Bajada de Cargas Cimiento de Mamposteria

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL REGIN XALAPA

Memoria de Clculo de una Casa Habitacin de dos pisos en la

Ciudad de Xalapa, Veracruz.

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TTULO DE

INGENIERO CIVIL

PRESENTA

Juan Carlos Ochoa Acosta

DIRECTOR

M.C. Julio Labastida lvarez

Xalapa Enrquez, Veracruz Octubre 2011

AGRADECIMIENTOS.

Gracias a Dios.

Por darme vida para terminar satisfactoriamente mi carrera y obtener un logro ms.

Gracias a mis padres Too y Blanca.

Por su comprensin y apoyo en tiempos de clase o no; por su paciencia en si llegaba

a casa o no, por estudiar y terminar trabajos viendo como sala el sol, pero sobre

todo, por el cario que me brindaron durante todo mi tiempo de permanencia en la

carrera.

Gracias a mis hermanos Tony y Feli.

Por sus comentarios, sugerencias y opiniones, incluidos que ya no estamos en la

misma casa pero seguimos comunicadoscon todo y regaos para hacer bien las

cosas.

Gracias a mi director de tesis M.C. Julio Labastida lvarez.

Por brindarme su ayuda en tiempos difciles, sus consejos, paciencia y opiniones

sirvieron para que recordara temas vistos hace mucho, adems de aprender cosas

nuevas y animarme a salir adelante.

Gracias a todos mis amigos de la Facultad.

Que estuvieron, y varios, an estn conmigo y compartimos tantas historias,

experiencias, desveladas y viajes (aunque hayan sido pocos). Gracias a Lalo por

estarme apurando con los trabajos y no permitir que flojeara en varias clases; a Mhuy

por ayudarnos mutuamente con los trabajos de ms peso; a Jorge (Buho) por sus

comentarios, opiniones y plticas para levantarme el nimo; son varios nombres que

mejor no escribo, porque podra olvidar alguno pero ellos saben bien quienes son, a

todos les digo: GRACIAS!

NDICE:

1.- Introduccin.

2.- Objetivo.

3.- Estudio del proyecto.

3.1.- Arquitectnico.

3.2.- Propuesta del sistema estructural.

3.3.- Normatividad.

4.- Anlisis de la estructura.

4.1.- Cargas vivas.

4.2.- Cargas muertas.

4.3.- Cargas accidentales.

4.3.1.- Sismo.

4.4.- Cargas en elementos estructurales.

4.4.1.- Losas.

4.4.2.- Muros.

4.4.3.- Trabes.

5.- Dimensionamiento y armados de los elementos estructurales.

5.1.- Losas.

5.2.- Trabes.

5.3.- Muros.

5.4.- Cimientos.

6.- Planos constructivos.

6.1.- Plano 01.

6.1.1.- Arquitectnicos.

6.1.2.- Estructurales.

6.2.- Plano 02.

6.2.1.- Instalacin Hidro-Sanitaria.

6.2.2.- Instalacin Elctrica.

6.2.3.- Cimentacin.

7.- Conclusin.

8.- Bibliografa.

INTRODUCCIN

1

Identificacin de los Sistemas Estructurales Bsicos.

Se define como estructura a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que exista

una deformacin excesiva de una de las partes con respecto a otra. Por ello la

funcin de una estructura consiste en trasmitir las fuerzas de un punto a otro en el

espacio, resistiendo su aplicacin sin perder la estabilidad.

La anterior definicin genera diferentes tpicos tales como: fuerza, momento de una

fuerza, esfuerzo, deformacin etc., que buscan cumplir con la premisa expuesta

anteriormente. Para lo cual, estas notas pretenden introducir al estudiante en el rea

de la estabilidad, indicando las exigencias que debe cumplir una estructura y una

descripcin cualitativa de las diferentes formas que se pueden concebir en la

estructura, para desempear la accin impuesta por el arquitecto e ingeniero

estructural.

Esta descripcin cualitativa no basta para definir una estructura con todos sus

detalles, hace falta conocer de esttica, mecnica de materiales, anlisis estructural,

mecnica de suelos y diseo de elementos de un material dado (acero, concreto

armado, madera etc.), que permiten establecer una estructura que cumpla con la

definicin dada.

Exigencias de la edificacin.

El uso que se le dar a la edificacin establece ciertas exigencias relativas a

funcionalidad, seguridad, urbanismo y economa.

Exigencias de funcionalidad. Dependen de la funcin que tiene lo edificado.

Exigencias de seguridad y confort. Determinan el tipo y la calidad de los

materiales a emplear en la construccin.

Urbansticas. Integran la edificacin a un medio ambiente.

Econmicas. Definen los costos de la obra a construir.

INTRODUCCIN

2

Una Edificacin es, de acuerdo a lo anterior, el producto de un sistema de relaciones

geomtricas y resistentes que permiten indicar la forma y funcin de cada una de las

componentes que la constituyen, donde la principal exigencia es que sea segura

estticamente, esto implica que los edificios no deben derrumbarse. En

consecuencia se debe garantizar desde el mismo instante de concebirse la

edificacin la estabilidad del sistema estructural.

