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lunes, 12 de agosto de 2013

ARMADURAS - CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS

Una armadura es un marco estructural basado en la rigidez geométrica del triángulo y compuesta de miembros lineales sujetos solamente a compresión o tensión axial.

Los cordones superiores e inferiores son los miembros principales de una armadura; se prolongan de extremo a extremo y se conectan mediante las piezas de enrejado. 1.

La trabazón es el sistema Integral de los miembros que conectan a los cordones superior e inferior de
una armadura. 2.
Un tablero es cualc?uiera de los espacios dentro de la trabazón de una armadura entre cualquiera dos puntos del tablero en un cordón y un nodo o par de nodos correspondientes en un cordón opuesto. 3.

El talón es el extremo inferior apoyado de una armadura. 4.
Un punto de tablero es cualc[u¡era de los nodos entre un miembro principal de la trabazón y un cordón. Una armadura debe estar cargada solamente en los puntos del tablero si sus miembros van a estar sujetos solamente a tensión o compresión axial. Para evitar el desarrollo de esfuerzos secundarios, los ejes centroidales de los miembros de la armadura y la carga en un nodo deben atravesar un punto común. 5.
Los miembros de fuerza cero teóricamente no sustentan carga directa; su omisión no alteraría la estabilidad de la configuración de la armadura.

Las armaduras Vierendeel son estructuras de vigas reticuladas cjue tienen miembros verticales de la trabazón conectados a los cordones paralelos superior e inferior Las armaduras Vierendeel no son armaduras verdaderas porcdue sus miembros están sujetos a fuerzas de flexión no axiales.

lunes, 5 de agosto de 2013

VIGAS - CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS

Las vigas son miembros estructurales rígidos diseñados para cargar y transferir cargas transversales a través del espacio a los elementos de apoyo. El patrón no concurrente de fuerzas sujeta a una viga a la flexión y a la deflexión, lo que debe ser resistido por la resistencia interna del material.

• La deflexión es la distancia perpendicular que un miembroque cubre un claro se desvía de la geometría original bajo cargas transversales, aumentando con la carga y con el claro, y disminuyendo al aumentar el momento de inercia de la sección o el módulo de elasticidad del material. 1.
• El momento flexionante es un momento externo que tiende a hacer que parte de la estructura gire o se flexione y es igual a la suma algebraica de los momentos alrededor del eje neutro de la sección considerada. 2.

• El momento resistente es un momento interno igual y opuesto al momento flexionante, generado por un par de fuerzas para conservar el eo[uilibrio de la sección considerada. 3.
• El esfuerzo por flexión es una combinación de esfuerzos de compresión y de tensión ¡?ue se desarrolla en la sección transversal de un miembro estructural para resistir una fuerza transversal, o[ue alcanza su valor máximo en la superficie más alejada del eje neutro. 4.
• El eje neutro es una línea imaginaria c\ue atraviesa el centroide de la sección transversal de una viga o de otro miembro sujeto a flexión, a lo largo del cual no se presen¬ tan esfuerzos por flexión. 5.

•  La fuerza cortante transversal se presenta en la sección transversal de una viga o de otro miembro sujeto a
flexión, siendo igual a la suma algebraica de las fuerzas transversales en un lado de la sección. 6.

• El esfuerzo cortante vertical se desarrolla para resistir la fuerza cortante transversal, que tiene un valor máximo en el eje neutro y disminuye en forma no lineal hacia las caras externas. 7.
• El esfuerzo cortante horizontal o longitudinal se desarrolla para evitar el deslizamiento a lo largo de los planos horizontales de una viga bajo carga transversal, siendo igual en cualo[uier punto al esfuerzo cortante vertical en ese punto. 8.
La eficiencia de una viga aumenta si se configura la sección transversal para suministrar el momento de inercia o el módulo de sección reo[uer¡dos con la menor área posible.

9. Generalmente, esto se logra aumentando el peralte de la sección con la mayor parte del material en los extremos donde se presentan los esfuerzos máximos de flexión. Por ejemplo, si al reducir a la mitad el claro de una viga o al duplicar su ancho se reducen los esfuerzos por flexión por un factor de 2, duplicar el peralte reduce los esfuerzos por flexión por un factor de 4.


• El momento de inercia es la suma de los productos de cada elemento de un área por el cuadrado de su distancia con respecto a un eje de rotación coplanar. Es una propiedad geométrica o[ue indica cómo está distribuida el área transversal de un miembro estructural y no refleja las propiedades físicas intrínsecas de un material.

