REAJUSTE DE PRECIOS EN LOS CONTRATOS ADMINISTRATIVOS DE OBRA PUBLICA PACTADOS...
Tesis diseno-estructuras-mamposteria-reforzada
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FACULTAD DE QUETZALTENANGO - UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA
INGENIERIA CIVIL
INFORME DE PROYECTO DE GRADUACION
Presentado al Consejo de la
Facultad de Ingeniería de la
Universidad Rafael Landívar
Por:
FEDERICO JOSÉ PÉREZ HERNÁNDEZ
Para optar al título de:
INGENIERO CIVIL
En el grado académico de:
LICENCIADO
QUETZALTENANGO, MAYO DE 2007.
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Introducción……………………………………………………………………………...1
Lo Escrito sobre el Tema…..…………………………………………………………...3
Planteamiento del Problema.………………………………………………………...7
Objetivos….……………………………………………………………………………....9
Objetivos Generales:....................................................................................................9
Objetivos Específicos: ..................................................................................................9
Alcances y Limitaciones….…………………………………………………………..11
Aporte….….……………………………………………………………………………...13
Materiales Empleados y sus Propiedades………………………………………...15
Unidades prefabricadas para levantado................................................................15
Ladillos de barro cocido ........................................................................................15
Bloques de concreto..............................................................................................16
Resistencia a compresión de la mampostería.....................................................17
Módulo de elasticidad de la mampostería .........................................................17
Módulo de cortante de la mampostería .............................................................18
Morteros ......................................................................................................................18
Clasificación de las Mezclas de Levantado o Mortero.......................................18
Graut ...........................................................................................................................19
Graut fino ................................................................................................................19
Graut grueso ...........................................................................................................19
Resistencia a compresión del graut......................................................................20
Módulo de elasticidad del graut ..........................................................................20
Acero de refuerzo ......................................................................................................20
Muros Reforzados Interiormente...…………………………………………………..21
Definición: ...................................................................................................................21
Requisitos Generales..................................................................................................21
Tamaño de las sisas: ...............................................................................................21
Inyección del graut: ...............................................................................................21
Espesor mínimo para muros:..................................................................................22
Intersección y amarre de muros:...........................................................................22
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Unidades prefabricadas para levantado................................................................15
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Unidades prefabricadas para levantado................................................................15
Ladillos de barro cocido ........................................................................................15
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Ladillos de barro cocido ........................................................................................15
Bloques de concreto..............................................................................................16
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Bloques de concreto..............................................................................................16
Resistencia a compresión de la mampostería.....................................................17
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Resistencia a compresión de la mampostería.....................................................17
Módulo de elasticidad de la mampostería .........................................................17
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Módulo de elasticidad de la mampostería .........................................................17
Módulo de cortante de la mampostería .............................................................18
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Módulo de cortante de la mampostería .............................................................18
Morteros ......................................................................................................................18
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Morteros ......................................................................................................................18
Clasificación de las Mezclas de Levantado o Mortero.......................................18
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Clasificación de las Mezclas de Levantado o Mortero.......................................18
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Graut ...........................................................................................................................19
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Graut ...........................................................................................................................19
3. Dimensión mínima para columnas aisladas:........................................................22
Requisitos para el acero de refuerzo:.......................................................................23
Separación entre varillas........................................................................................23
Recubrimiento Mínimo: ..........................................................................................23
Traslapes ..................................................................................................................23
Refuerzo en las sisas:...............................................................................................24
Refuerzo en las celdas............................................................................................24
Número de barras por celda:................................................................................24
Porcentaje de refuerzo en muros:.........................................................................24
Requisitos para el refuerzo vertical:.......................................................................24
Porcentaje de refuerzo mínimo para columnas aisladas: ..................................25
Refuerzo Longitudinal para columnas aisladas: ..................................................26
Detalles de Mampostería Integral: ...........................................................................26
Muros Confinados.……………………………………………………………………..29
Definición: ...................................................................................................................29
Requisitos Generales:.................................................................................................29
Tamaño de las sisas: ...............................................................................................29
Espesor mínimo para muros: ..................................................................................29
Requisitos para el refuerzo horizontal: ......................................................................30
Dimensiones mínimas de las soleras:.....................................................................30
Sillares:......................................................................................................................30
Dinteles: ...................................................................................................................30
Área mínima de acero:..........................................................................................30
Tipos de soleras: ......................................................................................................31
Acero de refuerzo mínimo en las soleras:.............................................................31
Resistencia del concreto para soleras, sillares y dinteles: ...................................31
Recubrimiento:........................................................................................................31
Requisitos para el refuerzo vertical: ..........................................................................31
Dimensiones mínimas de refuerzo vertical:...........................................................32
Área mínima de acero:..........................................................................................32
Tipos de refuerzo vertical:.......................................................................................32
Separación entre refuerzos verticales:..................................................................33
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Detalles de Mampostería Integral: ...........................................................................26
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Detalles de Mampostería Integral: ...........................................................................26
Muros Confinados.……………………………………………………………………..29
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Muros Confinados.……………………………………………………………………..29
Definición: ...................................................................................................................29
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Definición: ...................................................................................................................29
Requisitos Generales:.................................................................................................29
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Requisitos Generales:.................................................................................................29
Tamaño de las sisas: ...............................................................................................29
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Tamaño de las sisas: ...............................................................................................29
Espesor mínimo para muros: ..................................................................................29
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Espesor mínimo para muros: ..................................................................................29
Requisitos para el refuerzo horizontal: ......................................................................30
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Requisitos para el refuerzo horizontal: ......................................................................30
Dimensiones mínimas de las soleras:.....................................................................30
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Dimensiones mínimas de las soleras:.....................................................................30
Sillares:......................................................................................................................30
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Sillares:......................................................................................................................30
4. 5
Resistencia del concreto para refuerzos verticales.............................................33
Recubrimiento:........................................................................................................33
Muros aislados sin sobrecarga: .................................................................................33
Requisitos de Sismorresistencia para Edificaciones Tipo Cajón…….………..35
Definición: ...................................................................................................................35
Alcance: .....................................................................................................................35
Metodología simplificada para estructuras tipo cajón de mampostería
reforzada:....................................................................................................................35
Requisitos de análisis por carga lateral:...................................................................38
Excentricidad accidental: .....................................................................................39
Amplificación Dinámica: .......................................................................................39
Fuerza Cortante debida al momento torsionante ..............................................39
Requisitos generales de sismoresistencia:................................................................40
Sistema de sismoresistencia:..................................................................................40
Simetría....................................................................................................................40
Longitud mínima de los muros...............................................................................40
Distribución de los Muros........................................................................................41
Rigidez torsional ......................................................................................................42
Requisitos específicos de sismoresistencia...............................................................42
Requisitos adicionales para el refuerzo horizontal...............................................42
Requisitos adicionales para el refuerzo vertical...................................................42
Requisitos para el diafragma.................................................................................42
Procedimientos de Diseño para Muros de Mampostería.……………………..43
Rigidez de Muros: .......................................................................................................43
Ejemplo Algebraico:...............................................................................................45
Procedimiento de Análisis de Estructuras Tipo Cajón: ............................................47
Integración de Cargas:..........................................................................................49
Centro de masas total ...........................................................................................49
Cálculo de Carga Estática Equivalente de Cortante Basal de Sismo...............49
Centro de Rigidez...................................................................................................52
Cálculo de Excentricidades y Momentos de Torsión ..........................................53
Distribución de la Carga Lateral: ..........................................................................54
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Requisitos generales de sismoresistencia:................................................................40
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Requisitos generales de sismoresistencia:................................................................40
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Sistema de sismoresistencia:..................................................................................40
Simetría....................................................................................................................40
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Simetría....................................................................................................................40
Longitud mínima de los muros...............................................................................40
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Longitud mínima de los muros...............................................................................40
Distribución de los Muros........................................................................................41
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Distribución de los Muros........................................................................................41
Rigidez torsional ......................................................................................................42
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Rigidez torsional ......................................................................................................42
Requisitos específicos de sismoresistencia...............................................................42
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Requisitos específicos de sismoresistencia...............................................................42
Requisitos adicionales para el refuerzo horizontal...............................................42
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Requisitos adicionales para el refuerzo horizontal...............................................42
Requisitos adicionales para el refuerzo vertical...................................................42
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Requisitos adicionales para el refuerzo vertical...................................................42
5. Momentos de Volteo:.............................................................................................55
Cargas de Gravedad sobre Muros.......................................................................56
Diseño de Muros de Mampostería:...........................................................................60
Esfuerzos Actuantes en la Mampostería:..............................................................60
Esfuerzos Admisibles:...............................................................................................64
Criterios de Diseño..................................................................................................65
Ejemplo: ...................................................................................................................68
Cimentación para Viviendas: Cimiento Corrido……….………………………..81
Cimentaciones Poco Profundas y Cimentaciones Profundas: ..............................81
Procedimiento de Cálculo: .......................................................................................82
Losas Tradicionales en Viviendas…………………………………………………..87
Diseño de losas en una dirección.............................................................................87
Refuerzo para Retracción de Fraguado y Cambios de Temperatura:..............90
Momentos de Diseño en Losas Unidireccionales:................................................91
Losas en Dos Direcciones:..........................................................................................93
Análisis Mediante el Método de Coeficientes: ....................................................93
Balance de Momentos: ...........................................................................................101
Diseño de Vigas……………………………………………………………………….111
Diseño a Flexión………….……………………………………………………………….....111
Ejemplo………………………………………………………………………………………..113
Diseño a Corte………………………………………………………………………………117
Requisitos Generales…………………………………………………………………119
Sillares, Costillas y Vanos de Puertas:......................................................................119
Longitudes de Desarrollo, Anclajes, Dobleces y Recubrimientos Mínimos:.........120
Conclusiones…………………………………………………………………………..123
Recomendaciones…………………………………………………………………...125
Bibliografía……………………………………………………………………………..127
Anexo I Ensayos de Muestras en Laboratorio de Mampostería…...………..131
Índice de Tablas………………………………………………………………………133
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Refuerzo para Retracción de Fraguado y Cambios de Temperatura:..............90
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Refuerzo para Retracción de Fraguado y Cambios de Temperatura:..............90
Momentos de Diseño en Losas Unidireccionales:................................................91
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Momentos de Diseño en Losas Unidireccionales:................................................91
Losas en Dos Direcciones:..........................................................................................93
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Losas en Dos Direcciones:..........................................................................................93
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Balance de Momentos: ...........................................................................................101
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Balance de Momentos: ...........................................................................................101
Diseño de Vigas……………………………………………………………………….111
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Diseño de Vigas……………………………………………………………………….111
Diseño a Flexión………….……………………………………………………………….....111
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Diseño a Flexión………….……………………………………………………………….....111
Ejemplo………………………………………………………………………………………..113
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Diseño a Corte………………………………………………………………………………117
6. http://www.construaprende.com/
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La mampostería es uno de los materiales con mayor cantidad y
variedad de aplicaciones en la construcción de obras civiles. Su uso se
remonta a las primeras civilizaciones que poblaron la tierra. Las ruinas de
Jericó (Medio Oriente, 7,350 AC), las pirámides de Egipto (2,500 AC), las
pirámides construidas por la civilización maya (500 DC), la Gran Muralla
China (200 AC a 200 DC), son sólo algunos ejemplos de construcciones que
dan testimonio del uso y durabilidad de este tipo de material.
