Revisión estructural de un edificio de concreto reforzado bajo el criterio del RCDF-92

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO.

SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA.

REVISIÓN ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO DE CONCRETO REFORZADO

BAJO EL CRITERIO DEL RCDF-93.

T E S I S

Q U E P A R A O B T E N E R E L T Í T U L O D E

I N G E N I E R O C I V I L

P R E S E N T A:

J O S É D E J E S Ú S R U I Z V Á Z Q U E Z

ASESOR: ING. JULIO GARCÍA CARBAJAL.

MÉXICO D.F. 2003

qu q ue e m me e p pr r op o po or r ci c io on na as s c ca ad da a d dí ía a al a l d de es sp pe er rt ta ar r. .

A A m mi i p pa aí ís s , , M Mé éx xi ic co o, , p po or r su s u

ge g en ne er ro os si id da ad d y y g gr r an a nd de ez za a, , p pe er ro o s so ob br re e t to od do o

po p or r e el l c co om mp pr r om o mi is so o d de e h ha ac ce er r de d e t ti i, ,

co c on n mi m i tr t ra ab ba aj jo o y y e en nt tr r eg e ga a

un u na a p pa at t ri r ia a m me ej jo or r. .

y y e el l c co or ra aj je e; ; l la a p pe er r se s ev ve er r an a nc ci ia a, , l la a l lu uc c ha h a d di ia ar ri ia a, , pe p er ro o s so ob br r e e t to od do o m me e d di io o e el l a am mo or r y y

el e l c c ar a r iñ i ño o d de e s se er r Mi M i M Ma ad dr re e. .

A A t ti i c co on n t to od do o m mi i a ag gr ra ad de ec ci im mi ie en nt to o p po or r s si ie em mp pr re e; ; de d ed di ic co o e es st te e t tr r ab a ba aj jo o, ,

¡M ¡ Mi il l g gr ra ac ci ia as s m ma am má á! !

A A E Ed du ua ar rd do o, , a a q qu ui ie en n Di D io os s m me e d di io o la l a g gr ra ac ci ia a d de e l ll la am ma ar rt te e h he er rm ma an no o, , a am mi ig go o y y c co om mp pa añ ñe er r o o y y d de e a ap pr re en nd de er r j ju un nt to o c co on nt ti ig go o e el l s se en nt ti id do o

d

de e l la a vi v id da a, , l la a f fa am mi il li ia a y y l la a e es sp pe er ra an nz za a . .

Y Y d de e m ma an ne er ra a m mu uy y e es s pe p ec ci ia al l a a q qu ui ie en ne es s s si ie em mp pr re e s se e p pr re eo oc cu up pa ar ro on n p po or r m mi i: : M Ma ar rg ga ar ri it ta a y y A As sc ce en ns si ió ón n po p or r s su u a am mo or r y y g gr r at a ti it tu ud d . .

¡G ¡ Gr ra ac ci ia as s a ab bu ue el lo os s! !. .

qu q ue e d di ia ar r ia i am me en nt te e e en nt tr r eg e ga an n e en n l la as s a au ul la as s lo l os s co c on no oc c im i mi ie en nt t os o s qu q ue e n no os s h ha ac ce en n g gr ra an nd de es s

tr t ra an ns sf fo or r má m án nd do on no os s, , m mo ol ld de eá án nd do on no os s y y b bu us sc ca an nd do o si s ie em mp pr re e

“L “ La a t té éc cn ni ic ca a a al l se s er r vi v ic ci io o d de e l la a p pa at tr ri ia a” ”

Al A l In I ng g. . J J ul u li io o G Ga ar rc c ía í a C Ca ar r ba b aj ja al l

P Po or r s su us s c cá át te ed dr ra as s, , s su u c co on nv vi iv v en e nc ci ia a

co c on nf fi ia an nz za a y y ap a po oy yo o i in nc co on nd di ic ci io on na al l

p pa ar ra a l la a r re ea al li iz za ac ci ió ón n d de e es e st t e e t t ra r ab ba aj jo o. .

Gr G ra ac ci ia as s . .

A A m mi is s t tí ío os s: :

M Ma ac cr ry y, , I Is sa ab be el l, , I Ig gn na ac ci ia a, , V Vi ic c ky k y, , H He er r me m el li in nd da a F Fl lo or r en e nc ci io o, , Ja J av vi ie er r , , L Lu ui is s , , O Os sc ca ar r, , V Ví íc ct to or r y y A Al lf fr r ed e do o, , p po or r su s u c ca ar r iñ i ño o y y

ap a po oy y o. o .

A A m mi is s g gr ra an nd de es s a am mi ig go os s: : J Ja av vi ie er r M Mo ol li in na a. . J Jo or rg ge e V Va al ll le ec ci il ll lo os s , , S Se er rg gi io o

He H er re ed di ia a y y O Os sc ca ar r La L ar ra a. . P Po or r l lo o m mo om me en nt to o v vi iv v id i do os s. .

Capítulo Tema Página

Introducción.

01

Notaciones.

03

Objetivo

07

Justificación

08

Alcance

09

Hipótesis

10

Metodología

11

CAPÍTULO I

MARCO NORMATIVO ACTUAL PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO EN LA ZONA METROPOLITANA

DE LA CIUDAD DE MÉXICO (ESTADO DEL ARTE)

12

1.1 Antecedentes.

21

1.1.1 Características.

24

1.1.1.a Acciones.

24

1.1.1.b Fuerzas internas

26

1.1.1.c Factores de carga

26

1.1.1.d Resistencias

28

1.1.1.e Revisión de seguridad

29

1.1.2 Características generales de los materiales de

construcción enmarcados en el RCDF

29

1.1.3 Características esfuerzo-deformación del concreto

simple

31

1.1.4 Efectos del tiempo en el concreto endurecido.

34

1.2 Evaluación de elementos bajo distintos elementos

mecánicos según normatividad del RCDF-93

37

1.3 Comportamiento, modo de falla y resistencia de elementos

37

1.4 Introducción al análisis con las Normas Técnicas

46

Asamblea Legislativa del Distrito Federal

1.4.1 Antecedentes directos de la reglamentación de 1993.

50

1.4.2 Principales consideraciones marcadas en el Título Sexto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal

59

1.5 Consideraciones estructurales utilizadas del edifico Durango

72

CAPÍTULO II

ANÁLISIS ESTRUCTURAL

86

2.1 Análisis de cimentación y mecánica de suelos

94

2.2 Introducción de datos preliminares al STAAD III V 21.1

114

2.3 Análisis estructural (memoria de cálculo)

144

2.3.1 Datos convencionales para el análisis sísmico

147

2.3.2 Análisis sísmico estático

148

2.3.3 Análisis sísmico dinámico

156

CAPÍTULO III

COMPARACIÓN DE RESULTADOS ANTE LA REGLAMENTACIÓN VIGENTE EN 2002.