• El módulo de sección es una propiedad geométrica de una sección transversal, definido como el momento de inercia de la sección dividido entre la distancia desde el eje neutro a la superficie más alejada.

• Una viga simple descansa er apoyos en ambos extremos, con los extremos en libertad de girar y sin ofrecer resistencia a los momentos. Al igual que con cualquier estructura estáticamente determinada, los valonss de todas las reacciones, las fuerzas cortantes y los momentos para una viga simple sor independientes de la forma de la sección transversal y del material. 10




• Un cantilever es una viga u otro miembro estructural rígido que se proyecta cor sólo un extremo fijo. 11

CLAROS EN LAS VIGAS

• Una viga en voladizo es una viga simple c[ue se prolonga más allá de uno de sus a'posjoe. El voladizo reduce el momento positivo a la mitad del claro mientras que se desarrolla un momento negativo en la base del cantilever sobre el apoyo. Suponiendo una carga uniformemente distribuida, la proyección para la cual el momento sobre el apoyo es igual y opuesto al momento a la mitad del claro es aproximadamente % del claro. 12
•  Una viga con doble voladizo es una viga simple que se prolonga más allá de ambos apoyos. Suponiendo una carga uniformemente distribuida, las proyecciones para las cuales los momentos sobre los apoyos son iguales y opuestos al momento a la mitad del claro son aproximadamente 1/3 del claro. 13

•  Una viga doblemente empotrada tiene ambos extremos restringidos contra la traslación y la rotación. Los extremos fijos transfieren los esfuerzos por flexión, aumentan la rigidez de la viga y reducen su deflexión máxima. 14
•  Un tramo suspendido es una viga simple apoyada en los voladizos de dos claros adyacentes con juntas construidas con seguros en los puntos de momento cero. 15
•  Una viga continua se prolonga sobre más de dos apoyos con objeto de desarrollar mayor rigidez y momentos más pecjueños c[ue en una serie de vigas simples que tengan claros y carga similares. Tanto las vigas doblemente empotradas como las vigas continuas son estructuras indeterminadas para las cuales los valores de todas las reacciones, las fuerzas cortantes y los momentos dependen no solamente del claro y de la carga, sino también de la forma de la sección transversal y del material de la viga. 16

lunes, 29 de julio de 2013

COLUMNAS - CONSTRUCCION DE EDIFICIOS

Las columnas son miembros estructurales rígidos y relativamente esbeltos diseñados principalmente para sustentar cargas axiales de compresión aplicadas en los extremos de los miembros. Las columnas relativamente cortas y gruesas están sujetas a falla por aplastamiento más que por pandeo. La falla se presenta cuando el esfuerzo directo proveniente de una carga axial sobrepasa la resistencia a la compresión del material disponible en la sección transversal. Sin embargo, una carga excéntrica puede producir flexión y conduce a una distribución desigual de esfuerzos en la sección.






• El núcleo central es el área principal de cualquier sección horizontal de una columna o de un muro en la cual debe situarse la resultante de todas las cargas de compresión si sólo van a estar presentes esfuerzos de compresión en la sección. Una carga de compresión aplicada fuera de esta área causará que se desarrollen esfuerzos de tensión en la sección.




• Las fuerzas externas crean esfuerzos internos dentro de los elementos estructurales.

Las columnas largas y esbeltas están sujetas a falla por pandeo en lugar de por aplastamiento. El pandeo es la inestabilidad súbita lateral o de torsión de un miembro estructural esbelto inducida por la acción de una carga axial antes de alcanzar el esfuerzo de fluencia del material. Bajo una carga de pandeo, una columna comienza a deformarse lateralmente y no puede generar las fuerzas internas necesarias para restituir su condición lineal inicial. Cualquier carga adicional haría que la columna se deformara aún más hasta que se presente el colapso por fbdón. Entre mayor sea la relación de esbeltez de una columna, es menor el esfuerzo crítico que causa su pandeo. Un objetivo primario en el diseíío de una columna es reducir su relación de esbeltez acortando su longitud efectiva o maximizando el radio de vuelco de la secció»?
transversal.

• La relación de esbeltez de una columna es el cociente de su longitud efectiva (L) entre el menor radio de vuelco (r). Por lo tanto, en las secciones de columnas asimétricas, el pandeo tenderá a presentarse alrededor del eje más débil o en la dirección de la dimensión mínima. 1.