Han sido muchos los materiales utilizados a lo largo de la historia
como elementos constructivos de mampostería. Con el transcurso de los
años, los proceso de fabricación han ido evolucionando, sin embargo, la
forma de colocación de este material continúa siendo a mano, y ésta es
una de las variables más relevantes en el comportamiento final de la
mampostería como unidad, variable difícil de controlar y, por ende, puede
decirse que es uno de las principales limitantes dentro de la calidad de la
obra.
Los muros de mampostería no sólo se utilizan con fines estructurales,
sino también para dividir espacios, como protección contra el fuego,
aislamiento acústico, así como elementos puramente arquitectónicos. Por
lo tanto, puede decirse que la mampostería es apreciada también por su
color, forma, textura, disponibilidad, durabilidad, por su capacidad de
aislamiento térmico y bajo costo, en comparación de otros materiales.
Todas las construcciones en el paso del tiempo, fueron realizadas a
partir de reglas empíricas y, diseñadas sólo para soportar acciones
gravitatorias, usando la carga muerta del peso propio de los muros para
estabilizar las estructuras frente a cargas laterales producidas por vientos y
sismos. No es hasta mediado del siglo XX que aparecen las primeras
normativas y reglamentos de diseño.
La aplicación de los principios de ingeniería estructural, ha
significado un avance importante en el conocimiento de las propiedades y
del comportamiento de la mampostería reforzada y no reforzada.
Los sismos intensos que han tenido lugar hasta la fecha, han
mostrado en la mayoría de los casos, que las estructuras de mampostería
no reforzada han sido las más afectadas y han producido pérdidas de
vidas humanas considerables, comparadas con otros sistemas
estructurales. El modo de falla de este tipo de estructuras, han puesto en
evidencia un comportamiento con poca ductilidad, debido a que el
colapso se presenta de forma súbita. En la mayoría de los casos, este tipo
de falla ha estado relacionado con las deficiencias que son características
de esta tipología constructiva, tales como: malas conexiones, diafragmas
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Los muros de mampostería no sólo se utilizan con fines estructurales,
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Los muros de mampostería no sólo se utilizan con fines estructurales,
sino también para dividir espacios, como protección contra el fuego,
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sino también para dividir espacios, como protección contra el fuego,
aislamiento acústico, así como elementos puramente arquitectónicos. Por
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aislamiento acústico, así como elementos puramente arquitectónicos. Por
lo tanto, puede decirse que la mampostería es apreciada también por su
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lo tanto, puede decirse que la mampostería es apreciada también por su
color, forma, textura, disponibilidad, durabilidad, por su capacidad de
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color, forma, textura, disponibilidad, durabilidad, por su capacidad de
aislamiento térmico y bajo costo, en comparación de otros materiales.
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aislamiento térmico y bajo costo, en comparación de otros materiales.
Todas las construcciones en el paso del tiempo, fueron realizadas a
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partir de reglas empíricas y, diseñadas sólo para soportar acciones
gravitatorias, usando la carga muerta del peso propio de los muros para
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gravitatorias, usando la carga muerta del peso propio de los muros para
estabilizar las estructuras frente a cargas laterales producidas por vientos y
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estabilizar las estructuras frente a cargas laterales producidas por vientos y
7. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
2
de piso excesivamente flexibles y morteros de pega de mala calidad,
refuerzo de acero insuficiente, entre otros. Por otra parte, ante sismos
menos intensos, las estructuras se han visto afectadas ligeramente sin
presentar daños de consideración. Esto podría indicar que, para zonas
con una amenaza sísmica baja o moderada, utilizando una técnica
apropiada de refuerzo, podría garantizarse un buen desempeño de estas
estructuras, y por lo tanto, reducir el riesgo al que se encuentran expuestas.
En nuestros países subdesarrollados un gran porcentaje de los centros
urbanos han sido construidos con este sistema y sin ningún tipo de
supervisión técnica (sistema de auto construcción); y por lo tanto exigen un
mejor entendimiento de su respuesta estructural y el desarrollo de métodos
de diseño que incorporen características propias de estas estructuras, de
tal manera, que su comportamiento frente a las cargas de servicio sea
adecuado.
El presente documento exhibe una serie de normas, requisitos y
procedimientos básicos de diseño estructural de elementos de
mampostería reforzada, hecho con el objetivo primordial de servir como
referencia para aquellas personas, profesionales y estudiantes, con cierto
grado de conocimiento básico de diseño estructural, intentando
aprovechar dichos conocimientos en pro de un estudio más adecuado y
un tanto más profundo de esta tipología constructiva, apelando al criterio
del diseñador para producir elementos estructurales que no únicamente
satisfagan los requerimientos de cargas de uso, sino que sea la opción
económicamente más factible y viable.
Las bases sobre las que se fundamente este documento radican en
la investigación bibliográfica, consultando diversas fuentes, tanto
nacionales como internacionales de las que se logró obtener referencia,
sin ahondar en procedimientos experimentales complejas, dada su poca
relevancia comparativa con el tipo de información disponible, siempre
intentando por supuesto, bajo criterio del autor, cumplir con los distintos
criterios de los datos encontrados.
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procedimientos básicos de diseño estructural de elementos de
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procedimientos básicos de diseño estructural de elementos de
mampostería reforzada, hecho con el objetivo primordial de servir como
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mampostería reforzada, hecho con el objetivo primordial de servir como
referencia para aquellas personas, profesionales y estudiantes, con cierto
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referencia para aquellas personas, profesionales y estudiantes, con cierto
grado de conocimiento básico de diseño estructural, intentando
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grado de conocimiento básico de diseño estructural, intentando
aprovechar dichos conocimientos en pro de un estudio más adecuado y
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aprovechar dichos conocimientos en pro de un estudio más adecuado y
un tanto más profundo de esta tipología constructiva, apelando al criterio
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un tanto más profundo de esta tipología constructiva, apelando al criterio
del diseñador para producir elementos estructurales que no únicamente
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del diseñador para producir elementos estructurales que no únicamente
satisfagan los requerimientos de cargas de uso, sino que sea la opción
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satisfagan los requerimientos de cargas de uso, sino que sea la opción
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económicamente más factible y viable.
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económicamente más factible y viable.
Las bases sobre las que se fundamente este documento radican en
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Las bases sobre las que se fundamente este documento radican en
la investigación bibliográfica, consultando diversas fuentes, tanto
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la investigación bibliográfica, consultando diversas fuentes, tanto
nacionales como internacionales de las que se logró obtener referencia,
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nacionales como internacionales de las que se logró obtener referencia,
8. http://www.construaprende.com/
3
Entre las instituciones que norman estas construcciones está la
Comisión Guatemalteca Normalizadora (COGUANOR), que sentó las bases
para la normalización, no sólo de la construcción sino casi todo lo que se
produce en el país, instituida desde 1,962, lanzando las primeras normas
referentes al tema 20 años más tarde, en 1,982.
