REVISIÓN, ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE
CASA-HABITACIÓN UBICADA EN CHUBURNÁ PUERTO
Descripción general
El proyecto asignado según las especificaciones del contratante
será de uso habitacional y está ubicado en Chuburná Puerto. Dado el diseño
arquitectónico de dicho proyecto y el tipo de suelo en el cual se cimentará, se
propone la siguiente estructuración: las losas de techo y entrepisos serán a
base de vigueta pretensada y bovedilla de concreto y se apoyaran en muros de
block. Los muros de block transmitirán las cargas al
sistema principal de marcos de concreto reforzado. La cimentación será formada
por zapatas aisladas de concreto reforzado, las cuales
transmiten las descargas de las columnas. Estas se desplantaran en un estrato resistente con una capacidad de carga admisible q
adm ≥2kg/cm2
La casa es de tres niveles y cuenta con las siguientes piezas habitables:
 Planta baja: Bodega y garage.
 Primer nivel: Dos recamaras, dos baños, sala, cocina, comedor, lavadero y
terraza
 Segundo nivel: Una recamara, cuarto de estudio, baño, cuarto de maquinas y
dos terrazas
Criterio y acciones de diseño
Las fuerzas y momentos internos producidos por las acciones a que están sujetas
las estructuras se determinarán a travésde un análisis estructural, utilizando
el programa de cómputo Beam Pro. El dimensionamiento y el detallado se harán de
acuerdo con los criterios relativos a los estados límite de falla y de
servicio, así como de durabilidad, establecidos en el Título Sexto del
Reglamento del Reglamento del Distrito Federal, el cual rige en el estado de
Yucatán
Estados límite de falla
Según el criterio de estados límite de falla, las estructuras deben
dimensionarse de modo que la resistencia de diseño de toda sección con respecto
a cada fuerza o momento interno que en ella actúe, sea igual o mayor que el
valor de diseño de dicha fuerza o momento internos. Las resistencias de diseño
deben incluir el correspondiente factor de resistencia, FR. Las fuerzas y
momentos internos de diseño se obtienen multiplicando por el correspondiente
factor de carga los valores de dichas fuerzas y momentos internos calculados
bajo las acciones especificadas en el Título Sexto del Reglamento y en las
Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño
Estructural de las Edificaciones.
Estados límite de servicio
Sea que se aplique el criterio de estados límite de falla o algún criterio
optativo, deben revisarse los estados límite de servicio, es decir, se
comprobará que las respuestas de la estructura (deformación, agrietamiento,
etc.) queden limitadas a valores tales que el funcionamiento en condiciones de
servicio sea satisfactorio.
Factores de resistencia
De acuerdo con las Normas Técnicas Complementarias sobreCriterios y Acciones
para el Diseño Estructural de las Edificaciones, las resistencias deben
afectarse por un factor de reducción, FR. Con las excepciones indicadas en el
texto de estas Normas, los factores de resistencia tendrán los valores
siguientes:
a) FR=0.9 para flexión.
b) FR=0.8 para cortante y torsión.
c) FR=0.7 para transmisión de flexión y cortante en losas o zapatas.
d) Flexocompresión
FR=0.8 cuando el núcleo esté confinado con refuerzo transversal circular que
cumpla con los requisitos de la sección 6.2.4, o con estribos que cumplan con
los requisitos del inciso 7.3.4.b;
FR=0.8 cuando el elemento falle en tensión;
FR=0.7 si el núcleo no está confinado y la falla es en compresión; y
e) FR = 0.7 para aplastamiento.
Estas resistencias reducidas (resistencias de diseño) son las que, al
dimensionar, se comparan con las fuerzas internas de diseño que se obtienen
multiplicando las debidas a las cargas especificadas en Normas Técnicas
Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las
Edificaciones, por los factores de carga ahí prescritos.
