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• Grethel Acosta Velasquez

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Curso 2015-II

1.

INGENIERÍA GRÁFICA

SESIÓN N°7,8,9 SIMBOLOGIA DE PLANOS DE ESTRUCTURAS, PLANOS DE CIMENTACIONES, ALIGERADO

ING. ERIKA M. MOZO CASTAÑEDA

UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO – CHIMBOTE ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL INGENIERIA GRÁFICA

PLANO DE ESTRUCTURAS

1.0. GENERALIDADES Dentro del curso de ingeniería grafica el tema de lectura de planos de estructuras, se dicta con el propósito de instruir al alumno sobre la interpretación adecuada de la representación, dimensiones, símbolos, indicaciones y detalles de elementos estructurales que constituyen una edificación. Dentro de los objetivos de esta sesión es leer e interpretar representaciones de estructuras en planta y corte, niveles, acotaciones e indicaciones de la distribución de armadura metálica, mostrados en los planos de estructuras de una edificación. así como Lectura de símbolos correspondientes a diámetros, varillas y estribos, Interpretación de niveles (falso piso, fondo de cimentación, altura de relleno, etc.),interpretación de cortes de cimentación, reconocer el cimiento y sobrecimiento representado en una planta de cimentación, diferenciar los tipos de columnas y sus características individuales., diferenciar los tipos de zapatas y sus características individuales., diferenciar los tipos de vigas y sus características individuales, identificar vigas en losas, conocer los diferentes tipos de losas y los elementos que las diferencian, leer e interpretar la disposición de fierros típicos (negativo, positivo y de temperatura) en una losa aligerada., leer los detalles de una losa aligerada .e interpretar la distribución de armadura de fierro en escaleras, cisternas y tanques elevados en los planos estructurales, incluyendo todos los elementos que los constituyen. 1.1. PLANO DE ESTRUCTURAS Los planos estructurales son dibujos preparados por el diseñador estructural para el propietario. Los planos y las especificaciones técnicas forman parte de los documentos contractuales. Los planos deben contener un adecuado conjunto de notas, detalles y toda aquella información necesaria para armar la estructura; además deben presentarse en tal forma que puedan interpretarse rápidamente y correctamente. La responsabilidad del diseñador estructural es entonces proporcionar los planos estructurales que permitan construir la obra sin dificultades. Los requisitos de diseño de las normas deben estar contenidas en los detalles. El diseñador en sus planos no

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deberá limitarse a especificar que sección del reglamento se deberá cumplir, sino que él deberá interpretar las dispociones del reglamento y plasmarlas correctamente en los planos. En los Planos Estructurales deberá especificarse como mínimo: el Grado del acero de refuerzo, la resistencia a la compresión uniaxial del concreto, las dimensiones de los elementos y sus ubicaciones en el edificio, los recubrimientos, las clases de traslapes a tensión y sus ubicaciones, anclajes de los aceros de refuerzo, posiciones de las varillas de refuerzo, etc. En la Sección 1.2 del ACI 318-99 se presentan los requerimientos mínimos que deben contener los planos. 1.2. ¿CUÁLES SON LOS PLANOS DE ESTRUCTURAS EN UNA EDIFICACIÓN?

1.2.1. PLANO DE CIMENTACIONES La base sobre la que descansa todo el edificio o construcción es lo que se le llama cimientos. Rara vez estos son naturales. Lo más común es que tengan que construirse bajo tierra. La profundidad y la anchura de los mismos se determinan por cálculo, de acuerdo con las características del terreno, el material de que se construyen y la carga que han de sostener. El plano de cimentación interesa también fundamentalmente desde el punto de vista de su construcción. De ahí que se delineen atendiendo nada más que a su forma y disposición. La representación más sencilla consiste en el trazado de las líneas exteriores de los cimientos y de su eje, que es también el de las paredes que descansan sobre ellos. El eje se delinea para facilitar el replanteo de los cimientos sobre el terreno, el cual se utiliza como guía para apertura de las zanjas. Es frecuente añadir a la planta de cimientos la representación con líneas de trazos, del ancho de las paredes que apoyan sobre ella. Las variantes que pueden darse suelen ser en la representación de las paredes: representación solo parcial en los ángulos, representación por medio de tramados, etc. a) Contenido del plano de cimentaciones: 

Indicar límites de terreno.