Del mismo modo la Asociación Guatemalteca de Ingeniería
Estructural y Sísmica (AGIES), con la presentación de sus Normas
Estructurales de Diseño y Construcción Recomendadas para la República
de Guatemala, editadas en primer lugar en 1,996 y revisadas en el año
2,001, lanza las regulaciones referentes al diseño estructural de este tipo de
construcción.
Otra institución que ha formado parte importante en la
normalización de estructuras de mampostería reforzada ha sido el Instituto
de Fomento de Hipotecas Aseguradas (FHA), cuyo principal objetivo es el
de proporcionar financiamiento para la construcción de viviendas,
exigiendo por parte de sus clientes llenar requisitos estructurales a modo de
garantizar la calidad de las construcciones que asegura o financia.
Este extracto de normas y requisitos básicos para el diseño estructural
de viviendas de mampostería reforzada, está basado principalmente en
las siguientes normativas ya existentes:
Normas de Diseño para Edificaciones de Dos Niveles con
Mampostería Reforzada del Instituto de Fomento de Hipotecas
Aseguradas (FHA)
Normas Estructurales de Diseño y Construcción Recomendadas
para la República de Guatemala
Normas COGUANOR.
Normas Colombianas NSR-98
Las normativas creadas para la República de Guatemala (así como
la colombiana), están basadas en métodos principalmente
norteamericanos como las dictaminadas por la Sociedad de Ingenieros
Estructurales de California (SEACC), el Instituto Americano de Acero de
Construcción (AISC), así como el Instituto Americano de Concreto ACI en
el que se tomaron las normas ACI 318 y ACI 530 de lineamientos de
construcción para el concreto reforzado y para estructuras de
mampostería respectivamente.
En lo referente a las normas dadas por la FHA, su contenido se refiere
a criterios generales de diseño arquitectónico principalmente: disposición
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normalización de estructuras de mampostería reforzada ha sido el Instituto
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normalización de estructuras de mampostería reforzada ha sido el Instituto
de Fomento de Hipotecas Aseguradas (FHA), cuyo principal objetivo es el
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de Fomento de Hipotecas Aseguradas (FHA), cuyo principal objetivo es el
de proporcionar financiamiento para la construcción de viviendas,
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de proporcionar financiamiento para la construcción de viviendas,
exigiendo por parte de sus clientes llenar requisitos estructurales a modo de
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exigiendo por parte de sus clientes llenar requisitos estructurales a modo de
garantizar la calidad de las construcciones que asegura o financia.
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garantizar la calidad de las construcciones que asegura o financia.
Este extracto de normas y requisitos básicos para el diseño estructural
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Este extracto de normas y requisitos básicos para el diseño estructural
de viviendas de mampostería reforzada, está basado principalmente en
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de viviendas de mampostería reforzada, está basado principalmente en
las siguientes normativas ya existentes:
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las siguientes normativas ya existentes:
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Normas de Diseño para Edificaciones de Dos Niveles con
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Normas de Diseño para Edificaciones de Dos Niveles con
Mampostería Reforzada del Instituto de Fomento de Hipotecas
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Mampostería Reforzada del Instituto de Fomento de Hipotecas
Aseguradas (FHA)
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Aseguradas (FHA)
Normas Estructurales de Diseño y Construcción Recomendadas
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Normas Estructurales de Diseño y Construcción Recomendadas
9. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
4
de vanos, puertas, etc., aunque la última versión incluye criterios de
construcción, siempre enfocándose en los materiales a utilizar y sus
requisitos, así como los detalles típicos de todos los elementos estructurales,
más que a los procedimientos de diseño.
En cuando a las Normas Estructurales de Diseño y Construcción de
AGIES, existe la NR-9 (Norma Recomendada Número 9), la cual es
exclusivamente de Mampostería Reforzada en la que se describe los
requisitos mínimos de materiales y procedimientos de diseño generales
para este tipo de construcciones. Lo mismo es aplicable con respecto a lo
que se ha encontrado de las Normas Colombianas de Diseño Estructural,
específicamente en el Título D de Mampostería Estructural (NSR-98 Título D),
las cuales son un poco más específicas en lo que a procedimientos y
métodos de diseño se refiere.
Dentro del mismo conjunto de normas de AGIES, existe la norma
denominada NR-4 que tiene como título “Requisitos Especiales para
Vivienda y otras Construcciones Menores”, que sirven de complemento a
las mencionadas anteriormente, con contenido un poco más general de
criterios de diseño estructural para este tipo de edificaciones.
Lo que se puede encontrar en las normas COGUANOR respecto a la
mampostería reforzada, son los requisitos obligatorios de los distintos
materiales utilizados. Estos requisitos están contenidos en las Normas
Guatemaltecas Obligatorias (NGO) siguientes:
Norma Contenido
Fecha de
Publicación
NGO 41 024 h1
Ladrillos de barro cocido. Determinación de la forma y
dimensiones
82-04-16
NGO 41 024 h2 Ladrillos de barro cocido. Determinación de la resistencia
a la compresión.
82-04-13
NGO 41 024 h3 Ladrillos de barro cocido. Determinación de la adherencia 82-12-08
NGO 41 024 h4
Ladrillos de barro cocido. Determinación de la absorción
de agua.
82-12-08
NGO 41 024 h5
Ladrillos de barro cocido. Determinación de la razón inicial
de absorción (succión)
82-12-08
NGO 41 054
Bloques huecos de hormigón para paredes o muros y
tabiques. Especificaciones
85-12-03
NGO 41 055
Bloques huecos de hormigón para paredes o muros y
tabiques. Tomas de muestras
82-07-16
NGO 41 056 h1
Bloques huecos de hormigón para paredes o muros y
tabiques. Determinación de las dimensiones, humedad y
absorción de agua
82-07-16
NGO 41 056 h2
Bloques huecos de hormigón para paredes muros y
tabiques. Determinación de la resistencia a la compresión
83-04-20
Tabla 1 Normas Coguanor referentes a Mampostería Reforzada
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Vivienda y otras Construcciones Menores”, que sirven de complemento a
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Vivienda y otras Construcciones Menores”, que sirven de complemento a
las mencionadas anteriormente, con contenido un poco más general de
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las mencionadas anteriormente, con contenido un poco más general de
criterios de diseño estructural para este tipo de edificaciones.
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criterios de diseño estructural para este tipo de edificaciones.
Lo que se puede encontrar en las normas COGUANOR respecto a la
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Lo que se puede encontrar en las normas COGUANOR respecto a la
mampostería reforzada, son los requisitos obligatorios de los distintos
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mampostería reforzada, son los requisitos obligatorios de los distintos
materiales utilizados. Estos requisitos están contenidos en las Normas
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materiales utilizados. Estos requisitos están contenidos en las Normas
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Guatemaltecas Obligatorias (NGO) siguientes:
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10. Lo escrito sobre el tema
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En nuestro medio también existen otro tipo de publicaciones libres
referentes al tema, en los que tratan aspectos derivados de investigaciones
realizadas con respecto a los materiales a utilizar y aspectos generales de
construcción, así como la influencia de sismos en estructuras de
mampostería (Quiñones de la Cruz).
Así mismo se consultaron publicaciones mexicanas que norman este
tipo de edificaciones en ese país, y se tiene conocimiento de libros que
tratan con mucha mayor profundidad este tema, sin que se haga
referencia directa de este, debido a su falta de disponibilidad en nuestro
medio.
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11. http://www.construaprende.com/
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Como se menciona en lo escrito sobre el tema y en la introducción,
existe una gran cantidad de variables involucradas en el comportamiento
exacto de las estructuras de mampostería reforzada, debido
principalmente a que se trabaja con unidades monolíticas de piedra
artificial de un tipo específico de concreto, que como se sabe, las
propiedades de estos elementos varían en lo que a resistencia y a
comportamiento se refiere.
Fue necesario un análisis minucioso del comportamiento de estas
estructuras, no como células independientes sino como un cuerpo integral
para poder predecir sus propiedades. Fue así como nació el análisis
estructural de unidades de este tipo, de forma tangible, aunque sea
matemáticamente, cómo es que se comportan y de esa forma llegar a
realizar un apropiado diseño de edificaciones que logre un nivel de
seguridad comparable con otro tipo de estructuras, ya sea de concreto
reforzado o de acero estructural, de los cuales han habido más estudios
profundos de la forma en que estos materiales trabajan bajo las cargas de
servicio para las cuales fueron diseñadas.
Pero, ¿cuál es el objetivo de un adecuado diseño estructural? Esta
es una pregunta que en nuestro medio se hace frecuentemente, y que por
la forma de pensar de la población en nuestro medio, que por falta de
respuestas convincentes, muchas veces se opta por la vía más fácil que,
en este caso, sería el de contratar a una persona con conocimientos
empíricos de construcción para el diseño y construcción de su vivienda. El
objetivo de un apropiado diseño estructural es proporcionar un nivel de
seguridad aceptable al menor costo posible, que asegure un
comportamiento apropiado de una estructura ante todos posibles casos
de cargas a las que será sometida durante su vida útil.
