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UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS VICERRECTORÍA GENERAL DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS

METODOLIGIA EDUCACION A DISTANCIA EVALUACIÓN DISTANCIA 2-2018 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

ESTUDIANTE: JAHTNER PAEZ MORGADO CÓDIGO: 2212918

DOCENTE: CARLOS MAURICIO CORTEZ

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS VICERRECTORÍA DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLIGIAS CENTRO DE ATENCIÓN UNIVERSITARIO BUCARAMANGA 2018 1

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TABLA DE CONTENIDO Páginas INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………….4 OBJETIVO GENERAL.……………………………………………………………...5 OBJETIVO ESPECIFICO...………………………………………………………….5 1. Constituya un cuadro de manera personal, o mapa conceptual, que interpreta el contenido del Capítulo A.9 de la NSR-10……………………………………………6 2. Respecto al diseño y construcción de elementos no estructurales se debe tener en cuenta varios factores; enumérelos y dé una breve explicación acompañada de gráficos para cada uno. Consulte las Normas NSR-10 y explique cómo se anclan a la estructura original para que no fallen en caso de un sismo…………………………………………………….7 3. Explique que se comprende por los grados de desempeño que están condicionados a los grupos de uso. De dos ejemplos de aplicación comparativa………………………….12 4. Profundice en el tema del numeral A.9.4.1 de la NSR-10, y dibuje dos esquemas aplicando e interpretando gráficamente este contenido………………………………..14 5. Consulte en la WEB 5 artículos que tratan el tema de este curso, y en dos páginas escriba los comentarios y conclusiones que dedujo. (Indique los sitios del internet de donde toma las referencias……………………………………………………………..17 2

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6. En un cuadro que incluya descripción y un ejemplo fotográfico o esquema presente, fuera de los muros no estructurales, ¿cuáles son los grupos de elementos que enuncia la NSR-10, y que se debe tener en cuenta para su anclaje y estabilidad ante el sismo?...20 7. ¿En cuáles planos constructivos y técnicos se encuentran y especifican las fijaciones o anclajes de los elementos no estructurales? Describa 10 aplicaciones de los anclajes y complemente con dos esquemas gráficos de detalles extraídos de un plano; si no tuvo acceso a los planos realícelos cómo se dibujarían estos detalles de anclajes en él……21 8. Para el constructor ¿Cuál es la diferencia entre ser responsable para la materialización de los elementos no estructurales y la responsabilidad del diseño y los cálculos?......23 9. ¿En qué tipo de mampostería se pueden hacer los muros no estructurales?, y explique cuáles son las diferencias básicas que esos casos exigen para una solución correcta, adicione esquemas aplicativos del contenido expuesto. Incluya una breve explicación de los procesos constructivos de cada uno……………………………………………….24 10.

Averigüe la manera de anclar un muro no estructural hecho en bloque # 5

(perforación horizontal) a las placas inferior y superior……………………………….26 CONCLUCIÓN……………………………………………………………………… 28 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………...29 WEBGRAFIA…………………………………………………………………………30

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INTRODUCCIÓN El Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10) tiene como objeto “establecer criterios y requisitos mínimos para el diseño, construcción y supervisión técnica de edificaciones…, con el fin de reducir a un mínimo el riesgo de la pérdida de vidas humanas y defender en lo posible el patrimonio del Estado y de los ciudadanos”.

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OBJETIVOS GENERAL Desarrollar competencias profesionales para la ejecución, coordinación y supervisión de actividades relacionadas con la construcción de Elementos No Estructurales Objetivos Específicos: 1. Conocer en detalle el capítulo A.9 de la norma sismo resistente NSR-10 2. Identificar la importancia del diseño y construcción de elementos no estructurales para proteger la vida y reducir las afectaciones de las construcciones.

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ACTIVIDADES A DESARROLLAR EN LA EVALUACIÓN 1. Constituya un cuadro personal, o mapa conceptual del Capítulo A.9 de la NSR-10.