• La longitud efectiva es la distancia entre los puntos de inflexión de una columna sujeta a pandeo. Cuando esta parte de la columna se pandea, la columna completa falla. 2.
• El factor de longitud efectiva (k) es un coeficiente paramodificar la longitud verdadera de una columna de acuerdo con las condiciones de sus extremos y determinar así su longitud efectiva. Por ejemplo, la fijación de ambos extremos de una columna larga reduce su longitud efectiva a la mitad y aumenta su capacidad de carga en un factor de 4.

• El radio de vuelco (r) es la distancia desde un eje para la cual se puede suponer que la masa de un cuerpo está concentrada. Para la sección de una columna, el radio de vuelco es igual a la raíz cuadrada del cociente del momento de inercia entre el área. 3.

lunes, 22 de julio de 2013

EDIFICIOS - EQUILIBRIO ESTRUCTURAL

Tanto en el diseño como en el análisis estructural, nuestra primera preocupación es la magnitud, la dinsccíón y el punto de aplicación de las fuerzas y su resolución para producir un estado de eciuilibrio. El ecjuilibrio es un estado de balance o de reposo que resulta de la acción homóloga de fuerzas opuestas. En otras palabras, a medida cjue cada elemento estructural se carga, sus elementos de apoyo deben reaccionar con fuerzas iguales y opuestas. Para que un cuerpo rígido esté en eciuilibrio, son necesarias dos condiciones.

• Primero, la suma vectorial de todas las fuerzas c[ue actúan sobre éste debe ser igual a cero, asegurando el
equilibrio en la traslación:


• Segundo, la suma algebraica de todos los momentos de las fuerzas alrededor de cualcjuier punto o línea debe ser igual a cero, asegurando un eciuilibrio en la rotación:

• La tercera ley del movimiento de Newton, la ley de la acción y de la reacción, establece ciue para cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, el cuerpo ejerce una fuerza ciue tiene igual magnitud y dirección opuest¿. a lo largo de la misma línea de acción ciue la fuerza original.

• Una carga concentrada actúa sobre un área muy pequeña o punto específico de un elemento estructural de apoyo, como cuando una viga se apoya sobre un poste o una columna se apoya sobre su zapata. 1.
• Una carga distribuida uniformemente es una carga de magnitud uniforme ciue se extiende sobre la longitud o el área del elemento estructural de apoyo, como en el caso de la carga viva sobre la cubierta o una vigueta del piso, o una carga eólica sobre un muro. 2.
• Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica del sistema completo de fuerzas aplicadas y reactivas ciue actúan sobre un cuerpo o sobre una parte aislada de una estructura. Cada parte elemental de un sistema estructural tiene reacciones ciue son necesarias para el eciuilibrio de esa parte, así como el sistema más grande tiene reaccionee en sus apoyoe que sirven para conservar el eciuilibrio del todo. 3.

EQUILIBRIO ESTRUCTURAL

lunes, 15 de julio de 2013

EDIFICIOS - FUERZAS ESTRUCTURALES

Una fuerza es cualquier influencia que produzca un cambio en la forma o el movimiento de un cuerpo. Se le considera una cantidad vectorial que posee tanto magnitud como dirección, representada por una flecha cuya longitud es proporcional a la magnitud y cuya orientación en el espacio representa la dirección. Una fuerza individual que actúa sobre un cuerpo rígido puede considerarse que actúa en cualquier punto a lo largo de su línea de acción sin alterar el efecto externo de la fuerza. Dos o más fuerzas pueden estar relacionadas de las siguientes maneras:

• Las fuerzas colineales se presentan a lo largo de una línea recta, cuya suma vectorial es la suma algebraica de las magnitudes de las fuerzas, actuando a lo largo de la misma línea de acción.


• Las fuerzas concurrentes tienen líneas de acción que se intersecan en un punto común, cuya suma vectorial es equivalente y produce el mismo efecto en un cuerpo rígido que la aplicación de los vectores de las diferentes fuerzas. 1.
• La ley del paralelogramo establece que la suma vectorial o la resultante de dos fuerzas concurrentes puede describirse por la diagonal de un paralelogramo cuyos lados adyacentes representan a los dos vectores de fuerza que se van a sumar. 2.

