de su resistencia a compresión, "fg", de acuerdo con Eg = 15,100 ¥ fg

(2-1)

2.5.4 Resistencia a compresión de la mampostería La resistencia a compresión de la mampostería, "f'm", empleada como base para el diseño de muros se podrá determinar mediante ensayos de muestras en el laboratorio. Si no se realizan pruebas experimentales podrán emplearse los valores de f'm que, para distintos tipos de piezas y morteros, se presentan en las tablas 2-2 y 2-3.


6


2.5.4.1 Ensayo de muestras en laboratorio Para conocer la resistencia a compresión de la mampostería para materiales provenientes de fabricantes específicos se podrán realizar ensayos de compresión no confinada en laboratorio con pilas de ensayo de acuerdo con los incisos 2.5.4.1.1 y 2.5.4.1.2. A menos que se especifique lo contrario, la edad de referencia para calcular el valor de "f' m" se deberá basar en pruebas a los 28 días. 2.5.4.1.1 Pilas de ensayo Las pilas de ensayo se conformarán con un mínimo de dos unidades de mampostería colocadas una sobre otra de forma tal que sus juntas verticales coincidan en un mismo plano. Su altura mínima será de 300 mm, con una relación alto/espesor dentro del intervalo de 1.33 a 5.0; su longitud deberá ser igual a una unidad o parte de la misma, pero no menor de 100 mm. Para el caso de unidades con agujeros se deberá incluir al menos una celda con su respectiva pared transversal adyacente. 2.5.4.1.2 Resultados de los ensayos La resistencia a compresión de la mampostería se tomará como la resistencia promedio de las muestras de ensayo multiplicado por el factor de corrección de la relación alto/espesor. En las tablas 2-4 y 2-5 se presentan los valores de corrección para la mampostería con base en unidades de barro cocido y bloques de concreto.

2.5.5

Módulo de elasticidad de la mampostería

El módulo de elasticidad, "E m" en kg/cm2, para la mampostería (tanto para unidades de mampostería de barro cocido o bloques de concreto) se podrá estimar como una función de su resistencia a compresión, "f’m" de acuerdo con Em = 750 f’m

(2-2)

2.5.6 Módulo de cortante de la mampostería El módulo de cortante, " Ev" en kg/cm2, para la mampostería (tanto para unidades de mampostería de barro cocido o bloques de concreto) se podrá estimar como una función de su módulo de elasticidad, "Em" de acuerdo con Ev = 0.4 Em

(2-3)


7


Tabla 2-2 - Resistencia a compresión de la mampostería de bloques de concreto f'p (en kg/cm2)(a) 25 50 75 125 (a) (b)

Mortero tipo I 15 35 65 90

f'm (en kg/cm2)(b) Mortero tipo II 10 25 50 80

Mortero tipo III 10 20 40 70

f'p es la resistencia a compresión de las piezas referida al área bruta. para valores intermedios se interpolará linealmente.

Tabla 2-3 - Resistencia a compresión de la mampostería de ladrillos de barro cocido Tipo de ladrillo Tayuyo Tubular(a) Perforado(a) (a)

f 'm (en kg/cm2) Mortero tipo I 30 65 85

Mortero tipo II 25 50 80

Mortero tipo III 25 40 70

para piezas que posean una resistencia mínima a compresión de 90 kg/cm2.

Tabla 2-4 - Factores de corrección para muestras de ladrillo de barro cocido h/t Factor de corrección

2.00 0.82

2.50 0.85

3.00 0.88

3.50 0.91

4.00 0.94

4.50 0.97

5.00 1.00

Tabla 2-5 - Factores de corrección para muestras de bloques de concreto h/t

1.33

2.00

3.00

4.00

5.00

Factor de corrección

0.75

1.00

1.07

1.15

1.22


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3 MUROS REFORZADOS INTERIORMENTE 3.1

Definición

Se denominan muros reforzados interiormente a los muros reforzados con barras corrugadas de acero, colocadas verticalmente entre los agujeros o celdas de las piezas prefabricadas y horizontalmente entre las sisas.

3.2

Requisitos generales

3.2.1

Tamaño de las sisas

Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de 7 mm y máximo de 13 mm. Las piezas cuyas celdas deban inyectarse posteriormente con graut, deberán tener sus sisas tanto horizontales como verticales completamente pegadas con mortero en todo el espesor del muro.

3.2.2 Inyección del graut Cuando se inyecten celdas de más de 1.40 m de altura se deberá hacer una ventana de limpieza en la parte baja del muro, la cual se cerrará después de haber hecho la limpieza y antes de colocar el graut. El graut de inyección se consolidará por medio de un vibrador o de una barra y se recompactará poco tiempo después de haber sido inyectado y consolidado. Ninguna celda donde se coloque refuerzo podrá tener una dimensión menor que 50 mm ni un área menor que 3,000 mm2.

3.2.3 Espesor mínimo para muros Los muros deberán tener un espesor nominal mínimo de 140 mm. La relación entre la distancia sin apoyos, ya sea horizontal o vertical, y el espesor del muro, deberá ser tal que atienda adecuadamente el pandeo tanto horizontal como vertical. Los muros no estructurales que tan solo soportan su propio peso podrán tener un espesor mínimo de 100 mm y una relación de la distancia sin apoyos al espesor, máximo igual a 30. La relación de esbeltez para muros y columnas se dan en los incisos 3.2.3.1 y 3.2.3.2 respectivamente.


9


3.2.3.1 Relación de esbeltez para muros La relación de esbeltez para los muros estructurales se deberá tomar como la relación entre su altura libre y su espesor, y no deberá exceder de 20. Los muros con relaciones mayores que 20 deberán tener elementos adicionales de refuerzo, diseñados para imposibilitar el pandeo del muro. 3.2.3.1.1 Altura libre para muros Cuando el muro tenga soporte lateral tanto arriba como abajo, su altura libre será la altura del muro. Cuando no exista soporte lateral en la parte superior del muro, su altura libre se deberá tomar como dos veces la altura del muro, medida a partir del soporte inferior. 3.2.4 Intersección y amarre de muros Los muros que se encuentren, o lleguen a tope, sin traslape de piezas deberán amarrarse por medio de conectores o unirse entre sí, a menos que en el diseño se haya tenido en cuenta su separación. 3.2.5 Dimensión mínima para columnas aisladas La dimensión mínima para columnas de mampostería reforzada será de 290 mm. 3.2.5.1 Relación de esbeltez para columnas aisladas La relación de esbeltez para las columnas se deberá tomar como el valor mayor que se obtenga al dividir la altura libre en cualquier dirección entre la dimensión de la sección de la columna en la dirección correspondiente. Este valor no deberá ser mayor que 20. 3.2.5.1.1 Altura libre para columnas aisladas Si la columna tiene soporte lateral en la dirección de ambos ejes principales tanto en la parte inferior como en la parte superior, la altura en cualquier dirección será la altura de la columna. Si la columna tiene soporte lateral en la dirección de ambos ejes principales en la parte inferior, y solo en un eje en la parte superior, su altura libre en la dirección del soporte lateral en la parte superior deberá ser la altura entre soportes. La altura libre en la dirección perpendicular a la dirección del soporte superior deberá ser dos veces la altura medida a partir del soporte inferior. Cuando no se tenga ningún soporte superior, la altura libre de la columna, para ambas direcciones se deberá tomar como dos veces la altura de la columna medida a partir del soporte inferior. 3.3

Requisitos para el acero de refuerzo

3.3.1

Separación entre barras


10


La distancia libre mínima entre barras paralelas de refuerzo deberá ser el diámetro del refuerzo pero no menos de 25 mm, con excepción en los traslapes. 3.3.2 Recubrimiento mínimo Todo espacio que contenga una barra de refuerzo vertical deberá tener una distancia libre mínima entre el refuerzo y las paredes de la pieza igual a la mitad del diámetro de la barra y se deberá llenar a todo lo largo con graut. La distancia libre mínima entre una barra de refuerzo horizontal y el exterior del muro será de 15 mm o una vez el diámetro de la barra, la que resulte mayor. 3.3.3 Traslapes La longitud de traslapes se especifica en la norma de concreto reforzado, NSE 7.1, y su localización se deberá indicar en los planos estructurales. 3.3.4 Refuerzo en las sisas El refuerzo que se coloque en las sisas horizontales deberá quedar embebido completamente entre el mortero de pega y deberá tener un gancho a 180° que garantice su anclaje en cada uno de los extremos del muro. 3.3.5 Refuerzo en las celdas El refuerzo que se coloque en las celdas de las unidades prefabricadas deberá quedar completamente embebido dentro del graut de inyección. 3.3.6 Número de barras por celda En muros de 140 mm de espesor o menos, solo podrá colocarse una barra en una misma celda, para barras No. 4 o mayores, y el diámetro máximo de la barra será el No. 8 (25 mm). En ningún caso se podrán colocar más de dos barras por celda. 3.3.7 Porcentaje de refuerzo en muros La suma del porcentaje de refuerzo horizontal, ȡh, y vertical, ȡv no deberá ser menor que 0.002 y ninguna de los dos porcentajes deberá ser menor que 0.0007. El porcentaje de refuerzo horizontal se calculará como ȡh = Ash /st, donde Ash es el área de refuerzo horizontal que se colocará en el espesor t del muro a una separación s; ȡv = Asv/tL, en que Asv es el área total de refuerzo que se colocará verticalmente en la longitud L del muro. 3.3.8 Requisitos para el refuerzo vertical El diámetro mínimo para refuerzo vertical será No. 3. Las barras del refuerzo vertical deberán principiar en la cimentación y terminar en la solera superior, debidamente ancladas a ella de acuerdo con lo estipulado en la norma NSE 7.1. AGIES NSE 7.4 MAMPOSTERÍA REFORZADA (NR9: 2000)

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3.3.8.1 Tipos de refuerzo vertical A fin de cumplir con lo establecido en el inciso 3.3.7, en la tabla 3-1 se especifican tres tipos de refuerzo mínimo vertical. El refuerzo tipo A deberá contar con eslabones No. 2 con gancho a 180° a cada 200 mm; el tipo B llevará eslabones No. 2 con gancho a 180° a cada 200 mm. Tabla 3-1 - Refuerzo mínimo vertical Tipo A

Tipo B

Tipo C

4 No. 3

2 No. 3

1 No. 3

3.3.8.2 Separación del refuerzo vertical Las separaciones máximas a que podrán estar los refuerzos mínimos verticales entre sí, de acuerdo al material de los muros, se indica en la tabla 3-2. En esquinas, intersecciones de muros y en ambos extremos de un muro aislado, se deberá colocar refuerzo tipo A, aunque quede a menor distancia que la estipulada en dicha tabla. En el caso de los extremos de un muro aislado, las cuatro barras de que consta el refuerzo tipo A deberán ubicarse consecutivamente en los últimos cuatro agujeros de cada extremo del muro. Los laterales de los vanos de las puertas y ventanas, deberán rematarse por lo menos con refuerzos tipo B. Tabla 3-2 - Separación máxima del refuerzo vertical Distancia Distancia Distancia Distancia Distancia entre entre entre entre entre refuerzo tipo refuerzo tipo refuerzo tipo refuerzos refuerzos A y refuerzo A y refuerzo B y refuerzo tipo A (m) tipo C (m) tipo B (m) tipo C (m) tipo C (m)

Material del muro

Ancho (mm)

Ladrillo tubular

230

5.00

2.50

1.00(a)

1.00(a)

1.00(a)

140

4.00

2.00

0.80

0.80

0.80

110

3.00

1.75

0.75

0.75

0.75

150

4.00

2.00

0.80

0.80

0.80

Bloques de arcilla cocida Bloques de concreto (a)

En este caso el refuerzo tipo C es un par de barras No. 3


12


3.3.8.3 Refuerzo en la intersección de muros Para la distribución de las barras en refuerzos tipo A, en el caso de intersección de muros y esquinas, se deberá colocar una barra por cada pared que llegue a la misma. Si se trata de una intersección en esquina, forma de L, deberá contener dos barras de las cuatro que forman el refuerzo tipo A en el agujero común, las otras dos restantes se localizarán a continuación de dicho agujero. Con relación a la intersección de un muro con otro, forma de T, las cuatro barras del refuerzo tipo A se distribuirán en cada uno de los agujeros que conforman la T. 3.3.9 Porcentaje de refuerzo mínimo para columnas aisladas El porcentaje de refuerzo para columnas de mampostería reforzada, ȡg, no deberá ser menor que 0.5% ni mayor que 4% del área de la columna. Deberá tener al menos cuatro barras. Las barras no podrán tener un diámetro menor que No. 4. 3.3.10 Refuerzo longitudinal para columnas aisladas Las barras longitudinales en las columnas deberán estar rodeadas por estribos. Estos estribos deberán ser por lo menos barras No. 2. Los estribos no deberán espaciarse a más de 16 diámetros de barra longitudinal, 48 diámetros de barra de estribo, la dimensión mínima de la columna, la altura de las piezas de mampostería, ni 200 mm.

