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martes, 9 de noviembre de 2010
2.8.- Losas aligeradas
Se puede concebir la losa reticular o aligerada., que es una variante de la losa sólida, como un conjunto de viguetas que se cruzan, como espaciamientos cortos en relación con el claro; estas viguetas sirven de apoyo a una delgada losa superior. Los nichos o depresiones de la losa, la cuela a menudo con cimbras removibles o desechables, disminuyen el peso de la losa y permiten el uso de un peralte efectivo grande, sin la carga muerta correspondiente. Con este gran peralte se obtiene una estructura rígida. Las losas reticulares se usan por lo general cuando se demanda claros mayores de 10m.
Las losas reticulares pueden diseñarse ya sea como losas planas o como losas reforzadas en dos direcciones, dependiendo de cuales son precisamente los nichos o depresiones que se omiten para dar mayores áreas solidas.
Otra variación adicional de una losa reticular es la losa prefabricada en la que los huecos se obtienen con la colocación de ladrillos de terracota, cajones de concreto precolado u otros rellenadores, sobre el encofrado; y las varillas de refuerzo se colocan entre las varillas rellenadoras. Se cubren estas con concreto colado in si tu. La superficie interior de la losa puede ser palana o tener depresiones (Park, 1994).
La construcción de losa con casetones o aligerada se compone de viguetas que cubren claros en dos direcciones y se forman del mismo modo que las viguetas que cubren claros en una dirección, mediante cimbras de metal, plástico o cartón para producir los huecos entre las viguetas. El tipo de construcción con casetones más usados es la loza plana horizontal con casetones, en la que las partes macizas alrededor de los apoyos para columnas, se forman al omitir la cimbra que forma los huecos. En puntos de discontinuidad en la planta, como en grandes vanos o en bordes del edificio, en general se requiere formar vigas. Estas vigas se producen como proyecciones por debajo de los casetones, o se crean dentro de los mismo peraltes delos casetones, al omitir una hilera de las cimbras que forman los huecos.
Si se colocan vigas en todas las líneas de las columnas, la conexión es análoga a la losa maciza armada en dos direcciones con apoyos perimetrales. Con este sistema, no se requieren las porciones macizas alrededor de la columna, puesto que los casetones, por si mismos, no logran la transferencia del elevado cortante o la producción de los intensos momentos negativos en las columnas.
Las losas reticulares pueden diseñarse ya sea como losas planas o como losas reforzadas en dos direcciones, dependiendo de cuales son precisamente los nichos o depresiones que se omiten para dar mayores áreas solidas.
Otra variación adicional de una losa reticular es la losa prefabricada en la que los huecos se obtienen con la colocación de ladrillos de terracota, cajones de concreto precolado u otros rellenadores, sobre el encofrado; y las varillas de refuerzo se colocan entre las varillas rellenadoras. Se cubren estas con concreto colado in si tu. La superficie interior de la losa puede ser palana o tener depresiones (Park, 1994).
La construcción de losa con casetones o aligerada se compone de viguetas que cubren claros en dos direcciones y se forman del mismo modo que las viguetas que cubren claros en una dirección, mediante cimbras de metal, plástico o cartón para producir los huecos entre las viguetas. El tipo de construcción con casetones más usados es la loza plana horizontal con casetones, en la que las partes macizas alrededor de los apoyos para columnas, se forman al omitir la cimbra que forma los huecos. En puntos de discontinuidad en la planta, como en grandes vanos o en bordes del edificio, en general se requiere formar vigas. Estas vigas se producen como proyecciones por debajo de los casetones, o se crean dentro de los mismo peraltes delos casetones, al omitir una hilera de las cimbras que forman los huecos.
Si se colocan vigas en todas las líneas de las columnas, la conexión es análoga a la losa maciza armada en dos direcciones con apoyos perimetrales. Con este sistema, no se requieren las porciones macizas alrededor de la columna, puesto que los casetones, por si mismos, no logran la transferencia del elevado cortante o la producción de los intensos momentos negativos en las columnas.
Losas aligeradas o reticulares
Las construcciones comunes con casetones son de baja resistencia al fuego.
El sistema es adecuado para situaciones en que se producen cargas ligeras, claros de mediano a largo, entre columnas aproximadamente cuadrados, y un numero razonable de varios claros en cada dirección. (Parker et al, 2001).
Literatura citada:
Parker y Ambrose, 2001, Diseño de Concreto Reforzado, Limusa Wiley, tercera edición, pág.176.