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2. Respecto al diseño y construcción de elementos no estructurales se debe tener en

cuenta varios factores; enumérelos y dé una breve explicación acompañada de gráficos para cada uno. Consulte las Normas NSR-10 y explique cómo se anclan a la estructura original para que no fallen en caso de un sismo. Todos los elementos arquitectónicos, mecánicos o decorativos que no participan activamente en la transmisión de fuerzas desde su punto de aplicación hasta las cimentaciones, y que solamente son responsables por su propio peso y por acciones directamente aplicada sobre ellos, se clasifican como elementos no estructurales. Esta los conforman muros de fachadas e interiores, puertas, ventanas, ascensores, equipos de acondicionamiento de aire, tubería para instalación eléctrica, sanitaria, acabados, etc. 1.

ALCANCE: El presente Capítulo cubre las previsiones sísmicas que deben tenerse

en el diseño de los elementos no estructurales y de sus anclajes a la estructura, con la excepción de lo indicado en A.9.1.3. Dentro de los elementos no estructurales que deben ser diseñados sísmicamente se incluyen: (a) Acabados y elementos arquitectónicos y decorativos, (b) Instalaciones hidráulicas y sanitarias, (c) Instalaciones eléctricas, (d) Instalaciones de gas, (e) Equipos mecánicos, 7

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(f) Estanterías e (g) Instalaciones especiales. 2. GRADO DE DESEMPEÑO DE LOS ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES Se denomina desempeño el comportamiento de los elementos no estructurales de la edificación ante la ocurrencia del sismo de diseño que la afecte. El desempeño se clasifica en los siguientes grados: (a) Superior: Es aquel en el cual el daño que se presenta en los elementos no estructurales es mínimo y no interfiere con la operación de la edificación debido a la ocurrencia del sismo de diseño. (b) Bueno: Es aquel en el cual el daño que se presenta en los elementos no estructurales es totalmente reparable y puede haber alguna interferencia con la operación de la edificación con posterioridad a la ocurrencia del sismo de diseño. (c) Bajo: Es aquel en el cual se presentan daños graves en los elementos no estructurales, inclusive no reparables, pero sin desprendimiento o colapso, debido a la ocurrencia del sismo de diseño.

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ILUSTRACION. TABLA A.9.5.1

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3. CRITERIO DE DISEÑO: De acuerdo con el capítulo 9 del Título A de las NSR-10, los ENE, sus anclajes y conexiones, deben diseñarse para que sean capaces de resistir fuerzas inerciales debido a su propia masa, el viento aplicados sobre ellos, y cualquier otra solicitación que resulte independientemente del sistema estructural principal de transmisión de cargas de toda la estructura hasta la cimentación. Es importante determinar el grado de interacción entre ENE y elementos estructurales. Por ejemplo, es práctica común que no se diseñan estructuralmente los muros no estructurales que rellenan las bahías de los pórticos resistentes a momentos, construyéndose unidos a la estructura principal, de manera que terminan participando en la transmisión de fuerzas gravitacionales y laterales. Esta interacción no planeada puede resultar en daños serios de los ENE y los estructurales. Por lo tanto, es esencial para el adecuado desempeño de las edificaciones sometidas a acciones sísmicas, que los ENE se independicen de la estructura principal, o que se unan a esta a través de conexiones que sean capaces de absorber las fuerzas y las deformaciones impuestas por las estructura, sin dañarse u ocasionar daños. TIPOS DE ANCLAJE Los sistemas de anclaje de los elementos no estructurales deben tener capacidad de disipación de energía en el rango inelástico y ductilidad compatible con el nivel mínimo de Rp requerido para el elemento no estructural. A continuación se indican algunos de los 10