3.1 Comparación.

164

CAPÍTULO IV

CONSIDERACIONES PARA LA EDIFICACIÓN ACORDE AL RCDF-93

172

174 CAPÍTULO V

CONCLUSIONES

ANEXOS

A

GLOSARIO BIBLIOGRAFÍA.

I N T R O D U C C I Ó N .

En la Ciudad de México y su Zona Metropolitana, es muy común la construcción de estructuras de concreto reforzado en edificaciones de hasta 12 niveles, y la combinación de construcciones de concreto reforzado y mampostería en casa habitación y edificaciones pequeñas;

dependiendo, sobre todo de la zona donde se construirá un inmueble, de la capacidad de carga del terreno y la necesidad económica y constructiva de los particulares.

Desde los años 20’ s, La Ciudad de México a contado con Reglamento de Construcciones, que si bien, no incluía previsiones especiales para sismo, ya especificaba consideraciones constructivas de esa época; así, la Asamblea Legislativa capitalina en conjunto con el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México ha modificado el reglamento en ocho ocasiones – durante la Segunda Guerra Mundial en 1942, las Normas de Emergencia de 1957, Reglamento de 1966, Reglamento de 1976, Normas de Emergencia de 1985, Reglamento de 1987, Reglamento de1991 y Reglamento de1993 (vigente a 2003).

Sin embargo, después de grandes experiencias por fallas en las construcciones durante los eventos sísmicos del 19 de septiembre de 1985, se obligó a revisar las edificaciones construidas antes de esa fecha y que sobrevivieron a dichos eventos telúricos, ya que existen algunas diferencias considerables en los criterios de seguridad que marcaba el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal vigente en aquella época.

En 1993 la Asamblea Legislativa del Distrito Federal aprueba el nuevo Reglamento de Construcciones, años más tarde en 1995 y 1996 se modifican casi la mayoría de las Normas Técnicas Complementarias, elevándose con esto los factores de carga, disminuye los factores de reducción, incrementa los coeficientes sísmicos, limita la excentricidad de las construcciones, incrementa las cargas vivas, etc. Encaminadas todas estas acciones a mejorar la seguridad de las construcciones y que sin lugar a dudas continuarán en las revisiones de los nuevos reglamentos por venir.

Por ello, analizar una estructura realizada antes de la reglamentación aprobada en las Normas de Emergencia de 1985 y el Reglamento de 1987, supone un cumplimiento a la ley, sobre

todo en el aspecto de modificaciones de uso a los inmuebles, mismo que es indicado en el propio reglamento vigente; y es así, como conoceremos los antecedentes constructivos del Edificio Durango, ubicado en calle nueva No. 98-A fraccionamiento Industrial Alce Blanco, Municipio de Naucalpan de Juárez, Estado de México; revisaremos sus criterios de diseño, verificaremos su comportamiento estructural y su resistencia a las solicitaciones sísmicas, obteniendo la información pertinente encaminada a cumplir con la seguridad estructural vigente basándose en los lineamientos del RCDF-93. y que aplica en los procedimientos y características de construcción del Municipio de Naucalpan en el Estado de México.

Ya que toda estructura se dimensiona tanto en el aspecto arquitectónico como en el de ingeniería para servir una función particular, la forma y función van juntas, ya que un mejor sistema estructural es aquél que llena la mayor parte de las necesidades de los usuarios, siendo útil, atractivo y con un costo módico, así una estructura de concreto dimensionada adecuadamente puede tener una mayor vida útil, e inclusive soportar mayores acciones de carga y por tanto pasar un reglamento posterior a cuando fue construido.

Es así, como se inicia el análisis del Edificio Durango, cuyo resultado final será plasmado en el capítulo IV de este trabajo convirtiéndose en una base de datos sumamente confiable en la toma de decisiones gerenciales respecto a la construcción antes mencionada.

NOTACIONES.

ORDEN SIGLA/ABREV. DESCRIPCIÓN/CARACTERÍSTICA.

A a Ordenada de los espectros de diseño como fracción de la aceleración de la gravedad, sin reducción para diseño.

ACI American Concrete Institute. /United States of America; Instituto Americano del Concreto, Estados Unidos de América.

ALDF Asamblea Legislativa del Distrito Federal.

Ac Área del núcleo de concreto confinado por el refuerzo helicoidal.

Ag Área total de la sección.

As Área de refuerzo longitudinal en tensión en vigas o área total de refuerzo longitudinal en columnas, cm2 A’ s Área de refuerzo longitudinal en compresión para vigas, cm2

B B Ancho de la sección rectangular, o ancho del patín sujeto a compresión en vigas T, I o L (cm²)

C c Coeficiente de diseño sísmico.

CSE Corresponsable (s) en Seguridad Estructural.

CPC Cemento Portland Compuesto.

CPO Cemento Portland Ordinario

CPP Cemento Portland Puzolánico.

D DRO Director Responsable de Obra

d Peralte efectivo (distancia entre el centroide del acero de tensión y la fibra extrema en compresión, cm.

d’ Distancia entre el centroide de acero a compresión y la fibra más externa de compresión

∆adm Fecha admisible del RCDF-93

∆comp Flecha complementaria

∆i Flecha inicial

E Ec Módulo de elasticidad del concreto.

Es Módulo de elasticidad del acero, que en varilla R-42, tendrá un valor aproximado de 2’ 030,000, o bien de 2 x 106, según el RCDF-93

F f´c Resistencia de los cilindros de control de 15 x 30 cm F’ c Resistencia especificada del concreto a compresión especificada en

kg/cm2

F*c Valor de F’ c para diseño el cual será igual a 0.80 F’ c llamado también resistencia nominal del concreto a compresión en kg/cm2

Fc Factor de carga para combinación de acciones.

factor Combinación involucrada

1.4 Combinación carga permanente + carga variable, estructuras del grupo B 1.5 Combinación carga permanente + carga variable,

estructuras del grupo A 1.1 Combinación para cargas permanentes, variables y

accidentales, aplica a las estructuras A y B

1.0 Para revisión de estados límite.

0.9 Para acciones cuyo efecto sea favorable a la estabilidad de la estructura F” c

c f c

c f c f

F * 0.85 *

1250 05 *

. 1

" ⎟ ≤

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ −

=

FR Factor reductivo.

Fi Fuerza interna de diseño.

Fs Factor de seguridad.

ft

Resistencia del concreto a tensión (kg/cm2)

'

ft

Resistencia del concreto a tensión ocasionado por flexión, también llamado módulo de ruptura.

f*t

0 . 75 ft '

valor nominal del concreto a tensión, kg/cm2

Fy Esfuerzo especificado de fluencia del acero, kg/cm2

G GDF Gobierno del Distrito Federal

I Ig Momento de inercia centroidal de la sección bruta del concreto de un miembro a revisión.