Park, 1994, Introducción al Diseño de concreto reforzado, Alfa omega, 4ta edición, Pág. 355
2.7.- Losas planas
Las losas planas son aquellas que se apoyan directamente sobre las columnas, sin la intermediación de vigas, pueden tener ampliaciones en las columnas o en la losa o ser de peralte uniforme; en este caso se denominan placas planas. También pueden ser macizas o aligeradas.
Las ampliaciones de las columnas en su parte superior se denominan capiteles. Tienen por función principal aumentar el perímetro de la sección crítica en cortante por penetración acción que rige para el dimensionamiento de losas planas.
El ábaco es una zona de la losa alrededor de la columna, con mayor peralte. Generalmente es cuadrado o rectangular y se recomienda que sus dimensiones en planta no sean menores que un sexto del claro en la dirección considerada a cada lado del eje de columnas. La proyección del ábaco debe tener un mínimo de peralte por lo menos de 1.3 veces el peralte efectivo de la losa y el máximo que sea a lo sumo 1.5 veces dicho peralte. El ábaco tiene por función aumentar el peralte de la losa en la zona en el que se presenta el mayor momento flexionante y el cortante es crítico.
Para fines de diseño, se acostumbra dividir las losas planas en franjas. En cada tablero se distinguen tres franjas. Una franja central de ancho igual a la mitad del claro del tablero y dos franjas extremas o franjas de columnas, cuyo ancho es la cuarta parte de dicho claro. La división en franjas se hace en las dos direcciones del tablero.
Las losas planas pueden fallar en cortante por penetración debido a la columna dentro de la losa, o por flexión. (González Cuevas, 2005).
Las ampliaciones de las columnas en su parte superior se denominan capiteles. Tienen por función principal aumentar el perímetro de la sección crítica en cortante por penetración acción que rige para el dimensionamiento de losas planas.
El ábaco es una zona de la losa alrededor de la columna, con mayor peralte. Generalmente es cuadrado o rectangular y se recomienda que sus dimensiones en planta no sean menores que un sexto del claro en la dirección considerada a cada lado del eje de columnas. La proyección del ábaco debe tener un mínimo de peralte por lo menos de 1.3 veces el peralte efectivo de la losa y el máximo que sea a lo sumo 1.5 veces dicho peralte. El ábaco tiene por función aumentar el peralte de la losa en la zona en el que se presenta el mayor momento flexionante y el cortante es crítico.
Para fines de diseño, se acostumbra dividir las losas planas en franjas. En cada tablero se distinguen tres franjas. Una franja central de ancho igual a la mitad del claro del tablero y dos franjas extremas o franjas de columnas, cuyo ancho es la cuarta parte de dicho claro. La división en franjas se hace en las dos direcciones del tablero.
Las losas planas pueden fallar en cortante por penetración debido a la columna dentro de la losa, o por flexión. (González Cuevas, 2005).
Losas planas con capitel y sin capitel
Las losas se pueden dividir en dos categorías generales: losas sin vigas y losas apoyadas en vigas situados a los lados de cada panel. Las losas sin vigas, quedan descritas como placas o losas planas. La placa pana consiste de una losa de espesor uniforme apoyada directamente sobre columnas. La losa plana se caracteriza por capiteles en el tope de la columna y por tableros deprimidos, o áreas engrosadas alrededor de cada columna.
La losa plana se escoge con frecuencia para estructuras industriales fuertemente cargadas, y para aquellos casos en que son necesarios mayores claros.
La primera losa plana se construyó en 1906 en Minneapolis, Minesota, aunque no se contaban con los cálculos previos necesarios. (Park, 1994).
Literatura citada:
Park, 1994, Introducción al Diseño de concreto reforzado, Alfa omega, 4ta edición, Pág. 357
González Cuevas, 2005, Concreto Reforzado, Limusa, tercera edición, pg. 534
La losa plana se escoge con frecuencia para estructuras industriales fuertemente cargadas, y para aquellos casos en que son necesarios mayores claros.
La primera losa plana se construyó en 1906 en Minneapolis, Minesota, aunque no se contaban con los cálculos previos necesarios. (Park, 1994).