3.4

Metodología de diseño

El método aceptado en esta norma para el diseño de muros reforzados interiormente es el método de esfuerzos de trabajo, o también llamado esfuerzos de servicio, aún cuando se incluya las fuerzas de origen sísmico. Para esfuerzos causados por dichas fuerzas, los esfuerzos admisibles de trabajo que se dan en esta sección pueden multiplicarse por un factor de 1.33, correspondiente a un 33% de sobreesfuerzo por ser el sismo una carga temporal. 3.4.1

Esfuerzos admisibles

3.4.1.1 Esfuerzo de compresión axial en muros de carga El esfuerzo axial en los muros de mampostería con refuerzo interior, en kg/cm2, no deberá exceder al valor calculado con

[

]

Fa = 0.20 f'm 1- ( h_ ) 3 40t

(3-1)


13


Donde: Fa : esfuerzo axial de compresión en el muro de mampostería f'm : resistencia a la compresión de la mampostería, definida en el capítulo 2 de esta norma t:

espesor del muro

h:

altura libre del muro

3.4.1.2 Esfuerzo de compresión axial en columnas aisladas La carga axial en columnas en kg/cm2, no deberá exceder al valor especificado por

[

]

P = Ag (0.18 f'm + 0.65 pg fs) 1- ( h_ ) 3 40t Donde: P:

(3-2)

carga axial máxima en la columna aislada

Ag : área bruta de la columna f'm : resistencia a la compresión de la mampostería definida en el capítulo 2 de esta norma pg porcentaje de refuerzo con respecto al área Ag fs : t:

esfuerzo admisible a tensión o compresión en el refuerzo, definido en el inciso 3.4.1.6 dimensión menor de la columna aislada

h:

altura libre de la columna aislada

3.4.1.3 Esfuerzo de compresión por flexión El esfuerzo de compresión producido por la flexión, en kg/cm2, no deberá exceder al valor obtenido con

Fb = 0.33 f’m

(3-3)


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Esfuerzo de corte

3.4.1.4

El esfuerzo de corte en muros producido por fuerzas laterales, en kg/cm2, no deberá de exceder al valor calculado de acuerdo con . fv = 0.3 ¥ f’m (3-4)

Esfuerzo de contacto

3.4.1.5

El esfuerzo de contacto, en kg/cm2, no deberá ser mayor que los valores dados en

fd = 0.25 f’m

(sobre el 100% del área total)

(3-5)

fd = 0.30 f’m

(sobre1/3 del área)

(3-6)

Esfuerzo de tensión

3.4.1.6

El esfuerzo de tensión en las barras de acero de refuerzo, en kg/cm2, no deberá exceder al valor indicado en fs = 0.4 fy

3.5

(3-7)

Muros de corte

Los muros de corte de mampostería con refuerzo interior sometidos a fuerzas verticales y horizontales que actúan en su plano deberán cumplir además de los requisitos de las secciones 3.2 y 3.3, los siguientes requisitos. 3.5.1

Espaciamiento del refuerzo

El espaciamiento del refuerzo vertical no deberá ser mayor que 2.0 m, centro a centro entre refuerzos tipo A. Para los restantes tipos de refuerzos verticales, la distancia máxima entre ellos, medida centro a centro, no deberá exceder a 0.75 m. El espaciamiento del refuerzo horizontal no deberá ser mayor que 0.80 m. 3.5.2 Refuerzo horizontal Se deberá colocar refuerzo horizontal en la parte superior del cimiento corrido, en las partes superior e inferior de todas las aberturas en los muros, a la mitad del muro, a la altura de la loza de techo. Este refuerzo deberá ser continuo.


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3.5.3 Refuerzo vertical Se deberá colocar por lo menos dos barras No. 3 en todos los bordes de todas las aberturas que tengan más de 600 mm en cualquier dirección. Este refuerzo se deberá continuar una longitud de desarrollo, pero no menos de 600 mm, más allá del borde de la abertura. La cantidad de barras que se requieran como consecuencia de la aplicación de este inciso, deberán colocarse además de las que se requieran por refuerzo mínimo. 3.5.4 Intersección de muros Cuando los muros de corte intersecten otros muros y se conforman secciones en forma de I o T simétricas, el ala efectiva no deberán exceder 1/6 de la altura vertical total del muro por encima del nivel bajo estudio, ni 8 veces el espesor del ala. Cuando los muros se intersecten y formen secciones en L o C, el ala efectiva no deberá exceder 1/16 de la altura, ni 8 veces el espesor del ala. Adicionalmente, se deberá tomar en cuenta en el diseño el esfuerzo de corte vertical (cizalladura) que se presenta en la unión entre el ala y el alma. 3.5.5

Esfuerzos verticales de tensión y compresión

Los esfuerzos verticales en los muros de corte se deberán determinar por el efecto combinado de las cargas verticales y por el efecto producido por las cargas laterales.

3.5.6

Elementos horizontales entre muros de corte

Se deberá tomar precauciones en el diseño por corte y por flexión de las vigas que unen los diferentes muros de corte. Cuando la luz del elemento sea menor de dos veces la altura del mismo, el refuerzo por corte deberá consistir en barras diagonales que van de una esquina a la otra y que estén totalmente ancladas en los muros. 3.5.7

Esfuerzo de corte en los muros

Al calcular el esfuerzo de corte en el muro solo se deberá tomar en cuenta el área del alma de la sección, considerando únicamente el área donde exista mortero de pega o graut de inyección. El refuerzo por corte requerido se deberá colocar a una distancia no mayor de 1/3 de la dimensión mayor de la sección del muro, ni 800 mm. Este refuerzo deberá terminarse en un gancho a 180° que quede anclado en el extremo del muro. Este gancho deberá quedar embebido en el mortero.


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4 MUROS CONFINADOS 4.1

Definición

Se denominan muros confinados a los muros de mampostería que tienen el refuerzo vertical y horizontal concentrado en elementos de concreto, conocidas como mochetas y soleras respectivamente.

4.2

Requisitos generales

4.2.1 Tamaño de las sisas Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de 7 mm y máximo de 13 mm. Todas las sisas horizontales y verticales deberán quedar pegadas con el mortero. 4.2.2

Espesor mínimo para muros

Los muros deberán tener un espesor nominal mínimo de 140 mm. La relación entre la distancia sin apoyos, ya sea horizontal o vertical, y el espesor del muro, deberá ser tal que atienda adecuadamente el pandeo tanto horizontal como vertical. Los muros no estructurales que tan solo soportan su propio peso podrán tener un espesor mínimo de 100 mm y una relación de la distancia sin apoyos al espesor, máximo igual a 30. 4.2.2.1 Relación de esbeltez para muros La relación de esbeltez para los muros estructurales deberá tomarse como la relación entre su altura libre y su espesor, y no deberá exceder de 25. Los muros con relaciones mayores que 25 deberán tener elementos adicionales de refuerzo, diseñados para imposibilitar el pandeo del muro.

4.2.2.2 Altura libre para muros Cuando el muro tenga soporte lateral tanto arriba como abajo, su altura libre será la altura del muro. Cuando no haya soporte lateral en la parte superior del muro, su altura libre se deberá tomar como dos veces la altura del muro, medida a partir del soporte inferior.


17


4.3

Requisitos para el refuerzo horizontal

Todo muro de carga o de corte deberá llevar refuerzos horizontales de acero ligados a todas las piezas de mampostería por medio de concreto. 4.3.1 Dimensiones mínimas de las soleras El ancho mínimo de las soleras de los muros estructurales deberá ser el espesor del muro y el área de su sección no deberá ser menor que 20,000 mm2. 4.3.2

Sillares

Los sillares deberán ser de concreto reforzado con por lo menos 2 barras No. 2 y eslabones No. 2 a 200 mm, o su equivalente, debiendo anclarse adecuadamente al refuerzo vertical del borde del vano de la ventana. 4.3.3 Dinteles Los dinteles deberán ser de concreto reforzado y se calcularán según las condiciones de cada caso. 4.3.4 Área mínima de acero Los muros confinados de mampostería deberán reforzarse horizontalmente con un área de acero no menor que 0.0015 veces el área de su sección transversal. 4.3.5

Tipos de soleras

Para edificaciones de un nivel se indican en esta norma, tres tipos de soleras: solera hidrófuga, solera intermedia y solera superior o de techo. Cuando se trate de edificaciones de dos niveles se deberá agregar una solera de entrepiso. Si la altura libre del muro es mayor que 2.80 m, se deberá colocar más de una solera intermedia. 4.3.6 Acero de refuerzo mínimo en las soleras A fin de cumplir con lo establecido en el inciso 4.3.4 se presenta en la tabla 4-1 el refuerzo mínimo para cada tipo de solera.


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Tabla 4-1 - Acero de refuerzo mínimo para soleras Tipo de solera

Refuerzo mínimo

Hidrófuga

4 No. 3; Estribos No. 2 a 200 mm

Intermedia


Entrepiso


Superior(a)


(a)

Para edificaciones de un nivel cuya área de construcción no exceda de 70 m2, la solera superior podrá reforzarse con 3 barras No. 3 y estribos No. 2 a 200 mm. 4.3.7 Resistencia del concreto para soleras, sillares y dinteles El concreto que se utilice en las soleras, sillares y dinteles de muros estructurales deberá tener una resistencia mínima a los 28 días de 176 kg/cm2.

4.3.8 Recubrimiento El recubrimiento del acero de refuerzo no deberá ser menor de 15 mm. 4.4 Requisitos para el refuerzo vertical Todo muro de carga o de corte deberá llevar refuerzos verticales de acero ligados a todas las piezas de mampostería por medio de concreto. El refuerzo vertical debe principiar en la cimentación y terminar en la solera superior debidamente anclada a ella de acuerdo con la norma NSE 7.1. Los vanos de puertas y ventanas deben rematarse con un mínimo de dos barras de refuerzo vertical. 4.4.1

Dimensiones mínimas del refuerzo vertical

Las dimensiones mínimas aceptables de elementos de concreto para el refuerzo vertical son: (a) En el sentido normal al muro: no menos que el espesor del muro; (b) En el otro sentido: (b. 1) Refuerzos con armado de 4 barras o más: no menos que el espesor del muro; (b.2) Refuerzos con armado de 2 barras: 100 mm.


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4.4.2 Área mínima de acero Los muros confinados de mampostería deberán reforzarse verticalmente con un área de acero no menor que 0.0007 veces el área de su sección transversal. 4.4.3 Tipos de r e f ue r zo vertical Con la finalidad de cumplir con lo descrito en el inciso 4.4.2, en esta norma se establecen tres tipos de refuerzo vertical: tipo A para edificaciones de dos niveles, tipo A para edificaciones de un nivel, y refuerzo vertical tipo B. El refuerzo tipo B esta indicado únicamente en los vanos de puertas y ventanas. El refuerzo mínimo para cada uno de ellos se muestra en las tablas 4-2 y 4-3. La separación de los estribos, tanto para los refuerzos tipo A y tipo B, no excederá de 1.5 veces la menor dimensión del refuerzo vertical ni de 200 mm. Tablas 4-2 - Refuerzo vertical mínimo para edificaciones de dos niveles No. del nivel 2°. Nivel 1°. Nivel

Refuerzo vertical mínimo Tipo A Tipo B 4 No. 3 2 No. 3 4 No. 4 2 No. 3

Tabla 4-3 - Refuerzo vertical mínimo para edificaciones de un nivel No. del nivel 1°. Nivel

4.4.4

Refuerzo vertical mínimo Tipo A Tipo B 4 No. 3 2 No. 3

Separación entre refuerzos verticales

La separación máxima permitida entre refuerzos verticales con refuerzo mínimo se especifica en la tabla 4-4. Se deberá colocar refuerzo vertical tipo A en los extremos de los muros.