Dado a que la gran mayoría de las obras civiles en Guatemala
pertenecen a la construcción de viviendas y edificaciones menores de
mampostería reforzada, es preocupante ver que rara vez se hace un
diseño estructural apropiado, prácticamente condenando la inversión de
miles de guatemaltecos, que en caso de sismo incluso puede poner en
riesgo sus vidas. Y esto es aún más preocupante al tomar en cuenta que
según la clasificación internacional de zonas de peligro sísmico,
Guatemala se encuentra en el valor más alto de la escala al encontrarse
sobre lo que se denomina el “cinturón de fuego”, que es un conjunto de
fallas tectónicas a nivel global, que atraviesa gran mayoría del territorio
nacional y que coincidentemente es la más poblada.
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realizar un apropiado diseño de edificaciones que logre un nivel de
seguridad comparable con otro tipo de estructuras, ya sea de concreto
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seguridad comparable con otro tipo de estructuras, ya sea de concreto
reforzado o de acero estructural, de los cuales han habido más estudios
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reforzado o de acero estructural, de los cuales han habido más estudios
profundos de la forma en que estos materiales trabajan bajo las cargas de
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profundos de la forma en que estos materiales trabajan bajo las cargas de
servicio para las cuales fueron diseñadas.
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servicio para las cuales fueron diseñadas.
Pero, ¿cuál es el objetivo de un adecuado diseño estructural? Esta
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Pero, ¿cuál es el objetivo de un adecuado diseño estructural? Esta
es una pregunta que en nuestro medio se hace frecuentemente, y que por
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es una pregunta que en nuestro medio se hace frecuentemente, y que por
la forma de pensar de la población en nuestro medio, que por falta de
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la forma de pensar de la población en nuestro medio, que por falta de
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respuestas convincentes, muchas veces se opta por la vía más fácil que,
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respuestas convincentes, muchas veces se opta por la vía más fácil que,
en este caso, sería el de contratar a una persona con conocimientos
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en este caso, sería el de contratar a una persona con conocimientos
empíricos de construcción para el diseño y construcción de su vivienda. El
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empíricos de construcción para el diseño y construcción de su vivienda. El
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objetivo de un apropiado diseño estructural es proporcionar un nivel de
seguridad aceptable al menor costo posible, que asegure un
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seguridad aceptable al menor costo posible, que asegure un
12. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
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Por estos motivos, surge la interrogante, ¿por qué relegar a los
profesionales y estudiantes de la construcción a discriminar el diseño de
estructuras de mampostería reforzada, teniendo ésta tanta importancia en
nuestro país, y no proveerlo de herramientas que aprovechen su criterio
para encontrar soluciones prácticas y económicamente más viables que
las que se presentan en otro tipo de documentos?
Con el presente documento se intenta dar solución a este problema,
proporcionando un manual con normativas básicas, así como lineamientos
que deben tomarse en cuenta para diseñar una vivienda de mampostería
reforzada, describiendo procedimientos sencillos y de fácil entendimiento
para aquellas personas que tengan nociones básicas del área estructural
de la Ingeniería Civil, unificando los criterios que se encontraron a lo largo
de la investigación.
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13. 9
Objetivos Generales:
Proporcionar a profesionales, estudiantes y catedráticos, un
documento consultivo y de apoyo, para el correcto
adiestramiento y preparación de los profesionales en el área
de construcción, por medio de la unificación de distintas
fuentes y criterios de diseño.
Objetivos Específicos:
Lograr que las construcciones de mampostería reforzada
basados en estas normativas, tengan un nivel de seguridad
comparable al de otro tipo de construcciones de concreto
reforzado o acero.
Extraer, estructurar y organizar las normas y procedimientos
nacionales y extranjeros existentes sobre el diseño estructural
de viviendas construidas de mampostería reforzada, para su
fácil aplicación en nuestro medio.
Proporcionar métodos prácticos aplicables para el diseño
estructural de edificaciones para vivienda que tengan un
apropiado desenvolvimiento frente a las cargas de servicio
propias de este tipo de estructuras.
Unificar criterios de diseño estructural de todos los elementos
importantes en estructuras de mampostería reforzada,
incluyendo en estos, muros, losas, vigas y cimientos.
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nacionales y extranjeros existentes sobre el diseño estructural
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fácil aplicación en nuestro medio.
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apropiado desenvolvimiento frente a las cargas de servicio
propias de este tipo de estructuras.
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propias de este tipo de estructuras.
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Unificar criterios de diseño estructural de todos los elementos
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importantes en estructuras de mampostería reforzada,
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incluyendo en estos, muros, losas, vigas y cimientos.
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incluyendo en estos, muros, losas, vigas y cimientos.
14. 11
Este documento se elabora consultando diferentes fuentes
bibliográficas tanto nacionales como internacionales: libros, manuales,
códigos, trabajos de tesis e informes de proyectos de investigación.
Estructuras de mayor tamaño, tanto en área con en número de
niveles, dedicada a edificaciones de apartamentos, hoteles, albergues,
etc., se consideran estructuras que deben sujetarse a lo que se indican en
otras normas. Aunque algunos de los requisitos aquí indicados pueden
aplicarse sin dificultad.
Se cubren aspectos de escogencia del sitio tomando en cuenta las
amenazas naturales, tipología de vivienda, materiales de construcción
disponibles en el país, cimentación, paredes y techos.
Dichos lineamientos se han planteado siguiendo tendencias
modernas para que el diseño y construcción de las viviendas se haga 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 tranquilidad, descanso y comodidad.
Particularmente se busca proteger y conservar la vida, asegurar la
continuidad de los servicios vitales y minimizar el daño material que las
edificaciones pidieran sufrir ante los efectos del entorno o fenómenos de la
naturaleza, como viento, sismo, lluvia, etc.
Estas normas se aplican al diseño de muros construidos con piezas
prismáticas de piedra artificial, macizas o con celdas, unidas con mortero
aglutinante, y reforzados con varillas de acero. Se llaman muros
confinados si el refuerzo está concentrado en elementos verticales y
horizontales de concreto, y muros reforzados interiormente o con refuerzo
integral si se localiza distribuido entre las piezas y sisas.
Es considerable mencionar que el método utilizado para el diseño
estructural será el método simplificado, más conservador y seguro frente al
método de diseño integral el cual por su complejidad no es expuesto en el
presente documento.
Una edificación de mampostería reforzada diseñada siguiendo los
requisitos generales de esta norma tiene un nivel de seguridad comparable
a las de otras estructuras conformadas por otros materiales y siguiendo los
lineamientos establecidos por las normas de AGIES. Los requisitos
consignados en esta norma están dirigidos fundamentalmente a lograr un
comportamiento adecuado de la edificación cuando ésta se vea
sometida a un sismo.
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el objetivo general de solucionar las necesidades psico-fisiológicas de los
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el objetivo general de solucionar las necesidades psico-fisiológicas de los
núcleos familiares o personas individuales, quienes requieren una vivienda
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funcional que les brinde tranquilidad, descanso y comodidad.
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funcional que les brinde tranquilidad, descanso y comodidad.
Particularmente se busca proteger y conservar la vida, asegurar la
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Particularmente se busca proteger y conservar la vida, asegurar la
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Estas normas se aplican al diseño de muros construidos con piezas
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15. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
12
Por otro lado, el presente documento también integra dentro de
estos cánones, procedimientos básicos de diseño de elementos
estructurales complementarios, tales como lo son: el diseño de losas
tradicionales para viviendas con función de losas de entrepisos y losas de
techo, diseño de vigas, diseño de cimientos para muros, también llamados
cimientos corridos. Se tomaron en cuenta elementos que afectan
directamente la funcionalidad de los muros, como los sillares, dinteles y
costillas de vanos de puertas y ventanas, normativas de diseño y
configuración básica de los mismos.
Es importante considerar que para el uso apropiado de este
documento debe contarse con la supervisión técnica apropiada de la
edificación durante su construcción.
La mampostería reforzada es un sistema de construcción sumamente
susceptible a los efectos de la calidad de mano de obra, por lo que
deberá construirse bajo estricta intervención y supervisión técnica, la que
se llevará a cabo por un profesional idóneo. El supervisor deberá llevar un
registro escrito de su labor donde anotará las observaciones hechas. El
supervisor, o su delegado deberán estar presentes durante las labores de
colocación de las unidades de mampostería, de las armaduras, y en las
operaciones de inyección del graut.
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supervisor, o su delegado deberán estar presentes durante las labores de
colocación de las unidades de mampostería, de las armaduras, y en las
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colocación de las unidades de mampostería, de las armaduras, y en las
16. 13
Se espera que por medio de este extracto práctico de normas y
procedimientos de fácil consulta se proporcione a profesionales,
estudiantes y catedráticos un documento de apoyo, para el correcto
adiestramiento y preparación de los profesionales de la construcción,
logrando un mejoramiento de la calidad de las construcciones de
mampostería reforzada, para alcanzar un nivel de calidad comparable al
de otro tipo de construcciones hechas con concreto reforzado o acero
estructural, por medio de la aportación de métodos prácticos de diseño
estructural de edificaciones para vivienda, para así lograr un apropiado
desenvolvimiento de éstas frente a las distintas cargas de servicio.