Literatura citada:
Park, 1994, Introducción al Diseño de concreto reforzado, Alfa omega, 4ta edición, Pág. 357
González Cuevas, 2005, Concreto Reforzado, Limusa, tercera edición, pg. 534
2.6.- Losas macizas
Las losas son elementos estructurales cuyas dimensiones en planta son relativamente grandes en comparación con su peralte. Las acciones sobre las losas son cargas normales a su plano. El tipo de losa más sencillo es aquella que está apoyada sobre vigas o muros paralelos en dos de sus lados quedando libres en los otros dos y trabajan únicamente en la dirección perpendicular a los apoyos. Estos apoyos pueden ser vigas principales de un marco, vigas secundarias o muros.
Cuando la relación entre el lado largo y el lado corto de estos tableros es mayor que dos, las losas se pueden diseñar como las losas en una dirección aunque estén apoyadas en realidad en sus otros lados.
Las losas en una dirección se comportan esencialmente como vigas.
Las losas apoyadas perimetralmente son aquellas que están apoyadas sobre vigas o muros en sus cuatro lados, y por lo tanto trabajan en dos direcciones. Estas losas se deforman bajo cargas normales en forma de curvatura doble.
Las losas apoyadas perimetralmente forman parte, de sistemas estructurales integrados por columnas, vigas y losas. (Cuevas, 2005).
Las losas se pueden apoyar solo en dos de sus lados opuestos, caso en que la acción estructural de la losa es fundamentalmente en una dirección.
Si a una losa rectangular simplemente apoyada en la extensión de sus dos lados largos opuestos y libre de de cualquier soporte a lo largo de los dos bordes cortos se le aplica una carga uniformemente distribuida en su superficie, esta se deformará en forma de cilindro
La losa con acción en dos direcciones se soporta a lo largo de sus cuatro bordes por vigas monolíticas de concreto relativamente altas y rígidas, por muros o por vigas maestras de acero. Cuando se aplica la carga, estas losas se deflectan para conformar una superficie en forma de plato. Este tipo de losa debe de reforzarse en sus dos direcciones. (Arthur, 2001)
Literatura citada:
González Cuevas, 2005, Concreto Reforzado, Limusa, tercera edición, pg. 533 y 555.
Arthur H. Nilson, 2001, Diseño de Estructuras de Concreto, Mc. Graw Hill, duodecima edición, pag. 362.
Cuando la relación entre el lado largo y el lado corto de estos tableros es mayor que dos, las losas se pueden diseñar como las losas en una dirección aunque estén apoyadas en realidad en sus otros lados.
Las losas en una dirección se comportan esencialmente como vigas.
Las losas apoyadas perimetralmente son aquellas que están apoyadas sobre vigas o muros en sus cuatro lados, y por lo tanto trabajan en dos direcciones. Estas losas se deforman bajo cargas normales en forma de curvatura doble.
Las losas apoyadas perimetralmente forman parte, de sistemas estructurales integrados por columnas, vigas y losas. (Cuevas, 2005).
Las losas se pueden apoyar solo en dos de sus lados opuestos, caso en que la acción estructural de la losa es fundamentalmente en una dirección.
Si a una losa rectangular simplemente apoyada en la extensión de sus dos lados largos opuestos y libre de de cualquier soporte a lo largo de los dos bordes cortos se le aplica una carga uniformemente distribuida en su superficie, esta se deformará en forma de cilindro
La losa con acción en dos direcciones se soporta a lo largo de sus cuatro bordes por vigas monolíticas de concreto relativamente altas y rígidas, por muros o por vigas maestras de acero. Cuando se aplica la carga, estas losas se deflectan para conformar una superficie en forma de plato. Este tipo de losa debe de reforzarse en sus dos direcciones. (Arthur, 2001)
Literatura citada:
González Cuevas, 2005, Concreto Reforzado, Limusa, tercera edición, pg. 533 y 555.
Arthur H. Nilson, 2001, Diseño de Estructuras de Concreto, Mc. Graw Hill, duodecima edición, pag. 362.
2.5.- Vigas
Cuando un miembro relativamente esbelto soporta cargas que están aplicadas perpendicularmente a su eje longitudinal el miembro se denomina viga.
Se dice que una viga es estáticamente determinada si todas sus reacciones exteriores pueden calcularse usando solamente las ecuaciones de la estática. Se dice que una viga es estáticamente indeterminada si tiene tres componentes reactivas desconocidas en los apoyos.
Las vigas también pueden clasificarse de acuerdo con sus condiciones de apoyo:
Se dice que una viga es estáticamente determinada si todas sus reacciones exteriores pueden calcularse usando solamente las ecuaciones de la estática. Se dice que una viga es estáticamente indeterminada si tiene tres componentes reactivas desconocidas en los apoyos.
