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

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

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

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

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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.

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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

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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

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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

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

NSE 7.3

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 6-10, NR6 capítulos 8 en adelante ACI 318S-08

Por desarrollar

IPS-1 (ACI)

Concreto Prefabricado y Preesforzado

Por desarrollar

NSE 7.4

Mampostería Reforzada

Desarrollada. Se renombra la NR 9

Capítulos 16 y 18 de ACI 318S-08

NSE 7.5

Estructuras de Acero

Por desarrollar

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 7.4 (NR9) ANSI/AISC 360-05 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

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CON EL APOYO DE:

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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.

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………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

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ÍNDICE GENERAL, REVISIÓN SEPTIEMBRE 2010

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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

ÍNDICE GENERAL, REVISIÓN SEPTIEMBRE 2010

1

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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

ÍNDICE GENERAL, REVISIÓN SEPTIEMBRE 2010

2

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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

ÍNDICE GENERAL, REVISIÓN SEPTIEMBRE 2010

3

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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

ÍNDICE GENERAL, REVISIÓN SEPTIEMBRE 2010

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

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

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7.3 7.4

8 9 10 11

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 CAPÍTULO 10 CERTIFICADO DE PERMISO DE OCUPACIÓN

CAPÍTULO 11 REFERENCIAS

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

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

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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.

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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.

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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.

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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.

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(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.

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(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: • • • • • • • • • • •

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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•

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

•

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

•

Centrales telefónicas, de telecomunicación y de radiodifusión

•

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

•

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

•

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

•

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

•

Estructuras que formen parte de sus sistemas contra incendio

•

Puentes sobre carreteras de primer orden

•

Instalaciones designadas como refugios para emergencias

•

Instalaciones de importancia estratégica

•

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: • • •

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 Ωr Factor ρ

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

Concreto

Área de Construcción(1) menos de 3000 m²

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.

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

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

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

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i

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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

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ii

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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

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iii

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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

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CAPÍTULO 10 CONDICIONES DEL TERRENO Y ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

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

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

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PRÓLOGO 3B

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

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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

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Sh Su Sv T Ts V Vps Vt W Wv X X β Φflex

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

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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: • • • •

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.

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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.

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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.

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3 CARGAS VIVAS 8B

3.1

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.

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(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

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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

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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.

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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%

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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.

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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.

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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.

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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.

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Figura 4-1 Zonificación sísmica para la República de Guatemala

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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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15

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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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16

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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.

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17

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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

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18

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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:

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19

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• • • •

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.

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20

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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.

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21

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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

Vps =

∑d i =1 n

i

di ∑ i =1 Vsi

(4-10)

n

∑d i =1

i

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

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

Np =

∑d i =1 n

i

di ∑ i =1 N i

(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.

N nc =

m

∑d i =1

i

ds m di ∑ i =1 N i

(4-12)

= ds

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22

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Suc =

k

∑d i =1

4.6

i

dc di ∑ i =1 s i k

(4-13)

= dc

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.

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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

A

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

B

Fallas geológicas que no son A o C

C

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

Máxima magnitudmomento

Tasa de Corrimiento (mm por año)

Mo ≥ 7.0

TC ≥ 5

Mo ≥ 7.0 Mo < 7.0 Mo ≥ 6.5

TC < 5 TC > 2 TC < 2

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

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24

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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

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25

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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

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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.

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27

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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

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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

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29

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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

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30

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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

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6 OTRAS CARGAS 12B

6.1

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.

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32

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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

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33

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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.

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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.

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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

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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

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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 Φ (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.