• De manera similar, cualquier fuerza individual puede des¬ componerse en dos o más fuerzas concurrentes que tengan un efecto neto sobre un cuerpo rígido equivalente al de la fuerza inicial. Por conveniencia, en el análisis estructural generalmente éstas son las componentes rectangulares o cartesianas de la fuerza inicial. 3.
• El método del polígono es una técnica gráfica para encontrar la suma vectorial de un sistema coplanar de varias fuerzas concurrentes. Se dibuja a escala sucesivamente cada vector de fuerza, con el extremo posterior de cada uno en la cabeza del precedente y se completa el polígono con un vector que represente a la fuerza resultante, prolongándolo desde el extremo posterior del primero a la cabeza del último vector. 4.
• Las fuerzas no concurrentes tienen líneas de acción que no se intersecan en un punto común y cuya suma vectorial es una fuerza individual que causaría la misma traslación y rotación de un cuerpo que el conjunto de las fuerzas originales.

• Un momento es la tendencia de una fuerza a producir rotación de un cuerpo alrededor de un punto o de una línea, de magnitud igual al producto de la fuerza por el brazo de momento y que actúa en la dirección del sentído de las manecillas del reloj o en sentido contrario. 5.
• Un par es un sistema de fuerzas de dos fuerzas iguales y paralelas que actúan en direcciones opuestas y que tienden a producir rotación, pero no traslación. La magnitud del momento de un par es igual al producto de una de las fuerzas por la distancia perpendicular entre las dos fuerzas. 6.

lunes, 8 de julio de 2013

EDIFICIOS - CARGAS SÍSMICAS

• El periodo natural de una estructura varia de acuerdo con su altura arriba de la base y su dimensión paralela a la dirección de las fuerzas aplicadas. Las estructuras relativamente rígidas oscilan rápidamente y tienen periodos cortos, mientras que las estructuras más flexibles oscilan más lentamente y tienen periodos mayores.

Un sismo consiste en una serie de vibraciones longitudinales y transversales inducidas en la corteza terrestre por el movimiento abrupto de las placas a lo largo de las líneas de falla. Los impactos de un sismo se propagan a lo largo de la superficie en forma de ondas y se atenúan logarítmicamente con la distancia desde la fuente. Aun cuando estos movimientos del suelo son de naturaleza tridimensional, se considera que sus componentes horizontales son las más críticas en el diseño estructural; los elementos que sustentan caras verticales en una estructura generalmente tienen una reserva considerable para resistir cargas verticales adicionales,

•La masa superior de una estructura desarrolla una fuerza de inercia cuando tiende a permanecer en reposo mientras que la base se desplaza por los movimientos del suelo por el sismo. De la segunda ley de Newton, esta fuerza es igual al producto de la masa por la aceleración.1.

• Una fuerza lateral estáticamente equivalente la fuerza cortante en la base, puede calcularse para estructuras regulares menores que 73 m (240’) de altura, estructuras irregulares no mayores que cinco pisos de altura y estructuras con un bajo riesgo sísmico.

• La fuerza cortante en la base es el valor mínimo de diseño de la fuerza sísmica lateral total en una estructura que se supone responde en cualquier dirección horizontal. Se calcula multiplicando la carga muerta total de la estructura por varios coeficientes que reflejan el carácter y la intensidad de los movimientos del suelo en la zona sísmica, el tipo de perfil del suelo que subyace a la cimentación, el tipo de ocupación, la distribución de la masa y la rigidez de la estructura, y el periodo natural de la estructura —el tiempo que requiere una oscilación completa. 2.

• La fuerza cortante en la base se distribuye en cada día grama horizontal arriba de la base de las estructuras regulares proporcionalmente al peso del piso en cada nivel y a la distancia desde, la base. 3.


• Se requiere un análisis dinámico ms complejo para las estructuras de gran altura, para las estructuras de forma irregular o de sistema reticular, o para las estructuras construidas en suelos blandos o pasticos susceptibles de falla o de colapso bajo carga sísmica.

• Cualquier carga lateral aplicada a una distancia por arriba de la rasante genera un momento de vuelco en la base de la estructura. Para el equilibrio, el momento de vuelco debe contrabalancearse mediante un momento externo de restauración y un momento resistente interno suministrado por fuerzas desarrolladas en las columnas y en los muros de cortante. 4.