Factores de carga
Para determinar el factor de carga, FC, se aplicarán las reglas siguientes
a) Para combinaciones de acciones clasificadas
en el inciso 2.3.a, se aplicará un factor de carga de 1.4. Cuando se trate de
edificaciones del Grupo A, el factor de carga para este tipo de combinación se
tomará igual a 1.5;
b) Para combinaciones de acciones clasificadas en el inciso 2.3.b, se tomará un
factor de carga de 1.1 aplicado a losefectos de todas las acciones que
intervengan en la combinación;
c) Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto sea favorable a la resistencia
o estabilidad de la estructura, el factor de carga se tomará igual a 0.9;
además, se tomará como intensidad de la acción el valor mínimo probable de
acuerdo con la sección 2.2; y
d) Para revisión de estados límite de servicio se tomará en todos los casos un
factor de carga unitario.
Tipos de acciones, según su duración
Se considerarán tres categorías de acciones, de acuerdo con la duración en que
obran sobre las estructuras con su intensidad máxima
a) Las acciones permanentes son las que obran en forma continua sobre la
estructura y cuya intensidad varía poco con el tiempo. Las principales acciones
que pertenecen a esta categoría son: la carga muerta; el empuje estático de
suelos y de líquidos y las deformaciones y desplazamientos impuestos a la
estructura que varían poco con el tiempo, como los debidos a presfuerzo o a
movimientos diferenciales permanentes de los apoyos
b) Las acciones variables son las que obran sobre la estructura con una
intensidad que varía significativamente con el tiempo. Las principales acciones
que entran en esta categoría son: la carga viva; los efectos de temperatura;
las deformaciones impuestas y los hundimientos diferenciales que tengan una
intensidad variable con el tiempo, y las acciones debidas al funcionamiento de
maquinaria y equipo, incluyendo los efectos dinámicos que pueden presentarse
debido a vibraciones, impacto o frenado;Concreto
El concreto de resistencia normal empleado para fines estructurales puede ser
de dos clases: clase 1, con peso volumétrico en estado fresco superior a 22
kN/m³ (2.2t/m³) y clase 2 con peso volumétrico en estado fresco comprendido
entre 19 y 22 kN/m³ (1.9 y 2.2 t/m³).
Acero
Como refuerzo ordinario para concreto pueden usarse barras de acero y/o malla
de alambre soldado. Las barras serán corrugadas, con la salvedad que se
indica adelante, y deben cumplir con las normas
NMX-C-407-ONNCCE, NMX-B-294 o NMX-B-457; se tomarán en cuenta las restricciones
al uso de algunos de estos aceros incluidas en las presentes Normas. La malla
cumplirá con la norma NMX-B-290. Se permite el uso de barra lisa de 6.4 mm de diámetro (número 2) para
estribos donde así se indique en el texto de estas Normas, conectores de
elementos compuestos y como
refuerzo para fuerza cortante por fricción (sección 2.5.10). El acero de
presfuerzo cumplirá con las normas NMX-B-292 o
NMX-B-293.
Para elementos secundarios y losas apoyadas en
su perímetro, se permite el uso de barras que cumplan
con las normas NMX-B-18, NMX-B-32 y NMX-B-72. El módulo de elasticidad del
acero de refuerzo ordinario, Es , se supondrá igual a 2×105 MPa (2×106 kg/cm²)
y el de torones de presfuerzo se supondrá de 1.9×105 MPa (1.9×106 kg/cm²). En
el cálculo de resistencias se usarán los esfuerzos de fluencia mínimos, fy, establecidos en las normas citadas.
Criterio de durabilidad
La durabilidad será tomada en cuenta en el diseño, mediante ladeterminación de
la clasificación de exposición de acuerdo con la sección 4.2 y, para esa
clasificación, cumpliendo con los siguientes requisitos:
a) Calidad y curado del concreto, de acuerdo con las secciones 4.3 a 4.6;
b) Restricciones en los contenidos químicos, de acuerdo con la sección 4.8;
c) Recubrimiento, de acuerdo con la sección 4.9; y
d) Precauciones en la reacción álcali–agregado, de acuerdo con la sección 4.10.
Requisito complementario
Además de los requisitos especificados en la sección 4.1.1, el concreto sujeto
a la abrasión originada por tránsito (p.ej.pavimentos y pisos) satisfará los
requisitos de la sección 4.7.