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17. 15
Unidades prefabricadas para levantado
Las unidades prefabricadas usadas para el levantado de los muros
de mampostería reforzada deberán ser de ladrillos de barro cocido o
bloques de concreto.
Ladillos de barro cocido
Este tipo de unidades deberá cumplir con la norma COGUANOR
NGO 41 022 en cuanto a calidad, dimensiones, absorción y clasificación
por resistencia. Según la relación “área neta / área gruesa” medida sobre
planos perpendiculares a la superficie de carga, las unidades se clasifican
en ladrillo macizo o tayuyo y ladrillo perforado o tubular.
Vista
Nombre
Común
Medidas
(cm)
Unidades
por m2
Ladrillo
Tubular
6.5 X 11 X 23
9 X 14 X 29
55.5
33.3
Ladrillo
Perforado
6.5 X 11 X 23
9 X 14 X 29
55.5
33.3
Ladrillo Tayuyo 6.5 X 11 X 23 55.5
Tabla 2 Propiedades de Elementos de Mampostería de Barro Cocido
La relación “área neta / área gruesa” para las unidades de ladrillo
macizo deberá ser igual o mayor que 0.75 y para las unidades de ladrillo
perforado esta relación será menor que 0.75.
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18. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
16
Área Gruesa Área Neta
Figura 1 Relación de Áreas Efectivas en Mampostería
Bloques de concreto
Este tipo de unidades que generalmente posee un alto porcentaje
de vacíos deberá cumplir con la norma COGUAR NGO 41 054 en la
referente a calidad, dimensiones, absorción y clasificación por resistencia.
Vista
Nombre
Común
Medidas
(cm)
Unidades
por m2
Block
14 x 19 x 39
19 x 19 x 39
12.5
12.5
Block “U”
14 x 19 x 39
19 x 19 x 39
12.5
12.5
Block Tabique 9 x 19 x 39 12.5
Block Tipo
Fachada
Estriado
14 x 19 x 39
19 x 19 x 39
12.5
12.5
Tabla 3 Propiedades de Elementos de Mampostería de Bloques de Concreto
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19. Materiales Empleados y sus propiedades
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Resistencia a compresión de la mampostería
La resistencia a compresión de la mampostería, “f’m”, empleada
como base para el diseño de muros se podrá determinar mediante
ensayos de muestras en el laboratorio. Si no se realizan pruebas
experimentales podrán emplearse los valores de f’m que, para distintos
tipos de piezas y morteros, se presentan en los cuadros siguientes, en
función de la resistencia a compresión referida al área bruta o gruesa (f’p).
f’p (en kg/cm2)(a)
f’m (en kg/cm2)(b)
Mortero tipo I Mortero tipo II Mortero tipo III
25 15 10 10
50 35 25 20
75 65 50 40
125 90 80 70
FUENTE: NR-9 AGIES
(a) f’p es la resistencia a compresión de las piezas referida al área bruta.
(b) para valores intermedios se interpolará linealmente.
Tabla 4 Resistencia a compresión de la mampostería de bloques de concreto
Tipo de ladrillo
f’m (en kg/cm2)
Mortero tipo I Mortero tipo II Mortero tipo III
Tayuyo 30 25 25
Tubular (a) 65 50 40
Perforado (a) 85 80 70
FUENTE: NR-9 AGIES
(a) para piezas que posean una resistencia mínima a compresión de 90
kg/cm2
Tabla 5 Resistencia a compresión de la mampostería de ladrillos de barro cocido
Módulo de elasticidad de la mampostería
El módulo de elasticidad, “Em” en kg/cm”, para la mampostería
(tanto para unidades de mampostería de barro cocido o bloques de
concreto) se podrá estimar como una función de resistencia a compresión
“f’m” de acuerdo con la ecuación:
Em = 750 f’m
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para valores intermedios se interpolará linealmente.
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para valores intermedios se interpolará linealmente.
Tabla 4 Resistencia a compresión de la mampostería de bloques de concreto
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Mortero tipo I Mortero tipo II Mortero tipo III
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20. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
18
Módulo de cortante de la mampostería
El módulo de cortante “Ev” en kg/cm., para la mampostería (tanto
para unidades de mampostería de barro cocido o bloques de concreto)
se podrá estimar como una función de su módulo de elasticidad, “Em” de
acuerdo con la ecuación:
Ev = 0.4 Em
Morteros
Los morteros usados para mampostería deberán ser una mezcla
plástica de materiales cementantes y arena bien graduada. Dicha mezcla
se utilizará para unir las unidades prefabricadas en la conformación de un
elemento estructural. La dosificación de la mezcla deberá proveer las
condiciones que permitan su trabajabilidad, capacidad para retención de
agua, durabilidad y deberá contribuir a la resistencia a compresión del
elemento estructural, por medio de la pega entre unidades prefabricadas
para levantad. El tamaño nominal máximo de las partículas en la mezcla
será de 2.5 mm.
Clasificación de las Mezclas de Levantado o Mortero
Existen varias clasificaciones de morteros de pega, dependiendo de
su utilización y función dentro de la mampostería, así como de los niveles
de esfuerzos a los que estarán sometidos, por lo tanto, en base a su
capacidad compresiva y de adherencia. Entre estas mezclas
encontramos:
Mezcla Tipo I (M)a: Se utiliza para mampostería sujeta a
esfuerzos de compresión altos, severos cambios de
temperatura, fuerzas horizontales (presión del suelo, sismo,
agua, etc.)
Mezcla tipo II (S): Se utiliza para levantados sometidos a
esfuerzos de compresión y fuerzas horizontales moderadas.
Mezcla tipo III (N): Se utiliza para mampostería no estructural
(muros interiores, tabiques, etc.)
La resistencia a compresión característica del mortero estará en
función de la dosificación de su mezcla. En el cuadro siguiente se indica la
dosificación por volumen para cada tipo de mortero, así como su
resistencia característica a la compresión.
a Clasificación entre paréntesis corresponde a la clasificación según norma UBC de
clasificación de morteros de pega, para mampostería.
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para levantad. El tamaño nominal máximo de las partículas en la mezcla
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Clasificación de las Mezclas de Levantado o Mortero
Existen varias clasificaciones de morteros de pega, dependiendo de
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Existen varias clasificaciones de morteros de pega, dependiendo de
su utilización y función dentro de la mampostería, así como de los niveles
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su utilización y función dentro de la mampostería, así como de los niveles
de esfuerzos a los que estarán sometidos, por lo tanto, en base a su
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de esfuerzos a los que estarán sometidos, por lo tanto, en base a su
capacidad compresiva y de adherencia. Entre estas mezclas
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capacidad compresiva y de adherencia. Entre estas mezclas
Mezcla Tipo I (M)
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Mezcla Tipo I (M)a
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: Se utiliza para mampostería sujeta a
esfuerzos de compresión altos, severos cambios de
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esfuerzos de compresión altos, severos cambios de
temperatura, fuerzas horizontales (presión del suelo, sismo,
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temperatura, fuerzas horizontales (presión del suelo, sismo,
21. Materiales Empleados y sus propiedades
19
Tipo de mortero
Proporción Volumétrica Resistencia a la
Compresión
(kg/cm2)
Cemento Cal Arena
I (M) 1.00 –– No menos de 2.25 y
no más de 3 veces la
suma de los
volúmenes de
cemento y cal
175
II (S) 1.00 de 0.25 a 0.50 125
III (N) 1.00 de 0.50 a 1.25 50
FUENTE: NR-9 AGIES
Tabla 6 Dosificación de los Tipos de Mezclas de Levantado
Graut
Se define como “graut” a una mezcla de cemento, arena, grava
fina y la cantidad de agua necesaria para proporcionar una consistencia
fluida, que permita su colocación dentro de las celdas de las piezas
prefabricadas alrededor del acero para los muros con refuerzo unifórmenle
distribuido (muros pineados); contribuyendo de esta forma a la resistencia
a compresión del muro conformado.
Según el tamaño nominal máximo de los agregados el graut se
clasificará como “graut fino” o “graut grueso”.
Graut fino
Este tipo de se utilizará cuando el espacio para el vaciado es
pequeño, angosto o congestionado con refuerzo. Entre el acero de
refuerzo y la unidad prefabricada para levantado deberá existir un espacio
libre mínimo de 0.65 cm. La proporción por volumen para esta mezcla
deberá ser de 1 parte de cemento y 2.5 a 3 partes de arena con una
cantidad de agua suficiente que garantice un revenimiento, también
llamado asentamiento, de 20 a 25 cm. El revenimiento se refiere a la
prueba estándar basada en el método ASTM C-143, en la que se
determina la consistencia del concreto fresco y la uniformidad de la
mezcla, siendo esta no solo una prueba de la calidad de la mezcla sino del
grado de plasticidad de la misma.