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Tabla 4-4 - Separación máxima entre refuerzos verticales con refuerzo mínimo

Material del muro

Ancho (mm)

Ladrillo tubular y bloques de arcilla cocida

230 200 140 110 230 140 110 150

Ladrillo tayuyo o perforado Bloques de concreto

Distancia entre Distancia entre refuerzos tipo A refuerzo tipo A y (m) refuerzo tipo B (m) 5.00 2.50 5.00 2.50 4.00 2.00 3.00 1.50 5.00 2.50 5.00 2.00 4.00 2.00 4.00 2.00

4.4.5 Resistencia del concreto para refuerzos verticales El concreto que se utilice en los refuerzos verticales de muros estructurales deberá tener una resistencia mínima a los 28 días de 176 kg/cm2. 4.4.6 Recubrimiento El recubrimiento del acero de refuerzo no deberá ser menor que 15 mm. 4.5

Metodología de diseño

El método aceptado en esta norma para el diseño de muros confinados es el método de esfuerzos de trabajo, o también llamado esfuerzos de servicio, aún cuando se incluya las fuerzas de origen sísmico. Para esfuerzos causados por dichas fuerzas, los esfuerzos admisibles de trabajo que se especifican en esta sección pueden multiplicarse por un factor de 1.33, correspondiente a un 33% de sobreesfuerzo por ser el sismo una carga temporal.

4.5.1 Esfuerzos admisibles 4.5.1.1 Esfuerzo de compresión axial en muros de carga El esfuerzo axial en los muros de mampostería con refuerzo interior, en kg/cm2, no deberá exceder al valor calculado con la ecuación 3.1 de esta norma. 4.5.1.2 Esfuerzo de compresión por flexión El esfuerzo de compresión producido por la flexión, en kg/cm2, no deberá exceder al valor dado por la ecuación 3.3 de esta norma.


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4.5.1.3 Esfuerzo de corte El esfuerzo de corte en muros producido por fuerzas laterales, en kg/cm2, no deberá de exceder al valor calculado de acuerdo con la ecuación 3.4 de esta norma. 4.5.1.4 Esfuerzo de contacto El esfuerzo de contacto, en kg/cm2, no deberá ser mayor que los valores dados en las ecuaciones 3.5 y 3.6 de esta norma. 4.5.1.5 Esfuerzo de tensión El esfuerzo de tensión en las barras de acero de refuerzo, en kg/cm2, no deberá exceder al valor indicado en la ecuación 3.7 de esta norma. 4.6

Muros aislados sin sobrecarga

Los tabiques y muros perimetrales deberán diseñarse conforme a los siguientes requisitos: (a) Los muros aislados sin apoyo transversal deberán incluir elementos de refuerzo vertical y horizontal, capaces de resistir las fuerzas de corte y momento producidas por sismos en dirección perpendicular al plano del muro; con cimentación calculada para el momento flexionante que pueda causar el sismo y considerando adecuadamente la profundidad de cimentación para proporcionar un empotramiento conveniente en el terreno; (b) Para muros hasta de 2 metros de altura, el coeficiente sísmico no será menor que 0.17 y para alturas mayores, no menor que 0.35; (c) El espesor mínimo de los muros será de 100 mm; (d) La separación máxima de refuerzos verticales será de 2 m; (e) La separación máxima de refuerzos horizontales será de 2 m; (f) En casos de terrenos a diferente nivel, los muros deberán calcularse como muros de contención.


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5 REQUISITOS DE SISMORRESISTENCIA PARA EDIFICACIONES TIPO CAJÓN 5.1

Requisitos básicos

Todas las edificaciones de tipo cajón construidas con mampostería reforzada deberán cumplir con lo establecido en el capítulo 9 de la norma NR-3 y con los requerimientos indicados en este capítulo.

5.2

Requisitos de análisis por carga lateral

El análisis para la determinación de los efectos de las cargas laterales debidas a sismo se hará con base en las rigideces relativas de los distintos muros. Estas se determinarán tomando en cuenta las deformaciones por corte y por flexión. Será admisible considerar que la fuerza cortante, o también llamado cortante directo, que toma cada muro es proporcional a su área transversal. 5.2.1 Excentricidad accidental Aún cuando, en planta, los niveles de una edificación tipo cajón sean perfectamente simétricos tanto en masa como en rigidez, se deberá considerar una excentricidad accidental para la aplicación de las fuerzas de inercia, tal como lo establece el inciso 2.3.1 de la norma NR - 3. 5.2.2 Amplificación dinámica La excentricidad nominal propia de cada planta asimétrica se deberá multiplicar por un factor de "8" para tomar en cuenta los efectos dinámicos; a éste resultado se sumará la excentricidad accidental, como lo indica el inciso 2.3.2 de la norma NR - 3. 5.2.3 Fuerza Cortante debida al momento de torsión El cortante por torsión de cada muro, producido por el momento de torsión, se sumará o restará, según sea el caso, al cortante directo de cada muro, calculado de acuerdo con el inciso 5.2 de esta norma.


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5.3

Requisitos generales de sismorresistencia

El buen comportamiento sísmico de una edificación tipo cajón depende en gran parte de que, en su planeamiento, se sigan algunos principios generales, que se enumeran en los siguientes incisos. 5.3.1

Sistema de sismorresistencia

Las edificaciones de tipo cajón deberán contar con un conjunto de muros de corte que además de soportar las cargas verticales sirvan para transportar las fuerzas de origen sísmico paralelas a su propio plano, desde el nivel donde se generan hasta la cimentación, dispuestos de tal manera que provean resistencia sísmica suficiente en dos direcciones ortogonales o aproximadamente ortogonales; partiendo del postulado de que los muros de corte solo trabajan ante fuerzas horizontales en la dirección paralela a su propio plano, por lo que la cantidad de muros en una dirección debe ser similar a la cantidad en la otra dirección. La cantidad mínima de muros de corte se especifica en el inciso 5.3.3. Asimismo, deberá tener un sistema (diafragma) que asegure que los muros de corte, en cada uno de los niveles de la edificación, transmitan a ellos las fuerzas de origen sísmico que deben resistir y los obligue a trabajar como un conjunto. 5.3.2

Simetría

Con el fin de evitar torsiones de la edificación ésta debe tener una planta lo más simétrica posible. La edificación en planta deberá ser, preferentemente, simétrica en dos direcciones ortogonales. Deberá evitarse los ambientes o módulos largos y angostos con longitud mayor a tres veces su ancho. También es conveniente que la localización de los vanos de puertas y ventanas sea lo más simétrica posible. 5.3.3 Longitud mínima de muros Para garantizar que la edificación tenga reserva de energía en el rango post-elástico, deberá proveerse una longitud mínima de muros de corte con refuerzos horizontales y verticales en cada una de las direcciones principales. La longitud de muros en metros, en cada una de las dos direcciones principales no podrá ser menor que el producto del coeficiente "Lo" dado en la tabla 5-1 por el área, en metros cuadrados, del entrepiso más la losa de techo cuando se trata de muros de primer piso o por el área de la losa de techo cuando se trata de muros de segundo piso, o de edificaciones tipo cajón de un piso. Si la edificación no cumpliera con lo indicado en este inciso, deberá aumentarse la longitud de sus muros o añadirse muros en la dirección bajo consideración. Para efecto de contabilizar la longitud de muros de corte en cada dirección principal no se deberán tener en cuenta los vanos de las puertas y ventanas, ni aquellos tramos de muro cuya longitud sea inferior a un metro.


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Tabla 5-1 - Coeficiente Lo Espesor del muro (mm) 190 140 110

4.1 y 4.2 0.11 0.12 0.18

Zona sísmica 3 0.07 0.08 0.12

2 0.04 0.05 0.08

5.3.4 Distribución de muros Para proveer un reparto uniforme de la responsabilidad de resistir las cargas sísmicas en el rango post-elástico, los muros de corte que existan en cada una de las direcciones principales deberán tener longitudes similares y las longitudes de aquellos muros de corte que estén ubicados en un mismo plano vertical no deberán sumar más de la mitad de la longitud total de los muros de corte en esa dirección. 5.3.5

Rigidez torsional

Para poder garantizar que el comportamiento individual y de conjunto sea adecuado, los muros de corte deberán ubicarse buscando la mejor simetría y la mayor rigidez torsional de la edificación. Esto se logra disponiendo muros de corte simétrico lo más cerca posible de la periferia.

5.4

Requisitos específicos de sismorresistencia

Los muros de corte que forman las estructuras de tipo cajón deberán satisfacer los requisitos del capitulo 3, si se trata de muros reforzados interiormente, o los requisitos del capitulo 4 para el caso de muros confinados. Adicionalmente, deberán satisfacer los requisitos que a continuación se especifican. 5.4.1 Requisitos adicionales para el refuerzo horizontal A fin de asegurar que la edificación trabaje en forma conjunta, las soleras deberán formar un anillo cerrado, entrelazando los muros existentes en las dos direcciones principales para conformar un diafragma. La ubicación de las soleras se indica en el capítulo 3 de esta norma. Se deberá tener especial cuidado en la colocación de las barras de refuerzo de las soleras en los cruces y esquinas de muros, donde el refuerzo de la cara interior deberá llevarse hasta la cara exterior del miembro que lo intersecta y deberá anclarse con gancho cuando el elemento no continúa.


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5.4.2

Requisitos adicionales para el refuerzo vertical

Con el propósito de asegurar un buen comportamiento de los muros de corte se deberán colocar elementos con refuerzo vertical en: (a) Donde se requiera para confinar muros de corte que formen parte del sistema de sismorresistencia y que se contabilizan dentro de las longitudes de muro exigidas en el inciso 5.3.3; (b) En el punto de intersección de dos muros de corte; (c) En puntos intermedios de los muros de corte a una separación tal que no se excedan los límites establecidos en el capítulo 4 de esta norma. 5.4.3 Requisitos para el diafragma Dado que los muros de corte se comportan, para efecto de las cargas horizontales, como un conjunto de elementos verticales en voladizo, con una deformación horizontal igual en cada piso debido al efecto de diafragma de la losa de entrepiso, ésta deberá tener la resistencia necesaria para actuar como un diafragma y deberá verificarse que pueda transportar las fuerzas que el sismo le induce; asimismo, deberá estar adecuadamente sujeta a los elementos verticales que resisten dichas fuerzas. Los diafragmas de una edificación tipo cajón deberán cumplir con lo especificado en la sección 7.8 de la norma NR-7.


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CON EL APOYO DE:

Normas Mínimas de Seguridad en Edificaciones e Instalaciones de Uso Público

Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres –CONREDSecretaría Ejecutiva

NORMA DE REDUCCION DE DESASTRES NÚMERO DOS -NRD2-



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COORDINADORA NACIONAL PARA LA REDUCCIÓN DE DESASTRES DE ORIGEN NATURAL O PROVOCADO ACUERDO NÚMERO 04-2011

Guatemala, 23 de marzo de 2011

EL CONSEJO NACIONAL PARA LA REDUCCIÓN DE DESASTRES CONSIDERANDO: Que es deber del Estado proteger la vida humana, asegurando a los habitantes del país las condiciones propicias para el desenvolvimiento de la actividad productiva y creadora, así como prever en lo posible las consecuencias que puedan derivarse de desastres de origen natural o provocado; CONSIDERANDO: Que la constante actividad sísmica del territorio guatemalteco ha puesto de manifiesto que la construcción de edificaciones, no observan normas de seguridad tanto en su construcción como en remodelaciones, por lo que es necesario establecer normas mínimas que prevengan posteriores daños y reduzcan el riesgo al personal que labora en ellas y a los usuarios que las visitan; CONSIDERANDO: Que es importante normar los requisitos mínimos de seguridad que deben observarse en edificaciones e instalaciones de uso público, para resguardar a las personas en caso de eventos de origen natural o provocado que puedan poner en riesgo su integridad física. Siendo las Normas Mínimas de Seguridad el conjunto de medidas y acciones que deben ser implementadas en las edificaciones e instalaciones de uso público para alcanzar el objetivo descrito. POR TANTO En el ejercicio de las funciones que le confiere el artículo 3 literal a) de la Ley de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres de Origen Natural o Provocado y el artículo 6, literal o) y p), del Reglamento de la Ley de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres de Origen Natural o Provocado.