Requisitos para concretos expuestos a sulfatos
Los concretos que estarán expuestos a soluciones o a suelos que contienen
concentraciones peligrosas de sulfatos serán hechos con cementos resistentes a
sulfatos y cumplirán con las relaciones agua–materiales cementantesmáximas y
las resistencias a compresión mínimas
presentadas en la tabla 4.2.
Requisitos adicionales para resistencia a la abrasión
En adición a los otros requisitos de durabilidad de esta sección, el concreto
para miembros sujetos a la abrasión proveniente del tránsito, tendrá una
resistencia a la compresión especificada no menor que el valor aplicable dado
en la tabla 4.3.En superficies expuestas a tránsito intenso, no se tomará como
parte de la sección resistente el espesor que pueda desgastarse. A éste se asignará una dimensión no menor de 15 mm, salvo
que la superficie expuesta se endurezca con algúntratamiento.
Restricciones sobre el ion cloruro para protección contra la corrosión
El contenido total del ion cloruro en el concreto, calculado o determinado,
basado en la mediciones del contenido de cloruros provenientes de los
agregados, del agua de mezclado y de aditivos no excederá los valores dado en
la tabla 4.4. Cuando se hacen pruebas para determinar el contenido de iones de
cloruro solubles en ácido, los procedimientos de ensayes se harán de acuerdo
con ASTM C 1152.
Restricción en el contenido de sulfato
El contenido de sulfato en el concreto al momento del colado, expresado como
el porcentaje del
peso de SO3 soluble en ácido con relación al peso de cemento, no será mayor que
5 por ciento.
Restricciones sobre otras sales
No se incorporarán al concreto otras sales a menos que se pueda mostrar que no
afectan adversamente la durabilidad.
Requisitos para el recubrimiento del
acero de refuerzo
Disposición general
El recubrimiento libre del acero de refuerzo
será el mayor de los valores determinados de las secciones 4.9.2 y 4.9.3, a
menos que se requieran recubrimientos mayores por resistencia al fuego.
Recubrimiento necesario en cuanto a la colocación del concreto
El recubrimiento y el detallado del
acero serán tales que el concreto pueda ser colocado y compactado adecuadamente
de acuerdo con la sección 14.3.6. El recubrimiento libre de toda barra de
refuerzo no será menor que su diámetro, ni menor que lo señalado a
continuación:
En columnas y trabes, 20 mm, en losas, 15 mm, y en cascarones, 10mm. Si las
barras forman paquetes, el recubrimiento libre, además, no será menor que 1.5
veces el diámetro de la barra más gruesa del paquete.
Recubrimiento para protección contra la corrosión
Cuando el concreto es colado en cimbras y compactado de acuerdo con la sección
14.3.6, el recubrimiento en vigas, trabes y contratrabes no será menor que el
valor dado en la tabla 4.5, de acuerdo con la clasificación de exposición y la
resistencia especificada del concreto. En losas, muros y
elementos prefabricados el recubrimiento no será menor de 0.75 veces los
indicados en la tabla 4.5, según corresponda, y no menor de 0.5 veces los
mismos valores para el caso de cascarones.
Reacción álcali–agregado
Se deben tomar precauciones para minimizar el riesgo de daño estructural debido
a la reacción álcali–agregado.
Recomendaciones de construcción y materiales
Cimbra
Toda cimbra se construirá de manera que resista las acciones a que pueda estar
sujeta durante la construcción, incluyendo las fuerzas
causadas por la colocación, compactación y vibrado del concreto. Debe ser lo suficientemente
rígida para evitar movimientos y deformaciones excesivos; y suficientemente
estanca para evitar el escurrimiento del mortero. En
su geometría se incluirán las contraflechas prescritas en el proyecto.
Inmediatamente antes del colado deben limpiarse los
moldes cuidadosamente. Si es necesario se dejarán registros
en la cimbra para facilitar su limpieza. La cimbra de madera o de algún otro material absorbente debe
estar húmeda duranteun período mínimo de dos horas antes del colado. Se recomienda cubrir los moldes
con algún lubricante para protegerlos y facilitar el descimbrado. La cimbra
para miembros de concreto presforzado deberá diseñarse y construirse de tal manera que permita el movimiento del elemento sin provocar daño durante la
transferencia de la fuerza de presfuerzo.