La garanta de estabilidad se basa en principios estticos que se pueden clasificar

en:

1. Principios estticos bsicos que optimizan el comportamiento de los

materiales ante diferentes solicitudes de carga y se refieren a los esfuerzos bsicos

de traccin, compresin y corte.

2. Principios estticos complejos que estn compuestos por los diferentes

preceptos:

- Dintel: Se basa elementos horizontales lineales que se apoyan en elementos

verticales a compresin (Fig. 1a).

- Prtico: Se crean elementos horizontales que se encuentran unidos a elementos

verticales, de forma tal que se origina la continuidad en todo el conjunto asegurando

la estabilidad del mismo (Fig. 1b).

INTRODUCCIN

3

- Arco: Se basa en el elemento constructivo arco. Permite cubrir mayor longitud; no

solamente soportan compresin, sino el empuje horizontal que les transmite el arco

siendo necesario tirantes y contrafuertes.

Clasificacin de Sistemas Estructurales.

a) Sistemas de Forma Activa: Estructuras que trabajan a traccin o

compresin simples, tales como los cables y arcos.

b) Sistemas de Vector Activo: Estructuras en estados simultneos de

esfuerzos de traccin y compresin, tales como las cerchas planas y

espaciales.

c) Sistemas de Masa Activa: Estructuras que trabajan a flexin, tales como

las vigas, dinteles, pilares y prticos.

d) Sistemas de Superficie Activa: Estructuras en estado de tensin

superficial, tales como las placas, membranas y cscaras.

INTRODUCCIN

4

a) Sistemas de Forma Activa

Cables

Los cables son estructuras flexibles debido a la pequea seccin transversal en

relacin con la longitud. Esta flexibilidad indica una limitada resistencia a la flexin,

por lo que la carga se transforma en traccin y tambin hace que el cable cambie su

forma segn la carga que se aplique. Las formas que puede adoptar el cable son:

1. Polgono funicular, es la forma que adopta el cable ante fuerzas puntuales.

2. Parbola, es la curva que adquiere el cable ante una carga horizontal

uniformemente repartida.

3. Catenaria, es la figura que forma el cable ante el peso propio del mismo.

Un cable no constituye una estructura auto portante a menos que cuente con medios

y procedimientos para absorber su empuje. Esto se logra canalizando sobre las

torres la traccin del cable y anclando en tierra.

Arcos

Si se invierte la forma parablica que toma un cable, sobre el cual actan cargas

uniformemente distribuidas segn una horizontal, se obtiene la forma ideal de un

arco que sometido a ese tipo de carga desarrolla slo fuerzas de compresin. El arco

es, en esencia, una estructura de compresin utilizado para cubrir grandes claros.

INTRODUCCIN

5

En gran diversidad de formas, el arco se utiliza tambin para cubrir claros pequeos,

y puede considerarse como uno de los elementos estructurales bsicos en todo tipo

de arquitectura. La forma ideal de un arco capaz de resistir cargas determinadas por

un estado de compresin simple, puede hallarse siempre con la forma del polgono

funicular correspondiente invertido.

Los arcos generan fuerzas horizontales que se deben absorber en los apoyos

mediante contrafuertes o tensores enterrados. Cuando el material de los cimientos

no es apropiado el empuje del arco hacia afuera se absorbe mediante un tensor.

b) Sistemas de Vector Activo

Cerchas o Armaduras.

Considrese ahora la estructura obtenida volcando el cable hacia arriba y reforzando

sus tramos rectos con el fin de conferirles resistencia a la compresin. La "flecha

negativa" o elevacin modifica la direccin de todas las tensiones y el cable invertido

se convierte entonces en una estructura de compresin pura: es el ejemplo ms

simple de armadura. Las barras comprimidas transmiten a los soportes la carga

aplicada a la parte superior de la armadura, sobre los apoyos actan fuerzas

verticales iguales a la mitad de la carga y los empujes dirigidos hacia afuera. El

empuje puede absorberse por medio de contrafuertes de material resistente a la

compresin como la mampostera, o un elemento de traccin tal como un tensor de

acero.

INTRODUCCIN

6

Las barras de una armadura no van ms all de los puntos de unin. Esta se realiza

por medio de remaches, pernos o soldadura.

c) Sistemas de Masa Activa

Vigas.

Las vigas figuran entre los elementos estructurales ms comunes, dado que la mayor

parte de las cargas son verticales y la mayora de las superficies utilizables son

horizontales. Por consiguiente las vigas transmiten en direccin horizontal las cargas

verticales, lo que implica una accin de flexin y corte. Los arcos funiculares ocupan

un extremo de la escala de tensiones, con ausencia de flexin; las vigas ocupan el

extremo opuesto, trabajando slo a la flexin.

En una viga simplemente apoyada, una carga aplicada en el punto medio se

transmite por mitades a ambos apoyos (Fig. 3). En las vigas de volado esta se

trasmite al extremo apoyado (Fig. 4).