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Normas Mínimas de Seguridad en Edificaciones e Instalaciones de Uso Público ACUERDA Emitir la siguiente:

NORMA DE REDUCCIÓN DE DESASTRES NÚMERO DOS -NRD2-, Normas Mínimas de Seguridad en Edificaciones e Instalaciones de Uso Público

Artículo 1. Objetivo. La presente Norma tiene por objetivo establecer los requisitos mínimos de seguridad que deben observarse en edificaciones e instalaciones de uso público, para resguardar a las personas en caso de eventos de origen natural o provocado que puedan poner en riesgo su integridad física. Las Normas Mínimas de Seguridad constituyen el conjunto de medidas y acciones que deben ser implementadas en las edificaciones e instalaciones de uso público para alcanzar el objetivo descrito. Artículo 2. Autoridades competentes. Para el cumplimiento del objetivo de la presente norma, así como para la aplicación de las Normas Mínimas de Seguridad en Edificaciones e Instalaciones de Uso Público y los Planes de Emergencia, se establece como competente, a la máxima autoridad de las instituciones rectoras de cada sector o actividad, o a quien ésta designe, al tenor de lo que dispone el Artículo 4 del Decreto Legislativo 109-96. Las acciones y omisiones que constituyan infracciones o incumplimiento de la presente Norma serán sancionadas de acuerdo a lo establecido en el Artículo 20 del Decreto 109-96 y su Reglamento, sin prejuicio de que, si la acción u omisión sea constitutiva de delito o falta, se certifique lo conducente al tribunal competente, para lo que conforme la ley sea procedente. Artículo 3. Edificaciones e instalaciones comprendidas. La presente norma es aplicable a todas las edificaciones e instalaciones de uso público que actualmente funcionen como tales, así como para aquellas que se desarrollen en el futuro. Se consideran de uso público las edificaciones, sin importar el titular del derecho de propiedad, a las que se permita el acceso, con o sin restricciones, de personal (como empleados, contratistas y subcontratistas, entre otros) y/o usuarios (como clientes, consumidores, beneficiarios, compradores, interesados, entre otros).


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Son edificaciones de uso público, entre otras comprendidas en la descripción contenida en el párrafo que antecede, las siguientes: a) b) c) d) e) f) g)

Los edificios en los que se ubiquen oficinas públicas o privadas; Las edificaciones destinadas al establecimiento de locales comerciales, incluyendo mercados, supermercados, centros de mayoreo, expendios, centros comerciales y otros similares. Las edificaciones destinadas a la realización de toda clase de eventos; Los centros educativos, públicos y privados, incluyendo escuelas, colegios, institutos, centros universitarios y sus extensiones, centros de formación o capacitación, y otros similares; Los centros de salud, hospitales, clínicas, sanatorios, sean públicos o privados; Centros recreativos, parques de diversiones, incluso al aire libre, campos de juegos, cines, teatros, iglesias, discotecas y similares. Otras edificaciones

Artículo 4. Responsables. Para efectos de la presente normativa, son sujetos responsables los propietarios de cada uno de los inmuebles que constituyan edificaciones e instalaciones comprendidas. En caso el inmueble de que se trate se encuentre siendo utilizado legítimamente por una persona distinta del propietario, ambos se considerarán solidariamente responsables para el cumplimiento de la presente normativa. En el caso de eventos socio-organizativos, la responsabilidad será compartida entre la institución competente de las instalaciones donde los eventos se realicen y las o los responsables de la organización y desarrollo de los eventos. Artículo 5. Plan de Respuesta a Emergencias en edificaciones e instalaciones nuevas. El responsable de la edificación o instalación de uso público debe elaborar un plan de respuesta a emergencias, el cual se denominará proyecto de Plan de Respuesta a Emergencias, mismo que contendrá las Normas Mínimas de Seguridad aprobadas mediante la presente norma. Los responsables de la edificación o instalación de que se trate, deben presentar para su conocimiento y evaluación, el proyecto de Plan de Respuesta a Emergencias ante la Autoridad Competente, previo al inicio de los trabajos de obra. La Autoridad Competente deberá evaluar los proyectos y si los considera ajustados a la presente normativa, los aprobará dentro del plazo de treinta (30) días siguientes a la fecha de presentación. Los responsables deberán implementar las medidas contenidas en el Plan correspondiente dentro de los


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treinta días (30) siguientes, debiendo acreditar de manera documental la implementación del Plan ante la Autoridad Competente. El mismo requisito es exigible para el caso de las edificaciones e instalaciones que no siendo de uso público, sus responsables modifiquen el destino de los mismos a uso público, cumpliendo en cualquier caso con el marco jurídico aplicable. Las edificaciones e instalaciones que de acuerdo a la Tabla 1 solo requieran una salida de emergencia quedan exoneradas del requisito de presentar ante la Autoridad Competente su proyecto de Plan de Respuesta a Emergencias. Sin embargo, si deberán cumplir con todos los otros requerimientos contenidos en esta Norma. Artículo 6. Plan de Respuesta a Emergencias en edificaciones e instalaciones en construcción. Se consideran en construcción aquellas edificaciones e instalaciones que al iniciar la vigencia de la presente norma ya han iniciado las actividades formales y materiales para su construcción, aún cuando no hayan sido finalizados. Los responsables de las edificaciones o instalaciones que se encuentren en construcción, al inicio de la entrada en vigencia de la presente Norma, deberán presentar el proyecto de Plan de Respuesta a Emergencias a que se refiere el artículo anterior, dentro de los noventa (90) días calendario siguientes, y en todo caso, antes de la finalización de la obra de que se trate, bajo su exclusiva responsabilidad. Ningún funcionario que constituya Autoridad Competente, conforme a la presente normativa, podrá aceptar ni validar, expresa o tácitamente, la apertura al público de edificaciones e instalaciones de uso público sin que previamente cuenten con el Plan de Respuesta a Emergencias debidamente autorizado e implementado. Las edificaciones e instalaciones que de acuerdo a la Tabla 1 solo requieran una salida de emergencia quedan exoneradas del requisito de presentar ante la Autoridad Competente su proyecto de Plan de Respuesta a Emergencias. Sin embargo, si deberán cumplir con todos los otros requerimientos contenidos en esta Norma. Artículo 7. Plan de Respuesta por Emergencias en edificaciones existentes. Los responsables de las edificaciones comprendidas en la presente normativa, existentes a la vigencia de la misma, deben implementar un Plan de Respuesta a Emergencias, debidamente aprobado por la Autoridad competente. Para el efecto, los responsables deben presentar un proyecto de Plan ante la Autoridad Competente dentro de los doce (12) meses siguientes a la vigencia de la


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presente, cumpliendo con lo estipulado en el Artículo 5; y a partir de ello, cuentan con doce (12) meses para realizar las modificaciones físicas que se requiera, en función de cumplir con el Plan aprobado; exceptuando lo relativo a la señalización, misma que debe implementarse en los seis (6) meses siguientes a la vigencia de la presente norma y de ser necesario, debe adecuarse al aprobarse el Plan. Las edificaciones e instalaciones que de acuerdo a la Tabla 1 solo requieran una salida de emergencia quedan exoneradas del requisito de presentar ante la Autoridad Competente su proyecto de Plan de Respuesta a Emergencias. Sin embargo, si deberán cumplir con todos los otros requerimientos contenidos en esta Norma. Artículo 8. Aprobación y Registro de Planes de Respuesta a Emergencias. La Autoridad Competente debe aprobar los Planes de Respuesta a Emergencias por medio de resolución administrativa y debe compilar los mismos de manera cronológica, dejando constancia en un Registro de Planes de Respuesta a Emergencia, debiendo remitir informe semestral de los Planes autorizados a la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres. Artículo 9. Definiciones. Para los propósitos de la presente norma, los términos técnicos se definen de la siguiente manera: Balcón Exterior: Es un área o espacio que se proyecta de un muro o pared de un edificio y que se utiliza como salida de emergencia. El lado largo debe estar abierto en por lo menos el cincuenta por ciento de su longitud, y el espacio abierto por encima de la baranda debe estar construido de manera que evite la acumulación de humo o gases tóxicos. Callejón de Salida: Es una salida techada que conecta una salida o un patio de salida de emergencia con la vía pública. Carga de Ocupación: Es la capacidad de un área para albergar dentro de sus límites físicos una determinada cantidad de personas. Herraje de Emergencia: Es el conjunto de chapas de una puerta que incorpora un mecanismo de liberación rápida. La pieza de activación deberá extenderse a lo ancho de la puerta y deberá extenderse por lo menos la mitad del ancho de la hoja de la puerta en la cual está instalado. Patio de Salida de Emergencia: Es un patio o jardín que permite el acceso a una vía pública, para una o más de las salidas requeridas.


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Salida de Emergencia: Es un medio continuo y sin obstrucciones de salida de emergencia hacia una vía pública, e incluye todos los elementos necesarios como: pasillos, pasadizos, callejón de salida, puertas, vanos de puertas, portones, corredores, balcones exteriores, rampas, escaleras, gradas, recintos a prueba de humo, salidas horizontales, patios de salida de emergencia y jardines. Salida Horizontal de Emergencia: Es una salida de un edificio hacia otro edificio en aproximadamente el mismo nivel, o a través o alrededor de un muro construido como se requiera para una separación de la ocupación de dos horas y que divide completamente un nivel en dos o más áreas separadas de manera que se establezca un área de refugio que proporcione protección contra el fuego y el humo provenientes del área de la cual se está escapando. Vía pública de Emergencia: Es cualquier calle, callejón o similar pedazo de terreno sin obstrucciones desde el suelo hasta el cielo, que se encuentre disponible en forma permanente para uso público y que tenga un ancho libre de por lo menos tres (3) metros. Artículo 10. Determinación de la Carga de Ocupación. En la determinación de la Carga de Ocupación se debe presumir que todas las partes de un edificio estarán ocupadas al mismo tiempo. La Carga de Ocupación será determinada de la siguiente manera: a) Para áreas que no cuenten con asientos fijos, la carga de ocupación no será menor que el área de pisos (metros cuadrados) asignada a ese uso dividida por el factor indicado en la Tabla 1. Cuando el uso no esté indicado en dicha tabla, se debe calcular en base al uso que más se parezca al uso real. Para edificios o partes de edificios con múltiples usos, la Carga de Ocupación será la que resulte en el mayor número de personas. a) Para áreas con asientos fijos, la Carga de Ocupación será determinada por el número de asientos fijos instalados. El ancho requerido de los pasillos entre asientos fijos no podrá ser utilizado para ningún otro propósito. Para áreas con bancas fijas, la Carga de Ocupación no será menor a una persona por cada cuarenta y cinco (45) centímetros de banca. Cuando se utilizan cabinas en áreas de comida, la Carga de Ocupación será una persona por cada sesenta (60) centímetros de cabina. Artículo 11. Carga de Ocupación Máxima. La Carga de Ocupación Máxima no excederá la capacidad de las Salidas de Emergencia de acuerdo a lo establecido en esta Norma. El incumplimiento de este artículo causará el cierre y la evacuación inmediata del área que haya excedido la Carga de Ocupación Máxima.


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Las instalaciones evacuadas podrán ser habilitadas nuevamente si no exceden la Carga de Ocupación Máxima establecida. El cierre y la evacuación a las que se refiere el presente artículo podrá ser ordenado por la Autoridad Competente; el Jefe General de Servicios o por el Comandante de Bomberos; el Comisario, Jefe de Distrito, Jefe de Comisaría de la Policía Nacional Civil; el Secretario Ejecutivo, Subsecretario Ejecutivo, Director, Delegado Regional, Delegado Departamental de la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres. En el caso particular de los establecimientos educativos, el Director de Infraestructura del Ministerio de Educación, también puede ordenar el cierre y la evacuación de dichos establecimientos educativos. Artículo 12. Rotulación de Capacidad de Ocupación Máxima. Cualquier área que tenga una Carga de Ocupación de cincuenta (50) o más personas, sin incluir áreas con asientos fijos, y que sea utilizada para reuniones, clases, restaurantes o usos similares a estos, deberá tener un rótulo indicando la capacidad máxima del área, el cual será colocado en un lugar visible cerca de la salida principal. Estos rótulos deberán ser mantenidos en condiciones legibles. El diseño de los rótulos deberá respetar los criterios aprobado por la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres, SE-CONRED. Artículo 13. Número de Salidas de Emergencia requeridas. Cada edificio o parte utilizable del mismo deberá contar con, por lo menos, una salida de emergencia, no menos de dos (2) salidas cuando sea requerido por la Tabla 1, y salidas adicionales cuando: a) Cada nivel o parte del mismo con una carga de ocupación de quinientos uno (501) a un mil (1,000) personas no tendrá menos de tres (3) Salidas de Emergencia. b) Cada nivel o parte del mismo con una carga de ocupación de más de un mil (1,000) personas, no tendrá menos de cuatro (4) Salidas de Emergencia. c) El número de Salidas de Emergencia requeridas para cualquier nivel de un edificio deberá ser determinado utilizando su propia carga de ocupación, más los siguientes porcentajes de la carga de ocupación de otros niveles que tengan salida al nivel en consideración: i.