Indicar ejes principales o constructivos en ambos lados.

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

Indicar cotas parciales, acumulativas y totales.



Indicar banco de nivel.



Indicar banco de trazo.



Indicar ángulos internos de ejes principales.



Indicar curvas de nivel del terreno natural.



Indicar el perfil del terreno natural.



Indicar el perfil del proyecto al nivel del firme.



Un corte longitudinal.



Un corte transversal.



Detalles de cimientos: planta y sección a la misma escala.



Cuadro de simbología.



Escala numérica.



Tabla de especificaciones.



Norte.



Membrete.

Plano de Planta

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Plano de Cimentaciones

Detalles de Secciones de Cimentaciones

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Cuadro de zapatas

Cuadro de Columnas

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Especificaciones Generales

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1.2.2.1.

SIGLAS TÍPICAS EN UN PLANO DE ESTRUCTURAS SIGLAS TÉCNICAS

SIGNIFICADO

N.P.T

Nivel de Piso Terminado

N.T.N.

Nivel de Terreno Natural

N. RELL.

Nivel de relleno

N. PAV.

Nivel de Pavimento

M.H.A.

Muro de hormigón armado

e

Espesor

D.M.

Doble malla

HOR.

horizontal

VERT

vertical

EL

elevación

V

Viga

V.I.

Viga Invertida

V.S.I.

Viga Semi - Invertida

F

fundación

P

pilar

TIP.

Típico

Min.

mínimo

Ø

diámetro

@ (arroba)

A, entre ,Distribución

L.

largo

c/

cada

VAR.

Variable

E

Estribo

ESC

Escala

DET.

Detalle

i

Pendiente en porcentaje (%)

P.M.

Pilar metálico

C

Cercha

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1.2.2.2.

CLASIFICACIÓN DE CIMENTACIONES:

Estas pueden ser superficiales, profundas y especiales. a)

Superficiales : Son superficiales cuando transmiten la carga al suelo por presión bajo su base sin rozamientos laterales de ningún tipo. Un cimiento es superficial cuando su anchura es igual o mayor que su profundidad. Engloban las zapatas en general y las losas de cimentación. Los distintos tipos de cimentación superficial dependen de las cargas que sobre ellas recaen. Dentro de las cimentaciones superficiales podemos indicar: 

Zapatas aisladas



Zapatas centrada,



Zapatas combinada,



Zapatas medianera,



Zapatas esquina



Zapatas corridas



Plateas de cimentación

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b)

Profundas: Son profundas aquellas que transmiten la carga al suelo por presión bajo su base, pero pueden contar, además, con rozamiento en el fuste, generalmente, toda construcción sufre un asentamiento en mayor o menor grado, el cual dependiendo de lo adecuado que haya sido el estudio de la mecánica de suelo y la cimentación escogida. No obstante, un asentamiento no causara mayores problemas cuando el hundimiento sea uniforme y se hayan tomado las debidas precauciones para ello. Sin embargo, en las cimentaciones aisladas y en las corridas, con frecuencia aparecen hundimientos diferenciales más pronunciados en el centro de la construcción. Esto se debe principalmente a la presencia de los bulbos de presión y a la costumbre generalizada de mandar mayores cargas en la parte central de la edificación. Por lo anterior, resulta más conveniente cargar el edificio en los extremos que en el centro y diseñar la cimentación de tal manera que esta permanezca muy bien ligada entre sí, Procurando siempre que los ejes de cimentación se encuentren suficientemente alejados, con lo cual se evitara que los bulbos de presión se encimen unos con otros y provoquen sobre fatigas en el suelo. Si el peso de la construcción hace que las zapatas empiecen a juntarse, es mejor optar por la cimentación corrida o losa de cimentación.