INTRODUCCIN

7

Dinteles y Pilares

El sistema de pilar y dintel pueden construirse uno sobre otro para levantar edificios

de muchos pisos. En este caso, los dinteles apoyan en pilares o en paredes de altura

igual a la del edificio. Si bien la construccin de este tipo puede resistir cargas

verticales, no ocurre lo mismo con las horizontales, as los vientos huracanados y

terremotos daan con facilidad este sistema, pues la mampostera y los elementos

de piedra poseen escasa resistencia a la flexin y no se establece una conexin

fuerte entre los dinteles y pilares.

Prticos

La accin del sistema de pilar y dintel se modifica en grado sustancial si se desarrolla

una unin rgida entre el dintel y el pilar llamndose ahora viga y columna. Esta

nueva estructura, denominada el prtico rgido simple o de una nave, se comporta de

manera monoltica y es ms resistente tanto a las cargas verticales como a las

horizontales.

A medida que aumentan el ancho y la altura del edificio, resulta prctico aumentar el

nmero de naves, reduciendo as el claro de las vigas y absorbiendo las cargas

horizontales de manera ms econmica. La estructura resistente del edificio se

convierte de este modo en un prtico con una serie de mallas rectangulares que

permiten la libre circulacin en el interior, y es capaz de resistir tanto cargas

horizontales como verticales. Una serie de estos prticos, paralelos entre s y unidos

INTRODUCCIN

8

por vigas horizontales, constituye la estructura tipo-jaula que encontramos hoy en la

mayora de los edificios de acero o de concreto armado. Estos prticos

tridimensionales actan integralmente contra cargas horizontales de cualquier

direccin, pues sus columnas pueden considerarse como parte de uno u otro de dos

sistemas de prticos perpendiculares entre s (Fig. 5).

Bajo la accin de cargas verticales, los tres elementos de un prtico simple se hallan

sometidos a esfuerzos de compresin y flexin. Con las proporciones usuales de

vigas y columnas, la compresin predomina en las ltimas y la flexin en las

primeras. Las columnas son relativamente esbeltas y la viga relativamente alta.

d) Sistemas de Superficie Activa

Placas

Los sistemas de entramado son particularmente eficientes para transferir cargas

concentradas y para lograr que toda la estructura participe en la accin portante.

Esta eficiencia se refleja, no slo en la mejor distribucin de las cargas sobre los

apoyos, sino en la menor relacin espesor a luz de los entramados rectangulares.

En el proyecto moderno de edificios de oficinas, es comn apoyar las placas de piso

sobre una pared exterior o sobre una serie de columnas y en el ncleo interno,

dentro del cual se disponen los ascensores, conductos de aire acondicionado y otros

INTRODUCCIN

9

elementos del sistema mecnico, elctrico y sanitario. De esa manera se obtiene una

zona de piso totalmente libre.

Membranas

Una membrana es una hoja de material tan delgada que para todo fin prctico, puede

desarrollar solamente traccin. Algunos ejemplos de membrana constituyen un trozo

de tela o de caucho. En general, las membranas deben estabilizarse por medio de un

esqueleto interno o por pre-tensin producido por fuerzas externas o presin interna.

El pretensado permite que una membrana cargada desarrolle tensiones de

compresin hasta valores capaces de equilibrar las tensiones de traccin

incorporadas a ellas.

INTRODUCCIN

10

Cascarones

Se denominan estructuras resistentes por la forma a aqullas cuya resistencia se

obtiene dando forma al material segn las cargas que deben soportar. Una

membrana invertida y sometida a las mismas cargas para las cuales se le dio forma

originariamente, sera una estructura de este tipo y desarrollara slo compresin.

Su movilidad e incapacidad para resistir tensiones de corte o de compresin,

restringen el uso de las membranas. Todas las desventajas de la accin de

membrana se evitan conservando al mismo tiempo la mayor parte de sus ventajas en

las cscaras delgadas. Las cscaras delgadas permiten la construccin econmica

de cpulas y otros techos curvos de formas diversas, gran belleza y excepcional

resistencia.

En esta memoria el sistema empleado en la solucin estructural ser el de masa

activa utilizando muros de tabique rojo y trabes de concreto armado que dan apoyo,

al sistema de piso y cubierta siendo estos, tambin de concreto reforzado.

Objetivo

OBJETIVO

12

El objetivo de la presente memoria de clculo, es describir los lineamientos generales que se adoptaron para el anlisis y diseo de los elementos estructurales de la

construccin. Se considera la informacin presentada como suficiente para conocer los conceptos generales y criterios de diseo que rigieron la bajada de cargas y

dimensionamiento estructurales.

Estudio del Proyecto

ESTUDIO DEL PROYECTO

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MACRO-LOCALIZACIN.

La ubicacin del proyecto es en la ciudad de Xalapa localizada en las faldas del cerro

de Macuiltpetl y las estribaciones orientales del Cofre de Perote, en la zona de

transicin entre la Sierra Madre Oriental y la planicie costera del Golfo de Mxico. Su

altura se encuentra a 1,427 metros sobre el nivel del mar, con una latitud de 19 32

24 y una longitud de 96 55 39, colindando con los municipios de: Banderilla,

Coatepec, Emiliano Zapata, San Andrs Tlalnehuayocan, Naolinco y Jilotepec.