Cincuenta por ciento de la carga de ocupación del primer nivel arriba y cincuenta por ciento de la carga de ocupación del primer nivel abajo, cuando esté último salga a través del nivel en consideración.


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ii.

Veinte y cinco por ciento de la carga de ocupación del nivel inmediatamente arriba.

d) El número máximo de Salidas de Emergencia requeridas para cualquier nivel deberá ser mantenido hasta que se llegue a la salida del edificio. Artículo 14. Ancho de las Salidas de Emergencia. El ancho total de las Salidas de Emergencia, expresado en centímetros, no será menor al de la carga total de ocupación multiplicada por 0.76 para gradas, y por 0.50 para otras Salidas de Emergencia, ni menores de 90 centímetros. El ancho total de las Salidas de Emergencia deberá ser dividido en partes aproximadamente iguales entre todas las Salidas de Emergencia. El ancho máximo de Salidas de Emergencia requeridas para cualquier nivel deberá ser mantenido para todo el edificio. Artículo 15. Ubicación de las Salidas de Emergencia. En el caso de que únicamente se requieran dos (2) Salidas de Emergencia, estas deberán estar ubicadas con una separación medida por una línea recta entre ambas salidas cuya longitud no será menor a la mitad de la distancia de la diagonal mayor del edificio o área a ser evacuada. Cuando se requieran tres (3) o más Salidas de Emergencia, por lo menos dos (2) de ellas deberán estar ubicadas con una separación medida por una línea recta entre ambas salidas cuya longitud no será menor a la mitad de la distancia de la diagonal mayor del edificio o área a ser evacuada. Las salidas adicionales deberán tener una separación adecuada entre sí, de manera que si una de ellas quedase bloqueada, las otras sigan estando disponibles para una evacuación. Artículo 16. Distancia a las Salidas de Emergencia. La distancia máxima a recorrer entre cualquier punto del edificio hasta la salida de emergencia en un edificio que no esté equipado con rociadores contra incendios será de cuarenta y cinco (45) metros; y de sesenta (60) metros cuando el edificio esté equipado con rociadores contra incendios. En edificios de un solo nivel utilizados como bodegas, fábricas o hangares que estén equipados con sistema de rociadores contra incendios y sistema de ventilación de humo y calor, la distancia máxima a la Salida de Emergencia podrá ser aumentada a un máximo de ciento veinte (120) metros. Artículo 17. Salidas a través de otros salones. Los salones podrán tener una Salida de Emergencia a través de otro salón adyacente, siempre y cuando exista una forma de salir que sea evidente, directa y sin obstrucciones. Artículo 18. Puertas. Las puertas en Salidas de Emergencia deberán ser del tipo de pivote o con bisagras, las cuales deberán abrirse en la dirección del flujo de


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salida durante la emergencia. El herraje de la puerta deberá abrir cuando se le aplique una fuerza de 6.8 kilogramos fuerza, y la puerta deberá entrar en movimiento cuando esté sujeta a una fuerza de 13.6 kilogramos fuerza. Las fuerzas deberán ser aplicadas del lado de la puerta en la que esté instalado el herraje. La puerta debe contar con herraje de emergencia. No se podrán utilizar puertas que se abran en las dos direcciones cuando: a) La carga de ocupación sea de cien (100) o más. b) La puerta sea parte de un sistema de protección contra incendios. c) La puerta sea parte de un sistema de control de humo. Cuando se utilicen puertas que abren en las dos direcciones, estas deberán tener una ventana no menor a un mil doscientos noventa (1290) centímetros cuadrados. Las puertas deberán poder ser abiertas desde el interior sin necesitar ningún tipo de llave, conocimiento o esfuerzo especial. Queda explícitamente prohibido utilizar pasadores manuales montados en la superficie de la puerta. La liberación de cualquier hoja de la puerta no debe requerir más de una sola operación. Las dimensiones mínimas de las puertas utilizadas en Salidas de Emergencia serán de noventa (90) centímetros de ancho y doscientos tres (203) centímetros de alto. No se podrán utilizar puertas giratorias o deslizantes en salidas de emergencia. Las puertas en Salidas de Emergencia deberán estar rotuladas de conformidad con lo especificado en esta Norma. Artículo 19. Nivel del piso en las puertas. Sin importar la carga de ocupación, deberá haber piso o descanso a ambos lados de las puertas utilizadas en las Salidas de Emergencia. El piso o el descanso no podrán estar a más de doce (12) milímetros por debajo del marco de la puerta. Los descansos deberán ser perfectamente horizontales con excepción de los descansos ubicados en el exterior, los cuales pueden tener una pendiente máxima de veintiuno (21) milímetros por cada metro. Artículo 20. Descansos en puertas. Los descansos tendrán un ancho no menor al ancho de las escaleras o el ancho de la puerta, el que sea mayor. Los descansos tendrán una longitud no menor de ciento diez (110) centímetros. Cuando los descansos sirvan a una carga de ocupación de cincuenta (50) o más, las puertas,


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en cualquier posición, no reducirán las dimensiones requeridas del descanso a menos de la mitad de su ancho. Artículo 21. Puertas adicionales. Cuando se tengan puertas adicionales para propósitos de salida, éstas deberán cumplir con lo dispuesto en esta norma. Artículo 22. Corredores. El ancho mínimo de los corredores utilizados en rutas de evacuación será el indicado en el Artículo 14, pero no será menor a noventa (90) centímetros para cargas de ocupación menores a cincuenta (50); o ciento diez (110) centímetros para cargas de ocupación de cincuenta (50) o más. La altura mínima será de doscientos diez (210) centímetros. No podrá haber ninguna obstrucción que reduzca el ancho del corredor. Artículo 23. Gradas. Cualquier grupo de dos o más escalones deberá cumplir con lo establecido en esta Norma. El ancho mínimo de las gradas utilizadas en rutas de evacuación será el indicado en el Artículo 14, pero no será menor a noventa (90) centímetros para cargas de ocupación menores a cincuenta (50); o de ciento diez (110) centímetros para cargas de ocupación de cincuenta (50) o más. La contrahuella de cada grada no será menor de diez (10) centímetros, ni mayor de dieciocho (18) centímetros. La huella de cada grada no será menor de veintiocho (28) centímetros medidos horizontalmente entre los planos verticales de las proyecciones de huellas adyacentes. Todas las gradas deberán tener huellas y contrahuellas de iguales longitudes. Los descansos de las gradas deberán tener una longitud, medida en la dirección del recorrido, no menor de su ancho o ciento diez (110) centímetros. La distancia vertical máxima entre descansos será de trescientos setenta (370) centímetros. Para descansos con puertas se aplica el Artículo 20 de la presente Norma. Las gradas deberán tener pasamanos en ambos lados y cada grada con un ancho de más de doscientos veinticinco (225) centímetros, deberá tener no menos de unos pasamanos intermedios por cada doscientos veinticinco (225) centímetros de ancho. Los pasamanos intermedios deberán estar ubicados a distancias aproximadamente iguales a lo ancho de las gradas. La parte superior de los pasamanos estarán ubicados a una altura no menor de ochenta y cinco (85) centímetros, ni mayor de noventa y siete (97) centímetros del vértice de la huella. Los pasamanos deberán ser continuos a todo lo largo de las gradas. Los pasamos deberán extenderse por lo menos treinta (30) centímetros en cada extremo de las gradas y las terminaciones de los pasamanos deberán ser curvos o terminar en postes. El ancho para las manos de los pasamanos no será menor de tres centímetros ocho décimas (3.8) ni mayor de cinco (5) centímetros; y deberá


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tener un acabado liso sin esquinas agudas. Los pasamanos que se proyecten de muros o paredes deberán tener un espacio libre no menor de tres centímetros ocho décimas (3.8) entre la pared y el pasamanos. Cuando las gradas no cuenten con muros o paredes en uno o ambos lados, los pasamanos tendrán una altura no menor de ciento seis (106) centímetros. Los pasamanos abiertos deberán contar con rieles intermedios o un patrón decorativo, tal que no permita que una esfera de diez (10) centímetros pase de un lado al otro. Las gradas exteriores de edificios de cuatro (4) o más niveles deberán tener algún mecanismo que permita el ingreso de bomberos en caso de emergencia. En edificios de cuatro (4) o más niveles, por lo menos una de las gradas deberá extenderse a la superficie del techo, excepto cuando el techo tenga una pendiente igual o mayor al treinta y tres (33) por ciento. Las gradas deberán tener una superficie antideslizante con altura libre entre la huella y el techo de por lo menos doscientos tres (203) centímetros en toda su longitud. Las gradas exteriores deberán ser construidas de metal y perforadas para evitar óxidos y concentración de agua. Artículo 24. Rampas de Emergencia. Las rampas utilizadas en las Salidas de Emergencia deberán cumplir con los requerimientos de esta norma. El ancho mínimo de las rampas utilizadas en rutas de evacuación será el indicado en el Artículo 14, pero no será menor a noventa (90) centímetros para cargas de ocupación menores a cincuenta (50) o ciento diez (110) centímetros para cargas de ocupación de cincuenta (50) o más. La pendiente máxima de las rampas será del 8.33 por ciento cuando deban ser utilizadas para personas en sillas de ruedas, o del 12.5 por ciento cuando no van a ser utilizadas por personas en sillas de ruedas. Las rampas deberán tener descansos en su parte superior y en su parte inferior, y por lo menos un descanso intermedio por cada ciento cincuenta (150) centímetros de elevación. Los descansos superiores e intermedios deberán tener una longitud no menor de ciento cincuenta (150) centímetros. Los descansos inferiores deberán tener una longitud no menor de ciento ochenta y tres (183) centímetros. Las puertas ubicadas en cualquier posición adyacente a una rampa no reducirán las dimensiones mínimas de un descanso a menos de 106 centímetros.


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Las rampas tendrán pasamanos de acuerdo a los mismos requerimientos que para gradas. La superficie de las rampas deberá ser antideslizante. Artículo 25. Pasillos. Los anchos libres de pasillos en auditorios, teatros, aulas y otros ambientes con asientos fijos dependerán de la Carga de Ocupación de la parte de asientos fijos que utilicen el pasillo en consideración. El ancho libre del pasillo expresado en centímetros no será menor de la Carga de Ocupación que utiliza el pasillo multiplicada por 0.76; para pasillos con pendientes superiores al 12.5 por ciento, o multiplicada por 0.51 para pasillos con pendientes inferiores al 12.5 por ciento. Cuando dos (2) pasillos convergen en uno solo, el ancho mínimo no será inferior a la suma de los dos (2) anchos originales. Cuando los asientos fijos estén colocados en filas, el ancho libre de los pasillos no será menor de lo indicado arriba ni menor de: • Ciento veintidós (122) centímetros para pasillos con gradas y con asientos a ambos lados. • Noventa (90) centímetros para pasillos con gradas y con asientos en un solo lado. • Cincuenta y ocho (58) centímetros entre los pasamanos y los asientos cuando el pasillo esté subdividido por medio de unos pasamanos. • Ciento seis (106) centímetros para pasillos planos o con rampa y con asientos a ambos lados. • Noventa (90) centímetros para pasillos planos o con rampa y con asientos en un solo lado. Las rampas en pasillos no tendrán una pendiente superior al 12.5 por ciento. Artículo 26. Asientos fijos. Los siguientes requerimientos se aplican a lugares con asientos fijos instalados. El espaciamiento libre mínimo entre filas de asientos será de: • Treinta (30) centímetros para filas con 14 o menos asientos. • Treinta (30) centímetros más 0.76 centímetros por cada asiento adicional después del catorce (14), hasta un máximo de cincuenta y seis (56) centímetros. El espaciamiento libre entre filas de asientos es la distancia horizontal libre entre el respaldo del asiento de la fila de enfrente y la proyección más cercana de la fila. Cuando los asientos son automáticos, la distancia puede ser medida con los asientos subidos. Cuando los asientos no son automáticos, la distancia libre debe ser medida con los asientos abajo.