Iag Momento de inercia transformado agrietado.

II-UNAM Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México.

M MR Momento resistente de diseño

mv Índice de compresibilidad volumétrica.

N NJ Municipio de Naucalpan de Juárez, Estado de México.

NOM Norma Oficial Mexicana (ley vigente en los Estados Unidos Mexicanos) NMX Norma Mexicana (sujeta a revisión y aprobación por parte de las

autoridades de la SECOFI)

NTC Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de

Construcciones del Distrito Federal, (referencia general).

NTC-

CIMENTACIONES- 95

Normas técnicas Complementarias para diseño y construcción de cimentaciones 1995.

NTC-CONCRETO- 96

Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras de concreto 1996 NTC-SISMO-96 Normas Técnicas Complementarias para diseño por sismo 1996.

NTC-VIENTO-95 Normas Técnicas Complementarias para diseño por viento 1995

O ONNCE Organización Nacional de Normatización y Certificación de la Construcción y Edificación, Órgano Oficial encargado de la regulación y creación de normas de construcción ante la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial de Los Estados Unidos Mexicanos.

P P Carga total aplicada para ensaye en prismas sujetos a carga axial, también llamada carga aplicada.

ρ

s Cuantía volumétrica del refuerzo helicoidal.

Q q ^r

b

T q T ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

= ⎛

Q Factor de comportamiento sísmico, y se usan valores entre 1, 1.5, 2, 3 y 4, según el art. 207 del RCDF y la sección 4 de las NTC Q’ Factor reductivo para el análisis de las fuerzas sísmicas.

Q

c f

y f

"

ρ '

R r Exponente en las expresiones para cálculo de las ordenadas de los espectros de diseño.

R Resistencia nominal de cada elemento a valuar.

R Rigidez de entrepiso RCDF-93 Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal 1993 S S Fuerzas internas (valores de las fuerzas axiales y cortantes que actúan en distintas secciones de la estructura)

T T Espesor de un muro, o del patín de una viga T, (cm)

Ta, Tb Periodos fundamentales de los espectros de diseño.

V Vo Cortante basal.

Z ZMCM Zona Metropolitana de la Ciudad de México.

O B J E T I V O .

Determinar a través de este proyecto y con ayuda del STAAD III V 21.1 para Windows el comportamiento de un edificio estructurado y construido de concreto reforzado durante los años de 1982 y 1983, y cuyo sistema estructural se basa en marcos rígidos, asimismo se conocerá sobre la base del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal 1993 y sus Normas Técnicas Complementarias de 1995 y 1996, su capacidad actual para resistir las solicitaciones más frecuentes sobre los distintos elementos estructurales, que, basándose en la ley actual estas deberán tener una resistencia adecuada, seguridad razonable y cuyo funcionamiento sea satisfactorio en condiciones de servicio, para ello se verificará si requiere o no un reforzamiento estructural acorde a la normatividad vigente en 2003.

J U S T I F I C A C I Ó N .

Actualmente existen muchas preguntas sobre que hacer con las edificaciones construidas con reglamentación anterior a 1993 y más propiamente a la de 1987.

En el caso de aseguradoras y vendedores de bienes raíces es muy importante conocer el grado de seguridad de un edificio para determinar que tan factible y seguro es esta edificación para asegurar sus inversiones. Para ello se realizan estudios físicos y estructurales encaminados a demostrar que existe o no el grado de seguridad razonable exigido por la reglamentación vigente en esta ciudad.

Dentro de la amplia gama de respuestas, podemos definir que a partir de un análisis estructural, el Ingeniero planea la necesidad de reforzamientos estructurales, otros más de demoliciones parciales o totales, o bien, de obras complementarias de carácter estético. Para lograr este objetivo y acorde a la tecnología actual, el Ingeniero hecha mano de herramientas para el análisis mecánico y estructural de las edificaciones en este caso conoceremos un ejemplo práctico a través del programa STAAD III V 21.1 para Windows®.

Una de las observaciones más importantes realizadas por el II-UNAM es que durante los eventos sísmicos de 1957 y 1985 se ha observado que los daños principales (90%) se ubicaron en una franja localizada en la zona III, fuera de esta, prácticamente los daños fueron nulos, para lo cual en esta edición del reglamente (1993) se ha subzonificado la propia zona III, y obtener el valor de coeficiente sísmico correspondiente, el cual será distinto al resto de la zona y cuyos valores están ejemplificados en las Normas Correspondientes para los análisis símicos estáticos y dinámicos correspondientes, en el caso de Naucalpan (municipio asentado en Zonas I y II principalmente) existen edificaciones que no han presentado fallas estructurales y constructivas significativamente visuales como para definir si su vida útil se encuentra ya dentro de los estados límite de servicio.

Es así, como esta obra toma vida, ya que la importancia de saber que tan seguro es un edificio construido con normatividad anterior a 1993 pone de manifiesto la necesidad de entender el análisis estructural, revisarlo por medio de sistemas computarizados, y mencionar las acciones pertinentes que pudiesen considerarse en la toma de decisiones gerenciales para esta edificación.

Este texto pretende aportar a las futuras generaciones de Ingenieros Civiles una solución convencional a la revisión de inmuebles construidos antes de la reglamentación de 1993 y sus modificaciones en 1994 y 1997, con la ayuda del STAAD II V 21.1 para Windows ®.

A L C A N C E

El presente trabajo pretende establecer el planteamiento general para un proceso de revisión estructural de un edificio construido antes del Reglamento de Construcciones vigente (RCDF-93), determinándolo con ayuda del programa STAAD III V 21.1 mediante la utilización de un caso práctico

Este análisis crea el mecanismo que conlleva a la búsqueda de los datos que proporcionen la información necesaria que dará un punto de vista sobre algunas soluciones estructurales para cumplir con los lineamientos mínimos de seguridad establecidos en el actual reglamento. Esta información será tan útil, tanto como su solución sea del menor costo posible.

Este material pretende ser una guía práctica para la revisión de estructuras similares en el futuro, y dar las bases a los nuevos Ingenieros Civiles en la toma de decisiones y planteamientos adaptarlas para preservar los niveles de seguridad que marquen los reglamentos y legislaciones como las del Distrito Federal y las de otras ciudades en el interior de la república.

H I P Ó T E S I S

Se realizará la revisión estructural de una edificación para determinar si su resistencia actual ante las nuevas capacidades de carga y características no rebasa los límites de servicio y falla establecidos por el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal. En caso de que la demanda de resistencia no sea la adecuada, se propondrá algunas acciones o soluciones que garanticen un adecuado comportamiento.