MICRO-LOCALIZACIN.

La unidad habitacional se encuentra en la colonia Revolucin, en la calle Zitacuaro

No. 1050 con una topografa que podra considerarse, de manera general, como

terreno plano.

El terreno tiene forma rectangular, midiendo 5.00m de ancho y 20.00m de largo,

colindando en su parte Norte y Sur con lotes de igual dimensin y en su parte Este,

con un terreno de mayor rea siendo su acceso por la calle antes mencionada.


15

DESCRIPCIN DEL PROYECTO

El proyecto consiste en una casa habitacin de tres niveles: planta baja, planta alta y

la azotea; la construccin est destinada para inters social, con un cupo para

albergar, aproximadamente, de 4 a 5 personas en su totalidad y un automvil en su

garage.

El proyecto abarca un rea total de la superficie del terreno de 100.00m2, teniendo la

superficie de rea construida de 113.91m2, formada por la planta baja con 58.16m2 y

en la planta alta con 55.75m2.

3.1.- ARQUITECTNICO.

Acceso a la casa habitacin por la calle Zitacuaro, a travs de una puerta de

comunicacin que nos lleva a una pequea zona jardinada y cochera con capacidad

para un solo vehculo.

Posteriormente, se localiza el acceso principal por otra puerta que nos lleva a una

pequea sala con 2 ventanas con vista a la zona antes mencionada; la sala est

comunicada con el comedor, para despus llegar a la zona de escaleras que nos

conducir a la planta alta.

Siguiendo en la planta baja, se tiene una puerta de abanico que nos comunica a la

cocina, se tiene un bao completo y en la parte posterior, el patio de servicio. La

superficie til de esta planta es de 58.16m2.

Se llega a la planta alta por la escalera antes mencionada, desembarcando a un

vestbulo de comunicacin, que permite accesar a las 2 recmaras de este nivel.

Continuando el recorrido en este nivel, a mano derecha, se tiene un bao comn que

le da servicio a las 2 recmaras; una es la principal que tiene el siguiente mobiliario:

closets, cama matrimonial, y un balcn hacia la fachada principal de la casa, la otra

recmara tiene espacio para 2 camas individuales y closets. La superficie til de esta

planta es de 55.75m2.


16

La cubierta general de la planta alta est formada por dos cubiertas inclinadas, una

hacia la fachada principal y otra hacia la parte posterior del terreno, y en la parte

intermedia, una zona horizontal donde se localiza un domo para iluminacin cenital

al cubo de escalera y una base para tinaco. En el plano arquitectnico, se aprecia la

disposicin de estas cubiertas en el corte longitudinal.

3.2.- PROPUESTA DEL SISTEMA ESTRUCTURAL.

Al revisar los planos arquitectnicos, se observa que en la planta baja estn

sealados los castillos (K) colocados a distancias no mayores de 3.00m de

separacin entre cada uno de ellos, con base al RCDF; con excepcin de los muros

de los ejes A3-B3 y B3-C3, teniendo en el primero una distancia de 4.00m, aunque

solo sirve para la estabilidad del muro de colindancia y limita el patio de servicio, por

lo cual este muro solo soporta su peso propio y, en el siguiente, la distancia es de

3.45m, se puede considerar que cumple con la separacin entre castillos. Los dems

muros de la casa, la separacin entre castillos indicada en la planta baja cumplen


17

con lo establecido en la Norma Tcnica Complementaria para Diseo y Construccin

de Estructuras de Mampostera.

De la revisin de la planta alta, no aparecen indicados los castillos (K), lo cual se

genera una incertidumbre de que estos deben continuar de la planta baja a la azotea

considerar dos opciones:

a) Los castillos (K) solo se encuentran en la planta baja.

b) Al hacer el dibujo de la parte de arriba, se le pas al proyectista agregarlos.

Personalmente, escogera la opcin b), ya que resultara totalmente ilgico construir

una casa de dos niveles con castillos en uno solo debido a que el esfuerzo y la carga

que tendran que resistir seran mayores, sin tomar en cuenta las losas de concreto y

acero.

3.3.- Normatividad.

Las piezas usadas en los elementos estructurales de mampostera debern cumplir

con la Norma Mexicana NMX-C-404-ONNCCE, con excepcin de lo dispuesto para

el lmite inferior del rea neta de piezas huecas. En general, se deben aplicar las

siguientes normas:

NORMA PIEZA

C-6 Ladrillos y bloques cermicos de barro, arcilla o similar.

C-10 Ladrillos o tabiques, bloques y tabicones de concreto.

C-404 Ladrillos o tabiques, bloques y tabicones para uso estructural.