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tipos de anclaje empleados en el medio y su grado de aceptabilidad para los diferentes valores de Rp. Especiales: Se trata de anclajes diseñados siguiendo los requisitos del Título F para estructuras acero estructural para capacidad de disipación especial (DES). Deben cumplirse todos los requisitos dados allí para permitir este valor de Rp. Dúctiles: Cuando el anclaje se realiza por medio de anclajes profundos que emplean químicos (epóxicos), anclajes profundos vaciados en el sitio, o anclajes vaciados en el sitio que cumplen los requisitos del Capítulo C.21. No se permiten los pernos de expansión ni anclajes colocados por medios explosivos (tiros). Anclajes profundos son aquellos en los cuales la relación entre la porción embebida al diámetro del perno es mayor de 8. Este tipo de anclajes debe emplearse cuando el elemento no estructural es dúctil. No dúctiles: Cuando el anclaje se realiza por medio de pernos de expansión, anclajes superficiales que emplean químicos (epóxicos), anclajes superficiales vaciados en el sitio, o anclajes colocados por medios explosivos (tiros). Anclajes superficiales son aquellos en los cuales la relación entre la porción embebida al diámetro del perno es menor de 8. Dentro de este tipo de anclajes se encuentran las barras de acero de refuerzo con ganchos en los extremos que se embeben dentro del mortero de pega de la mampostería. Este tipo de anclajes se permiten cuando el elemento no estructural no es dúctil. Si se utilizan en elementos no estructurales dúctiles, éstos deben diseñarse para el mismo valor de Rp 11

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Húmedos: Cuando se utiliza mortero, o adhesivos que pegan directamente al mortero o al concreto, sin ningún tipo de anclaje mecánico resistente a tracción. 3. Explique que se comprende por los grados de desempeño que están condicionados a los grupos de uso. De dos ejemplos de aplicación comparativa. Según la norma, el desempeño es el comportamiento de los elementos no estructurales de la edificación ante la ocurrencia de un sismo que lo afecte, para lo cual se clasifica en: Grado de desempeño son: a) Superior b) Bueno c) Bajo Y los grupos de uso son: IV: Edificaciones indispensables III: Edificaciones de atención a la comunidad II: Estructuras de ocupación especial I: Estructuras de ocupación normal Las edificaciones que se clasifican según el grado de desempeño son: Superior: Hospitales, clínicas, centros de salud. Bueno: Estaciones de bomberos, defensa civil, policía, escuelas, etc. Bajo: Edificios para reuniones de más de 200 personas, graderías, almacenes, etc. Ejemplos:

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Superior: Hospitales, clínicas, etc. construcciones para atención de personal en caso de sismo. Bajo: Edificios para reuniones de más de 200 personas, sitios donde se realizan actividades o asistencia de personas para distracción o comercio.

Clasificación en uno de los grados de desempeño: La edificación debe clasificarse dentro de uno de los tres grados de desempeño de los elementos no estructurales definidos en A.9.2.1. Este grado de desempeño no puede ser inferior al mínimo permisible fijado en A.9.2.3. El propietario de la edificación, de manera voluntaria, puede exigir que los diseños se realicen para un grado de desempeño mejor que el mínimo exigido, comunicándolo por escrito a los diseñadores. En ausencia de esta comunicación, los diseñadores solo están obligados a cumplir con el grado mínimo permisible fijado en A.9.2.3. Grado de desempeño mínimo: Como mínimo debe cumplirse el grado de desempeño indicado en la tabla A.9.2-1, para cada uno de los grupos de uso definidos. Grupo de Uso

Grado de desempeño

IV

Superior

III

Superior

II

Bueno

I

Bajo

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4. Profundice en el tema del numeral A.9.4.1 de la NSR-10, y dibuje dos esquemas aplicando e interpretando gráficamente este contenido. CRITERIO DE DISEÑO: De acuerdo con la norma el diseñador tiene dos estrategias para el diseño de elementos no estructurales, el primero es separarlos de la estructura y el segundo es utilizar elementos que permitan las deformaciones de la estructura. Separarlos De La Estructura: Es dejar un espacio entre el elemento no estructural y la estructura, para que al deformarse la estructura por un sismo no afecte al elemento no estructural.

ILUSTRACION. Separados de la Estructura. Es de especial cuidado detallar en los planos de elementos no estructurales las juntas sísmicas, las cuales buscan evitar el daño de los muros cuando la estructura se deforma. El espesor de las juntas debe ser como mínimo igual a la deriva permitida de la estructura en ese nivel. 14