M E T O D O L O G Í A

El presente trabajo consistirá primeramente en conocer las características técnicas y científicas del análisis estructural y constructivo enmarcado en la legislación respectiva de esta ciudad y posteriormente presentará una valuación estructural de una construcción de concreto reforzado, clasificada dentro del grupo B-1, construido en zona II durante los años de1982 y 1983, en el municipio de NJ, proporcionando las bases de datos convenientes para determinar el grado de seguridad estructural actual, asegurando con esto, el crear un archivo que conlleve a la toma de decisiones orientada a realizar aquellas obras que aseguren un mejor comportamiento ante acciones accidentales -como lo son los sismos principalmente- evitando llegar a la condición de estado límite de falla y colapso antes de la aplicación y efecto total de dichas acciones, ya que si se alcanza esta segunda opción se pone en peligro la vida e integridad física de las personas que habiten tal inmueble

Es así, como este material pretende dar una base teórica y práctica para la revisión de edificaciones de concreto reforzado con el Reglamento vigente en el Distrito Federal al año de 2003 (RCDF-93) y sus Normas Técnicas Complementarias (NTC aprobadas en su mayoría durante 1995 y 1996 por la ALDF)

Para la revisión estructural de la edificación se realizará un análisis por carga vertical considerando carga muerta más carga viva máxima, además de las combinaciones mínimas especificadas en la legislación constructiva correspondiente. Se utilizará los métodos marcados en el propio reglamento y se propondrán análisis alternos (análisis con ayuda del STAAD III para Windows ®, respetando siempre los parámetros y factores mínimos de seguridad enmarcados en el RCDF-93, se considera la formación de marco rígidos construidos por columnas y franjas de columnas como trabes, bajo estas condiciones se calcularán las relaciones de resistencia estructural entre demanda de resistencia, para determinar de acuerdo a las disposiciones reglamentarias estructurales, si la edificación satisface los requisitos mínimos de seguridad, tal relación nos dará un indicio de la magnitud de resistencia del edificio.

Al final analizaremos aquellas partes del plano arquitectónico y estructural donde habría mayores problemas, zonificaremos las posibles fallas, elementos mecánicos y cargas actuantes haciendo la comparación pertinente entre cada análisis.

C C A A P P Í Í T T U U L L O O 1 1 . . 0 0

MARCO NORMATIVO ACTUAL PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO EN EDIFICIOS DE LA ZONA METROPOLITANA DE LA CIUDAD DE MÉXICO (ESTADO DEL ARTE).

La mayoría de los reglamentos de construcción actuales, utilizados en América Latina y varias ciudades mexicanas (Monterrey, Guadalajara, Puebla, Acapulco, Chihuahua, Tuxtla Gutiérrez, etc.), establecen disposiciones para el diseño de estructuras en el concepto de estados límite.

Los criterios de diseño y revisión estructural en que se basa el RCDF y el de las ciudades que conforman el Área Metropolitana de la Ciudad de México se enumera en dos categorías de estados límite: los de falla y los de servicio, los de falla corresponden al agotamiento definitivo de la capacidad de carga de la estructura o de cualquiera de sus miembros o al hecho de que la estructura, sin agotar su capacidad de carga, sufra daños irreversibles que afecten su resistencia ante nuevas aplicaciones de carga. Los estados límite de servicio tienen lugar cuando la estructura llega a estados de deformación, agrietamientos, vibraciones o daños que afecten su correcto funcionamiento, pero no su capacidad de soportar cargas. Para revisar los estados límite de falla, o sea, la seguridad de una estructura, se debe verificar que la resistencia de cada elemento estructural y de la estructura en su conjunto sea mayor que las acciones que actúan sobre los elementos o sobre una estructura.

El procedimiento de verificación para determinar la presencia de una revisión estructural debe seguir el siguiente procedimiento: inspección visual y análisis estructural de gabinete.

1.0.1 Inspección visual.

a) Año en que se construyó el inmueble, RCDF y normatividad vigente en el municipio de NJ usado además del tipo de materiales empleados.

b) Tipo de estructura resistente a sismo:

b.1) Marcos rígidos o flexibles.

b.2) Marcos y muros de relleno.

b.3) Muros de cortante

b.4) O una combinación de ellos.

c) Daños posibles en la cimentación, revisando si esta es superficial, si son zapatas corridas o aisladas, losa de cimentación, cajón parcialmente compensado, cajón de cimentación, pilotes de fricción y pilotes de punta.

d) Daños en trabes o capiteles y nervaduras en losas planas (se recomienda usar equipo de ultrasonido para detectar discontinuidades en la masa del capitel).

e) Daños en columnas, flexo compresión, torsión o cortante.

f) Problemas de torsión sísmica por asimetría de rigideces.

g) Daños en muros divisorios (tabique, Panel W, tlablaroca, etc.).

h) Desplomes.

i) Rotura de cristales.

j) Choques contra vecinos

k) Flexibilidad excesiva del inmueble el cual causa pánico a sus habitantes.

En base a este criterio de revisión se toma un juicio preliminar y se puede en todo caso observar la conveniencia de hacer un estudio más profundo para tomar decisiones sobre que hacer en la estructuración del inmueble, la cual dependiendo del grado de daño, las soluciones pueden ser:

aa) Demolición total.

bb) Demolición parcial de cierto número de pisos superiores.

cc) Rigidizar la estructura y cimentación o la estructura únicamente.

dd) Resanar y pintar.

1.0.2 Inspección de gabinete.

a) Se debe verificar el subgrupo de clasificación de la estructura basándose en el siguiente criterio:

Art. 174 I. Grupo B. Edificaciones destinadas a vivienda, oficinas y locales comerciales, hoteles y construcciones comerciales o industriales no incluidos en el grupo A. Y se subdivide en:

a) Subgrupo B1. Edificaciones de más de 30 m de altura o más de 6000 m² de área total construida, ubicadas en las zonas I y II a la que alude el art. 175, y construcciones de más de 15 m de altura o 3000 m² de área total construida en zona III, en ambos casos las áreas se refieren a un solo cuerpo de edificio que cuente con medios propios de desalojo (acceso y escaleras), incluyen las áreas de anexos, como pueden ser los propios cuerpos de la escalera. El área de un cuerpo que no cuente con medios propios de desalojo se adicionará a la de aquel otro a través del cual se desaloje. Además de templos, salas de espectáculos y edificios que tengan salas de reunión que puedan alojar a más de doscientas personas.

b) Subgrupo B2. las demás de este grupo.

b) Se debe conocer y determinar cada uno de los factores de carga, factores de reducción y capacidad de carga de los elementos estructurales construidos.

c) Considerar la zonificación del tipo de suelo de la zona, según lo planteado en el RCDF

d) Investigarse el tipo y condiciones actuales de la cimentación en materia de estabilidad, hundimientos, emersiones, agrietamientos del suelo, desplomes, etc.