Descimbrado
Todos los elementos estructurales deben permanecer cimbrados el tiempo
necesario para que el concreto alcance la resistencia suficiente para soportar su peso
propio y otras cargas que actúen durante la construcción, así como para evitar que las deflexiones
sobrepasen los valores fijados en el Título Sexto del Reglamento. Los elementos
de concreto presforzado deberán permanecer cimbrados hasta que la fuerza de
presfuerzo haya sido aplicada y sea tal que, por lo
menos, permita soportar el peso propio del
elemento y las cargas adicionales que se tengan inmediatamente después del descimbrado.
Acero
El acero de refuerzo y especialmente el de presfuerzo y los ductos de
postensado deben protegerse durante su transporte,
manejo y almacenamiento. Inmediatamente antes de su colocación se revisará que
el acero no haya sufrido algún daño, en especial, después de un
largo período de almacenamiento. Si se juzga necesario, se
realizarán ensayes mecánicos en el acero dudoso. Al
efectuar el colado el acero debe estar exento de grasa, aceites, pinturas,
polvo, tierra, oxidación excesiva y cualquier sustancia que reduzca su
adherencia con el concreto. A excepción deluso
de recubrimientos epóxicos y lodos bentoníticos.
No deben doblarse barras parcialmente ahogadas en concreto, a menos que se
tomen las medidas para evitar que se dañe el concreto vecino.
Todos los dobleces se harán en frío, excepto cuando el Corresponsable en
Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera
de Corresponsable, permita calentamiento, pero no se admitirá que la
temperatura del acero se eleve a más de la que corresponde a un color rojo café
(aproximadamente 803 K [530 °C]) si no está tratado en frío, ni a más de 673 K
(400 °C) en caso contrario. No se permitirá que el enfriamiento sea rápido. Los
tendones de presfuerzo que presenten algún doblez concentrado no se deben
tratar de enderezar, sino que se rechazarán. El acero debe sujetarse en su
sitio con amarres de alambre, silletas y separadores, de resistencia, rigidez
y en número suficiente para impedir movimientos durante el colado. Los paquetes
de barras deben amarrarse firmemente con alambre. Antes de
colar debe comprobarse que todo el acero se ha colocado en su sitio de acuerdo
con los planos estructurales y que se encuentra correctamente sujeto.
Control en la obra
El acero de refuerzo ordinario se someterá al control siguiente, por lo que se refiere
al cumplimiento de la respectiva Norma Mexicana. Para cada tipo de barras
(laminadas en caliente o torcidas en frío) se procederá como sigue
De cada lote de 100 kN (10 toneladas) o fracción, formado por barras de una
misma marca, un mismo grado, un mismodiámetro y correspondientes a una misma
remesa de cada proveedor, se tomará un espécimen para ensaye de tensión y uno
para ensaye de doblado, que no sean de los extremos de barras completas; las
corrugaciones se podrán revisar en uno de dichos especímenes. Si algún espécimen presenta defectos superficiales, puede
descartarse y sustituirse por otro. Cada lote definido
según el párrafo anterior debe quedar perfectamente identificado y no se
utilizará en tanto no se acepte su empleo con base en resultados de los
ensayes. Éstos se realizarán de acuerdo con la norma
NMX-B-172. Si algún espécimen no cumple con los requisitos de tensión
especificados en la norma, se permitirá repetir la
prueba como se
señala en la misma norma. En sustitución del control de obra, el Corresponsable
en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se
requiera Corresponsable, podrá admitir la garantía escrita del fabricante de
que el acero cumple con la norma correspondiente; en su caso, definirá la forma
de revisar que se cumplan los requisitos adicionales para el acero,
establecidos en el inciso 7.1.5.b.
Extensiones futuras
Todo el acero de refuerzo, así como las placas y, en general,
todas las preparaciones metálicas que queden expuestas a la intemperie con el
fin de realizar extensiones a la construcción en el futuro, deberán protegerse
contra la corrosión y contra el ataque de agentes externos.