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Disponer De Elementos Que Admitan Las Deformaciones De La Estructura: Esto aplica solo para ese tipo de elementos, ya que algunos como vidrios, cerámicas de fachadas no tienen flexibilidad para poder resistir las deformaciones. Los elementos no estructurales de una edificación deben ser diseñados para resistir las fuerzas ocasionadas por un sismo con el fin de proteger la vida de las personas previniendo el desprendimiento o colapso de estos elementos. De acuerdo con el Capitulo A-9 del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, el diseñador responsable de una construcción debe especificar el tipo de comportamiento o grado de desempeño que se espera de los elementos no estructurales y efectuar el diseño correspondiente de los mismos. Según las características de la edificación se requiere determinar el grado mínimo de desempeño de los elementos no estructurales. Durante el movimiento sísmico, los elementos no estructurales se ven sometidos a aceleraciones cuya magnitud depende de su ubicación en el edificio y como consecuencia

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a fuerzas de inercia que son el producto de su masa por tal aceleración.

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5. Consulte en la WEB 5 artículos que tratan el tema de este curso, y en dos páginas escriba los comentarios y conclusiones que dedujo. (Indique los sitios del internet de donde toma las referencias. Los elementos relacionados con la seguridad no estructural en los sitios hospitalarios, por lo general, no implican peligro para la estabilidad de la unidad de salud, pero sí pueden poner en peligro la vida o la integridad de las personas dentro del edificio. El riesgo de los elementos se evalúa teniendo en cuenta si están desprendidos, si tienen la posibilidad de caerse o volcarse y afectar zonas estructurales estratégicas, verificando su estabilidad física (soportes, anclajes, etc.) y la capacidad de los equipos de continuar funcionando durante y después de un desastre (almacenamiento de reserva, conexiones alternas, otros). La Ley de vivienda segura es justamente, la idea de la Ley es entre otras cosas obligar a los constructores de vivienda a que respondan por los perjuicios patrimoniales causados a los propietarios afectados por el colapso o amenaza de ruina, como consecuencia de deficiencias en la edificación del inmueble. En ese sentido, se establecen al menos cuatro mecanismos que pueden utilizar los constructores para cubrir este riesgo. Las fisuras de origen no estructural en el concreto, son producidas cuando el concreto todavía se encuentra en estado plástico, en proceso de fraguado, debido al asiento plástico y retracción plástica, por asentamiento, cuando se vacía el concreto sobre la armadura este se puede ver restringido, el cual produce unas tensiones de tracción que producen las fisuras en un tiempo estimado de 3 horas.

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Las fisuras provocadas por retracción plástica aparecen a las 6 horas de fundido y son producidas por la velocidad de evaporación superficial y la velocidad de exudación. Para estos tipos de fisuras en concretos es importante mantener la humedad, mediante un buen proceso de curado. El análisis y diseño de elementos no estructurales como fachadas y muros divisorios internos en mampostería y drywall, se debe diseñar y construir teniendo en cuenta la respuesta de estas construcciones ante un sismo que además de producir daños en las estructuras, pueden poner en peligro los usuarios y transeúntes, la norma colombiana de sismo resistencia NSR10 hace referencia al diseño de estos elementos basándose en diseños separados de la estructura y diseños con elementos que soporten las deformaciones, el informe resalta la importancia de la masa de los elementos, la ubicación de la misma en la estructura y su condición de anclaje y apoyo. Dos aspectos importantes deben considerarse en el análisis y diseño de los elementos no estructurales, 1. Cómo afecta su presencia la respuesta de la estructura. 2. El comportamiento en sí del elemento. Un ejemplo típico relacionado con la influencia de los elementos no estructurales en la estructura son las “columnas cortas”, caso en el cual el muro limita la capacidad de deformación de la columna haciendo que ésta falle en forma frágil, por cortante y no por flexión. Sin embargo, en un gran número de casos, la respuesta de los elementos no estructurales, aún sin influir en el comportamiento de la estructura, conduce a situaciones de peligro para las vidas humanas y daños en el patrimonio.

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La metodología para el diseño de elementos no estructurales se debe tener en cuenta la obtención de la aceleración sobre el elemento no estructural, durante el movimiento sísmico, los elementos no estructurales se ven sometidos a aceleraciones cuya magnitud depende de su ubicación en el edificio y como consecuencia a fuerzas de inercia que son el producto de su masa por tal aceleración. El cálculo del coeficiente de amplificación dinámica y del coeficiente de capacidad de disipación de energía del elemento no estructural La fuerza que actúa en los elementos no estructurales debe ser corregida por un efecto dinámico ap que depende de las características del elemento y su tipo de apoyo y por un factor Rp que es indicativo de la capacidad de disipación de energía del elemento en el rango inelástico, es decir, de su fragilidad o ductilidad.