El peso volumtrico neto mnimo de las piezas, en estado seco, ser el indicado en la

tabla:


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Peso volumtrico neto mnimo de piezas (seco)

TIPO DE PIEZA VALORES EN kN/m (kg/m)

Tabique de barro recocido (13) 1300

Tabique de barro con huecos verticales (17) 1700

Bloque de concreto (17) 1700

Tabique de concreto (tabicn) (15) 1500

Las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de Estructuras

de Mampostera (NTCM, Referencia 1) proporciona resistencias a compresin (f*m) y

cortante (v*) para las mamposteras construidas en las siguientes piezas:

A. Tabique de barro recocido (arcilla artesanal maciza).

B. Bloque de concreto tipo A (pesado, fabricado con arena-cemento).

C. Tabique de concreto, f*p > 80kg/cm2 (con arena slica y wv no menor de

1500kg/m3)

D. Tabique con huecos verticales, f*p > 120kg/cm2 (relacin rea neta-bruta no

menor de 0.45 con arcilla industrial).

E. Piedras naturales (piedra brasa, cimientos de mampostera).

Actualmente, en la construccin de vivienda se utilizan tambin los siguientes

materiales:

Bloque slico calcreo, compuesto de arena slica y cal hidratada, cocido en

autoclaves bajo vapor y presin.

Bloque de concreto celular (concreto ligero).

Paneles estructurales (alma de alambre con poliestireno, y recubrimiento

mortero en las dos caras).

Concreto laminado (tabletas de cemento reforzado con fibras sintticas).


19

Piezas macizas.

Para fines de aplicacin de las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por

Sismo y de la Norma Tcnica Complementaria para Diseo y Construccin de

Estructuras de Mampostera, se considerarn como piezas macizas aqullas que

tienen en su seccin transversal ms desfavorable un rea neta de por lo menos 75

por ciento del rea bruta, y cuyas paredes exteriores no tienen espesores menores

de 20 mm. Para diseo por sismo, se usar Q = 2 cuando las piezas sean macizas;

se usar tambin cuando se usen piezas multiperforadas con refuerzo horizontal con

al menos la cuanta mnima y los muros estn confinados con castillos exteriores. Se

usar Q = 1.5 para cualquier otro caso.

Resistencia a compresin.

La resistencia a compresin se determinar para cada tipo de piezas de acuerdo con

el ensaye especificado en la norma NMX-C-036.

Para diseo, se emplear un valor de la resistencia, fp*, medida sobre el rea bruta,

que se determinar como el que es alcanzado por lo menos por el 98 por ciento de

las piezas producidas.


20

La resistencia de diseo se determinar con base en la informacin estadstica

existente sobre el producto o a partir de muestreos de la pieza, ya sea en planta o en

obra. Si se opta por el muestreo, se obtendrn al menos tres muestras, cada una de

diez piezas, de lotes diferentes de la produccin. Las 30 piezas as obtenidas se

ensayarn en laboratorios acreditados por la entidad de acreditacin reconocida en

los trminos de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin. La resistencia de

diseo se calcular como:

__

fp

fp* = ---------------

1+2.5 cp

Donde,

__

fp media de la resistencia a compresin de las piezas, referida al rea bruta; y

cp coeficiente de variacin de la resistencia a compresin de las piezas.

El valor de cp no se tomar menor que 0.20 para piezas provenientes de plantas

mecanizadas que evidencien un sistema de control de calidad como el requerido en

la norma NMX-C-404-ONNCCE, ni que 0.30 para piezas de fabricacin mecanizada,

pero que no cuenten con un sistema de control de calidad, ni que 0.35 para piezas

de produccin artesanal.

El sistema de control de calidad se refiere a los diversos procedimientos

documentados de la lnea de produccin de inters, incluyendo los ensayes rutinarios

y sus registros.

Para fines de estas Normas, la resistencia mnima a compresin de las piezas de la

Norma Mexicana NMX-C-404-ONNCCE corresponde a la resistencia fp*.


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Materiales empleados.

I. Cemento hidrulico.

En la elaboracin del concreto y morteros se emplear cualquier tipo de cemento

hidrulico que cumpla con los requisitos especificados en la norma NMX-C-414-

ONNCCE.

II. Cemento de albailera.

En la elaboracin de morteros se podr usar cemento de albailera que cumpla con

los requisitos especificados en la norma NMX-C-021.

III. Cal hidratada.

En la elaboracin de morteros se podr usar cal hidratada que cumpla con los

requisitos especificados en la norma NMX-C-003-ONNCCE.

IV. Agregados ptreos.

El tamao mximo del agregado grueso o grava ser a la tercera parte del peralte de

la losa. Si la losa tiene 10cm de peralte, entonces el agregado no debe exceder los

3.5cm.

V. Agua de mezclado.

El agua para el mezclado del mortero o del concreto debe cumplir con las

especificaciones de la norma NMX-C-122. El agua debe almacenarse en depsitos

limpios y cubiertos, para evitar el contenido de cloruros, sulfatos, materia orgnica o

altos contenidos de slidos disueltos.


22

VI. Morteros.

Resistencia a compresin.

La resistencia a compresin del mortero, sea para pegar piezas o de relleno, se

determinar de acuerdo con el ensaye especificado en la norma NMX-C-061-

ONNCCE.

La resistencia a compresin del concreto de relleno se determinar del ensaye de

cilindros elaborados, curados y probados de acuerdo con las normas NMX-C-160 y

NMX-C-083-ONNCCE.

Para diseo, se emplear un valor de la resistencia, fj*, determinado como el que es

alcanzado por lo menos por el 98 por ciento de las muestras.