Concreto
La calidad y proporciones de los materiales componentes del
concreto serán tales que se logren la resistencia,rigidez y durabilidad necesarias. La calidad de todos los
materiales componentes del
concreto deberá verificarse antes del
inicio de la obra y también cuando exista sospecha de cambio en las
características de los mismos o haya cambio de las fuentes de suministro. Esta
verificación de calidad se realizará a partir de muestras tomadas del sitio de suministro o del almacén del
productor de concreto. El Corresponsable en Seguridad Estructural, o el
Director Responsable de Obra, cuando no se requiera Corresponsable, en lugar de
esta verificación podrá admitir la garantía del fabricante del concreto de que
los materiales fueron ensayados en un laboratorio acreditado por la entidad de
acreditación reconocida en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y
Normalización, y que cumplen con los requisitos establecidos en la sección
1.5.1 y los que a
continuación se indican. En cualquier caso podrá ordenar la
verificación de la calidad de los materiales cuando lo juzgue procedente.
Los materiales pétreos, grava y arena, deberán cumplir con los requisitos de la
norma NMX-C-111, con las modificaciones y adiciones de
la tabla 14.1.
Elaboración del concreto
El concreto podrá ser dosificado en una planta central y transportado a la obra
en camiones revolvedores, o dosificado y mezclado en una planta central y
transportado a la obra en camiones agitadores, o bien podrá ser elaborado
directamente en la obra; en todos los casos
deberá cumplir con los requisitos de elaboración que aquí se indican. La
dosificación establecidano deberá alterarse, en especial, el contenido de agua.
El concreto clase 1, premezclado o hecho en obra, deberá ser elaborado en una
planta de dosificación y mezclado de acuerdo con los requisitos de elaboración
establecidos en la norma NMX-C-403. El concreto clase
2, si es premezclado, deberá satisfacer los requisitos de elaboración de la norma NMX-C-155. Si es hecho en obra,
podrá ser dosificado en peso o en volumen, pero deberá ser mezclado en una
revolvedora mecánica, ya que no se permitirá la mezcla manual de concreto
estructural.
Requisitos y control del concreto fresco
Al concreto en estado fresco, antes de su colocación en las cimbras, se le
harán pruebas para verificar que cumple con los requisitos de revenimiento y
peso volumétrico. Estas pruebas se realizarán al concreto muestreado en obra,
con las frecuencias de la tabla 14.2 como mínimo. El revenimiento será
el mínimo requerido para que el concreto fluya a través de las barras de
refuerzo y para que pueda bombearse en su caso, así como para lograr un
aspecto satisfactorio. El revenimiento nominal de los concretos no será mayor
de 120 mm. Para permitir la colocación del concreto en condiciones difíciles, o
para que pueda ser bombeado, se autoriza aumentar el revenimiento nominal hasta
un máximo de 180 mm, mediante el uso de aditivo superfluidificante, de manera
que no se incremente el contenido unitario de agua. En tal caso, la
verificación del revenimiento se realizará en la obra antes y después de
incorporar el aditivo superfluidificante,comparando con los valores nominales
de 120 y 180 mm, respectivamente.
Transporte
Los métodos que se empleen para transportar el concreto serán tales que eviten
la segregación o pérdida de sus ingredientes.
Colocación y compactación
Antes de efectuar un colado deben limpiarse los
elementos de transporte y el lugar donde se va a depositar el concreto. Los
procedimientos de colocación y compactación serán tales que aseguren una
densidad uniforme del
concreto y eviten la formación de huecos.
El lugar en el que se colocará el concreto deberá cumplir con lo siguiente:
a) Estar libre de material suelto como partículas de roca, polvo, clavos,
tornillos, tuercas, basura, etc.;
b) Los moldes que recibirán al concreto deben estar firmemente sujetos;
c) Las superficies de mampostería que vayan a estar en contacto con el concreto
deberán humedecerse previamente al colado;
d) El acero de refuerzo deberá estar completamente limpio y adecuadamente
colocado y sujeto; y
e) No deberá existir agua en el lugar del colado, a menos que se hayan tomado
las medidas necesarias para colar concreto en agua. De ninguna manera se
permitirá la colocación de concreto contaminado con materia orgánica. El
concreto se vaciará en la zona del molde donde vaya a quedar en
definitiva y se compactará con picado, vibrado o apisonado. No se permitirá
trasladar el concreto mediante el vibrado.