Graut grueso
Este tipo se utilizará cuando el espacio entre de refuerzo y la unidad
prefabricad para levantado sea por lo menos de 1.30 cm o cuando las
dimensiones mínimas de las celdas en la pieza para levantado sean de
3.80 cm de ancho y 7.50 cm de largo. La proporción por volumen para
esta mezcla deberá ser de 1 parte de cemento, 2.25 a 3 partes de arena, y
de 1 a 2 partes de grava fina con cantidad de agua suficiente que
garantice en revenimiento de 20 a 25 cm.
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prefabricadas alrededor del acero para los muros con refuerzo unifórmenle
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prefabricadas alrededor del acero para los muros con refuerzo unifórmenle
distribuido (muros pineados); contribuyendo de esta forma a la resistencia
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distribuido (muros pineados); contribuyendo de esta forma a la resistencia
Según el tamaño nominal máximo de los agregados el graut se
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Según el tamaño nominal máximo de los agregados el graut se
clasificará como “graut fino” o “graut grueso”.
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clasificará como “graut fino” o “graut grueso”.
Este tipo de se utilizará cuando el espacio para el vaciado es
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Este tipo de se utilizará cuando el espacio para el vaciado es
pequeño, angosto o congestionado con refuerzo. Entre el acero de
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pequeño, angosto o congestionado con refuerzo. Entre el acero de
refuerzo y la unidad prefabricada para levantado deberá existir un espacio
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refuerzo y la unidad prefabricada para levantado deberá existir un espacio
libre mínimo de 0.65 cm. La proporción por volumen para esta mezcla
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libre mínimo de 0.65 cm. La proporción por volumen para esta mezcla
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deberá ser de 1 parte de cemento y 2.5 a 3 partes de arena con una
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deberá ser de 1 parte de cemento y 2.5 a 3 partes de arena con una
cantidad de agua suficiente que garantice un revenimiento, también
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cantidad de agua suficiente que garantice un revenimiento, también
22. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
20
Resistencia a compresión del graut
La resistencia a compresión característica del graut estará en
función de la dosificación de su mezcla. Sus valores máximo y mínimo, a
los 28 días, deberá ser de 1.5 y 1.2 veces la resistencia a compresión de la
mampostería respectivamente.
Módulo de elasticidad del graut
El módulo de elasticidad del graut, “Eg” en kg/cm2, se podrá estimar
como una función de su resistencia a compresión, “fg”, de acuerdo con la
ecuación:
Eg = g
f
15100
Acero de refuerzo
El acero que se emplee en el refuerzo vertical (mochetas), soleras o
varillas colocadas en el interior del muro deberá consistir en varillas
corrugadas que cumplan con la norma ASTM A 703 o ASTM A 615, o su
equivalente COGUANOR NGO 36 011. Se admitirá el uso de barras lisas o
varillas de alta resistencia únicamente en algunos estribos y dispositivos de
amarre.
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corrugadas que cumplan con la norma ASTM A 703 o ASTM A 615, o su
equivalente COGUANOR NGO 36 011. Se admitirá el uso de barras lisas o
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equivalente COGUANOR NGO 36 011. Se admitirá el uso de barras lisas o
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varillas de alta resistencia únicamente en algunos estribos y dispositivos de
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varillas de alta resistencia únicamente en algunos estribos y dispositivos de
23. 21
Definición:
Se denominan muros reforzados interiormente a los muros reforzados
con varillas corrugadas de acero, colocadas verticalmente entre los
agujeros o celdas de las piezas prefabricadas y horizontalmente entre las
sisas. También son denominados pineados o con refuerzo distribuido.
Figura 2 Muro Reforzado Interiormente
Requisitos Generales
Tamaño de las sisas:
Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de
7 mm y un máximo de 13 mm. Las piezas cuyas celdas se inyecten
posteriormente con graut, deberán tener sus sisas tanto horizontales como
verticales completamente pegadas con mortero en todo el espesor del
muro.
Inyección del graut:
Cuando se inyecten celdas de más de 1.40 m de altura se deberá
hacer una ventana de limpieza en la parte baja del muro, la cual se
cerrará después de haber hecho la limpieza y antes de colocar el graut. El
graut de inyección se consolidará por medio de un vibrador o de una
barra y se compactará poco tiempo después de haber sido inyectado y
consolidado. Ninguna celda donde se coloque refuerzo podrá tener una
dimensión menor que 5 cm ni un área menor de 30 cm2. Se recomienda
llenar de graut las celdas máximo a cada tres hiladas horizontales.
Figura 3 Vista del Refuerzo Interno y el Graut de Relleno
Varillas
de Acero
o Pines
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Figura 2 Muro Reforzado Interiormente
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Figura 2 Muro Reforzado Interiormente
Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de
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Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de
7 mm y un máximo de 13 mm. Las piezas cuyas celdas se inyecten
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7 mm y un máximo de 13 mm. Las piezas cuyas celdas se inyecten
posteriormente con graut, deberán tener sus sisas tanto horizontales como
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posteriormente con graut, deberán tener sus sisas tanto horizontales como
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verticales completamente pegadas con mortero en todo el espesor del
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verticales completamente pegadas con mortero en todo el espesor del
Inyección del graut:
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Inyección del graut:
Cuando se inyecten celdas de más de 1.40 m de altura se deberá
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Cuando se inyecten celdas de más de 1.40 m de altura se deberá
24. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
22
Espesor mínimo para muros:b
Los muros estructurales para mampostería integral deberán tener un
espesor nominar mínimo de 14 cm. La relación entre la distancia sin
apoyos, ya sea horizontal o vertical, y el espesor del muro, deberá ser tal
que atienda adecuadamente el pandeo tanto horizontal como vertical.
Los muros no estructurales que tan solo soportan su propio peso podrán
tener un espesor mínimo de 10 cm y una relación de la distancia sin apoyos
al espesor, máximo igual a 30. La relación de esbeltez para muros y
columnas se da en los incisos siguientes.
Relación de esbeltez para muros:
La relación de esbeltez para los muros estructurales se deberá tomar
como la relación entre su altura libre y su espesor, y no deberá exceder de
20. Los muros con relaciones mayores que 20 deberán tener elementos
adicionales de refuerzo, cuyo fin es imposibilitar el pandeo del muro.
Altura libre para muros
Cuando el muro tenga soporte lateral tanto arriba como abajo, su
altura libre será la altura del muro. Cuando no exista soporte lateral en la
parte superior del muro, su altura libre se deberá tomar como dos veces la
altura del muro, medida a partir del soporte inferior.
Intersección y amarre de muros b:
Los muros que se encuentren, o lleguen a tope, sin traslape de piezas
deberán amarrarse por medio de conectores o unirse entre si, a menos
que en el diseño se haya tenido en cuenta su separación.
Dimensión mínima para columnas aisladas:
La dimensión mínima para columnas de mampostería reforzada será
de 29 cm.
Relación de esbeltez para columnas aisladas:
La relación de esbeltez para las columnas se deberá tomar como el
valor mayor que se obtenga al dividir la altura libre en cualquier dirección
entre la dimensión de la sección de la columna en la dirección
correspondiente. Este valor no deberá ser mayor que 20.
Altura libre para columnas aisladas:
Si la columna tiene soporte lateral en la dirección de ambos ejes
principales tanto en la parte inferior como en la parte superior, la altura en
b Según NR-9 de AGIES
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Cuando el muro tenga soporte lateral tanto arriba como abajo, su
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Cuando el muro tenga soporte lateral tanto arriba como abajo, su
altura libre será la altura del muro. Cuando no exista soporte lateral en la
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altura libre será la altura del muro. Cuando no exista soporte lateral en la
parte superior del muro, su altura libre se deberá tomar como dos veces la
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parte superior del muro, su altura libre se deberá tomar como dos veces la
altura del muro, medida a partir del soporte inferior.
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altura del muro, medida a partir del soporte inferior.
Intersección y amarre de muros
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Intersección y amarre de muros b
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Los muros que se encuentren, o lleguen a tope, sin traslape de piezas
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Los muros que se encuentren, o lleguen a tope, sin traslape de piezas
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deberán amarrarse por medio de conectores o unirse entre si, a menos
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deberán amarrarse por medio de conectores o unirse entre si, a menos
que en el diseño se haya tenido en cuenta su separación.
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que en el diseño se haya tenido en cuenta su separación.
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Dimensión mínima para columnas aisladas:
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Dimensión mínima para columnas aisladas:
25. Muros Reforzados interiormente
23
cualquier dirección será la de la columna. Si la columna tiene soporte
lateral en la dirección de ambos ejes principales en la parte inferior y solo
en un eje en la parte superior, su altura libre en la dirección del soporte
lateral en la parte superior deberá ser la que se dé entre los soportes. La
altura libre en la dirección perpendicular a la dirección del soporte superior
deberá ser dos veces la altura de medida a partir del soporte inferior.
Cuando no se tenga ningún soporte superior, la altura libre de la columna,
para ambas direcciones se deberá tomar como dos veces la altura de la
columna medida a partir del soporte inferior.