Las vigas también pueden clasificarse de acuerdo con sus condiciones de apoyo:
- Vigas simplemente apoyadas: Las reacciones de las vigas ocurren en sus extremos.
- Vigas en voladizo: un extremo de la viga esta fijo para impedir la rotación, este tipo de viga también se llama con un extremo empotrado.
- Vigas en voladizo: uno o ambos extremos de la viga sobresalen de los apoyos.
- Vigas continuas: una viga estáticamente indeterminada que se extiende sobre tres o más apoyos.
La carga consiste en las fuerzas aplicadas que actúan sobre la viga. Esta puede provenir del propio peso de la viga o de otras fuerzas. Existen cinco tipos básicos de cargas:
- Sin carga. La misma viga se considera sin peso y solo actúan otras cargas.
- Carga concentrada. Una carga aplicada sobre un área relativamente pequeña.
- Carga uniformemente distribuida: la carga esta igualmente distribuida sobre una porción de longitud de la viga.
- Carga variable: la carga varía en intensidad de un lugar a otro.
- Par: esta es una torsión aplicada a una viga en alguna parte. (Fitzgerald, 1996)
Las vigas son usualmente miembros horizontales rectos usados principalmente para soportar cargas verticales.
Vigas perfil 1
La mayoría de las veces, las vigas se diseñan principalmente para resistir el momento flexionante; sin embargo si es corta y soporta grandes cargas, la fuerza cortante interna puede resultar muy grande y ser la que determine el diseño.
Cuando el material usado para la construcción es de acero o aluminio, la sección transversal más eficiente es el IR. Aquí, las fuerzas desarrolladas en los patines superior e inferior de la viga forman el par necesario usado para resistir el momento M aplicado, mientras que el alma es efectiva para resistir la fuerza cortante V aplicada.
Cuando se requiere que la viga tenga un claro muy grande y las cargas aplicadas son bastante grandes, la sección transversal puede tomar la forma de una trabe armada.
Las vigas de concreto generalmente tienen secciones transversales rectangulares, ya que es fácil construir esta forma directamente en la obra. Como el concreto es bastante débil en su resistencia a la tensión, se cuelan dentro de la viga barras de refuerzo en las regiones dela sección transversal sometidas a tensión. (Hibbeler, 1997).
Literatura citada:
Fitzgerald, 1996, Mecánica de materiales, Alfaomega, edición revisada, pág.70.
Hibbeler, 1997, Construcción de concreto, Alfaomega, 3era edición, pág. 33
2.4.- Columnas
Las columnas de concreto se presentan, con mayor frecuencia, como elementos verticales de apoyo en una estructura generalmente hecha de concreto.
Las columnas de concreto colada in si tu pueden ser:
Las columnas de concreto colada in si tu pueden ser:
- Columnas cuadradas con refuerzo zunchado.
- Columnas oblongas con refuerzo zunchado.
- Columnas redondas con refuerzo zunchado.
- Columnas redondas con refuerzo en espiral.
- Columnas con geometría L o T, Octogonales entre otras con refuerzo zunchado o espiral.
En las columnas zunchadas, el refuerzo longitudinal se mantiene en su lugar mediante zunchos cerrados hechos con varillas de refuerzo de diámetro pequeño comúnmente del No. 3 o 4.
Las columnas con refuerzo en espiral son aquellas en las que el refuerzo longitudinal se coloca dentro de un círculo, con todas las varillas encerradas por una espiral cilíndrica continua hecha con varilla de acero o alambre de acero de diámetro grande. El reglamento permite una carga un poco mayor sobre las columnas con refuerzo en espiral. (Parker et al., 2001).
Columna:
Son miembros estructurales verticales a compresión o a flexo compresión los cuales se encuentran generalmente formando parte de sistemas estructurales: marcos rígidos, marcos articulados, etc.
Sus funciones principales son: servir de apoyo a vigas cargadas, o apoyar directamente a la losa, transmitir la carga vertical de los pisos superiores hasta la cimentación, la cual uniformiza las cargas y las transmite al terreno de apoyo.
Columnas con capitel
Clasificación general:
- Su forma: cuadradas, rectangulares, circulares.
- Su material: Madera, acero, concreto reforzado (de estribos y zunchados).
- Su resistencia: columnas cortas, con efecto de esbeltez.