Temperatura
Cuando la temperatura ambiente durante el colado o
poco después sea inferior a 278 K (5 °C), se tomarán las precauciones
especialestendientes a contrarrestar el descenso en resistencia y el retardo en endurecimiento, y
se verificará que estas características no hayan sido desfavorablemente
afectadas.
Morteros aplicados neumáticamente
El mortero aplicado neumáticamente satisfará los requisitos de compacidad, resistencia
y demás propiedades que especifique el proyecto. Se aplicará
perpendicularmente a la superficie en cuestión, la cual deberá estar limpia y
húmeda.
Curado
El concreto debe mantenerse en un ambiente húmedo por
lo menos durante siete días en el caso de cemento ordinario y tres días si se
empleó cemento de alta resistencia
inicial. Estos lapsos se aumentarán si la temperatura desciende a menos de 278
K (5 °C); en este caso también se observará lo
dispuesto en la sección 14.3.7. Para acelerar la adquisición de resistencia
y reducir el tiempo de curado, puede usarse el curado con vapor a alta presión,
vapor a presión atmosférica, calor y humedad, o algún otro proceso que sea
aceptado. El proceso de curado que se aplique debe producir concreto cuya
durabilidad sea por lo menos equivalente a la obtenida con curado en ambiente
húmedo prescrito en el párrafo anterior.
Juntas de colado
Las juntas de colado se ejecutarán en los lugares y con la forma que indiquen
los planos estructurales. Antes de iniciar un colado
las superficies de contacto se limpiarán y saturarán con agua. Se tomará especial cuidado en todas las juntas de columnas y muros
en lo que respecta a su limpieza y a la remoción de material suelto o poco
compacto.PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIONES
El desplante de la cimentación se hará a la profundidad señalada en el estudio
de mecánica de suelos. Sin embargo, deberá tenerse en cuenta cualquier
discrepancia entre las características del suelo encontradas a esta
profundidad y las consideradas en el proyecto, para que, de ser necesario, se
hagan los ajustes correspondientes. Se tomarán todas las medidas necesarias
para evitar que en la superficie de apoyo de la cimentación se presente
alteración del
suelo durante la construcción por saturación o remoldeo. Las
superficies de desplante estarán libres de cuerpos extraños o sueltos.
En el caso de elementos de cimentación de concreto reforzado
se aplicarán procedimientos de construcción que garanticen el recubrimiento
requerido para proteger el acero de refuerzo. Se
tomarán las medidas necesarias para evitar que el propio suelo o cualquier
líquido o gas contenido en él puedan atacar el concreto o el acero.
Asimismo, durante el colado se evitará que el concreto se mezcle o contamine
con partículas de suelo o con agua freática, que puedan afectar sus
características de resistencia o durabilidad
Excavaciones
Cuando las separaciones con las colindancias lo permitan, las excavaciones
podrán delimitarse con taludes perimetrales cuya pendiente se evaluará a partir
de un análisis de estabilidad de acuerdo con el Capítulo 5. Si por el
contrario, existen restricciones de espacio y no son aceptables taludes
verticales debido a las características delsubsuelo, se recurrirá a un sistema
de soporte constituido por ademes, tablaestacas o muros colados en el lugar
apuntalados o retenidos con anclas instaladas en suelos firmes. En todos los
casos deberá lograrse un control adecuado del flujo de agua en el
subsuelo y seguirse una secuela de excavación que minimice los movimientos de
las construcciones vecinas y servicios públicos.
Control del flujo de
agua
Cuando la construcción de la cimentación lo requiera, se controlará el flujo del agua en el subsuelo del
predio mediante bombeo, tomando precauciones para limitar los efectos
indeseables del
mismo en el propio predio y en los colindantes.
Revisión de cimentación existente y propuesta de reforzamiento
RECIMENTACIONES
La recimentación de una estructura, en su estado actual o con vista a una
ampliación o remodelación de la misma, será obligatoria cuando existan
evidencias observacionales o analíticas que indiquen que la cimentación en su
estado actual o futuro no cumple con las presentes Normas. La recimentación o
renivelación podrá ser exigida en el caso de construcciones que hayan sido
dictaminadas como
inseguras y riesgosas para las construcciones vecinas y/o los servicios
públicos.