La resistencia de diseo se calcular a partir de muestras del mortero, para pegar

piezas o de relleno, o del concreto de relleno por utilizar.

En caso de mortero, se obtendrn como mnimo tres muestras, cada una de al

menos tres probetas cbicas. Las nueve probetas se ensayarn siguiendo la norma

NMX-C-061 ONNCCE. Las probetas se elaborarn, curarn y probarn de acuerdo

con las normas antes citadas. La resistencia de diseo ser:

__

fj

fj* = ---------------

1+2.5 cj

Donde,

__

fj media de la resistencia a compresin de cubos de mortero; y

cj coeficiente de variacin de la resistencia a compresin del mortero, no menor

que 0.2.

Mortero para pegar piezas.


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Los morteros que se empleen en elementos estructurales de mampostera debern

cumplir con los requisitos siguientes:

1. Su resistencia a compresin ser por lo menos de 4 MPa (40 kg/cm).

2. Siempre debern contener cemento en la cantidad mnima indicada.

3. La relacin volumtrica entre la arena y la suma de cementantes se

encontrar entre 2.25 y 3. El volumen de arena se medir en estado suelto.

4. Se emplear la mnima cantidad de agua que d como resultado un mortero

fcilmente trabajable.

En este caso, por ser una sola vivienda el control de calidad no es tan exigente como

si fuera un fraccionamiento o varios departamentos.

VII. Aditivos.

En la elaboracin de concretos, concretos de relleno y morteros de relleno se podrn

usar aditivos que mejoren la trabajabilidad y que cumplan con los requisitos

especificados en la norma NMX-C-255. No debern usarse aditivos que aceleren el

fraguado.

VIII. Acero de refuerzo.

El refuerzo que se emplee en castillos, dalas, elementos colocados en el interior del

muro y/o en el exterior del muro, estar constituido por barras corrugadas, por malla

de acero, por alambres corrugados laminados en fro, o por armaduras soldadas por

resistencia elctrica de alambre de acero para castillos y dalas, que cumplan con las

Normas Mexicanas correspondientes. Se admitir el uso de barras lisas, como el

alambrn, nicamente en estribos, en mallas de alambre soldado o en conectores. El

dimetro mnimo del alambrn para ser usado en estribos es de 5.5 mm.

Se podrn utilizar otros tipos de acero siempre y cuando se demuestre a satisfaccin

de la Administracin su eficiencia como refuerzo estructural.


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El mdulo de elasticidad del acero de refuerzo ordinario, Es, se supondr igual a

2105 MPa (2106 kg/cm).

Para diseo se considerar el esfuerzo de fluencia mnimo, fy, establecido en las

Normas citadas y en este caso, se tomar el fy=4200 kg/cm.

IX. Muros.

Confinados con cadenas y castillos de concreto armado, hechos con Tabique de

barro recocido, pegados con mortero tipo III, teniendo su proporcin cemento-cal,

arena de 1:1/2:5 y su resistencia nominal en compresin de 40 kg/cm.

X. Castillos.

Ahogados en muros, usando armex y considerando el acero de refuerzo en castillos

de fy=4200 kg/cm y el concreto con un fc=150 kg/cm.

XI. Sistema de losas.

Sern macizas con un peralte de 10cm apoyndose en los muros de carga y las

cadenas de concreto, teniendo su acero de refuerzo igual de fy=4200 kg/cm.

Anlisis de la Estructura

ANLISIS DE LA ESTRUCTURA

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DISEO ESTRUCTURAL.

El Mtodo de Diseo por Resistencia requiere que en cualquier seccin la resistencia

de diseo de un elemento sea mayor o igual que la resistencia requerida calculada

mediante las combinaciones de cargas mayores especificadas en el cdigo.

El captulo 13 del Reglamento ACI-318 proporciona dos mtodos de anlisis para

sistemas de losas en dos direcciones: el Mtodo Directo de Diseo y el Mtodo del

Marco Equivalente. En esta memoria, se emplear el segundo utilizando el

coeficiente de momento.

El Mtodo Directo de Diseo se aplica si se cumplen las siguientes condiciones:

1) Debe haber tres o ms claros continuos.

2) Los tableros deben ser rectangulares.

3) Las columnas no pueden estar desalineadas.

4) Las cargas deben ser uniformemente distribuidas y la carga viva no debe ser

mayor que tres veces que la carga muerta (L/D < = 3).

En esencia, el Mtodo Directo de Diseo requiere el clculo del momento total de

diseo (Mo) que se calcula por una sencilla expresin de momento esttico.

Wu l2 ln2

Mo = ---------------

8

Wu = combinacin factorizado de carga viva y carga muerta.

ln = claro libre medido desde el pao de los apoyos.

l2 = claro transversal.


27

Cargas de servicio: Cargas especificadas por el reglamento general de

construcciones, sin que sea afectada por factores y considerando el Reglamento de

Construcciones para el Distrito Federal y el Reglamento ACI. Las cargas se dividen

en:

4.1.- Cargas vivas.

Son las cargas que no son permanentes y cambian constantemente (personal,

unidades muebles, etc).