e) Contar con una guía representativa o planos constructivos definitivos que marque las dimensiones totales de los elementos del edificio, incluyendo recubrimientos decorativos.

f) Determinar las acciones que obran actualmente sobre la estructura, las cuales se clasifican e permanentes como la carga muerta, variables como la carga viva, y accidentales como el sismo y el viento.

g) Se calcula mediante un análisis estructural, (en esta ocasión proponemos usar el STAAD III para Windows, cuyos valores finales estarán adaptados al RCDF-93), los efectos de las acciones sobre la estructura, o sea, los valores de las fuerzas axiales y cortantes y de los momentos flexionantes y torsionantes que actúan en distintas secciones de la estructura, estos valores se denominan acciones o fuerzas internas (S).

h) Las fuerzas internas se multiplican por factores de carga Fc, para obtener las llamadas fuerzas internas Fi de diseño. Cuando se usan métodos lineales de análisis estructural se obtiene el mismo resultado multiplicando las acciones por los factores de carga antes que hacer el análisis.

i) Se calculan las resistencias nominales R, de cada elementos de la estructura, y se multiplican los factores reductivos FR , para obtener las llamadas resistencias de diseño.

j) Se debe verificar que la condición mostrada a continuación se cumpla, ya que esta constituye el criterio base de comprobación de la seguridad de una estructura.

R

F

S

F

_c

≤

_R

REPORTE GENERAL DE INSPECCIÓN VISUAL A UN EDIFICIO DE CONCRETO REFORZADO.

(POR DISPOSICIÓN DEL RCDF-93)

E D I F I C I O D U R A N G O .

Calle Nueva No. 98-A Fraccionamiento Industrial Alce Blanco

Naucalpan de Juárez, México.

Características descriptivas del inmueble.

Tipo de construcción: Edificio de concreto reforzado.

Nombre del inmueble Edificio Durango.

ubicación Calle Nueva No. 98-A

Colonia, ciudad: Fraccionamiento Industrial Alce Blanco Delegación o Municipio: Naucalpan de Juárez

Entidad Federativa Estado de México:

Domicilio para recibir notificaciones:

Dirección: Super Avenida Lomas Verdes 201, despacho 101, Col.

Bulevares, Naucalpan de Juárez, Edo de México. CP 53140.

Datos técnicos constructivos:

r

Año de construcción del inmueble:

1982-1983.

Reglamentación usada RCDF-76/se revisará con el RCDF-93

Resistencia de concretos El laboratorio dictamina que la resistencia del concreto (prueba a corazones) es de f’ c= 270 kg/cm2, utilizaremos para efectos de análisis f’ c=250 kg/cm²

Tipo de estructura resistente a sismo:

Marcos rígidos.

Daños posibles ve ificado/ tipo de cimentación

Ningún daño visual en elementos desplantados sobre la cimentación, (no hay planos definidos de la cimentación, se ve que es un cajón parcialmente compensado), no hay asentamientos perceptibles a simple vista, sólo los especificados en el levantamiento topográfico realizado en planta baja. (ver plano anexo), en edificaciones vecinas no existen asentamientos ni agrietamientos, por lo que se deduce que no hay ningún problema con la cimentación actual.

Daños en trabes y capiteles Sólo se detectan fisuras superficiales perceptibles, debido principalmente a contracciones por temperatura de la superficie debido al fraguado inicial de los elementos de concreto.

Daños en columnas Ninguna visible, las flechas al centro de las trabes de 0.80 x 0.40 en el mayor de los casos es de 0.9 cm

Daños en muros divisorios Ocasionados principalmente por la aplicación de yeso, ya que al humedecimiento de los mismos, presenta desprendimiento en algunos pisos, mala colocación de paneles modulares (61 x 61) en plafones, pero se observa que la estructura de concreto esta en buenas condiciones.

Desplomes Alrededor de 2.5 cms y ocasionados principalmente por abertura de cimbra durante los colados y/o proceso constructivo.

Rotura de cristales No hay rotura de cristales debido a asentamientos, más bien existe ruptura debida a mala selección de los cristales para que estos tengan la suficiente capacidad para reflejar y soportar la cantidad de energía calorífica debida al sol, y en ningún momento es debido a asentamientos o comportamiento mecánico extraordinario de la estructura.

Choques vs vecinos No se presenta.

Flexibilidad excesiva No se presentan vibraciones considerables, solo aquellas ocasionadas en los cristales por el ruido excesivo, o por el paso de camiones pesados en la calle, por lo que no se pone en riesgo la capacidad de soportar cargas muertas, vivas o accidentales.

Otros No aplica.

RESOLUCIÓN PRELIMINAR:

Es factible analizar el edificio para verificar si es posible su ampliación en base a la estructuración actual, por lo que en algunas zonas bastará con remodelar, resanar los muros divisorios y pintar, según sea el caso. Sin embargo deberá reconsiderarse esta observación cuando se tenga el resultado de los análisis de gabinete (secuela de cálculo).

1. Como puede verificarse, no existen asentamientos considerables, más bien corresponde a la nivelación de los firmes y la colocación de distintos elementos decorativos en el mismo.

2. se cree factible verificar si la estructuración actual soporta las nuevas cargas que se verificarán en el piso 6, el cual se piensa modificar su uso, y pasar de oficinas al de gimnasio, sin embargo, las cargas viva máximas especificadas en el RCDF son iguales tanto para gimnasios como para oficinas.

3. En entrepisos cuyo uso no será modificado, bastará con resanar, pintar, y reaplicar yeso en paredes y plafones.

4. Aparentemente, no se tiene problemas con la estructuración del edifico, en el caso de la cimentación al no haber información detallada y basándonos en las inspecciones visuales llegamos a la conclusión que existe un buen comportamiento.

1.1 Antecedentes.

1.1.a Consideraciones

Una de las características principales de la construcción en casi todo nuestro país, y particularmente en la Ciudad de México y sus Municipio Conurbados es el uso del concreto reforzado para la construcción de infinidad de inmuebles, a continuación se habla de algunas disposiciones que prevalecen en el RCDF para diseñar estructuras de concreto, refiriéndose principalmente a sus agregados, (aglutinantes y aglomerantes) y el acero de refuerzo.

El Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, define dos clases de concretos, clase 1, que tiene un peso volumétrico de estado fresco superior a 2.2 ton/m³, y clase 2 cuyo peso volumétrico está comprendido entre 1.9 y 2.2 ton/m³

El concreto simple sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero es débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural. Para resistir tensiones se colocará acero en forma de barras, colocado en las zonas donde se prevé que se desarrollarán tensiones bajo las acciones de servicio. El acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto.

El uso del acero de refuerzo no está limitado a la finalidad anterior. También se emplea en zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión.

La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que llamamos concreto reforzado.