Los trabajos de recimentación o de renivelación deberán basarse en un estudio estructural y de mecánica de suelos formal. En el caso de una recimentación, se verificará la adecuación de la
estructuración y de la nueva cimentación. Los elementos de cimentación
agregados a los existentes deberán ser precargadospara asegurar su trabajo
conjunto con el resto de la cimentación.
Los trabajos de recimentación o de renivelación deberán realizarse por etapas
de tal forma que, en cualquier instante de la construcción y posteriormente a
ella, no se ponga en peligro la seguridad ni se causen daños en la propia
construcción, en las construcciones adyacentes y/o en los servicios públicos.
PROBLEMÁTICA ACTUAL Y PROPUESTA DE RECIMENTACIÓN
Se me contrato para realizar el diseño estructural de la vivienda de 3 niveles
ubicada en Chuburna Puerto, dado las descargas resultantes y el tipo de suelo
el cual no admite descargas muy grandes, la cimentación propuesta es a base de
zapatas aisladas, las cuales se deberán desplantaran en un estrato resistente
con una capacidad de carga admisible q adm≥ 2kg/cm2. Dicho estrato en la
costa es conocido como
conchuela, y según el estudio de mecánica de suelos se encuentra a una
profundidad promedio de 3m.
Sin embargo, dadas las condiciones actuales de la cimentación existente, no
todas las zapatas tienen la suficiente superficie para
transmitir adecuadamente las solicitaciones de la estructura en el estrato en
el que se encuentran desplantadas, el cual no llega a la profundidad necesaria
de 3m y por lo tanto no tienen la suficiente capacidad de carga admisible.
(FOTO 1)
Al no cumplir con los requisitos antes descritos, se propone hacer nuevas zapatas y cubrir la superficie de desplante necesaria
considerando una q adm≥ 1kg/cm2, despreciando las zapatasexistentes. Esto
debido a lo siguiente
 Aun que se cuenta con los estudio de mecánica de suelos, al haber
desalojado el material para hacer la cimentación existente, los niveles de
perdieron por no tener un buen control de obra, y los datos actuales son
imprecisos, poniendo en duda si la capacidad de carga del estrato en el que se
encuentra desplantada la cimentación es suficientes para las solicitudes
requeridas.
˜ Según los datos recabados en obra, los refuerzos
en las zapatas resultan insuficientes.
˜ Según datos recabados en obra, la zapata se coló
en dos etapas y esto crea una junta fría muy ineficiente.
˜ Colocaron el refuerzo a mitad de peralte, por lo
cual lo hace ya no se considere todo el peralte efectivo.
˜ Existen incertidumbre en cuando a la calidad del concreto y su resistencia.
˜ Se realizaron sondeos y la zapatas llegan hasta el
manto freático, el cual confundieron con la conchuela. Este
nivel está sujeto a las variaciones volumétricas debido al cambio de saturación
ocasionado por la oscilación de la marea, pudiendo originar asentamientos
diferenciales.
Se exceptuaran el forjado de nuevas zapatas en los
casos cuyas descargas en el estrato de desplante con la superficie actual no
tengan una descarga mayor a 1kg/cm2.
REVISIÓN DE COLUMNAS Y DADOS
Las columnas se revisaron con el armado existente que consta de 4 varillas ½” y
considerando una sección de 25x25cm. Se reviso para las diferentes descargas
criticas y con su respectivo factor de carga, que en este caso al estar sujeto
a cargasgravitacionales y cargas variables es igual a F.C 1.4.