Requisitos para el acero de refuerzo:
Separación entre varillas
La distancia libre mínima entre varillas paralelas de refuerzo deberá
ser el diámetro del refuerzo pero no menos de 2.5 cm, con excepción en
los traslapes.
Recubrimiento Mínimoc:
Todo espacio que contenga una barra de refuerzo vertical deberá
tener una distancia libre mínima entre el refuerzo y las paredes de la pieza
igual a la mitad del diámetro de la varilla y se deberá llenar a todo lo largo
con graut. La distancia libre mínima del diámetro de la varilla y se deberá
llenar a todo lo largo con graut. La distancia libre mínima entre una varilla
de refuerzo horizontal y el exterior del muro será de 1.5 cm o una vez el
diámetro de la varilla, la que resulte mayor.
Traslapes
Traslapes de refuerzo vertical:
Se escalonarán; no se traslapará más de la mitad del acero de la
cortina de refuerzo en una sección dada, en la otra mitad el traslape se
realizará más arriba, por lo menos a una longitud de desarrollo; no se
sobrepondrá más de un medio del acero de cada borde a una altura
dada, la otra mitad un piso más arriba; el refuerzo vertical se instalará
siempre dentro del horizontal.
c Según NR-9 de AGIES
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Todo espacio que contenga una barra de refuerzo vertical deberá
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Todo espacio que contenga una barra de refuerzo vertical deberá
tener una distancia libre mínima entre el refuerzo y las paredes de la pieza
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tener una distancia libre mínima entre el refuerzo y las paredes de la pieza
igual a la mitad del diámetro de la varilla y se deberá llenar a todo lo largo
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igual a la mitad del diámetro de la varilla y se deberá llenar a todo lo largo
con graut. La distancia libre mínima del diámetro de la varilla y se deberá
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con graut. La distancia libre mínima del diámetro de la varilla y se deberá
llenar a todo lo largo con graut. La distancia libre mínima entre una varilla
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llenar a todo lo largo con graut. La distancia libre mínima entre una varilla
de refuerzo horizontal y el exterior del muro será de 1.5 cm o una vez el
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de refuerzo horizontal y el exterior del muro será de 1.5 cm o una vez el
diámetro de la varilla, la que resulte mayor.
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diámetro de la varilla, la que resulte mayor.
Traslapes de refuerzo vertical:
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Traslapes de refuerzo vertical:
26. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
24
Traslapes de refuerzo horizontal:
No se permiten a menos que el extremo de la varilla traslapada se
doble y se ancle con un gancho en la cama opuesta de refuerzo.
Refuerzo en las sisas:
El refuerzo que se coloque en las sisas horizontales deberá quedar
embebido completamente entre el mortero de pega y deberá tener un
gancho de 180º que garantice su anclaje en cada uno de los extremos del
muro.
Refuerzo en las celdas
El refuerzo que se coloque en las celdas de las unidades
prefabricadas deberá quedar completamente embebido dentro del graut
de inyección.
Número de barras por celda:
En muros de 14 cm de espesor o menos, solo se podrá colocarse una
varilla en una misma celda, para varillas No. 4 o mayores, y el diámetro
máximo de la varilla será el No. 8 (25.4 mm). En ningún caso se podrán
colocar más de dos varillas por celda.
Porcentaje de refuerzo en muros:
La suma del porcentaje de refuerzo horizontal, ρh, y vertical, ρv, no
deberá ser menor que 0.002 y ninguna de los dos porcentajes deberá ser
menor que 0.0007. El porcentaje de refuerzo horizontal se calculará como
ρh = Ash/st, donde Ash es el área de refuerzo horizontal que se colocará en
el espesor t del muro a una separación s; ρv = Asv/tL, en que Asv es el área
total de refuerzo que se colocará verticalmente en la longitud L del muro.
Requisitos para el refuerzo vertical:
El diámetro mínimo para refuerzo vertical será No. 3. Las varillas del
refuerzo vertical deberán principiar en la cimentación y terminar en la
solera superior, debidamente ancladas a ella.
Tipos de refuerzo vertical
A fin de cumplir con lo establecido en los porcentajes de refuerzo, en el
cuadro siguiente se especifican tres tipos de refuerzo mínimo vertical. El
refuerzo tipo A deberá contar con eslabones No. 2 con gancho a 180º a cada
20 cm; el tipo B llevará eslabones No. 2 con gancho a 180º a cada 20 cm.
TIPO A TIPO B TIPO C
4 No. 3 2 No. 3 1 No. 3
Tabla 7 Refuerzo Mínimo Vertical
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En muros de 14 cm de espesor o menos, solo se podrá colocarse una
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En muros de 14 cm de espesor o menos, solo se podrá colocarse una
varilla en una misma celda, para varillas No. 4 o mayores, y el diámetro
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varilla en una misma celda, para varillas No. 4 o mayores, y el diámetro
máximo de la varilla será el No. 8 (25.4 mm). En ningún caso se podrán
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máximo de la varilla será el No. 8 (25.4 mm). En ningún caso se podrán
Porcentaje de refuerzo en muros:
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Porcentaje de refuerzo en muros:
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La suma del porcentaje de refuerzo horizontal, ρ
deberá ser menor que 0.002 y ninguna de los dos porcentajes deberá ser
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deberá ser menor que 0.002 y ninguna de los dos porcentajes deberá ser
menor que 0.0007. El porcentaje de refuerzo horizontal se calculará como
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menor que 0.0007. El porcentaje de refuerzo horizontal se calculará como
es el área de refuerzo horizontal que se colocará en
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es el área de refuerzo horizontal que se colocará en
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el espesor t del muro a una separación
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el espesor t del muro a una separación
total de refuerzo que se colocará verticalmente en la longitud L del muro.
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total de refuerzo que se colocará verticalmente en la longitud L del muro.
27. Muros Reforzados interiormente
25
Separación del refuerzo vertical:
Las separaciones máximas a que podrán estar los refuerzos mínimos
verticales entre sí, de acuerdo al material de los muros, se indican en el
cuadro siguiente. En esquinas, intersección de muros y en ambos extremos
de un muro aislado, se deberá colocar refuerzo tipo A, aunque quede a
menor distancia que la estipulada en dicho cuadro. En el caso de los
extremos de un muro aislado, las cuatro varillas de que consta el refuerzo
tipo A deberán ubicarse consecutivamente en los últimos cuatro agujeros
de cada extremo del muro. Los laterales de los vanos de las puertas y
ventanas, deberán rematarse por lo menos con refuerzos tipo B.
Material
del Muro
Ancho
(cm)
Distancia
entre
refuerzos
Tipo A (m)
Distancia
entre
refuerzo
Tipo A y
refuerzo
Tipo B (m)
Distancia
entre
refuerzo
Tipo A y
refuerzo
Tipo C (m)
Distancia
entre
refuerzo
Tipo B y
refuerzo
Tipo C (m)
Distancia
entre
refuerzo
Tipo C (m)
Ladrillo
Tubular
23 5.00 2.50 1.00(a) 1.00(a) 1.00(a)
Bloques de
arcilla
cocida
14 4.00 2.00 0.80 0.80 0.80
11 3.00 1.75 0.75 0.75 0.75
Bloques de
Concreto
15 4.00 2.00 0.80 0.80 0.80
FUENTE NR-9 de AGIES
(a) En este caso el refuerzo Tipo C es un par de varillas No. 3
Tabla 8 Separación máxima del refuerzo vertical
Refuerzo en la intersección de los muros pineados
Para la distribución de las varillas en refuerzos Tipo A, en el caso de
intersección de muros y esquinas, se deberá colocar una varilla por cada
pared que llegue a la misma. Si se trata de una intersección en esquina,
forma de L, deberá contener dos varillas de las cuatro que forman el
refuerzo Tipo A en el agujero común, las otras dos restantes se localizarán a
continuación de dicho agujero. Con relación a la intersección de un muro
con otro en forma de T, las cuatro varillas del refuerzo Tipo A se distribuirán
en cada uno de los agujeros que conforman la T.
Porcentaje de refuerzo mínimo para columnas aisladas:
El porcentaje de refuerzo para columnas de mampostería reforzada,
ρg, no deberá ser menor que 0.5% ni mayor que 4% del área de la
columna; deberá tener al menos cuatro varillas y las mismas no podrán
tener un diámetro menor que No.4 (1/2”).
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Tipo C (m)
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Tipo C (m)
23 5.00 2.50 1.00
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14 4.00 2.00 0.80 0.80 0.80
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11 3.00 1.75 0.75 0.75 0.75
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15 4.00 2.00 0.80 0.80 0.80
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En este caso el refuerzo Tipo C es un par de varillas No. 3
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En este caso el refuerzo Tipo C es un par de varillas No. 3
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Tabla 8 Separación máxima del refuerzo vertical
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Tabla 8 Separación máxima del refuerzo vertical
28. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
26
Refuerzo Longitudinal para columnas aisladas:
Las varillas longitudinales en las columnas deberán estar rodeadas
por estribos. Éstos deberán ser por lo menos varillas No. 2. y no deberán
espaciarse a más de 16 diámetros de varilla longitudinal, 48 diámetros de
varilla de estribo, la dimensión mínima de la columna, la altura de las piezas
de mampostería, ni 20 cm.