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Artículo 27. Iluminación en salidas de emergencia. Las Salidas de Emergencia, incluyendo corredores, rampas y gradas deberán estar iluminadas siempre que el edificio esté ocupado. La intensidad mínima de la iluminación, medida al nivel del piso, será de 10.76 lux. Para edificios con carga de ocupación de cien (100) o más, la iluminación en Salidas de Emergencia deberá contar con una fuente alterna de energía, la cual se activará automáticamente en el caso que falle la fuente principal. La fuente alterna podrá ser un banco de baterías o un generador de energía de emergencia. Artículo 28. Rotulación de Salidas de Emergencia y Rutas de Evacuación. Será obligatorio rotular las Salidas de Emergencia cuando se tengan dos (2) o más Salidas de Emergencia. Esta rotulación deberá contar con una iluminación interna o externa por medio de un mínimo de dos lámparas o focos, o ser de un tipo auto luminiscente. Los rótulos deberán estar iluminados con una intensidad mínima de 53.82 lux de cada foco. La energía de uno de los focos será de la fuente principal de energía y la energía del segundo foco será proporcionada por baterías o por un generador de energía de emergencia. Las señales que se localizaran en la pared deberán ser construidas de metal o de otro material aprobado que sea no combustible; la señal fijada a la pared exterior de mampostería de hormigón, o piedra, deben estar de forma segura y bien conectados por medio de anclajes metálicos, pernos o tornillos de expansión, No podrán utilizarse paredes de madera, tablayeso o fibrocemento para fijar señales de información de Emergencia. Las señales apoyadas en las paredes deberán ser debidamente ancladas, de acuerdo a lo que establece la Tabla 2, de conformidad con el Manual de Señalización de Edificios de Uso Público y Privado de CONRED. No se autoriza instalar señales en el techo ni colgando de él. La instalación de señales portátiles se acepta con fines temporales o configuraciones de estructura que provean estabilidad de duración en la instalación; pero éstas no podrán fijarse al suelo por medio de anclajes permanentes. La rotulación básica incluye las siguientes: 1) Señalización de Capacidad Máxima de Ascensores. Señal de carácter informativo, indica la capacidad máxima del ascensor expresada en número de personas a transportar. Instalación: en lugares visibles tales como puertas de acceso e interiores del ascensor. Aplicable a todo tipo de edificación, en la cual se tenga este medio de transporte vertical de personas.


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2) Señalización de Salida de Emergencia. Señal de carácter informativo, la cual se utiliza para indicar todas las salidas posibles en casos de una emergencia, instalada en lugares visibles tales como sobre o inmediatamente adyacente a una puerta de salida que conduzca a una zona de seguridad. Esta señal trabaja íntimamente relacionada con las siguientes señales: Vía de Evacuación Derecha, Vía de Evacuación Izquierda, Salida Superior y Salida Inferior. 3) Señalización de Vía de Evacuación Derecha. Señal de carácter informativo, siendo una flecha direccional, que en este caso particular indica una vía de evacuación o escape hacia la derecha. Instalación: En muros de edificios públicos y privados, esta señal trabaja en intima relación con la señal Salida de Emergencia, ya que tiene como propósito orientar la evacuación hacia la derecha, teniendo presente que terminada la orientación hacia la derecha, se encontrara una vía de evacuación. 4) Señalización de Vía de Evacuación Izquierda. Señal de carácter informativo, siendo una flecha direccional, que en este caso particular indica una vía de evacuación o escape hacia la izquierda. Instalación: En muros de edificios públicos y privados, esta señal trabaja en intima relación con la señal Salida de Emergencia, ya que tiene como propósito orientar la evacuación hacia la izquierda, teniendo presente que terminada la orientación hacia la izquierda, se encontrara una vía de evacuación. 5) Señalización de Salida hacia Arriba. Señal de carácter informativo que indica una salida hacia arriba, que conduce a una vía de evacuación o escape en casos de emergencia. Instalación: Sobre paredes o inmediatamente adyacente a escaleras que conduzcan hacia el piso superior. Esta señal se instalará en todo tipo de edificios, y trabajara íntimamente relacionada con la señal Salida de Emergencia. 6) Señalización de Salida hacia Abajo. Señal de carácter informativo que indica una salida hacia abajo, que conduce a una vía de evacuación o escape en casos de emergencia. Instalación: Sobre paredes o inmediatamente adyacente a escaleras que conduzcan hacia el piso inferior. Esta señal se instalará en todo tipo de edificios y trabajara íntimamente relacionada con la señal Salida de Emergencia. 7) Señalización de Zona Segura. Ambiente interno o externo de un inmueble, cuya construcción, diseño y/o localización, libre de amenazas o con baja probabilidad de riesgos que constituyan peligro para la vida humana o a sus bienes materiales; identificados para la concentración del personal que se encuentre los puntos de reunión. Dentro de las zonas


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seguras convergen uno o varios puntos de reunión con el fin de resguardar las vidas humanas. Instalación: En lugares visibles tales como patios, estacionamientos o cualquier zona que no represente riesgo inminente de caída de vidrios u otros elementos en caso de sismos o incendios. La utilización de este tipo de señal será tanto para edificios públicos como privados. 8) Punto de Reunión: Localización externa de un inmueble, identificada para reunir al personal que desaloja las instalaciones de manera preventiva y ordenada, posterior a una evacuación. Instalación: En lugares visibles tales como patios, estacionamientos o cualquier zona que no represente riesgo. 9) Señalización de Área Sucia o Contaminada. Señal de carácter informativo que indica la existencia de un área sucia o contaminada, Instalación: En lugares visibles tales como Laboratorios de Muestras, Hospitales, Industrias Químicas, Alimentos, Embotelladoras, Salas de Acopio de Basura, etc. Esta señal se instalará directamente en muros u otras estructuras. 10) Señalización de Área Limpia de Contaminantes. Señal de carácter informativo que indica la existencia de un área limpia libre de contaminación Instalación: En lugares visibles, tales como Laboratorios de Muestras, Hospitales, Fábricas de Químicos, etc. Esta señal se instalará directamente en muros u otras estructuras, indicando claramente para los trabajadores la existencia de Área Limpia fuera de Contaminantes. 11) Señalización de Cuidado al Bajar. Señal de carácter informativo que indica la existencia de un desnivel, por tal razón, en las zonas en que se advierta esta señal, se deberá tener cuidado al transitar. Instalación: en lugares visibles tales como cajas escalera, desniveles de piso, etc. esta señal se instalará tanto en edificios públicos y privados, siendo su instalación directamente en muros u otras estructuras. 12) Señalización de Empujar para Abrir. Señal de carácter informativo que indica el sentido de apertura de una puerta. Instalación: en lugares visibles tales como puertas de simple o doble efecto, doble puerta de simple o doble efecto, etc. La señal se instalará directamente sobre la puerta, con el objetivo de homogenizar la rotulación de todas las salidas. Esta señal trabajara en directa relación con la señal Tirar para Abrir, ya que se instalan en pares, una por dentro y la otra por fuera de la puerta, de acuerdo a la orientación que esta tenga.


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13) Señalización de Tirar para Abrir. Señal de carácter informativo que indica el sentido de apertura de una puerta. Instalación: En lugares visibles tales como puertas de simple o doble efecto, doble puerta de simple o doble efecto, etc. Esta señal se instalará directamente sobre la puerta, con el objetivo de homogenizar todas las salidas. Esta señal trabajara en directa relación con la señal Empujar para Abrir, ya que se instalan en pares, una por dentro y la otra por fuera de la puerta, de acuerdo a la orientación que esta tenga. 14) Señalización de Romper para tener Acceso en caso de Emergencia. Señal de carácter informativo que indica romper para tener acceso, para lo cual es necesario considerar su ubicación donde es necesario romper un panel de vidrio para acceder a una llave u otro medio de aperturas, y donde es necesario romper para abrir un panel con elementos de lucha contra el fuego o crear una vía de evacuación. Instalación: Directamente en panel de vidrio. 15) Señalización de No corra por las escaleras. Se utiliza para indicar la prohibición de correr por las escaleras, sean estas principales o de emergencia. Tanto al subir como al bajar de estas, dicha prohibición deberá ser acatada tanto en circunstancias habituales como en caso de emergencia. Instalación: Lugares visibles de edificios públicos y privados (Cajas escaleras principales o de emergencia de hospitales, bibliotecas, etc.). La instalación de esta señal deberá realizarse tanto al inicio como al final de las escaleras. 16) Señalización de No use el ascensor en caso de corte de energía o incendio. Se utiliza para indicar la prohibición de usar ascensores en caso de incendio, sismos o corte de energía, obligándose por tanto, al uso de escaleras principales o de emergencia. Instalación: Lugares visibles de edificios públicos y privados (hospitales, bibliotecas, etc.) que cuenten con este tipo de equipamiento (ascensores). La señal debe ubicarse inmediatamente adyacente a la botonera de llamado del ascensor. 17) Señalización de No correr en los pasillos. Se utiliza para indicar la prohibición de correr en ambos sentidos en los pasillos, tanto para trabajadores como público en general, siendo aplicable en situaciones habituales como en los casos de emergencia. Instalación: Lugares visibles de edificios públicos y privados (Pasillos de hospitales, bibliotecas u otros edificios). La señal deberá instalarse en muros u otras estructuras, de tal manera que advierta claramente sobre esta prohibición. 18) Señalización sobre Ingresar solo personas autorizadas. Se utiliza para indicar la prohibición de ingresar a personas ajenas al recinto o que


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no tengan la preparación, autorización u equipamiento de protección personal necesario para ingresar al recinto. Instalación: Lugares visibles de edificios públicos y privados (Salas de recuperación, aislamiento, bodegas, máquina, estaciones y subestaciones eléctricas, etc. De hospitales, bibliotecas u otros edificios). La señal deberá instalarse en él o los accesos principales a este tipo de recintos, inmediatamente adyacente a puertas. 19) Señalización sobre No obstruir pasillos. Señal que indica la prohibición en lugares donde una obstrucción presenta un peligro particular (vías de escape o evacuación, acceso a equipos de lucha contra fuego, etc.). Instalación: Lugares visibles de edificios públicos y privados. La instalación de esta señal, debe realizarse en muros u otras estructuras, de tal manera que sea de fácil advertencia para los trabajadores, en razón de no obstruir vías de escape o equipos de lucha contra el fuego. 20) Señalización sobre Vía Sin Salida. Se utiliza para indicar la prohibición de ingresar en casos de emergencia, ya que no constituye una vía de evacuación por no llevar a una salida o zona de seguridad. Instalación: Lugares visibles de edificios públicos y privados. La señal deberá instalarse directamente o adyacente a puertas u otros similares, de tal manera que advierta a los trabajadores y público en general que la vía no constituye una salida. 21) Señalización sobre No apague el Fuego con Agua. Se utiliza para indicar la prohibición de utilización del agua como agente extintor de un fuego o incendio. Instalación: Lugares visibles de edificios públicos y privados. La instalación de esta señal debe ubicarse en muros o puertas en las cuales se advierta sobre el peligro inminente de utilización de agua en caso de equipamientos permanentemente energizados o sobre substancias en sus tres estados (líquido, sólido y gaseoso) que al combinarse podrían reaccionar agresivamente. 22) Señalización sobre la localización del Extintor. Se utiliza para informar la ubicación de un extintor. Esta señal deberá instalarse tantas veces como extintores existan en el edificio. Instalación: La señal será instalada en muros u otros elementos en los cuales se encuentre el extintor, ya que pueden estar fijados en muros, en nichos o directamente en el piso. 23) Señalización de Red Húmeda. Se utiliza para indicar la ubicación de la salida de la red húmeda provista de manguera y pitón. Esta señal se instalará tantas veces como equipos de red húmeda existan en el edificio. Instalación: Se deberá ubicar en nichos que contenga únicamente este


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medio de lucha contra el fuego. La señal se instalará directamente por sobre el nicho o carrete de red húmeda, el cual tiene como propósito informar la ubicación de este elemento. 24) Señalización de Red Seca. Se utiliza para señalar la boca de salida de una red seca. Se deberá instalar tantas señales como boca de salida tenga el edificio. Instalación: Se deberá ubicar inmediatamente en la parte superior de la red seca de salida, teniendo como única finalidad la información de la ubicación de este elemento de lucha contra el fuego. 25) Señalización de Teléfono de Emergencia. Señal utilizada para indicar la ubicación de teléfono destinado permanentemente a advertir situaciones de emergencia. Se deberá instalar tantas señales como teléfonos existan en el edificio. Instalación: En lugares visibles, inmediatamente lo más próximo al teléfono, ya sea en muros u otros elementos 26) Señalización de Alarma de Incendio. Se puede utilizar por sí sola o en conjunto con la señal Activación Manual de Alarma, en el caso que el comando de activación manual se encuentre conectado a la alarma de incendio de manera que sea inmediatamente perceptible para todos los afectados. Instalación: En lugares visibles de todo tipo de edificios. La instalación de esta señal se realizará directamente en muros u otros elementos, de tal manera, que sea de fácil observación de todos sus ocupantes. 27) Señalización de Conjunto de Equipos contra Fuego. Esta señal debe indicar la ubicación de un conjunto de equipo contra fuego, se instalarán tantas señales como conjuntos existan en el edificio. Cabe señalar que esta señal aglutina a otras señales, para evitar la proliferación innecesaria de señales. Por esto la señal se instalará sólo en nichos en donde existan los siguientes elementos: (extintor, teléfono, red húmeda, etc.). Instalación: En lugares visibles de edificios públicos y privados, será aplicable en el caso de la existencia de nichos, se instalará directamente en muros. 28) Señalización de Puerta Corta Fuego. Indica la ubicación de una puerta cortafuego, la que debe mantenerse cerrada, o abierta cuando esté conectada a través de censores de detección de humo a comando computacional que incorpora sostenedores magnéticos a la parte inferior de la puerta, el cual se activará y liberará la puerta recibida la señal, produciéndose su cierre. Propicia la asimilación de espacios y con esto el paso del fuego a otras áreas. Instalación: Lugares visibles, lo más próximo a la puerta cortafuego, o sobre ésta.