1.1.b Desarrollo

Se toma en consideración que toda estructura construida debe cumplir la función para la que está destinada, con un grado razonable de seguridad y de manera que tenga un comportamiento adecuado en las condiciones normales de servicio, además de satisfacer requisitos tales como el de la exigencia arquitectónica-estética de la construcción.

Ante una construcción anterior a 1985, en el que se requiere modificar el uso de piso en un nivel, llega el momento de pensar en estos razonamientos: ¿Porqué se debe tener una seguridad razonable o resistencia adecuada?¿Qué requisitos deberá tener la construcción para tener un comportamiento satisfactorio de la estructura ante las condiciones de servicio ahora modificadas?, ¿Cuánta vida útil debe preverse?. Esta son algunas preguntas que como Ingeniero Estructurista se debe solucionar a la par de la intuición y la experiencia ante situaciones de diseño, llegando así a la formulación de objetivos que pretenden alcanzar las soluciones y restringir aquellas que no deben tomarse en cuenta.

Al analizar una estructuración como la mostrada en las páginas siguientes (del Edificio Durango en NJ, México) se puede entender que toda estructura no es sino un subsistema de algún sistema más completo, el ejemplo de este edificio (y de cualquier otro) es de entender que independientemente, existen varios subsistemas además del estructural como lo es el de las

instalaciones eléctricas, hidrosanitarias, de calefacción y aire acondicionado, elevadores, acabados arquitectónicos, redes contra incendios, etc. que influyen directamente en el diseño, estructuración y construcción del inmueble.

Para poder diseñar y analizar una estructura, es necesario idealizarla, como por ejemplo, una idealización frecuente en el análisis de edificios es considerar la estructura como formada por series de marcos planos en dos direcciones, de este modo se reduce el problema real tridimensional a uno de dos dimensiones,. Se considera además que las propiedades mecánicas de los elementos en cada marco están concentradas a lo largo de sus ejes. Las acciones se aplican sobre esta estructuración idealizada.

Las solicitaciones o acciones externas inducen acciones interiores (momentos, fuerzas) de intensidad variable. El propósito fundamental del análisis es valuar las acciones interiores en las distintas partes de la estructura. Para ello es necesario, salvo en estructuras o elementos isostáticos, conocer o suponer la relación entre fuerza y deformación o, en términos más generales, entre acción y respuesta.

La finalidad específica de conocer cada una de estas solicitaciones o acciones radica en conocer el llamado factor de seguridad de los elementos de una estructura, ya que no puede medirse en todos los casos factores de seguridad por la relación entre las resistencias de los materiales y los esfuerzos permisibles.

A continuación se presenta a manera de definición algunos métodos constructivos muy usuales dentro de los sistemas de construcción mexicano.

SISTEMAS ESTRUCTURALES DE CONCRETO

Toda estructura se dimensiona tanto en el aspecto arquitectónico como en el de ingeniería para servir una función particular. La forma y función van mano a mano y el mejor sistema estructural es aquél que llena la mayor parte de las necesidades del usuario siendo a la vez útil, atractivo y de un costo económico prometedor.

LOSAS DE PISO

Son estos los principales elementos estructurales horizontales que transmiten las cargas vivas de movimiento, así como las cargas muertas estacionarias a los apoyos verticales de los marcos de una estructura, estas pueden ser losas sobre vigas, losas acasetonadas, losas sin vigas (placas planas) apoyándose directamente sobre las columnas, o losas compuestas sobre viguetas. Pueden proporcionarse de tal manera que actúen en una dirección, o en dos direcciones perpendiculares.

VIGAS

Las vigas son los elementos estructurales que transmites las cargas tributarias de las losas de piso a las columnas verticales. Normalmente se cuelan de manera monolítica con las losas y están reforzadas estructuralmente en una cara, la parte más baja de tensión, o ambas caras superior e inferior. Como son coladas en forma monolítica con la losa, las dimensiones en planta de un tablero de losa determina si la losa de piso se comporta esencialmente como una losa en una dirección o en dos direcciones.

José de Jesús Ruiz Vázquez.

22

COLUMNAS

Son los elementos estructurales que soportan el sistema de piso estructural. Son miembros en compresión sujetos en la mayoría de los casos a carga axial y flexión y son de mayor importancia en las consideraciones de seguridad de cualquier estructura. Si un sistema estructural está compuesto de miembros horizontales en compresión.

MUROS.

Conforman los cerramientos verticales para los muros de los edificios. No son, en general o necesariamente, hechos de concreto sino de cualquier material que llene estéticamente la forma y necesidades funcionales del sistema estructural, cabe hacer mención que por lo regular los muros de concreto son a menudo necesarios como muros de cimentación, muros de escalera y muros de cortante que resisten cargas horizontales de viento y sismo.

CIMENTACIONES.

Son aquellos elementos estructurales de concreto que transmiten el peso de la superestructura al suelo. Pueden ser de muchas formas, la más simple es una zapata aislada, cuya función principal es la de transmitir una carga distribuida del suelo a la columna. Otras formas de cimentación son pilotes hincados en roca, zapatas combinadas que soportan más de una columna; losas y contratrabes de cimentación, las cuales son básicamente construcciones invertidas de losa y trabes.

columna superior

columna interior vigas

cimentación zapata

fig. 1.0 Sistema típico mexicano de marco estructural de concreto reforzado.

1.1.1 Características generales para diseño y revisión estructural.

Como se mencionó anteriormente es necesario comprobar que en una estructura las fuerzas internas de diseño sean menores a la resistencia total de diseño, a continuación se definirán los conceptos mecánicos a considerarse en la revisión estructural del inmueble Durango.

Si bien, el RCDF es vigente sólo en el territorio del Distrito Federal, en NJ, ante la ausencia de reglamentación completa y por la cercanía con esta ciudad, se hace necesario analizar las estructuras por medio de este reglamento altamente confiable y determinístico que se adapta a la legislación municipal de este municipio y la del Estado de México.

1.1.1.a Acciones.

El RCDF-93 clasifica las acciones en permanentes, variables y accidentales, las acciones permanentes y variables tienen distribuciones de frecuencia como la indicada en forma aproximada en la figura 02, ya que si se trazan histogramas de frecuencia del peso volumétrico de diferentes muestras de concreto o de las mediciones de la carga viva en un número grande de edificios, se vería que tienen en forma similar a la de este histograma (figura 02)

X_m= carga nominal mínima.

M_x= Carga promedio.

X_M= Carga nominal máxima.

x_m M_x X_M Intensidad.

Frecuencia.

Figura 02 Distribución de frecuencias de las cargas.

Como se muestra en esta gráfica se observan tres valores de las intensidades de las acciones:

a) Una intensidad nominal máxima. XM; que es aquella cuya probabilidad de ser excedida es de 2%, o sea, es el valor máximo probable de carga.