4.2.- Cargas muertas.

Son las cargas permanentes debido al peso propio de la estructura y materiales

(muros, columnas, instalaciones, etc).

4.3.- Cargas accidentales.

Son cargas instantneas que son menores a la carga viva (viento, sismo, nieve [en

ciertos lugares], etc).

4.4.- Cargas en elementos estructurales.

Todos los elementos estructurales sean muros, losas y cimientos se deben

dimensionar de tal forma que cumplan con las necesidades del proyecto diseado,

pero principalmente sometidos a la suma total de todas las cargas existentes.


28

LOSA DE AZOTEA.

12

4

3

5

1- Acabado superior = 25 kg/m2

2- Mortero de liga = 50 kg/m2

3- Tezontle = 120 kg/m2

4- Losa de concreto = 240 kg/m2

5- Plafn (acabado int.) = 50 kg/m2

6- Carga adicional (reglamento) = 20 kg/m2

LOSA DE ENTREPISO.

1

3

2

4

1- Piso de granito y pegamento adhesivo = 80 kg/m2

2- Mortero de liga = 50 kg/m2

3- Losa de concreto = 240 kg/m2

4- Acabado interno = 50 kg/m2

5- Carga adicional (reglamento) = 40 kg/m2


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PESO DE MURO DE TABIQUE.

Acabado interiorAcabado exterior

Muro

Peso propio = (0.15)(2.52)(1800) = 680 kg/m

Dimensionamiento y Armado de los

Elementos Estructurales

DIMENSIONAMIENTO Y ARMADOS DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

31


32


33


34


35

TRABE

T-1

Wu=1.4*CM+1.7*CV 1.4*1228.08+1.7*170= 2008.3 kg/m2

2008.3kg/m2*1m 2008.3kg/m

M=(w*l2)/12

[(2008.3)(5*5)]/12 = 4183.96 kg/m

Se propone una trabe de 20 x 30

por 1.4

Peso propio muro 0.15*2.52*1*1800= 680.4 kg/m 952.56 kg/m

Peso propio aplanados 0.02*2.52*1*2000= 100.8 kg/m 141.12 kg/m

Peso propio trabe 0.20*0.20*1*2400= 96 kg/m 134.4 kg/m

1228.08 kg/m

Af= M/(2400*0.9*d) 418396/(2400*0.9*27.5)= 7.0437

Se calcula para varillas (Vs) de 3/8 y 1/2

rea de Vs 3/8= 0.71 cm2

rea de Vs 1/2= 1.26 cm2

Se divide el rea final (Af) entre el rea de las varillas (Av) para obtener el # de Vs:

No de Vs= 7.043/0.71= 9.9207 por lo tanto, sern 10 Vs.

No de Vs= 7.043/1.26= 5.5902 por lo tanto, sern 6 Vs.

Para los estribos, tomamos la siguiente formula de las Normas Tcnicas Complementarias:

1.5 Fr b d f'c* = 1.5*0.8*20*27.5*160= 8348.3 kg


36

2.5 Fr b d f'c* = 2.5*0.8*20*27.5*160= 13914 kg

s= d/2 s=27.5/2 13.75 por lo tanto, 20cm.

CIMIENTOS

EJE 1

Q=14 t/m2

TRAMO D-F

P=CM+CV 11167.63+1447.1 = 12614.73 kg/m2

Pt=1.05*P 1.05*12614.73 = 13245.47 kg/m2

A= Pt/Q 13.245.467/14 = 0.94610 m2

Para encontrar la base, se divide A entre la longitud del tramo:

b=A/L 0.94610/5 = 0.18922 m

Siendo muy pequea la base, se utiliza la mnima por regla que es de 60cm.

Teniendo la base, se procede a encontrar la altura:

Tan60=

h/30 Tan 60*30 = 51.9615 cm

Siendo muy pequea la altura, se utiliza la mnima por regla que es de 70cm.

CIMIENTO DE LINDERO

En el mismo eje, se propone el mismo cimiento para los tramos: A-A', A'-B', B'-C y C-D ya que es

el de mayor carga y longitud.


37

EJE 1'

Q=14 t/m2

TRAMO A'-B'

P=CM+CV 2743.85+354.45 = 3098.3 kg/m2

Pt=1.05*P 1.05*3098.3 = 3253.22 kg/m2

A= Pt/Q 3.2532/14 = 0.23237 m2


b=A/L 0.232/2.55 = 0.09113 m

Siendo muy pequea la base, se utiliza la mnima por regla que es de 60cm.

Teniendo la base, se procede a encontrar la altura:

Tan60=

h/15 Tan 60*15 = 25.98 cm

Siendo muy pequea la altura, se utiliza la mnima por regla que es de 70cm.