Comportamiento y modos de falla. Existen 2 modos principales de falla de elementos sujetos a flexo compresión.
- Falla en compresión: la falla se produce por aplastamiento del concreto, el acero del lado más comprimido fluye en tensión antes de que se produzca el aplastamiento del concreto en el lado opuesto, mas comprimido.
- Falla en tensión: se produce cuando el acero de un lado fluye en tensión antes de que se produzca el aplastamiento del concreto en el lado opuesto.
Recomendaciones para el dimensionamiento de columnas.
- Si la columna es circular d=25cm.
- Si es rectangular su lado menor =20 cm, pero con una área no menor de 600cm2.
Acero mínimo:
Pmin= 0.01
Pmax= 0.08
Que la relación entre el área del refuerzo vertical y el área de la sección transversal no sea menor de 20/fy.
Se recomienda usar 4 barras de acero en columnas rectangulares y 5 barras en columnas circulares como mínimo, con un diámetro nunca menor de 5/8”.
El acero longitudinal debe quedar firmemente armado para evitar flambeo.
Separación entre barras:
La separación libre entre las barras longitudinales no debe ser menor a 1.5 veces el diámetro de la barra mayor, 1.5 veces el tamaño del agregado, ni menor a 4cm.
Acero transversal
Este puede consistir en hélices o estribos.
Refuerzo en los extremos de las columnas:
Debido a los efectos del sismo que se consideran actúan en las juntas o nodos de las estructura se recomienda que:
La separación de estribos en los extremos de la columna debe ser ½ de la calculada, en un tramo a partir del nodo, este tramo debe de tener una longitud no menor de 1/6 la altura de la columna.
En ningún punto de la columna se deberá traslapar mas del 50% del acero longitudinal.
Clasificación de las columnas según la posición de la carga en la sección transversal:
- Columna con carga axial. Po
- Columna con momento uniaxial: Po, Mx ò My
- Columna con momento biaxial: Po, Mx y My
- Columna con efecto de esbeltez: Mx, My, Mz, Vx, Vy y Po. (Saldaña, 1999).
Literatura citada:
Parker y Ambrose, 2001, Diseño de Concreto Reforzado, Limusa Wiley, tercera edición, pág.188. Saldaña Guerrero, 1999, Manual de autoconstrucción, Limusa, 1era edición pág. 49
2.3 Cimentación superficial
La cimentación más común se compone de carpetas simples de concreto colocadas justo debajo del edificio. Debido a que la mayoría de los edificios penetran a poca distancia dentro el suelo, estas carpetas, llamadas zapatas, se clasifican en cimentaciones poco profundas o superficiales.
Las dos formas comunes de zapatas son:
Zapata corrida: se presentan en forma de franja y en general, se colocan simétricamente debajo del muro que soportan.
Las zapatas corridas o para muros se componen de franjas de concreto colocadas debajo de los muros, que consiste en una sección rectangular. Con respecto al esfuerzo en el suelo, la dimensión mas critica de la zapata es el ancho de su base.
A medida que se incrementa la carga sobre el muro, el incremento del ancho necesario de la zapata, para controlar el esfuerzo en el suelo, produce, a la larga, cortante y flexión transversales significativos en la zapata.
Zapata aislada: carpetas cuadradas simples que soportan una sola columna. Cuando las columnas están muy cercanas entre si o en el extremo del edificio, se pueden usar zapatas especiales que soportan mas de una columna.
Este tipo de zapata son generalmente de planta cuadrada, con refuerzo que consiste en dos juegos de varillas perpendiculares entre si. Este se conoce como refuerzo en dos direcciones. La columna se coloca, directamente, sobre el bloque de la zapata, o se apoya sobre un pedestal, o dado, que es un bloque ancho y corto sometido a compresión, que sirve para reducir el efecto penetrante sobre la zapata.
El diseño de una zapata aislada se basa en general en los siguientes aspectos:
Presión máxima del suelo: la carga total aplicada al suelo no debe ser mayor a su resistencia.
Control de asentamientos: seleccionar áreas de zapatas que garanticen un asentamiento uniforme.
Las dos formas comunes de zapatas son:
Zapata corrida: se presentan en forma de franja y en general, se colocan simétricamente debajo del muro que soportan.
Las zapatas corridas o para muros se componen de franjas de concreto colocadas debajo de los muros, que consiste en una sección rectangular. Con respecto al esfuerzo en el suelo, la dimensión mas critica de la zapata es el ancho de su base.