• La carga muerta de la estructura suministra un momento de restauración que actúa alrededor del mismo punto de rotación que el movimiento de vuelco, El reglamento de construcciones generalmente requiere que el momento de restauración sea por lo menos 50% mayor que el momento de vuelco. 5.

La siguiente es una breve introducción a la manera como un sistema estructural debe resolver todas las fuerzas que actúan sobre un edificio y transmitirlas al suero. Para una información más completa sobra el análisis y el diseño estructural de los edificios, véase la bibliografía.

lunes, 1 de julio de 2013

EDIFICIOS - CARGAS DE VIENTO

Las cargas de viento son las fuerzas ejercidas por la energ a cinética de una masa de aire en movimiento, suponiendo que provenga de cualquier dirección horizontal.

• La estructura, los componentes y el revestimiento de un edificio deben diseñarse para resistir el deslizamiento, el levantamiento o el vuelco inducidos por el viento.


• El viento ejerce una presión positíva en sentido horizontal sobre las superficies verticales de barfovento de un edificio y en sentido normal a las superficies de los techos de barlovento que tengan una inclinación mayor que 30°.

• El viento ejerce ura presión negativa o succión en lados y en las superficies de sotavento y en dirección normal a las superficies del techo de barlovento que tengan una inclinación menor que 30º.

• La presión de viento de diseño es un valor mínimo de diseío de la presión estática equivalente sobre las superficies exteriores de una estructura que resulta de una velocidad crítica del viento, igual a una presión de referencia del viento que se mide a una altura de 10 m (33’) modificada por varios coeficientes que toman en cuenta los efectos de las condiciones de exposición, la altura del edificio, las ráfagas del viento y la geometría y orientación de la estructura con respecto al flujo de aire incidente.

• Un factor de amplificación puede aumentar los valores de diseño del viento o de las fuerzas sísmicas en un edificio debido a su ocupación grande, su contenido potencialmente peligroso, o su naturaleza esencial ante un huracán o un sismo.

• La vibración se refiere a las rápidas oscilaciones de un cable flexible o de una estructura de membrana causadas por los efectos aerodinámicos del viento.


• Los edificios altos y esbeltos, las estructuras con formas complejas o poco comunes y las estructuras flexibles y ligeras sujetas a vibraciones requieren de ensayos en un tinel de viento o de modelación por computadora para investigar cómo responden a la distribución de la presión del viento.

lunes, 24 de junio de 2013

CARGAS EN LOS EDIFICIOS

• Las cargas muertas son cargas estáticas que actúan hacia abajo en sentido vertical sobe una estructura, incluyendo el peso propio de la estructura y el peso de los elementos de construcción, los accesorios y el equipo permanentemente fijo en ella. 1.

• Las cargas por asentamiento se imponen sobre una estructura por el hundimiento de una parte del suelo sustentante y el asentamiento diferencial resultante de su cimentación.

• La presión del suelo es la fuerza horizontal que una masa de suelo ejerce sol’re una estructura de retención vertical  2.

• La presión nidruIica es la fuerza hidráulica ctue el agua su1terrnea ejerce sobre un sistema de cimentación.  3.
 
• Los esfuerzos térmicos son los esfuerzos de compresión o de tensión desarrollados en un material que está restringido contra la expansión o la contracción térmicas.

Para el espacio cerrado de una habitación, el sistema estructural de un edificio debe contemplar que sea capaz de sustentar do tipos de cargas: estáticas y dinámicas.

Cargas estáticas

Se supone que las cargas estáticas se aplican lentamente a una estructura hasta que alcanzan su valor pico sin variar rápidamente su magnitud o su posición. Bajo una carga estática, una estructura responde lentamente y su deformación alcanza un pico cuando la fuerza estática es máxima.

La carga viva incluye toda carga móvil o movible en una estructura que resulta de la ocupación, de la nieve y el agua acumuladas, o del equipo movible. Una carga viva actúa típicamente en dirección vertical hacia abajo, pero también puede actuar horizontalmente para reflejar la naturaleza dinámica de una carga móvil.

• Las cargas de ocupación resultan del peso de las personas, los muebles, el material almacenado y otros elementos similares en un edificio. Los reglamentos de construcción especifican las cargas unitarias mínimas uniformemente distribuidas para diferentes usos y ocupaciones.  4.

• Las cargas de nieve son creadas por el peso de la nieve que se acumula en un techo. Estas cargas varían con la ubicación geográfica, la exposición del sitio, las condiciones eólicas y la geometría del techo.  5.