6.

En un cuadro que incluya descripción y un ejemplo fotográfico o esquema

presente, fuera de los muros no estructurales, ¿cuáles son los grupos de elementos que enuncia la NSR-10, y que se debe tener en cuenta para su anclaje y estabilidad ante el sismo? Además de los muros no estructurales se deberán tener en cuenta lo siguientes: 1. Instalaciones básicas. 2. Equipos de calefacción y aires acondicionados 3. Mobiliario 4. Elementos arquitectónicos (puertas ventanas dinteles etc.) 5. Instalaciones hidráulicas y Sanitarias. 19

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(NSR- 10. Titulo A)

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(NSR-10. Titulo A) 7. ¿En cuáles planos constructivos y técnicos se encuentran y especifican las fijaciones o anclajes de los elementos no estructurales? Describa 10 aplicaciones de los anclajes y complemente con dos esquemas gráficos de detalles extraídos de un plano.

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Las fijaciones o anclajes de los elementos no estructurales normalmente se especifican en los planos de detalles constructivos. Aplicaciones: 1. Anclaje de pernos.

2. Anclajes de muros a la estructura.

3. Fijación de instalaciones básicas.

4. Parapetos y ante pechos

5. Fijaciones de Fachada.

6. Anclajes de Puertas y Ventanas.

7. Fijaciones de Cielo Raso.

8. Anclaje de sistemas contra incendio.

9. Fijaciones arquitectónicas.

10. Enchapes fachada

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8. Para el constructor ¿Cuál es la diferencia entre ser responsable para la materialización de los elementos no estructurales y la responsabilidad del diseño y los cálculos? Constructor 1. Materialización adecuada de acuerdo con los diseños recibidos y según recomendaciones del fabricante. 2. Revisar de los planos y detalles de elementos no estructurales antes de su ejecución. 3. Supervisión técnica en la construcción.

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4. Cumplir con lo establecido en los diseños, teniendo en cuenta las características constructivas. Diseñador y Calculista: 1. Entregar y firmar los planos detallados. 2. Seguir los requisitos establecidos en la NSR-10. 3. Revisar ocasionalmente las obras para validar el cumplimiento de los diseños. 4. Diseñar elementos que permitan deformaciones de la estructura. 9. ¿En qué tipo de mampostería se pueden hacer los muros no estructurales?, y explique cuáles son las diferencias básicas que esos casos exigen para una solución correcta, adicione esquemas aplicativos del contenido expuesto. a) Muros de ladrillos: Fabricados en arcilla. b) Muros de piedras: Son construidos con fragmentos de roca acomodados, pueden estar pegados con mortero o no. c) Muros de bloque: Es un mampuesto prefabricado, elaborado con hormigones finos o morteros de cemento, se utiliza para muros y paredes. d) Otros muros: Paneles prefabricados, vidrio y láminas de acero. Usos: a) Muros divisorios: Con muros que no son capaces de resistir cargas grandes, nos sirven para dividir áreas, ningún elemento estructural descansa en él, estos se pueden hacer en muros de bloque o ladrillo. 24

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b) Muros de fachadas: Según el sitio donde se colocan los muros, se pueden llamar de fachada (los del frente de la casa), los divisorios son los que separan un espacio de otro y medianeros los que separan una construcción con la del vecino. Si el diseño permite que la estructura y los elementos no estructurales estén en contacto. Para esto los elementos no estructurales deben ser lo suficientemente flexibles para poder resistir las deformaciones que les impone la estructura sin sufrir un daño mayor al que le admite el grado de desempeño prefijado para los elementos no estructurales de la edificación. Debido a que en este tipo de diseño se presenta una interacción entre los elementos no estructurales y la estructura. En el caso de los muros no estructurales, estos elementos no presentan la flexibilidad necesaria para admitir las deformaciones de la estructura, razón por la cual se debe utilizar la primera estrategia descrita. La NSR-10 establece unos requisitos mínimos de refuerzo en ambas direcciones para este tipo de mampostería, especificando una cuantía mínima de 0,00027 calculada con respecto al área bruta de la sección del muro. El refuerzo vertical debe ser mínimo una barra No.3 con un espaciamiento máximo 2,40 m, y el refuerzo horizontal en las pegas no debe estar espaciado a más de 80 cm. Sin embargo, cabe resaltar que las tendencias mundiales de diseño están dirigidas hacia requisitos más severos en cuanto a reforzamiento

de

los

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muros.