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Cuando el peso de un edificio es muy grande, al grado que el terreno es ya incapaz de soportarlo, será entonces necesario recurrir a los pilotes, pilas o cajones, para transmitir la carga a otros estratos más profundos y resistentes del suelo, lo cual se logra con la fricción a lo largo del pilote (pilotes de fricción), o bien con pilotes que transmitan la carga a un estrato o manto con mayor capacidad soportante (pilotes de punta apoyados en capa resistente. Dentro de las cimentaciones profundas podemos indicar: pilotes de madera, pilote insitu, etc.

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b.1. ) TIPOS DE PILOTE

En todos los casos, H corresponde a la altura enterrada del pilote, en contacto con el suelo. La f igura siguiente da algunos valores promedio de la capacidad portante de los diferentes tipos de pilotes.

1.2.2. PLANO DE ALIGERADO Es el plano que representa de forma gráfica la estructuración del techo en dos dimensiones, donde se muestra la forma, medidas, elementos y detalles que debe tener al momento de realizar su construcción. Losa aligerada o también llamada placas de entrepiso son los elementos consistentes, pero a la vez son los más

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delicados en la edificación de una vivienda ya que una colocación errónea del acero de refuerzo puede llevarla al colapso sin necesidad de que sobrevenga un sismo. Construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales. La losa aligerada es el cuerpo rígido que separa una planta de otra y, al mismo tiempo, sirve de piso a la segunda planta. La losa debe tener la capacidad de sostener distintas cargas, incluido su propio peso: el mobiliario, las personas, las piezas sanitarias y sus anexos, los acabados como pisos y revoques. La losa aligerada está constituida por viguetas de concreto y elementos livianos de relleno. Las viguetas van unidas entre sí por una losa o capa superior de concreto que es donde se coloca la armadura secundaria. Los elementos de relleno están constituidos por ladrillos o bloques huecos que sirven para aligerar el peso de la losa y además para conseguir una superficie uniforme de cielo raso. a fin de comprender mejor el tema de planos de aligerados debemos conocer algunos parámetros: a) vaciado de la Losa: Es la colocación de la mezcla de concreto sobre el techo .La losa aligerada y las vigas se llenan al mismo tiempo para formar un solo cuerpo. Se llena las losas por paños. Empiece llenando las vigas soleras, luego las viguetas y finalmente la losa superior. Si puede contar con un vibrador y una mezcladora se obtendrá un trabajo de mayor calidad.

b) Curado de la Losa: Esto se da después del fundido de la losa, y consiste en colocar arena, formando cuadros sobre la superficie de la losa y llenándolos de agua.se cura por lo menos 7 días, y esto se hace cuando la losa lleva aligerante y en especial

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ladrillo, pues se debe remojar para evitar que este absorba el agua del hormigón después del vaciado. c) Emparejado de la Losa: Es la nivelación de la mezcla de concreto, inmediatamente después fundido de la losa. Se colocan unos tacos de madera de 5 cm. de ancho como guías. Asegurándonos siempre de que los niveles estén bien y de que la superficie de la losa esté quedando horizontal. Se aplica el uso una regla de madera para distribuir y emparejar el concreto. Cuando se haya conseguido el nivel adecuado, se remueven los tacos de madera que le sirvieron de guía y se llenan los agujeros con mezcla. d) Viga: Las vigas son los elementos estructurales de sentido horizontal e inclinado que en su conjunto dan rigidez a los muros y trasladan el peso de la edificación a las columnas. Permite sostener los techos de las construcciones o asegurar la estructura. e) Tipos de vigas: Viga peralta Viga solera Viga chata Viga de amarre Viguetas Viga armada

f) Bastones: Son parte del acero. Varilla de refuerzo encorvada de la zapata. Un trozo de metal usado para fortalecer la unión entre la pared y el cimiento. En

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la construcción del tipo poste y viga, los bastones del cimiento estarán colocado en las esquinas y la puerta donde los refuerzos verticales de las paredes están colocados; en las paredes que apoyan carga, los bastones del cimiento deben estar colocados a un máximo de 125 centímetros para sobrepasar o conexionar con los refuerzos verticales. 