A medida que se incrementa la carga sobre el muro, el incremento del ancho necesario de la zapata, para controlar el esfuerzo en el suelo, produce, a la larga, cortante y flexión transversales significativos en la zapata.
Zapata aislada: carpetas cuadradas simples que soportan una sola columna. Cuando las columnas están muy cercanas entre si o en el extremo del edificio, se pueden usar zapatas especiales que soportan mas de una columna.
Este tipo de zapata son generalmente de planta cuadrada, con refuerzo que consiste en dos juegos de varillas perpendiculares entre si. Este se conoce como refuerzo en dos direcciones. La columna se coloca, directamente, sobre el bloque de la zapata, o se apoya sobre un pedestal, o dado, que es un bloque ancho y corto sometido a compresión, que sirve para reducir el efecto penetrante sobre la zapata.
El diseño de una zapata aislada se basa en general en los siguientes aspectos:
Presión máxima del suelo: la carga total aplicada al suelo no debe ser mayor a su resistencia.
Control de asentamientos: seleccionar áreas de zapatas que garanticen un asentamiento uniforme.
Zapata corrida
Tamaño de la columna: entre más grande sea la columna menores serán los esfuerzos.
Limite del esfuerzo cortante para el concreto. El peralte de la zapata se establece más arriba de lo que se requiere.
Esfuerzo por flexión y límites de las longitudes de anclaje en las varillas: se consideran con base en el momento que se genera en la zapata.
Espesor de la zapata para el anclaje del refuerzo de la columna: el espesor de la zapata debe ser suficiente para dar lugar a la longitud de anclaje necesaria de las varillas de las columnas.
(Parker et al., 2001).
Las cimentaciones superficiales son aquellas que soportan la carga de los edificios o construcciones a poca profundidad en comparación a las cimentaciones profundas como los pilotes o pilas.
Cimentaciones de piedra: se usa en construcciones ligeras, siempre y cuando la piedra sea resístete, maciza y sin poros para que ofrezca una adecuada adherencia al mortero de sus juntas.
Una buena cimentación de piedra es aquel que presenta un mínimo espesor de mortero entre juntas, poco o ningún hueco entre piedra y piedra y un ángulo ideal de 60 grados con respecto a la horizontal para transmitir la carga.
Zapata aislada: si la cimentación es para una columna, es recomendable que la cimentación sea de concreto armado. Es conveniente darle a la corona de la cimentación un mínimo de 30 cm y anclar la columna en el interior de la cimentación con una longitud de 2/3 de la altura del cimiento.
En terrenos poco firmes, es recomendable el empleo de trabes de liga, y no sobrepasar el ancho de cimentación de 1.5m, para evitar que la cimentación pese mas que la carga que recibe.
Zapata corrida: se utiliza cuando se trata de muros. La continuidad de la zapata se puede presentar en uno a en ambos sentidos.
Los rellenos posteriores, productos de la excavación, se recomiendan considerar la carga cuando se trate de excavaciones con profundidad considerable; en caso contrario se puede despreciar.
Zapata de colindancia: se caracteriza por tener un parámetro vertical para no invadir la propiedad vecina. Su cálculo es similar a la zapata corrida, solo que en estas cimentaciones se produce una excentricidad que será necesario calcular para evitar que la cimentación falle por volteo.
Cimentaciones de concreto ciclópeo: en terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paredes verticales y sin desprendimiento de tierra, la cimentación de concreto ciclópeo es recomendable por ser sencillo y económico.
El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños (entre 5 a 20 cm), al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras. Se recomienda una profundidad mínima de 60 cm, excepto en los terrenos rocosos. (Saldaña, 1999).
Literatura citada:
Parker y Ambrose, 2001, Diseño de Concreto Reforzado, Limusa Wiley, tercera edición, pág.211.
Saldaña Guerrero, 1999, Manual de autoconstrucción, Limusa, 1era edición pág. 141.
Limite del esfuerzo cortante para el concreto. El peralte de la zapata se establece más arriba de lo que se requiere.
Esfuerzo por flexión y límites de las longitudes de anclaje en las varillas: se consideran con base en el momento que se genera en la zapata.
Espesor de la zapata para el anclaje del refuerzo de la columna: el espesor de la zapata debe ser suficiente para dar lugar a la longitud de anclaje necesaria de las varillas de las columnas.
(Parker et al., 2001).