Los criterios utilizados para dichas revisiones fueron los del
ACI para columnas cortas considerando un factor reductivo por excentricidad y
por el RDF con los criterios de flexocompresion. La sección resulto efectiva
revisándolo con un concreto con f’c=250kg/cm2, sin embargo hay que añadirle la
cantidad de estribos especificada de alambrón de ¼ @ 10cm, esto por requisito
de pandeo de barras, señalo estos porque el armado actual es de estribos de
alambrón ¼ @ 20cm. La sección final propuesta fue circular de 31 cm de
diámetro, esto servirá como recubrimiento y cubrirá los criterios de
durabilidad. Igualmente se reviso que el acero fuera mayor
que el acero mínimo requerido por el reglamento. (FOTO 3)
Los dados fueron revisados con los mismos criterios de diseño antes descritos,
con la salvedad en la sección que se considero de 40x40cm y 6 varillas ½” y un
concreto con f’c=200kg/cm2, despreciando la sección de concreto restante y
considerándolo como recubrimiento, así como 2 varillas 3/8” ya que se observo
que no están debidamente ancladas a la zapata. Cabe señalar que en este caso no cumplió con los requisitos de pandeo lateral de
barras por la distribución de estribos. Sin embargo, en cuanto a la resistencia,
tienen la suficiente capacidad para resistir las descargas de las columnas, por
lo tanto no requieren refuerzo adicional. (FOTO 2 - FOTO 3 - FOTOS 4)
Se recalca que en cuanto la resistencia
del concreto para el caso de los dados y
zapatas, se calculo segúndatos recabados en obra y cualquier déficit me
deslindo de responsabilidades, así como
en el caso en que no se respeten los resultados de esta memoria de cálculo.
Todos los vicios ocultos en la obra que den como resultado algún
daño en el proyecto será responsabilidad de los dueños.
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA EL
REFORZAMIENTO DE LAS ZAPATAS.
En el caso en que las zapatas resulten ineficientes
según los cálculos estructurales, estas servirán solo como plantilla de desplantes, colando sobre
estas unas nuevas zapatas con el acero de refuerzo y dimensiones necesarias. Se
ciclopeara alrededor de las zapatas existentes hasta
alcanzar la superficie de desplante de las nuevas dimensiones de la zapata. Se
escarificara los dados existentes hasta el nivel de acero de refuerzo y se
adjuntaran los varillas requeridas por flexión en el lecho del dado (ver
detalle en croquis anexos). Es importante notar que el trabajo se tiene que
hacer sin contratiempos y zapata por zapata, es decir,
se escarificara un dado y se le colocará el refuerzo de la zapata pasando a su
posterior colado, para después pasar a la siguiente zapata. Se añadirá
antioxidante en el acero de refuerzo expuesto de los dados por posible
contaminación de sulfatos existentes de manera severa en los ambientes marinos. (FOTOS 4)
REFORZAMIENTOS EXTRAORDINARIOS
 Se deberá demoler las cadenas coladas sobre los muretes existentes para
poder colar las trabes requeridas según los cálculos estructurales, ya que esas
cadenas no tienen la suficientes capacidad de parasoportar las cargas
transmitidas. (FOTO 5
 Se deberá reforzar los muretes existentes con una varilla de 3/8” en cada
block, esto para poder soportar los empujes ejercidos por la arena cuando
reciban cargas de compresión ya que los muros son sumamente ineficientes para
soportar cargas laterales. (FOTO 6
 Se deberá demoler el castillo al frente de la casa, ya que según se observa
está mal cimentado. (FOTO 7)
RECOMENDACIONES COMPLEMENTARIAS.
Debido a las incertidumbres descritas anteriormente en el proyecto y por
requerimiento constructivo, se proporcionan las siguientes recomendaciones, las
cuales eficientaran la durabilidad de la estructura, así como su
comportamiento.
˜ Se deberá utilizar aditivo para pegar concreto
viejo con concreto nuevo, para facilitar la adherencia entre el elemento
existente y el nuevo concreto
 Las varillas de refuerzo se recubrirán con antioxidante para proveer
posible futura corrosión propaga en las juntas frías.
˜ Debido a que la estructura se encuentra en un
ambiente marino, es recomendable recubrir las zapatas y dados con aditivo
contra ataque por sulfatos a la cual está expuesta el estructura por las sales
de la brisa marina.
˜ Se sugiere, mas no es obligatorio, cambiar las
bovedillas de concreto por bovedillas de poliestireno ya que disminuirá el peso
muerto de la estructura de manera no despreciable, previniendo un posible
asentamiento diferencial en la cimentación. Esto también ayudara a los dados y zapatas provocado por las incertidumbres de la calidad del concreto.