José de Jesús Ruiz Vázquez.

24

b) Una intensidad nominal mínima. Xm; que es aquella cuya probabilidad de no ser alcanzada es de 2%, o sea, que es un valor mínimo probable de carga.

c) Y la intensidad promedio. mx como se ve, las intensidades nominales máxima y mínima pueden ser muy diferentes de la intensidad promedio.

El RCDF-93 utiliza estos conceptos de intensidad máxima e intensidad mínima para establecer las condiciones de diseño permanentes y variables. En el caso de las acciones permanentes establece determinar un valor máximo probable de intensidad tomando en cuenta la variabilidad de las dimensiones de los elementos, de los pesos volumétricos y de las otras propiedades relevantes de los materiales, excepto cuando el efecto de la acción permanente sea favorable a la estabilidad de la estructura, como en muros de gravedad; entonces debe usarse la intensidad mínima probable.

Para las acciones variables, el RCDF-93 considera una subdivisión de cuatro intensidades para las acciones variables:

i. Una intensidad máxima probable que se utiliza para combinaciones de acciones permanentes y variables, y que es la equivalente de XM, observado en la figura 02.

ii. Una intensidad mínima probable que puede utilizarse cuando el efecto de la acción sea favorable a la estabilidad de la estructura; es el equivalente a xm de la figura anterior, pero el RCDF-93 propone tomarla igual a cero.

iii. Una intensidad media, equivalente a mx, que se utiliza para estimar efectos a largo plazo, como hundimientos o deflexiones.

iv. Una intensidad instantánea que se utiliza en combinación con acciones accidentales, que es el valor máximo probable en el lapso en que pueda presentarse una acción accidental como el sismo. Tiene valores comprendidos entre la intensidad media mx, y la intensidad máxima xM, (figura 02) Al especificarse esta intensidad se reconoce que es muy poco probable que al presentarse una acción accidental, la acción variable esté actuando con su intensidad máxima probable.

Por lo que se refiere a las acciones accidentales, como viento o sismo, el RCDF-93 se basa en el criterio de periodo de recurrencia, que se define como el tiempo promedio que debe transcurrir para que la acción exceda el valor de xp que tiene una probabilidad p de ser excedido en un año cualquiera. El RCDF-93 utiliza un periodo de recurrencia de 50 años, que para estructuras con vida

útil de 50 ó 100 años, conduce a probabilidades de excedencia muy superiores a las de las acciones pertinentes y variables.

Otros reglamentos de construcción como el del UBC en los Estados unidos o del comité Europeo utilizan criterios similares al reglamento de esta ciudad, pudiendo variar el valor de las probabilidades de exceder o de no alcanzar las acciones probables o los periodos de recurrencia.

1.1.1.b Fuerzas Internas.

Las fuerzas internas ( S ), se determinan efectuando el análisis de la estructura sujeta a las distintas combinaciones de acciones que tengan una probabilidad no despreciable de ocurrir simultáneamente. Por ejemplo, se deberá efectuar el análisis estructural bajo carga muerta y viva, o bajo carga muerta, viva y sismo simultáneamente, para determinar cual es la combinación más desfavorable, los valores nominales de las cargas que se especifican en el RCDF varían según la combinación de acciones que se considere. En las NTC del RCDF-93 se permite que el análisis de estructuras de concreto reforzado se efectúe suponiendo que la estructura tiene un comportamiento lineal y elástico, y se permite también bajo ciertas condiciones, utilizar análisis al límite.

1.1.1.c Factores de carga.

Estos factores son números con los que se incrementan las cargas nominales máximas o se reducen las mínimas, de tal manera que con ello se aumenta o se disminuye respectivamente, la probabilidad de que las cargas sean excesivas o no sean alcanzadas. Los factores de carga toman en cuenta la posibilidad de que se presenten sobrecargas y las imprecisiones en los métodos de análisis estructural. La probabilidad de que varias acciones existan simultáneamente con su máxima intensidad es pequeña, por eso, generalmente se especifican factores de carga, menores para acciones combinadas. Así, el RCDF-93 establece los siguientes factores de carga:

a) Para combinaciones que incluyan exclusivamente acciones permanentes y variables, se considerarán todas las acciones permanentes que actúen sobre la estructura y las distintas acciones variables, de las cuales la más desfavorable se tomará con su intensidad máxima y el resto con su intensidad instantánea, o bien todas aquellas con su intensidad media cuando trate de evaluar efectos a largo

José de Jesús Ruiz Vázquez.

26

plazo, el factor de carga Fc será de 1.4, excepto en las construcciones clasificadas en el grupo A para cuyo caso el Fc será de 1.5; para la combinación de carga muerta más viva, se empleará la intensidad máxima de la carga viva marcada en el art. 199 del RCDF-93, considerándola uniformemente repartida en toda el área, tomando en cuenta que si se presentan distribuciones de la carga viva más desfavorables que la uniformemente repartida, deberán tomarse los valores de la intensidad instantánea especificada en el artículo 199.

b) Para combinaciones de acciones permanentes, variables y accidentales, se considerarán todas las acciones permanentes, las acciones variables con sus valores instantáneos y únicamente una acción accidental en cada combinación, para cuyo caso, el Fc será de 1.1 aplicado a los efectos 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 ó carga nominal mínima.

d) Para revisión de estados límite de servicio se tomará en todos los casos un factor de carga unitario.

Factores de resistencia.

De acuerdo con el título VI del RCDF-93, las resistencias deben afectarse por factor de reducción, FR. Con las excepciones indicadas en el texto de estas normas, los factores de resistencia tendrán los valores siguientes: para flexión valdrá 0.9 y 0.8 para cortante y torsión. En flexocompresión, FR se tomará igual a 0.8 cuando el núcleo este confinado en un suncho que cumpla con los requisitos marcados en el apartado 4.2.4 o con estribos que cumplan con los requisitos de 5.3.4b, y también cuando el elemento falle en tensión. Si el núcleo no esta confinado, y la falla es en compresión, FR se supondrá igual a 0.7 para aplastamiento FR valdrá 0.7.

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 el título VI del RCDF-93, por los factores de carga allí prescritos.

1.1.1.d Resistencias.

Es la magnitud de la acción o de la combinación de acciones, que provocaría la aparición de un estado límite de falla a un elemento estructural o en una estructura. Por ejemplo la resistencia a la flexión de una viga es la magnitud del momento flexionante que provocaría su falla en flexión; su resistencia a cortante es la magnitud de la fuerza cortante que provocaría una falla de este tipo del elemento; la resistencia a flexocompresión de una columna es la magnitud del elemento flexionante y de la carga axial que, combinadas, producen una falla en el concreto.