Las cimentaciones superficiales son aquellas que soportan la carga de los edificios o construcciones a poca profundidad en comparación a las cimentaciones profundas como los pilotes o pilas.
Cimentaciones de piedra: se usa en construcciones ligeras, siempre y cuando la piedra sea resístete, maciza y sin poros para que ofrezca una adecuada adherencia al mortero de sus juntas.
Una buena cimentación de piedra es aquel que presenta un mínimo espesor de mortero entre juntas, poco o ningún hueco entre piedra y piedra y un ángulo ideal de 60 grados con respecto a la horizontal para transmitir la carga.
Zapata aislada: si la cimentación es para una columna, es recomendable que la cimentación sea de concreto armado. Es conveniente darle a la corona de la cimentación un mínimo de 30 cm y anclar la columna en el interior de la cimentación con una longitud de 2/3 de la altura del cimiento.
En terrenos poco firmes, es recomendable el empleo de trabes de liga, y no sobrepasar el ancho de cimentación de 1.5m, para evitar que la cimentación pese mas que la carga que recibe.
Zapata corrida: se utiliza cuando se trata de muros. La continuidad de la zapata se puede presentar en uno a en ambos sentidos.
Los rellenos posteriores, productos de la excavación, se recomiendan considerar la carga cuando se trate de excavaciones con profundidad considerable; en caso contrario se puede despreciar.
Zapata de colindancia: se caracteriza por tener un parámetro vertical para no invadir la propiedad vecina. Su cálculo es similar a la zapata corrida, solo que en estas cimentaciones se produce una excentricidad que será necesario calcular para evitar que la cimentación falle por volteo.
Cimentaciones de concreto ciclópeo: en terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paredes verticales y sin desprendimiento de tierra, la cimentación de concreto ciclópeo es recomendable por ser sencillo y económico.
El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños (entre 5 a 20 cm), al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras. Se recomienda una profundidad mínima de 60 cm, excepto en los terrenos rocosos. (Saldaña, 1999).
Literatura citada:
Parker y Ambrose, 2001, Diseño de Concreto Reforzado, Limusa Wiley, tercera edición, pág.211.
Saldaña Guerrero, 1999, Manual de autoconstrucción, Limusa, 1era edición pág. 141.
2.2 Habilitado y colocación de acero de refuerzo
Para facilitar la fabricación en el taller y la colocación de las varillas de refuerzo, el proveedor prepara un conjunto de planos llamados planos de taller, donde se indican el número de dobleces, el número de cada tipo de varilla, etc.
Las varillas de refuerzo deben estar firmemente sujetas en su lugar durante el colado del concreto. Las varillas horizontales tienen que estar sostenidas para que queden separadas de las cimbras.
La colocación y la sujeción de las varillas se realizan gracias al uso de varios accesorios y a una gran cantidad de alambre para amarrar de calibre delgado. Cuando las superficies de concreto van a quedar expuestas después de ser coladas, corresponde al proyectista estar pendiente que muchos de los accesorios de uso común quedaran en parte en la superficie del concreto terminado.
La colocación del refuerzo puede ser simple y fácil de realizar, como en el caso de una zapata simple o de una sola viga, pero también puede ser extenso y complejo. Cuando las vigas se cortan entre si, o cuando las vigas cortan columnas, las varillas que se prolongan desde elementos distintos deben quedar traslapadas en la junta. (Parker et al., 2001).
El acero de refuerzo deberá de colocarse de acuerdo con lo indicado del proyecto, tomando en cuenta lo siguiente:
La separación libre entre varillas paralelas de una capa será igual al diámetro de las mismas o 1.3 veces el tamaño del agregado grueso, pero en ningún caso menor que 2.5 cm.
Cuando el refuerzo paralelo se coloque en dos o más capas superiores deberán colocarse directamente arriba de las que están en las capas inferiores, con una distancia libre entre dichas capas no menor de 2.5 cm.
En muros y losas nervadas, la separación del refuerzo principal no será mayor que tres veces el espesor del muro o de la losa, ni mayor de 45 cm.
Las varillas de refuerzo deben estar firmemente sujetas en su lugar durante el colado del concreto. Las varillas horizontales tienen que estar sostenidas para que queden separadas de las cimbras.