Fierro negativo: Es el fierro que se encuentra en la parte superior de la vigueta



Fierro positivo: Es el fierro que se encuentra en la parte inferior de la vigueta. Juntas tanto el fierro positivo como el negativo componen con el concreto la vigueta

g) Hormigón: El hormigón, también denominado concreto en algunos países de Iberoamérica, es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante) con áridos (grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento con arena y agua se denomina mortero.

La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigón armado, comportándose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones.

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h) Malla térmica: Es una malla de fierros que se acoplan sobre las viguetas, estas reciben el nombre de mallas térmicas debido a que ayudan a aislar la temperatura ambiental de la casa, es decir ayuda a prevenir el exceso de calor o frío debido al clima, se ubica por encima de las viguetas y en sentido perpendicular.

La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigón armado, comportándose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones.

i) Estribos: Armadura abierta o cerrada empleada para resistir esfuerzos de corte y de torsión, en un elemento estructural; por lo general, barras, alambres o malla electro soldada de alambre (liso o estriado), ya sea sin dobleces o doblados, en forma de L, de U o de formas rectangulares, y situados perpendicularmente o en ángulo, con respecto a la armadura longitudinal. El término estribo se aplica, normalmente, a la armadura transversal de elementos sujetos a flexión y el término amarra a los que están en elementos sujetos a compresión.

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j) Encofrado de una losa aligerada El encofrado es el soporte temporal que sirve para darle a la losa su forma definitiva. En esta plataforma, el acero de refuerzo es colocado en el sitio correcto; el concreto toma forma y tiene apoyo hasta que endurece. Está constituido por el molde y los puntales (tacos), que pueden ser metálicos, de madera y caña rolliza.

1.2.3. CONSIDERACIONES DE DIBUJO  Primero se implanta el plano, seguidamente se realiza la distribución de las vigas y se ubica el fierro principal teniendo en cuenta los ejes ya marcados.  Para el grosor de la línea se debe resaltar más el fierro principal.  Debe especificarse los espesores de la losa.  Asimismo se diferencian las vigas de amarre, soleras y peraltadas.  Detallar los cortes longitudinales de las vigas en secciones.

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 También es necesario indicar la escala en cada parte del plano.

1.2.4. NORMATIVIDAD RELACIONADA a) Según norma E- 30 para losas aligeradas: Concepción Estructural Sismoresistente. 

Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.



Desplazamientos Laterales Permisibles



El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según el Artículo 16 (16.4), no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso que se indica en la Tabla N° 8.

b) Según norma E-60: Consideraciones para el análisis de losas aligeradas. 

La losa aligerada se compone de una combinación monolítica de nervios o

viguetas espaciados regularmente en una o dos direcciones perpendiculares, y de una losa en la parte superior. 

El ancho de los nervios o viguetas será 10 cm como mínimo y el peralte no será

mayor a tres y media veces el menor ancho del nervio o la vigueta. 

El espaciamiento libre entre los nervios o viguetas será como máximo 75 cm.



Las losas nervadas que no satisfagan las limitaciones anteriores deberán

diseñarse como losas y vigas. 

En las losas aligeradas en una dirección, el refuerzo perpendicular a los nervios

o viguetas deberá cumplir con los requerimientos de flexión, considerando cargas

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concentradas si las hubiera, pero no será menor que el refuerzo requerido por temperatura y contracción. 

El espesor de la losa entre viguetas no será menor a la doceava parte de la

distancia libre entre viguetas, ni menor de 5 cm. 

Cuando en la losa se requieran ductos o tuberías embebidas, el espesor en

cualquier punto de ésta debe ser, cuando menos 2,5 cm mayor que la altura del ducto o tubería. Se deberán considerar refuerzos o ensanches de los nervios o viguetas en caso que estos ductos o tuberías afecten a la resistencia del sistema. 