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29) Señalización de Red Eléctrica Inerte. Debe utilizarse para indicar la ubicación de una conexión eléctrica inerte. Se deberá instalar tantas señales como conexiones inertes existan en el edificio, siendo éstas de uso exclusivo de bomberos. Instalación: En lugares visibles de edificios públicos y privados, normalmente se encontrará en superficies inferiores del piso. La instalación de la señal deberá realizarla, a una altura no inferior a ciento sesenta (160) centímetros, inmediatamente por sobre la conexión. 30) Señalización de Activación Manual de la Alarma. Esta señal debe utilizarse para indicar la ubicación de la activación manual de alarma, se utiliza para: a) Activación manual de alarma. b) Comando manual del sistema de protección contra incendio (por ejemplo, instalación fija de extinción). Instalación: En edificio públicos y privados. La instalación deberá realizarse lo más próximo a la activación manual, esta señal se instalará tantas veces como activaciones existan en el edificio. Para una mejor aplicación del presenta artículo, los responsables de los edificios de acceso púbico pueden consultar el Manual de Señalización de CONRED, el cual indica las especificaciones de formas, colores, y medidas de las señales, así como de ubicación de las mismas en edificios de uso público en todo el territorio nacional. De igual forma, tomar en cuenta lo establecido en el Anexo 2 y 3 de la presente Norma. Artículo 29. Identificación de colores. Los colores utilizados en la señalización y rotulación de salidas de emergencia serán identificados de acuerdo al sistema RGB internacional, con 8 bits por canal para un total de 24 bits utilizando la notación hexadecimal. La identificación del color constará de 6 dígitos hexadecimales. De izquierda a derecha, los primeros dos dígitos representarán el canal rojo, los siguientes dos dígitos representarán el canal verde y los últimos dos dígitos representarán el canal azul. Los dígitos hexadecimales a utilizar serán 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Artículo 30. Colores de atención. Para indicar situaciones de peligro se utilizará el color FF0000 (rojo). Artículo 31. Reformas. Los documentos que sustentan la presente Norma para Reducción de Desastres Dos, -NRD2-, serán revisados y modificados por la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres, la cual propondrá su reforma, debidamente justificada y atendiendo en cualquier caso a criterios técnicos, al Consejo Nacional para la Reducción de Desastres.


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Articulo 32. Prohibición de alteraciones. Queda expresamente prohibido alterar un edificio o una estructura de manera tal que reduzca el número de Salidas de Emergencia o reducir su capacidad a menos de lo que indica esta Norma. Artículo 33. Anexos. Los anexos identificados como Tabla 1, Tabla 2, Tabla 3 y Tabla 4 pasan a formar parte del presente acuerdo, debiéndose incluir como parte integrante del mismo. Artículo 34. Vigencia. El presente acuerdo surte efectos a partir del día siguiente al de su publicación en el Diario Oficial.


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Normas Mínimas de Seguridad en Edificaciones e Instalaciones de Uso Público centros de diagnóstico, y otros similares) Edificaciones para realizar Espectáculos Públicos (incluye cines, teatros, discotecas, escenarios, centros recreativos, parques de diversiones y similares) Museos y bibliotecas Instalaciones deportivas, públicos y privados (incluye estadios, graderíos, gimnasios, y otros similares) Instalaciones aeroportuarias públicas y privadas (incluye hangares de aviación, terminales aéreas, aeródromos y similares) Instalaciones de puertos marítimos y lacustres Terminales y estaciones de transporte público y privado Asilos, orfanatos, guardarías, hogares de ancianos, albergues y otros similares Instalaciones usadas para almacenamiento, distribución y expendio de combustibles Otras edificaciones

Ministerio de Cultura y Deporte

Dirección de Espectáculos Públicos

Ministerio de Cultura y Deporte

Dirección General del Patrimonio Cultural y Natural

Ministerio de Cultura y Deportes

Dirección General del Deporte y la Recreación

Ministerio de Comunicaciones, Infraestructura y Vivienda

Dirección General de Aeronáutica Civil

Ministerio de Comunicaciones, Infraestructura y Vivienda

Comisión Portuaria Nacional

Municipalidades

Transportes

Presidencia de la Republica

Secretaria de Bienestar Social y Secretaria de Obras Sociales de la Esposa del Presidente

Ministerio de Energía y Minas

Dirección General de Hidrocarburos

Consultar a la SE-CONRED


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Componentes de las señales aprobadas de Emergencia o Seguridad FIGURA GEOMÉTRICA

SÍMBOLO

1

*FECHA DE SEÑALIZACIÓN

*NÚMERO DE RUTA

01/09/2009

*RESPONSABLE DE LA SEÑALIZACIÓN

COLOR


34


TIPO DE LETRA: IMPACT TRIQUEL CUADRADO CON ESQUINAS REDONDEADAS


35

www.conred.gob.gt

Formato de Evaluación NRD-2

Número de Evaluador Certificado:

Fecha de Entrega del Informe:

1. INFORMACIÓN GENERAL Identificación del Inmueble: Zona:

Dirección: Municipio:

Departamento:

Latitud:

Longitud:

Lugar donde se tomó la Coordenada: Tipo de Edificación Nueva:

Año de Construcción:



En Construcción:



Existente:



Año de Modificación:

Propietario/Arrendatario/Administrador/Representante del Inmueble Nombre:

Cargo:

Empresa/Institución/Asociación: Teléfono:

Celular:

Correo Electrónico:

2. INSTRUCCIONES GENERALES Complete la siguiente información de acuerdo a la situación del inmueble que se evalúa. Para cada caso adjunte dos fotografías tomadas desde diferentes ángulos que respalden la información que proporciona en el presente formulario, según el esquema de anexos adjunto al final de este formulario. Responda: SI NO NO APLICA EN PROCESO

Cuando todo lo evaluado cumple con lo establecido en el enunciado. En caso alguna o todas partes de lo evaluado no cumplen con lo establecido en el enunciado. Cuando no existe en las instalaciones que se evalúan. Se cuenta con asesoría de la autoridad competente para la elaboración y entrega.

En caso los valores varíen coloque el más crítico, adjunte una tabla y describa el resto en la tabla de detalles adjunto a este formulario. Los planos y bosquejos que se presentan en este formato son guías con fines ilustrativos.

3. PLAN DE RESPUESTA A EMERGENCIAS Responda indicando la situación de su plan de respuesta a emergencias.

3.1.

Se tiene elaborado un plan de Respuesta a Emergencias

Si



No



En Proceso



Si



No



En Proceso



3.1.1. Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿cual es la fecha de última revisión del plan? 3.2.

El plan de Respuesta a Emergencias ha sido aprobado por la autoridad competente

4. CARGA DE OCUPACIÓN Calcule la carga de ocupación según lo indicado en el instructivo de cálculos.

4.1. Complete la siguiente tabla por cada nivel, área, módulo o la manera en que esté dividido el edificio. CARGA DE OCUPACIÓN

NIVEL/ MÓDULO/ RUTA

Actual

Máxima

ANCHO GRADAS/RAMPAS

ANCHO PASILLOS Actual

Requerido

Actual

Requerido

4.2. Si la CO> 50 personas, realice los cálculos que indica el instructivo de cálculos y complete la siguiente tabla: NIVEL/ MÓDULO/ RUTA

ANCHO ACTUAL CRÍTICO DE LA RUTA DE EMERGENCIA (cm)

CARGA DE OCUPACIÓN MÁXIMA

5. SALIDAS DE EMERGENCIAS Indique las distancias (en metros) que se solicitan. 5.1.

Medida de la diagonal mayor del edificio:

5.2.

Distancia en línea recta que separa las salidas de Emergencia:

5.3.

¿El inmueble está equipado con rociadores contra incendios?

Si



No



Existentes: 5.4.

Indique la cantidad de salidas de emergencia Requeridas:

5.5.

Indique el ancho total de las salidas de emergencia, es decir, la suma de los anchos de las diferentes salidas

Existentes: Requeridas:

5.6.

¿El ancho total de las salidas de emergencia está equitativamente dividido entre todas las salidas?

Si



No



No Aplica



6. SALIDAS A TRAVÉS DE OTROS SALONES Aplica únicamente si forma parte de la ruta de evacuación

6.1.

¿Es evidente, directa y sin obstrucciones? Si



No



No Aplica



7. PUERTAS 7.1. Puertas de Emergencia 7.1.1. Indique el tipo de puertas de sus instalaciones:

   

Pivote o Bisagras Corrediza Giratoria Persianas

*Aplica para las puertas de la ruta de evacuación.

Otra:



No hay puertas

7.1.2. Indique la dirección de abatimiento de sus puertas: En dirección del flujo de salida En contra de la dirección del flujo En ambas direcciones No Aplica

   

7.1.3.

¿Las salidas de emergencia se encuentran rotuladas?

7.1.4.

¿Las salidas de emergencia, y toda la ruta de evacuación se encuentran iluminadas?

7.1.5.

¿Existe una fuente secundaria de energía que alimenta la iluminación de emergencia, en caso no funcione la fuente principal?

7.1.6.

¿Las salidas de emergencia cuentan con herrajes?

7.1.7.

¿Las puertas forman parte de un sistema de protección contra incendios o control de humo?

7.1.8.

¿Las puertas de emergencia tienen ventanas?

7.1.9.

En caso haya respondido sí a la pregunta anterior, especifique el área de las ventanas en centímetros cuadrados:

 Si  Si  Si  Si  Si  Si

 No No No No No No

 No Aplica  No Aplica  No Aplica  No Aplica  No Aplica  No Aplica

7.2. Nivel de Piso y Descansos 7.2.1.

¿Las puertas internas tienen descansos a ambos lados?

7.2.2.

¿Los descansos interiores son perfectamente horizontales?

 Si  Si

 No 

 No Aplica 

No

No Aplica

7.2.2.1. Si la respuesta anterior es negativa indique la pendiente del descanso: 7.2.3.

¿Los descansos exteriores son perfectamente horizontales?

% Si



No



No Aplica

7.2.3.1. Si la respuesta anterior es negativa indique la pendiente del descanso: 7.2.4.

¿El ancho del descanso es menor al ancho de las escaleras?

7.2.5.

¿El ancho del descanso es menor al ancho de la puerta?

7.2.6.

¿Al abrir la puerta se reduce el descanso a menos de la mitad de su ancho?

 %

 Si  Si  Si

 No  No 

 No Aplica  No Aplica 

No

No Aplica

8. GRADAS *Aplica para grupos de dos o más escalones

8.1. 8.1.1.

¿Existen uno o varios módulos de gradas en el inmueble?

Si



No



Si la respuesta anterior es afirmativa indique la cantidad de ductos de gradas que existen en el inmueble:

Si el inciso 8.1. es afirmativo, por favor responda lo siguiente: 8.2.

Ancho de Gradas:

8.3.

Medida de Huella:

8.4.

Medida de Contrahuella:

8.5.

¿Cuentan con pasamanos a ambos lados?

8.6.