La colocación y la sujeción de las varillas se realizan gracias al uso de varios accesorios y a una gran cantidad de alambre para amarrar de calibre delgado. Cuando las superficies de concreto van a quedar expuestas después de ser coladas, corresponde al proyectista estar pendiente que muchos de los accesorios de uso común quedaran en parte en la superficie del concreto terminado.
La colocación del refuerzo puede ser simple y fácil de realizar, como en el caso de una zapata simple o de una sola viga, pero también puede ser extenso y complejo. Cuando las vigas se cortan entre si, o cuando las vigas cortan columnas, las varillas que se prolongan desde elementos distintos deben quedar traslapadas en la junta. (Parker et al., 2001).
El acero de refuerzo deberá de colocarse de acuerdo con lo indicado del proyecto, tomando en cuenta lo siguiente:
La separación libre entre varillas paralelas de una capa será igual al diámetro de las mismas o 1.3 veces el tamaño del agregado grueso, pero en ningún caso menor que 2.5 cm.
Cuando el refuerzo paralelo se coloque en dos o más capas superiores deberán colocarse directamente arriba de las que están en las capas inferiores, con una distancia libre entre dichas capas no menor de 2.5 cm.
En muros y losas nervadas, la separación del refuerzo principal no será mayor que tres veces el espesor del muro o de la losa, ni mayor de 45 cm.
Ejemplo de armado de acero En los elementos que van a estar a compresión con refuerzo helicoidal y anillos, la distancia libre entre varillas longitudinales no será menor que una y media veces el diámetro nominal de la varilla ni menor de 4 cm.
Los paquetes de varillas no deberán constar de más de cuatro unidades, dispuestas en forma cuadrada o triangular.
Los paquetes deberán estar sujetos con anillos de alambre: los ganchos y los dobleces de las varillas individuales se localizaran alternados y los cortes se espaciaran por lo menos 40 diámetros de la varilla. (Saldaña, 1999).
Literatura citada:
Parker y Ambrose, 2001, Diseño de Concreto Reforzado, Limusa Wiley, tercera edición, pág.35
Saldaña Guerrero, 1999, Manual de autoconstrucción, Limusa, 1era edición pág. 110.
2.1 Tipos de acero de refuerzo
Para restringir el movimiento longitudinal de las varillas relativo al concreto que las rodea, se rolan costillas o protuberancias llamadas corrugaciones en la superficie de la varilla. Las varillas corrugadas de acero se producen en tamaños que van de los números 3 al 18 en que el numero de la varilla significa el numero de octavos en pulgada.
En las losas de refuerzo, cascarones y pavimentos es común utilizar tela de alambre fabricada de alambre de acero que corren en dos direcciones perpendiculares y están soldados en sus intersecciones, así como otros tipos de refuerzos de alambre. (R.Park. et al, 1994).
En las losas de refuerzo, cascarones y pavimentos es común utilizar tela de alambre fabricada de alambre de acero que corren en dos direcciones perpendiculares y están soldados en sus intersecciones, así como otros tipos de refuerzos de alambre. (R.Park. et al, 1994).
El refuerzo usado en las estructuras de concreto puede ser en forma de barras o de malla soldada de alambre. Las barras pueden ser:
Lisas: no se usan con frecuencia, excepto para rodear las barras longitudinales, sobre todo en columnas. Estas barras se usan en columnas como estribos y espirales.
Corrugadas: tienen protuberancias laminadas en sus superficies para aumentar la adherencia entre el concreto y el acero, se usan en casi todos los casos. El alambre corrugado es dentado, y no con protuberancias laminadas.
Las barras corrugadas son de sección redonda y varían de tamaño del núm. 3 al núm. 11 con dos tamaños muy grandes, el 14 y el 18.
Las mallas soldadas de alambre se usan con frecuencia como refuerzo de losas, pavimentos y cascarones. Las mallas se hacen con alambres estirados en frio, colocados en dos direcciones ortogonales y soldados en los puntos de intersección. Los tamaños y separación del alambre pueden ser los mismos en ambas direcciones o pueden ser diferentes.
Acero corrugado
El alambre liso se designa con la letra “W”, seguida de un número igual al área de la sección transversal del alambre en centésimas de una pulgada cuadrada. El alambre corrugado se designa con la letra “D” seguida de un número que da el área. (McCormac., 2002).
Literatura citada:
R.park., 1994, Estructuras de Concreto Reforzado, Limusa Wiley, séptima edición, pág.39
MacCormac, 2002, Diseño de Concreto Reforzado, Alfaomega, cuarta edición, pags.19 y 20.
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