La resistencia es también una variable probabilística. Para estimar la resistencia de muchos elementos estructurales, existen métodos probados experimentalmente o que han demostrado su validez a través de la experiencia. (resistencia nominal). Para elementos estructurales poco comunes, para los cuales no existen métodos de cálculo incluidos en el RCDF- 93, deberá recurrirse a métodos teóricos o a la determinación directa de la resistencia en forma experimental. El valor de la resistencia nominal en estos casos será tal que la probabilidad de que no sea alcanzado sea relativamente pequeña; un valor de 2% sea recomendable.

R = resistencia nominal.

R

Frecue n

c

ia.

Intensidad.

Figura 03 Distribución de frecuencias de la resistencia.

Las resistencias nominales deben multiplicarse por factores reductivos de resistencia FR, para tomar en cuenta la naturaleza aproximada de las fórmulas utilizadas para calcular las resistencias, errores en las dimensiones de los elementos, efectos adversos debidos a procedimientos inadecuados de colocación y curado del concreto e importancia relativa de distintos tipos de miembros estructurales. El valor de estos factores también depende el tipo de falla, la reducción es mayor para los elementos de falla frágil que para elementos de falla dúctil.

José de Jesús Ruiz Vázquez.

28

1.1.1.e Revisión de seguridad.

La última etapa del procedimiento consiste en verificar que para todo estado límite de falla, la resistencia de diseño excede a la fuerza interna actuante de diseño, o sea, FRR≥FCS. Por ejemplo, la resistencia de diseño a flexión de una viga debe ser mayor que el momento flexionante de diseño.

Por lo que respecta a los estados límite de servicio el Reglamento del Distrito Federal RCDF-93 especifica calcular la magnitud de las respuestas, tales como deflexiones y vibraciones bajo la acción de las cargas nominales, sin incrementarlas o disminuirlas con factores de carga, y comparar estas magnitudes con valores específicos en el mismo reglamento.

1.1.2 Características generales de los materiales de construcción enmarcados en el RCDF.

Para conocer las características y comportamiento del concreto simple, así como de los materiales constituyentes y en su momento del acero, material que determina casi enteramente la resistencia a las solicitaciones del concreto armado, se analizará el comportamiento del concreto simple bajo las siguientes consideraciones:

Cada uno de los materiales empleados en la construcción de inmuebles en el DF, deberán cumplir con las especificaciones de calidad en producción y fabricación enmarcadas en las Normas Oficiales Mexicanas (NOM)

El concreto empleado para fines estructurales (en cualquier obra realizada en el Distrito Federal y en la ZMCM) deberá ser de dos clases: clase 1, con peso volumétrico en estado fresco superior a 2.2 ton/m³, y clase 2 con peso volumétrico en estado fresco comprendido entre 1.9 y 2.2 ton/m³.

Para las obras clasificadas como del grupo A ó B1, según se define en el artículo 174 del RCDF, se usará concreto clase 1, el CSE podrá permitir el uso de concreto clase 2 para dichas obras, si demuestra que el comportamiento estructural será satisfactorio e incluyéndose esta justificación en la memoria de cálculo.

En la fabricación de los concretos clase 1 y 2, se empleará cualquier tipo de cemento Pórtland que sea congruente con la finalidad y características de la estructura (utilizando cualquiera

de los siguientes tipos: CPO ó CPC -Cemento Pórtland Ordinario ó cemento Pórtland compuesto respectivamente) además también podrá emplearse cemento Pórtland puzolana (CPP), que cumpla con los requerimientos de la NOM-C-414-ONNCE-1999. y de las normas de agregados NOM-C-1 y NOM-C-2.

Los agregados pétreos deberán cumplir con los requisitos de la norma NOM-C-111.

El agua de mezclado deberá ser limpia y cumplir con los requisitos de la norma NOM-C- 122. si contiene sustancias en solución o en suspensión que la enturbien o le produzcan mal olor o sabor fuera de lo común, no deberá emplearse.

Podrán usarse aditivos a solicitud expresa del usuario o a propuesta del productor, en ambos casos con la autorización del CSE o del DRO, además dichos aditivos deberán cumplir con la norma NOM-C-255.

Considerándose siempre que la resistencia de un elemento de concreto se encuentra determinada por otros factores que debemos tomar en cuenta, entre estas figuran las solicitaciones, la temperatura, la edad, y las características totales de los agregados y componentes del concreto, es así, como a manera de resumen especificaremos aquellos puntos que pueden, en su momento determinar la capacidad total ante las acciones consideradas.

Las características mecánicas de los materiales considerados para el análisis, revisión y diseño de la estructura son los siguientes:

¥ Concreto clase 2 con f’ c= 250 kg/cm² para cimientos y columnas.

¥ Acero de refuerzo f’ y= 4200 kg/cm² excepto en la varilla del No. 2 (alambrón) cuyo f’ y es igual a 2530 kg/cm². que actualmente no es usado para reforzamientos en elementos estructurales importantes, en su lugar se empleará el acero dl No. 2.5 f’ y= 4200 kg/cm².

José de Jesús Ruiz Vázquez.

30

1.1.3 Características esfuerzo deformación del concreto simple.

Características esfuerzo deformación bajo compresión axial.

La falla observada en un cilindro de concreto simple ensayado a compresión axial suele presentarse a través de planos inclinados respecto a la dirección de la carga, esta inclinación es debida principalmente a la restricción que ofrecen las placas de apoyo de la máquina contra movimientos laterales. Al comprimir un prisma de concreto en estas condiciones, se desarrollan grietas en el sentido paralelo al de la compresión, porque el concreto se expande lateralmente.

En algunos casos también se llega a fracturar el agregado. Este micro agrietamiento es irreversible y se desarrolla a medida que aumenta la carga, hasta que se produce el colapso.

Los concretos clase 1 tendrán una resistencia especificada del concreto a compresión, f’ c igual o mayor de 250 kg/cm². la resistencia especificada de los concretos clase 2 será menor que 250 kg/cm². en ambos casos deberá comprobarse que el nivel de resistencia de concreto estructural de toda construcción cumpla con la resistencia especificada en el apartado 11.3 de las NTC-concreto-96. el CSE o el DRO, cuando el trabajo no requiera de CSE, podrá autorizar el uso de resistencias, f´c, distintas a las antes mencionadas.

Todo concreto deberá mezclarse por medios mecánicos. El concreto clase 1 deberá proporcionarse por peso, el de clase 2 puede proporcionarse por volumen.

Para diseñar se usará el valor nominal f*c, determinado con la expresión siguiente:

Para concretos clase 1 y 2:

c f c

f

^*

= 0 . 80 '

El valor de f*c es, en parte, una medida de resistencia normal del concreto de la estructura. Para que sea válida la expresión antes mencionada deben cumplir con los requisitos de transporte, colocación, compactación y curado prescritos en el apartado 11.3 de las NTC-concreto- 96.