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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 / Φflex, el factor de seguridad de la capacidad soporte permisible no será menor que FSsuelo > β FScim

(9-1)

donde FMay corresponde a una ponderación los factores de mayoración de la sección 10.4; Φflex es el factor de reducción de capacidad del cimiento en flexión y β, 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, Φflex = 0.90 y (conservadoramente) FMay = 1.6; entonces FScim = 1.78 y al aplicar la ecuación 10-1 con β = 1.7, FSsuelo = 3, un valor frecuentemente utilizado. Si se concluyera (más realísticamente) que el factor de mayoración ponderado es 1.4 con Φflex = 0.90 y β= 1.6, entonces FSsuelo = 2.5, quizás el mínimo aconsejable de usar con suelos relativamente homogéneos. La

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

47

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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 β. Qa será el menor valor entre Qr / FSsuelo

(9-2a)

Qd / β

(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 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

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(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

⎡δ ⎤ At = ⎢ máx ⎥ , ⎣1.2δ m ⎦

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

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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 δcX i y δcY 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.

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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.

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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.

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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 φi,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.

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3.3 3.3.1

Respuesta modal – Primera iteración 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

Csm =

Sa (Tm ) R

(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 βm =

⎛ n ⎞ ⎜ ∑ M i φ i, m ⎟ ⎝ i =1 ⎠ n

∑ M (φ ) i =1

i

2

2

(3-2)

i,m

VBm = CSm M βm g

(3-3)

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donde

φi,m Mi n

M βm 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.

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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 δ1X i y δ1Y 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.

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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 δCX i = FDX * δ1X I

(3-6 a)

δCY i = FDY * δ1Y 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.

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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 = ρ Qh

(4-1)

Donde Ρ es el factor de redundancia definido en la sección 1.6.4 y representa las acciones o esfuerzos derivados de aplicar las componentes Qh 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 ρ 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.

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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 Ωr tal que Sh = Ωr Qh

(4-3)

donde Ωr 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 Ωr sobresee al factor ρ. No se requiere que se apliquen simultáneamente. No se requiere que el factor Ωr se aplique a las acciones derivadas de la componente vertical de la demanda sísmica. Comentario: Si bien Ωr 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.

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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).

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4.3 4.3.1

Derivas laterales admisibles Definiciones

Deriva de piso Δpk: 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 Δki: 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 δCk 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 δC. 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 δU que representa la deformación de la estructura después de haber excursionado al rango post-elástico. Se calcula empíricamente con la expresión δU = Cd δC

(4-4)

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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 (Δ), 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 ΔU máximas son los referentes para establecer las "derivas laterales admisibles" conforme a la tabla 4-1 Tabla 4-1 Derivas últimas ΔU 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 ΔC y δC

Se iterará el proceso de análisis hasta que ΔCP ≤ ΔU / Cd

(4-5)

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

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La deriva mayor del piso no será mayor que 1.2 ΔCP, de lo contrario, habrá que reducir ΔCP hasta que Δmáx ≤ 1.2 (ΔU / 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 ΔCP ≤ ΔU / ( ρ Cd)

(4-6)

donde ρ 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 (Θ) definido como Θ=

Px Δ CX Vx hpX

(4-7)

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

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.

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Θ ≤ Θmáx =

0.5 ≤ 0.25 β X Cd

(4-8)

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

Condición para obviar verificación P-delta

Si Θ ≤ 0.10 no es necesario introducir efectos incrementales ni considerar otros detalles de esta sección. Comentario: no obstante la excepción anterior, si Θmáx < Θ < 0.10 la estructura debe replantearse; el hecho que Θmáx < 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 Θmáx 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 – Θ)] 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 δM = RCSC ( δ1 max , δ2 max ) donde RCSC es "raiz cuadrada de suma de cuadrados" y δ1 max , δ2 max son los desplazamientos a cedencia de las estructuras que deben separarse

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4.5.2

Separaciones hacia el lindero de propiedad

Hacia los linderos se dejará una separación (Cd δC ) 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.

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TABLA DE CONTENIDO PRÓLOGO

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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

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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

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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

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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).

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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.

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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

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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.

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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.

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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:

•

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

•

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

•

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.

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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

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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

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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

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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.