• Las cargas pluviales resultan de la acumulación de agua en un techo debido a su forma, deflexión o el atascamiento de su sistema de drenaje.  6.

• Las cargas de impacto son cargas cinéticas de corta duración debido a vehículos, equipo y maquinaria en movimiento. Los reglamentos de construcciones tratan esta carga como una carga estática, compensando su naturaleza dinámica al amplificar la carga estática.


Cargas dinámicas

Las caras dinámicas se aplican súbitamente a una estructura, con frecuencia con cambios rápidos de magnitud y del punto de aplicación. Bajo una carga dinámica, una estructura desarrolla fuerzas de inercia en relación con su masa y su deformación máxima no corresponde necesariamente a la magnitud máxima de la fuerza aplicada. Los dos tipos principales de cargas dinámicas son las cargas de viento y las cargas sísmicas.

lunes, 17 de junio de 2013

Tipos de Construcción de un Edificio

Los reglamentos de construcción clasifican la construcción de un edificio de acuerdo con la resistencia al fuego de sus componentes principales: el marco estructural, los muros exteriores de carga y sin carga, los muros interiores de carga, los divisores permanentes, los ensamblados de piso) plafón y techo, las escaleras y los recintos para cubos.

1. Los edificios de tipo I son de construcción incombustible y tienen una retícula estructural de acero, concreto reforzado o mampostería reforzada.
2. Los edificios de tipo II son similares a los edificios de tipo I con excepción de una reducción en el grado requerido de resistencia al fuego de los elementos de construcción.
3. Los edificios de tipo III tienen muros exteriores incombustibles y una retícula estructural de acero, concreto, mampostería o madera.
4. Los edificios de tipo IV tienen muros exteriores incombustibles, una retícula estructural interior de madera sólida o laminada de tamaños mínimos específicos y pisos sin espacios ocultos.
5. Los edificios de tipo V tienen elementos de construcción con el grado de resistencia al fuego especificado en el reglamento de construcciones.
• Para que una construcción sea del tipo protegido se requiere que tenga en su totalidad una hora de resistencia al fuego.
• Una construcción del tipo no protegido no tiene requerimientos de resistencia al fuego con excepción de los recintos de los cubos y de las salidas o si el reglamento de construcciones requiere protección de los muros exteriores debido a su proximidad a un lindero.
• La siguiente tabla esboza los grados requeridos de resistencia al fuego de los elementos de construcción para los diferentes tipos de construcción. Consultar el reglamento de construcciones para requerimientos más específicos.
• Véase el apéndice para el grado de resistencia al fuego de ensamblados representativos de construcción.


Aun cuando cada uno de los modelos de reglamento difiere en los requerimientos detallados de cada tipo de construcción, todos ellos limitan la altura y el área máximas por piso de un edificio de acuerdo con el tipo de construcción y la ocupación o el uso. El objetivo de estas disposiciones es proteger al edificio del fuego y contener un incendio el tiempo suficiente para permitir que las personas evacuen el edificio con seguridad. La limitación del tamaño puede ser excedida si el edificio está equipado cori un sistema automático de rociadores contra incendio, o si está dividido mediante muros contra incendio en áreas , que no sobrepasen la limitación del tamaño.

6. Se requiere que los muros contra incendio tengan un grado de resistencia al fuego que sea suficiente para evitar la propagación del fuego de una parte del edificio a otra. Deben prolongarse de manera continua desde la cimentación hasta un parapeto arriba del techo del edificio, o hasta el lado de debajo de un techo incombustible. Todos los vanos en los muros contra incendio están restringidos a un cierto porcentaje de longitud de muro y deben protegerse mediante puertas contra incendio de cierre automático, ensamblados para ventanas de grado contra incendio y en el caso de ductos de aire, mediante amortiguadores contra fuego y humo.
7. Los separadores de habitaciones son las construcciones verticales u horizontales resistentes al fuego, que se requieren para evitar la propagación del fuego de una habitación a la otra en un edificio de uso mixto.
8. El libramiento contra incendio se refiere al espacio requerido entre un lindero o un edificio adyacente y un muro exterior que tenga un grado especificado de resistencia al fuego.


lunes, 10 de junio de 2013

Sistemas de Construccion de Edificios

El sistema estructural

El sistema estructural de un edificio se diseña y se construye para sustentar y transmitir con seguridad al suelo cargas aplicadas gravitacionales y laterales sin sobrepasar los esfuerzos permisibles en sus miembros.