Si



No



¿Las gradas tienen descanso en la parte superior?

Si



No



Si



No



Largo: 8.6.1.

Si las gradas tienen descanso en la parte superior indique las dimensiones (en cm): Ancho:

8.8.

¿Las gradas tienen descanso en la parte inferior? Largo:

8.8.1.

Si las gradas tienen descanso en la parte inferior indique las dimensiones (en cm): Ancho

8.8.

Distancia vertical máxima entre descansos en centímetros:

8.9.

¿Las gradas tienen descansos intermedios?

8.9.1.

Si las gradas tienen descansos intermedios, ¿éstos son horizontales?

8.9.2.

Si las gradas tienen descansos intermedios, ¿éstos son cuadrados o rectangulares?

 Si  Si  Si

 No  No  No

Largo: 8.10.

Si las gradas tienen descansos intermedios, indique las dimensiones (en cm): Ancho

9. RAMPAS 9.1. 9.1.1.

¿Existen una o varias rampas de emergencia en el inmueble? Si la respuesta anterior es afirmativa indique la cantidad de rampas que existen en el inmueble:

Si



No



Si el inciso 9.1. es afirmativo, por favor responda lo siguiente: 9.1.

Ancho de rampa

9.2.

Pendiente de rampa

9.3.

¿Existen puertas adyacentes a la rampa?

Si



No



9.4.

¿Cuentan con superficie antideslizante?

Si



No



9.5.

¿Cuentan con pasamanos a ambos lados?

Si



No



9.6.

¿Las rampas tienen descanso en la parte superior?

Si



No



Si



No



Largo: 9.6.1. Si las rampas tienen descanso en la parte superior indique las dimensiones (en cm): Ancho: 9.7.

¿Las rampas tienen descanso en la parte inferior? Largo:

9.7.1. Si las rampas tienen descanso en la parte inferior indique las dimensiones (en cm): Ancho 9.9.

Distancia vertical máxima entre descansos (en cm):

9.9.

¿Los descansos intermedios de las rampas son horizontales?

9.10.

¿Los descansos intermedios de las rampas son cuadrados o rectangulares?

9.11.

Si las rampas tienen descansos intermedios, indique las dimensiones (en cm):

 Si  Si

 No  No

Largo: Ancho 9.12.

¿Dentro del inmueble se conducen personas discapacitadas?

Si

10. PASAMANOS 10.1.

¿Las gradas y/o rampas cuentan con pasamanos en ambos lados?

Si



No

10.2.

¿Los pasamanos son continuos a lo largo de todas las gradas?

Si



No

10.3.

¿Se extienden los pasamanos en cada extremo de las gradas?

Si



No

Si



No

Si



No

10.4. 10.5. 10.6.

No Aplica





No Aplica





No Aplica





No Aplica





No Aplica



Distancia a la que se extienden (cm): ¿Tienen terminación en curva o poste? Ancho para las manos del pasamanos (cm):

10.7.

Espacio entre el pasamanos y la pared, si aplica (cm):

10.8.

¿Las gradas y/o rampas cuentan con muros a ambos lados?

10.10.



Altura de los pasamanos (cm):



No



11. ASIENTOS FIJOS Se consideran asientos fijos aquellos que se encuentren instalados en el suelo y no sean fácilmente desmontables. Para realizar el análisis divida en los asientos bloques e identifíquelos, junto a los pasillos en un croquis adjunto. 11.1 Indique el tipo y especificaciones de asientos fijos:

  

Asientos Individuales Asientos Automáticos Bancas

Número de asientos por fila/banca: Espaciamiento entre filas: Metros lineales totales de banca:

11.2. Complete la información de la cantidad de asientos fijos en la siguiente tabla, respalde dicha información adjuntando un croquis en el que señale lo indicado en el presente inciso. BLOQUE

CANTIDAD DE ASIENTOS

11.3. Complete la información de los pasillos en la siguiente tabla, respalde dicha información adjuntando un croquis en el que señale lo indicado en el presente inciso.

No.

11.4. 11.4.1. 11.5. 11.5.1.

ANCHO DE PASILLOS (CM) Actual

Mínimo

PENDIENTE (%)

ASIENTOS A AMBOS LADOS (S/N)

Dos (2) o más pasillos convergen en uno solo

Si



No



Si



No



Si el inciso 11.4 es afirmativo indique el ancho total del pasillo hacia donde convergen los anteriores (en cm) Los pasillos están subdivididos por pasamanos Si el inciso 11.5. es afirmativo, indique la distancia entre los pasamanos y los asientos (en cm)

12. SEÑALIZACIÓN

12.1.

¿El inmueble cuenta con señalización de emergencia?

12.2.

Los ambientes con capacidad para más de 50 personas tienen rotulada la carga de ocupación máxima

 Si  Si

 No  No

Si el inciso 12.1. es afirmativo, por favor responda lo siguiente: 12.1.2.

Las señales de información de emergencia se encuentran ancladas a paredes de mampostería, concreto o piedra, por pernos o tornillos de expansión o anclajes metálicos.

12.1.3.

Las señales se encuentran apoyadas en las paredes por medio de anclajes metálicos.

12.1.4. 12.1.5.

Altura de las señales de ruta de evacuación (en metros) Distancia entre las señales de ruta de evacuación (en metros)

 Si  Si

 No  No

 No Aplica No Aplica

12.1.7. 12.1.8.

Los colores y símbolos de rótulos de señalización cumplen con los colores establecidos en la norma.

Si



No



Los salones, oficinas, áreas de espera, bodegas, etc. Del inmueble se encuentra señalada la salida de emergencia

Si



No



12.2. Características de la señalización 12.2.1. Los rótulos de salida de emergencia tienen indicado No Ruta Fecha Responsable de la señalización Color según corresponda Símbolo del responsable de la señalización

11.2.2. Indique el material de las señales de evacuación

    

PVC Acrílico Papel

  

Otro

12.2.2. Si el inciso 12.2 es afirmativo indique los componentes del rótulo Nombre de la autoridad competente Número de autorización Logotipo del responsable de la señalización

  

10.3. Dimensiones de la señales 12.1.

Indique la máxima distancia de visualización de señales

12.2.

Indique el tamaño de las señales

Color REG-AZUL 000099 Tipografía Impact Margen Blanco

  

Registro en la Secretaría Ejecutiva de la Coordinadora para la Reducción de Desastres, SE-CONRED

PERSONA EVALUADORA

AUTORIDAD COMPENTENTE

Nombre

Nombre

Cargo

Cargo

Empresa/ Institución

Empresa/ Institución

Teléfono/ Celular

Teléfono/ Celular

Correo Electrónico

Correo Electrónico

Firma

Firma

Sello

Sello

Fecha

Fecha

El siguiente espacio es para ser completado por SE-CONRED

DEPARTAMENTO DE NORMAS Y PROCEDIMIENTOS DIRECCIÓN DE MITIGACIÓN Recibido en Fecha:

Sello

Instructivo de Cálculos

INSTRUCCIONES GENERALES A continuación se explican los cálculos necesarios para realizar la aplicación de la Noma para la Reducción de Desastres Número Dos –NRD-2- Normas Mínimas de Seguridad en Edificios e Instalaciones de Uso Público.

DETERMINACIÓN DE CARGA DE OCUPACIÓN Para determinar la carga de ocupación de acuerdo a las condiciones del inmueble, realice los cálculos por cada nivel, ruta de evacuación, módulo, etc. asumiendo que todas las áreas se encuentran ocupadas al mismo tiempo. Utilice las formulas siguientes: Determinación de Carga de Ocupación sin asientos fijos.

Tabla 1. Factor de carga de ocupación cuya clasificación es el uso más semejante o el más crítico si se le da varios usos Si la carga de ocupación del inmueble es mayor a 50 personas, calcule lo siguiente:

Determinación de Carga de Ocupación con asientos fijos 

Asientos fijos instalados



Bancas

CANTIDAD DE SALIDAS DE EMERGENCIA Calcule la cantidad de salidas de emergencia necesarias para el inmueble de acuerdo a lo siguiente.

NIVEL

PORCENTAJE AGREGADO

3

25%

2

50%

1

100%

-1

50% (aplica para inmuebles con sótano)

CO < Tabla 1, 1 Salida de Emergencia CO < Tabla 1, 2 Salidas de Emergencia Los niveles -1, 1, 2 y 3 representan las cargas de ocupación, siendo 1 la carga mayor, -1 y 2 las inmediatas inferiores y así sucesivamente, estas cargas no precisamente deben estar ubicadas en los niveles correspondientes a la imagen, pero para efectos del cálculo debe asumirse que se colocan en dicho nivel. *Aplica únicamente para edificios con 2 o más niveles. El inmueble necesita salidas adicionales cuando: CO por Nivel

CANTIDAD DE SALIDAS DE EMERGENCIA

501 - 1000 más de 1000

3 4

ANCHOS DE RUTA DE EVACUACIÓN Calcule los anchos de la ruta de evacuación requerido en sus instalaciones con las formulas siguientes. 

Salidas de emergencia, corredores y puertas:



Otras salidas:

Ancho libre de pasillos para ambientes con asientos fijos: 

Pendientes superiores a 12.5%:



Pendientes inferiores a 12.5%:

Tome en cuenta que los anchos no pueden ser menores que los establecidos en la siguiente tabla: CARGA DE OCUPACIÓN ANCHO MÍNIMO CO < 50 CO > 50

90 cm 110 cm

SEÑALIZACIÓN Calcule las dimensiones MÍNIMAS de los rótulos de señalización de acuerdo a la siguiente fórmula

S: Superficie mínima de los rótulos L: Distancia máxima de observación NOTA: La relación anterior sólo se aplica para distancias

de 5 a 50 metros, para distancias

menores a 5m el área de las señales será como mínimo 125 cm2 y para distancias mayores a 50m será al menos 12500 cm2 NOTA 2: El valor de la distancia L puede ser introducido a la fórmula en metros o en centímetros, para cada caso el resultado de la superficie será dado en metros o en centímetros respectivamente. Para convertir el valor de la superficie de la señal a centímetros cuadrados, multiplíquese el cociente por 10 000.

Esquema de Anexos

Anexe al Formato de la NRD-2 lo siguiente: 

 

2 o más fotografías que respalden de forma clara lo respondido anteriormente, las fotografías deberán ser tomadas desde diferentes ángulos de forma que se muestre el panorama completo, pueden ser en blanco y negro o a color, y con dimensiones de al menos 9*12 cm. Uno o varios croquis del área que permitan visualizar claramente lo solicitado. Detalle de los cálculos realizados según el instructivo de cálculos.

Incisos 4 y 5. Carga de Ocupación y salidas de emergencia Adjunte un croquis en el que señale:    

Diagonal mayor del edificio Ubicación de las salidas de emergencia Rutas de evacuación Complete la siguiente tabla según el instructivo de cálculos AMBIENTE

USO

FACTOR

ÁREA (m2)

Inciso 6. Salidas a través de otros salones Si en el inmueble evaluado aplica, adjunte fotografías en las que se haga visible:   

Nivel de piso Descansos Dirección de abatimiento

Inciso 7. Puertas Si en el inmueble evaluado aplica, adjunte fotografías en las que se haga visible:     

La dirección de abatimiento Señalización Nivel de piso Herraje de emergencia Descansos

Inciso 8. Gradas Si en el inmueble evaluado aplica, adjunte fotografías en las que se haga visible:   

Ancho de gradas Pasamanos Descansos superior, intermedio e inferior.

CO MÁXIMA

 

Superficie Antideslizante Puertas

Inciso 9. Rampas Si en el inmueble evaluado aplica, adjunte fotografías en las que se haga visible:      

Ancho de la rampa Perfil de la rampa Pasamanos Superficie antideslizante Descansos superior, intermedio e inferior. Puertas adyacentes

Inciso 10. Pasamanos Si en el inmueble evaluado aplica, adjunte fotografías en las que se haga visible:    

Continuidad o discontinuidad de los pasamanos Terminaciones Extensiones de los pasamanos Pasamanos intermedios

Inciso 11. Asientos Fijos Si en el inmueble evaluado aplica, adjunte fotografías en las que se haga visible:   

Tipo de asientos fijos (bancas, asientos automáticos, etc.) Espaciamiento en filas Pasillos

Inciso 12. Señalización Si en el inmueble evaluado aplica, adjunte fotografías en las que se haga visible:   

Señales de evacuación Altura y distancia de las señales en pasillos Ubicación de las señales en salones

Normas Nrd y Nse

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