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10. Averigüe la manera de anclar un muro no estructural hecho en bloque # 5 (perforación horizontal) a las placas inferior y superior. En principio se debe confinar alrededor con viguetas y columneta, cuyos refuerzos se anclan a la estructura de las placas. Debe dejarse junta de dilatación lateral y superior. El desarrollo mostrará el alzado de un muro de 2,5 de alto, por 3 m. de largo, con numerosos letreros explicativo, y con breves frases explicativas. El bloque estándar #5 es ideal para construir muros divisorios y muros a la vista que se basan en la unidad de mampostería de perforación horizontal de uso interno y no estructural. Las utilizaciones de estos productos están guiadas por las normas o recomendaciones constructivas contempladas en la norma NSR-010 y a la guía para el diseño sismo resistente de elementos no estructurales. Método de instalación La utilización del bloque estándar # 4 y 5 está relacionada con las normas o recomendaciones constructivas de la norma NSR-98 y la guía para el diseño sismo resistente de elementos no estructurales. Mantenimiento: No requiere, pues queda incorporado a la mampostería. Clasificación: Tipo PH: unidad de mampostería de perforación horizontal (de uso interno y no estructural) En los sitios indicados en los planos se debe construir primero la hilada, con 26

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mortero colocado directamente sobre el contra piso. Las conexiones requeridas para intersecciones se deben anclar en las correspondientes juntas de pega.

ILUSTRACIÓN. MURO ADOSADO CON AMARRE DE SOGA A MITAD

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CONCLUSIÓN Se consideran como no estructurales los elementos que no forman parte del sistema de soporte de la edificación. Son aquellos componentes que pueden o no estar unidos a las partes estructurales como -tabiques, ventanas, puertas, cerramientos, falsos techos etc.-, los sistemas vitales que permiten el desarrollo de las funciones -redes eléctricas, hidráulicas, de evacuación de residuales, los sistemas de calefacción, ventilación, aire acondicionado, etc.-, y los contenidos del edificio -equipos médicos y de laboratorio, equipos de oficina y mobiliario, etc.-. En el caso de los centros asistenciales, los componentes no estructurales representan un valor económico superior al costo de la estructura, que alcanzan en promedio -según análisis efectuados- alrededor del 60 % del costo total del establecimiento. Los elementos relacionados con la seguridad no estructural, por lo general, no implican peligro para la estabilidad de la unidad de salud, pero sí pueden poner en peligro la vida o la integridad de las personas dentro del edificio. El riesgo de los elementos se evalúa teniendo en cuenta si están desprendidos, si tienen la posibilidad de caerse o volcarse y afectar zonas estructurales estratégicas, verificando su estabilidad física (soportes, anclajes, etc.) y la

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capacidad de los equipos de continuar funcionando durante y después de un desastre (almacenamiento de reserva, conexiones alternas, otros).

BIBLIOGRAFIA SISMORESISTENTES, C. A. (2012). REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONTRUCCION SISMO RESISTENTE NSR-10 TITULO A. BOGOTA D.C., COLOMBIA.

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WEBGRAFIA https://www.elespectador.com/files/pdf_files/f938a83978ecae571b3713873fad1224.pdf http://cidbimena.desastres.hn/docum/crid/PPSED/PDF/doc18025/doc18025-e.pdf https://www.portafolio.co/economia/infraestructura/ley-de-vivienda-segura-no-aplica-encolombia-503638 https://enriquealario.com/fisuras-de-origen-no-estructural-en-elementos-de-hormigon-ii/ file:///C:/Users/user/Downloads/NSR-10_Titulo_A.pdf

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