• La superestructura es la prolongación vertical de un edificio por arriba de la cimentación.
• Las columnas, las vigas y los muros de carga sustentan las estructuras de los pisos y de los techos.
• La subestructura forma la cimentación de un edificio.

El sistema de envolvente

El sistema de envolvente es la cáscara o envoltura de un edificio, que consiste en el techo, los muros exteriores, las ventanas y las puertas.

• El techo y los muros exteriores protegen a Los espacios interiores de las inclemencias del clima y controlan la humedad, el calor y el flujo de aire a través de la formación de capas con los ensamblados de construcción.
• Los muros exteriores y los techos también amortiguan el ruido y proporcionan seguridad y privacidad a los ocupantes de un edificio.
• Las puertas permiten el acceso físico.
• La ventanas dejan pasar la luz y el aire, y permiten admirar el panorama.
• Los muros interiores y las particiones dividen el interior de un edificio en unidades espaciales.

Sistemas mecánicos

Los sistemas mecánicos suministran servicios esenciales para el edificio.
• El sistema de abastecimiento de agua suministra agua potable para consumo humano y para saneamiento.
• EL sistema de drenaje elimina los desechos y la materia orgánica de un edificio.
• La calefacción, la ventilación y los sistemas de aire acondicionan los espacios Interiores de un edificio para la comodidad ambiental de los ocupantes.
• El sistema eléctrico controla, mide y protege el suministro de energía eléctrica de un edificio. Asimismo, distribuye de una manera segura la energía, la iluminación, la seguridad y los sistemas de comunicación.
• Los sistemas de transporte vertical trasladan personas y bienes de un nivel a otro en edificios de altura media y de gran altura.
• Los sistemas contra incendio detectan y combaten los incendios.
• Las estructuras de gran altura también pueden requerir sistemas de disposición de desechos y sistemas de reciclado.


La manera en la cual se seleccionan, se ensamblan y se integran los diferentes sistemas de construcción en la edificación debe considerar los siguientes factores:

Requerimientos de funcionamiento

• Compatibilidad estructural, integración y seguridad
• Resistencia al fuego, prevención y seguridad
• Espesor permisible o deseable de los ensamblados de construcción
• Control de los flujos de calor y de aire a través de los ensamblados del edificio
• Control de la migración y de la condensación del vapor de agua
• Acomodo del movimiento del edificio debido a asentamientos, deflexión estructural y expansión o contracción con cambios de temperatura y humedad
• Reducción de ruido, aislamiento del sonido y privacidad acústica
• Resistencia al desgaste, la corrosión y el intemperismo
• Requerimientos de acabados, limpieza y mantenimiento
• Seguridad en el uso

Cualidades estéticas

• Relación deseable del edificio con su sitio, con las propiedades adyacentes y con el vecindario
• Cualidades preferidas de forma, volumen, color, patrón, textura y detallado

Restricciones del reglamento


• Cumplimiento con los ordenamientos de zonificación y con el reglamento de construcción

Consideraciones económicos

• Costo inicial, que incluye material, transporte. equipo y los costos de mano de obra
• Costos del ciclo de vida útil, que incluyen no solamente el costo inicial, sino también los costos de mantenimiento, consumo de energía, vida útil, costos de reemplazo e interés del capital invertido

Impacto ambiental

• Conservación de energía y de recursos mediante la ubicación y el diseño del edificio
• Eficiencia energética de los sistemas mecánicos
• Uso de materiales eficientes en cuanto a recursos y materiales no tóxicos

Prácticas de construcción

1. • Requerimientos de seguridad
• Tolerancias previsibles y ajuste apropiado
• Conformidad con los estándares y las garantías industriales
e División del trabajo entre el taller y el campo
• División de las actividades y coordinación de las especialidades de construcción
• estricciones de presupuesto
• Equipo de construcción que se requiera
• Tiempo requerido de edificación
• Prevenciones para clima inclemente


Las dependencias locales de gobierno adoptan y promulgan el reglamento de construcciones para regular el diseño, la construcción, la alteración y la reparación de los edificios con objeto de proteger la seguridad, la salud y el bienestar público.