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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

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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:

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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 es el coeficiente que se obtiene de las siguientes tablas según el caso Mo 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

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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.

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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:

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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

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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 f´c = 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

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Figura 7-2b – Sección típica de losa, sentido corto

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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.

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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.

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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

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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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TABLA DE CONTENIDO PRÓLOGO

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

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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.

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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

3

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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, (Δ) 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.

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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 γ’ 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

γ’=

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 − senφ φ⎞ ⎛ = tan 2 ⎜ 45 o − ⎟ 1 + senφ 2⎠ ⎝

donde φ 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

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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 γw 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 γw = 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 γ’ 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

γ’ =

Peso unitario efectivo del suelo detrás del muro expresado en Ton/m3

H=

Altura del muro en metros

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El coeficiente de presión pasiva del suelo se calcula como KP =

1 + senφ φ⎞ ⎛ = tan 2 ⎜ 45 o + ⎟ 1 − senφ 2⎠ ⎝

donde φ 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 γ’ 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

γ=

Peso unitario efectivo del suelo detrás del muro expresado en Ton/m3

H=

Altura del muro en metros

El coeficiente de presión en reposo para un suelo granular se calcula como Ko = l – sen φ donde φ 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

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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 γ H2 KAE (1-kv) F Donde F=

cos 2 θ * cos ψ cos 2 θ

β* = β + ψ = ángulo modificado del talud de relleno θ*= θ + ψ = ángulo modificado de la pared trasera del muro ⎛ k ψ = tan −1 ⎜⎜ h ⎝1− k v

⎞ ⎟⎟ ⎠

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 β y θ por los ángulos modificados β* y θ*. La fuerza P AE estará integrada por la suma de la presión activa estática P A más el incremento dinámico ΔPAE causado por el sismo, es decir, PAE = PA + ΔPAE

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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 (ΔPAE) actuará a una altura igual a 2H/3 medida también desde la base del muro. El valor de ΔPAE se obtendrá como sigue: ΔPAE = 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.

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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.

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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.

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TABLA DE CONTENIDO PRÓLOGO

1

2

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

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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

AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

i

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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

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8.3

8

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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15 16 17 18

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 CAPITULO 16 DISEÑO DE LA REHABILITACION 16.1 Rehabilitación simplificada 16.2 Rehabilitación sistemática 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 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).

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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 • Esquinas entrantes en formas irregulares • Relación largo / ancho • Asimetría en el sistema sismorresistente • Arriostramiento inadecuado en al menos una dirección • Poca redundancia estructural • 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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•

Diafragmas con aberturas excesivas

(b) Irregularidad en elevación • Formas irregulares • Piso suave • Columnas con rigideces muy diferentes en un mismo nivel (laderas) • Columnas cortas • Interrupción en la trayectoria de fuerzas • Pisos superiores salientes • Concentraciones de masa en el piso superior • 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.

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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

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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.

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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.

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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)

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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.

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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

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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)

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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ANEXO A ETIQUETAS DE EVALUACIÓN

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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 32 AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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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 33 AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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

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 34 AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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

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 35 AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

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

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

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

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:

13. Recomendaciones:

Evaluador coordinador (nombre y firma):

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

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

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:

11. Recomendaciones:

Evaluador coordinador (nombre y firma):

46

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

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

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

–0.6

–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

Calificación final

47

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

Se puede considerar como rehabilitación efectiva si se efectuó después de 1976 COMENTARIOS:

Requiere evaluación analítica SI ‰ NO ‰

Nombre de la edificación:

NSE 6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO, ZONA SÍSMICA 3

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

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

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

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 SI ‰ NO ‰

Nombre de la edificación:

NSE 6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO, ZONA SÍSMICA 4

Dirección: Número. de niveles: Año de construcción: 2 Área total (m ): Evaluador coordinador: Fecha:

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

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

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 SI ‰ NO ‰

50

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

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.

AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

51

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

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”.

AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

52

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

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

AGIES NSE 6-10 REQUISITOS PARA OBRA EXISTENTE: DISMINUCIÓN DE RIESGOS, EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN (NR-6: 2001)

53

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

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 κ, 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 κ 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 κ, correspondiente a clase buena, regular o pobre de información. En la tabla 8.1 se especifican los valores de κ, concernientes a esta clasificación.

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Tabla 8.1 – Valores del factor de confiabilidad, κ 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 κ = 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 κ = 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:

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(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.

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(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

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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

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(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.

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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 φ = 1.0 para la resistencia a flexión y φ = 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.

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(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 φ = 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 φ = 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)

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donde, bw d f´c 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

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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 α 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 α 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. 9.2.1.1.3

Resistencia al corte en uniones viga-columna

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

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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

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ductilidad µsd, esta definido por ∆u/∆y, donde ∆u es el desplazamiento lateral máximo requerido y ∆y 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 φ = 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, φu φy 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 ≤ 4

(9-9)

si n ≥ 20

(9-10) si 4 < n < 20

(9-11) (9-12)

donde, φu φy Δy 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-Δ; (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 μ; (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 - Δ. 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 φ = 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

1

Revisión de consideraciones iniciales -Características estructurales -Amenaza sísmica -Ocupación -Estado Histórico -Consideraciones económicas -Consideraciones sociales

2

Escoger el objetivo de rehabilitación Nivel sísmico Nivel de comportamiento

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. • E1: Nivel de comportamiento para ocupación inmediata • E2: Rango de comportamiento para control de daños (entre E1 y E3) • E3: Nivel de comportamiento para protección de la vida • E4: Rango de comportamiento para seguridad limitada (entre E3 y E5) • 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: • NA: Nivel de comportamiento operacional • NB: Nivel de comportamiento para ocupación inmediata • NC: Nivel de comportamiento para protección de la vida • 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 ( 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

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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 SI ‰ NO ‰

Nombre de la edificación:

NSE 6 EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO, ZONA SÍSMICA 4

Dirección: Número. de niveles: Año de construcción: 2 Área total (m ): Evaluador coordinador: Fecha:

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

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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 SI ‰ NO ‰

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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.

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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”.

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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

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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 κ, 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 κ 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 κ, correspondiente a clase buena, regular o pobre de información. En la tabla 8.1 se especifican los valores de κ, concernientes a esta clasificación.

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Tabla 8.1 – Valores del factor de confiabilidad, κ 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 κ = 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 κ = 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:

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(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.

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(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

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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

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(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.

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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 φ = 1.0 para la resistencia a flexión y φ = 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.

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(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 φ = 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 φ = 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)

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donde, bw d f´c 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

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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 α 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 α 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. 9.2.1.1.3

Resistencia al corte en uniones viga-columna

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

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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

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ductilidad µsd, esta definido por ∆u/∆y, donde ∆u es el desplazamiento lateral máximo requerido y ∆y 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 φ = 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, φu φy 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 ≤ 4

(9-9)

si n ≥ 20

(9-10) si 4 < n < 20

(9-11) (9-12)

donde, φu φy Δy 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-Δ; (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 μ; (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 - Δ. 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 φ = 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

1

Revisión de consideraciones iniciales -Características estructurales -Amenaza sísmica -Ocupación -Estado Histórico -Consideraciones económicas -Consideraciones sociales

2

Escoger el objetivo de rehabilitación Nivel sísmico Nivel de comportamiento

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. • E1: Nivel de comportamiento para ocupación inmediata • E2: Rango de comportamiento para control de daños (entre E1 y E3) • E3: Nivel de comportamiento para protección de la vida • E4: Rango de comportamiento para seguridad limitada (entre E3 y E5) • 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: • NA: Nivel de comportamiento operacional • NB: Nivel de comportamiento para ocupación inmediata • NC: Nivel de comportamiento para protección de la vida • 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 (