CIMIENTO CENTRAL

EJE 2'

Q=14 t/m2

TRAMO C-D

P=CM+CV 556.6+205.7 = 762.3 kg/m2

Pt=1.05*P 1.05*762.3 = 800.415 kg/m2

A= Pt/Q 0.8004/14 = 0.05717 m2


38

b=A/L 0.057/2.2 = 0.0260 m

Sabiendo que la base mnima es de 60cm, su altura dar igual a la del eje 1', por lo cual se

propone el cimiento: C-2

EJE 3

Q=14 t/m2

TRAMO D-F

P=CM+CV 11936.68+1542.8 = 13479.48 kg/m2

Pt=1.05*P 1.05*13479.48= 14153.45 kg/m2

A= Pt/Q 14.15345/14 = 1.01096 m2


b=A/L 1.0109/5 = 0.20219 m

Sabiendo que la base mnima es de 60cm, su altura dar igual a la del eje 1, por lo cual se

propone el cimiento: C-1

EJE A'

Q=14 t/m2

TRAMO 1--1'

P=CM+CV 1549.57+232.37 = 1781.94 kg/m2

Pt=1.05*P 1.05*1781.94= 1871.04 kg/m2

A= Pt/Q 1.871/14 = 0.13365 m2


b=A/L 0.133/1.45 = 0.09217 m


propone el cimiento: C-2.


39

Tambien se propone para el Eje A, ya que es de menor carga pero de misma longitud que el A'.

EJE F

Q=14 t/m2

TRAMO 1--3

P=CM+CV 16044.58+2995.3 = 19039.88 kg/m2

Pt=1.05*P 1.05*19039.88= 19991.87 kg/m2

A= Pt/Q 19.991/14 = 1.4280 m2


b=A/L 1.4280/5 = 0.28560 m


propone el cimiento: C-2.

Tambin se propone para el Eje B, C y D, ya que son de menor carga pero de misma longitud.

Planos Constructivos

PLANOS CONSTRUCTIVOS

41


42


43

1) PLANO 01.

1.1. Planos Arquitectnicos.

(a) Planta baja.

(b) Planta alta.

(c) Planta de azotea.

(d) Planta de conjunto.

(e) Fachada principal.

(f) Corte transversal X-X.

(g) Corte longitudinal.

1.2. Planos Estructurales.

(a) Armado de losa de entrepiso.

(b) Armado de losa de azotea.

(c) Detalle de armado de losa.

2) PLANO 02.

2.1. Planos Hidro-Sanitarios.

(a) Planta baja.

(b) Planta alta.

(c) Planta de conjunto.

2.2. Planos Elctricos.

(a) Planta baja.

(b) Planta alta.

(c) Cuadro de cargas.

2.3. Planos Estructurales.

(a) Planta de cimentacin.

(b) Detalles.

Conclusion

CONCLUSIN

45

A partir de los planos que fueron proporcionados, es que se comenz a hacer el

clculo de la casa habitacin aplicando los conocimientos aprendidos durante la

carrera profesional. Cabe mencionar que la casa fue construida en el ao de 2007,

por lo que varias normas o reglas que actualmente existen, en ese ao todava no se

tomaban en cuenta como la longitud mxima entre muros para que existan castillos o

columnas, que aunque aqu la mxima es de 3.45m, no afecta a la construccin.

En dicha memoria, se cumple con las especificaciones del Reglamento de

Construcciones del Distrito Federal del ao 2008 (un ao posterior a la obra) y sus

respectivas Norma Complementarias, tanto para las condiciones de servicio como de

carga ltima.

Los cimientos marcados en los planos marcan que su base y altura son 20cm ms

que los resultados que salieron en el clculo, debido a que la carga resistente del

terreno resulta ser alta en la memoria por un estudio de suelos realizado aparte por

lo que no fue necesario hacer cimientos altos ya que, el suelo lo resiste y tiene

viviendas en 3 de sus partes laterales por lo que ayudan a mantener la estabilidad de

la construccin.

Como dato, al momento de haber ido a conseguir fotografas de la casa habitacin,

se observ que la casa sufri algunos cambios en la fachada, ya que en lugar de ser

un portn para automvil y una puerta de acceso, se encontr solo el portn. En la

planta alta, de lo nico que diferente que se vio fue que en vez de tener dos

ventanas, en realidad solo es una ms una puerta que da hacia el balcn pero esto,

en nada influyo en el trabajo (anexo una foto que demuestra este cambio).

CONCLUSIN

46

Al haber finalizado este trabajo, se recordaron varios temas que no se haban tratado

en mucho tiempo y a la vez, se aprendieron nuevas con el avance del proyecto por lo

que queda una satisfaccin de haber usado los conocimientos antes de salir a la

prctica profesional para quedarse sin dudas de lo experimentado en estos ltimos

aos de estudios universitario

8.- BIBLIOGRAFA.

47

I. Olvera Lpez, Alfonso. Anlisis, Clculo y Diseo de Edificios. Edit. CECSA.

II. Marshall, W. y Nelson, H. (1995). Estructuras. Mxico D. F., Mxico:

Alfaomega GrupoEditor, S.A. de C.V.

III. Edificaciones de Mampostera para Vivienda. Sociedad Mexicana de Ing. Est.

A.C. (1999). Fundacin ICA, A.C.

IV. Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, 2008.

V. Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de

Estructuras de Mampostera.

VI. Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de

Estructuras de Concreto.

Bajada de Cargas Cimiento de Mamposteria

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