Detalles de Mampostería Integral:
A modo de facilitar la comprensión de lo mencionado
anteriormente, a continuación se presentan los detalles respectivos para
esta metodología constructiva.
Recomendaciones de Supervisión: Debe de existir una adecuada
supervisión técnica, especialmente en este tipo de construcción de
mampostería reforzada integralmente, debido en parte a su poca
utilización en nuestro medio, dando la oportunidad de que se produzca
una inadecuada construcción, en especial en el llenado de las celdas con
grout.
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una inadecuada construcción, en especial en el llenado de las celdas con
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una inadecuada construcción, en especial en el llenado de las celdas con
29. Muros Reforzados interiormente
27
Figura 4 Ejemplo de Referencia a Detalles de Mampostería Reforzada Interiormente
o Mampostería Integral
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30. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
28
Figura 5 Ejemplo de Detalles de Mampostería Reforzada Interiormente o
Mampostería Integral
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31. 29
Definición:
Se denominan muros confinados a los muros de mampostería que
tienen el refuerzo vertical y horizontal concentrado en elementos de
concreto, conocidas como mochetas y soleras respectivamente.
Figura 6 Muro Confinado
Requisitos Generales:
Tamaño de las sisas:
Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de
7 mm y un máximo de 13 mm, todas las sisas horizontales y verticales
deberán quedar pegadas con el mortero.
Espesor mínimo para murosd:
Los muros deberán tener un espesor nominal mínimo de 14 cm. La
relación entre la distancia sin apoyos, ya sea horizontal o vertical, y el
espesor del muro, deberá ser tal que atienda adecuadamente el pandeo
tanto horizontal como vertical. Los muros no estructurales que tan solo
soportan su propio peso podrán tener un espesor mínimo de 10 cm y una
relación de la distancia sin apoyos al espesor, máximo igual a 30.
El espesor mínimo de paredes con refuerzos verticales y horizontales,
para viviendas de 1 nivel, es de 11 cm y su relación altura / espesor no será
mayor de 23. Los muros con relaciones mayores de 23 deberán tener
elementos adicionales de refuerzo, diseñados para imposibilitar el pandeo
del muro. El espesor mínimo de paredes para viviendas de 2 niveles, en el
primer nivel es de 14 cm y su relación altura / espesor no será mayor de 20.
Los muros con relaciones mayores de 20 deberán tener elementos
adicionales de refuerzo, diseñados para imposibilitar el pandeo del muro.
Las paredes de piedra labrada tendrán un espesor mínimo de 30 cm.
d Según NR-9 de AGIES y Normas de FHA
Mocheta
Soleras
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Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de
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Las sisas horizontales y verticales deberán tener un espesor mínimo de
7 mm y un máximo de 13 mm, todas las sisas horizontales y verticales
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7 mm y un máximo de 13 mm, todas las sisas horizontales y verticales
deberán quedar pegadas con el mortero.
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deberán quedar pegadas con el mortero.
Espesor mínimo para muros
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Espesor mínimo para murosd
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Los muros deberán tener un espesor nominal mínimo de 14 cm. La
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Los muros deberán tener un espesor nominal mínimo de 14 cm. La
relación entre la distancia sin apoyos, ya sea horizontal o vertical, y el
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relación entre la distancia sin apoyos, ya sea horizontal o vertical, y el
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espesor del muro, deberá ser tal que atienda adecuadamente el pandeo
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espesor del muro, deberá ser tal que atienda adecuadamente el pandeo
tanto horizontal como vertical. Los muros no estructurales que tan solo
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tanto horizontal como vertical. Los muros no estructurales que tan solo
32. Normas y Requisitos Básicos para el Diseño Estructural
de Viviendas de Mampostería Reforzada
30
Relación de esbeltez para muros:
La relación de esbeltez para los muros estructurales deberá tomarse
como la relación entre su altura libre y su espesor, y no deberá exceder de
25. Los muros con relaciones mayores que 25 deberán tener elementos
adicionales de refuerzo diseñados para imposibilitar el pandeo del muro.
Altura libre para muros:
Cuando el muro tenga soporte lateral tanto arriba como abajo, su
altura libre será la distancia entre estos apoyos. Cuando no haya soporte
lateral en la parte superior del muro, su altura libre se deberá tomar como
dos veces la altura del mismo, medida a partir del soporte inferior.
Requisitos para el refuerzo horizontal:
Todo muro de carga o de corte deberá
llevar refuerzos horizontales de acero ligados
a todas las piezas de mampostería por medio
de concreto.
Dimensiones mínimas de las soleras:
El ancho mínimo de las soleras de los
muros estructurales deberá ser el espesor del
muro y el área de su sección no deberá ser
menor de 200 cm2.
Sillares:e
Los sillares deberán ser de concreto
reforzado con por lo menos 2 varillas No. 2 y
eslabones No. 2 a 20 cm, o su equivalente,
debiendo anclarse adecuadamente al
refuerzo vertical del borde del vano de la
ventana.
Dinteles:
Los dinteles deberán ser de concreto
reforzado y se calcularán según las
condiciones de cada caso.
Área mínima de acero:
Los muros confinados de mampostería
deberán reforzarse horizontalmente con un
e Según NR-9 de AGIES
Figura 7 Detalle de Muro
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muros estructurales deberá ser el espesor del
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muros estructurales deberá ser el espesor del
muro y el área de su sección no deberá ser
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muro y el área de su sección no deberá ser
Los sillares deberán ser de concreto
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Los sillares deberán ser de concreto
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reforzado con por lo menos 2 varillas No. 2 y
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reforzado con por lo menos 2 varillas No. 2 y
eslabones No. 2 a 20 cm, o su equivalente,
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eslabones No. 2 a 20 cm, o su equivalente,
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33. Muros Confinados
31
área de acero no menor que 0.0015 veces al área de su sección
transversal (ρs ≥ 0.0015).
Tipos de soleras:
Para edificaciones de un nivel se indican en esta norma, tres tipos de
solera: hidrófuga, intermedia y superior o de techo. Cuando se trate de
edificaciones de dos niveles se deberá agregar una de entrepiso. Si la
altura libre del muro es mayor que 2.80 m, se deberá colocar más de una
solera intermedia.
Acero de refuerzo mínimo en las soleras:
A fin de cumplir con lo establecido para el área mínima de acero, se
presenta en el cuadro siguiente el refuerzo mínimo para cada tipo de
solera.
Tipo de Solera Refuerzo Mínimo
Hidrófuga 4 No. 3 + Est. No. 2 @ 0.20 m
Intermedia 2 No. 3 + Eslb. No. 2 @ 0.20 m
Entrepiso 4 No. 3 + Est. No. 2 @ 0.20 m
Superior(a) 4 No. 3 + Est. No. 2 @ 0.20 m
FUENTE: NR-9 AGIES
(a) Para edificaciones de un nivel cuya área de construcción no
exceda de 70 m2, la solera superior podrá reforzarse con 3 varillas
No. 3 y estribos No. 2 a 20 cm.
Tabla 9 Acero de refuerzo mínimo para soleras
Resistencia del concreto para soleras, sillares y dinteles:
El concreto que se utilice en las soleras, sillares y dinteles de muros
estructurales deberá tener una resistencia mínima a los 28 días de 176
kg/cm2 (2500 psi).
Recubrimiento:
El recubrimiento de concreto para protección del acero de refuerzo
no deberá ser menor de 1.5 cm.
Requisitos para el refuerzo vertical:
Todo muro de carga o de corte deberá llevar refuerzos verticales de
acero ligados a todas las piezas de mampostería por medio de concreto.
El refuerzo vertical debe principiar en la cimentación y terminar en la solera
superior debidamente anclada a ella. Los vanos de puertas y ventanas
deben rematarse con un mínimo de dos varillas de refuerzo vertical.
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2 No. 3 + Eslb. No. 2 @ 0.20 m
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2 No. 3 + Eslb. No. 2 @ 0.20 m
4 No. 3 + Est. No. 2 @ 0.20 m
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4 No. 3 + Est. No. 2 @ 0.20 m
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4 No. 3 + Est. No. 2 @ 0.20 m
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4 No. 3 + Est. No. 2 @ 0.20 m
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Para edificaciones de un nivel cuya área de construcción no
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Para edificaciones de un nivel cuya área de construcción no
, la solera superior podrá reforzarse con 3 varillas
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, la solera superior podrá reforzarse con 3 varillas
No. 3 y estribos No. 2 a 20 cm.
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No. 3 y estribos No. 2 a 20 cm.
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Tabla 9 Acero de refuerzo mínimo para soleras
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Tabla 9 Acero de refuerzo mínimo para soleras
Resistencia del concreto para soleras, sillares y dinteles:
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Resistencia del concreto para soleras, sillares y dinteles:
El concreto que se utilice en las soleras, sillares y dinteles de muros
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El concreto que se utilice en las soleras, sillares y dinteles de muros
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estructurales deberá tener una resistencia mínima a los 28 días de 176
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estructurales deberá tener una resistencia mínima a los 28 días de 176