La resistencia a la fuerza cortante Vc proporcionada por el concreto de las

nervaduras podrá ser considerar 10% mayor a la prevista en el Capítulo 13 de esta Norma. Adicionalmente, si se requiriera, podrá disponerse armadura por corte o hacerse ensanches de los nervios o viguetas en las zonas críticas.

1.2.5. INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA FUNCIONES DE UNA LOSA ALIGERADA 

Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentes pisos de una construcción; para que esta función se cumpla de una manera adecuada, la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es decir, que no deje ver las cosas de un lado a otro.



Función estructural: Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados

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como pisos y revoques. Además forman un diafragma rígido intermedio, para atender la función sísmica del conjunto.

1.2.6. CLASIFICACIÓN: a)

SEGÚN LA DIRECCIÓN DE CARGA:  Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una dirección

hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en las que un lado mide por lo menos 1.5 veces más que el otro. Es la más corriente de las placas que se realizan en nuestro medio.  Losa o placa bidireccionales: Cuando se dispone de muros portantes en los cuatro

costados de la placa y la relación entre la dimensión mayor y la menor del lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones. b)

SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL ESTRUCTURAL:  Losas o placas en concreto (hormigón) reforzado: Son las más comunes que se

construyen y utilizan como refuerzo barras de acero corrugado o mallas metálicas de acero. 

Losas o placas en concreto (hormigón) pretensado: Son las que utilizan cables traccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresión. Este tipo de losa es de poca ocurrencia en nuestro medio y sólo lo utilizan las grandes empresas constructoras que tienen equipos con los cuales tensionan los cables.



Losa o placas apoyada en madera: Son las realizadas sobre un entarimado de madera, complementadas en la parte superior por un diafragma en concreto reforzado.



Losa o placa en lámina de acero: Son las que se funden sobre una lámina de acero delgada y que configura simultáneamente la formaleta y el refuerzo inferior del concreto que se funde encima de ella. Tiene un uso creciente en el medio constructivo nacional.



Losas o placas en otro material: Son placas generalmente prefabricadas realizadas en materiales especiales como arcilla cocida, plástico reforzado, láminas plegadas de fibrocemento, perfiles metálicos etc.

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c)

SEGÚN LAS LOSAS VACIADAS EN EL SITIO: Estas losas requieren formaletas especiales, generalmente formadas por una cama (tableros o entarimados), apoyos (tacos y cerchas) y riostras (diagonales). Las losas o placas vaciadas en el sitio pueden construirse aligeradas (nervadas) o macizas.

1. Losas aligeradas: Son las que utilizan un aligerante para rebajar su peso e incrementar el espesor para darle mayor rigidez transversal a la losa. Los aligerantes pueden ser rígidos o flexibles, y pueden ser: 

Recuperable: Cuando después de vaciada y fraguada la losa se puede sacar el aligerante y darle uso en otras losas. Los hay moldeados en porón y en plástico reforzado, o ensamblados, como los de madera y láminas metálicas, el uso más frecuente es en losas que se deja a la vista la cara inferior.



Perdido: Es el aligerante que no se puede recuperar después de vaciada la losa y son generalmente de madera o esterilla de guadua. Para utilizarlos, se funde o vacía primero una torta o capa de mortero con un espesor de 2.5 cm, reforzada con malla electrosoldada o malla de alambre tipo gallinero; luego se colocan los cajones aligerantes, se ubica el refuerzo de acuerdo al plano estructural, se funde el hormigón y finalmente, en la parte superior del aligerante, se funde una capa (diafragma) monolítica con las nervaduras de la losa y de unos 5 cm de espesor.

2. Macizas: Son las fundidas o vaciadas sin ningún tipo de aligerante. Se usan con espesores hasta de 15 cm, generalmente utilizan doble malla de acero una en la parte inferior y otra en la parte superior. Estas losas continuas tienen la ventaja de su gran simplicidad pero poseen un peso propio muy elevado. Para disminuir el peso, se han estudiado muchas opciones todas ellas basadas en incorporar a la losa elementos de menor peso específico en las zonas de trabajo a la tracción. Estos elementos pueden ser cerámica o tubos de diferentes características.

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