Modelos de reglamento

Los modelos tic reglamento son reglamentos de construcción desarrollados por las organizaciones nacionales de funcionarios del reglamento de construcciones, sociedades profesionales y gremios de oficios para que los adopten las comunidades locales. Si es necesario modificar o agregar ciertas disposiciones para enfrentar requerimientos o preocupaciones locales, los modelos de reglamento pueden ser promulgados y enmendados por la municipalidad.

2. Aun cuando los modelos de reglamento difieren en detalle, están organizados de manera similar. Cada uno comienza con la definición de categorías del uso o de la ocupación y de los tipos de construcción de acuerdo con el grado de incombustibilidad y de combustibilidad. Cada modelo de reglamento establece entonces las limitaciones de altura y de ¿rea en relación con la ocupación o el uso de un edificio y del tipo de construcción empleada.



Los modelos de reglamento también establecen estándares para el diseño estructural, la construcción de muros, pisos y techos, los sistemas de protección contra incendio, los medios para la evacuación de emergencia, La luz natural y La ventilación, la accesibilidad para los discapacitados, y la eficiencia energética y conservación de energía.

Cada modelo de reglamento está basado en el funcionamiento y estipula cómo debe funcionar un componente o sistema específico sin suministrar necesariamente lo medios que deben emplearse para alcanzar los resultados. Es frecuente la referencia a los estándares establecidos por la American Society for Testing and Materials (ASTM), el American National Standards lnstute (ANSI) y otras sociedades técnicas y profesionales para indicar las propiedades deseables de un material o de un componente y los métodos de ensayo requeridos para verificar el funcionamiento de los productos.

Reglamentos adicionales

Además de estos modelos de reglamento, los reglamentos adicionares se desarrollan para regular otros aspectos de la construcción, como la plomería y el trabajo mecánico. Aun cuando los estados o las municipalidades locales puedan desarrollar algunos de ellos, la mayoría son publicados por los mismos grupos que editan los modelos reglamentos

martes, 4 de junio de 2013

Arquitectura y Construcción de Edificios

Arquitectura y construcción de edificios no son necesariamente una y la misma cosa. Para el diseño y construcción de un edificio, es necesario conocer bien los métodos para el ensamblado de diferentes materiales, elementos y componentes. Sin embargo, este conocimiento, aun cuando capacita para hacer arquitectura, no garantiza el conocimiento práctico de La construcción de edificios. Un conocimiento práctico de la construcción de edificios es solamente uno de los varios factores críticos para ejercer la arquitectura. Cuando se habla de la arquitectura como el arte de la construcción, deben considerarse los siguientes sistemas conceptuales de orden, además de los sistemas físicos de la construcción:

• La definición, la escala, la proporción y la organización de los espacios interiores de un edificio
• El ordenamiento de las actividades humanas mediante su escala y sus dimensiones
• La zonificación funcional de los espacios de un edificio de acuerdo con el propósito y el uso
• El acceso a las rutas de desplazamiento y circulaciones horizontales y verticales en el interior del edificio
• Las cualidades sensibles de un edificio son la forma, el espacio, la luz, el color, la textura y el patrón
• El edificio como un componente integrado dentro de los ambientes natural y de la construcción.

En esta serie de artículo son de interés primordial los sistemas físicos que definen, organizan y refuerzan el ordenamiento perceptivo y conceptual de un edificio.

Un sistema puede definirse como el conjunto de partes interrelacionadas e interdependientes que forman un todo unificado más complejo y que sirven a un propósito común. Un edificio puede entenderse como un cuerpo f1sico de varios sistemas y subsistemas que necesariamente deben estar relacionados, coordinados e integrados unos con otros, así como con la forma tridimensional y la organización espacial del edificio en conjunto.

Arquitectura y Construcción de Edificios

jueves, 30 de mayo de 2013

DESCRIPCIÓN DEL SITIO DE LA OBRA

La descripción legal de un sitio consiste en la ubicación y los linderos de un lote específico de terreno, basándose en un levantamiento topográfico con teodolito o en un sistema rectangular de levantamiento topográfico, o hecho en referencia a una poligonal ya levantada.


1. En un levantamiento con teodolito se registra el rumbo y la longitud de cada lindero de un lote de terrero, comenzando en un punto de referencia ya conocido y recorriendo La periferia de la poligonal hasta regresar al lugar de inicio. 

Una poligonal es un documento legal que describe la ubicación, lo linderos y las dimensiones de una porción o lote de terreno, incluyendo las aprobaciones de la comisión de zonificación y planificación, los derechos de paso y Las restricciones, y para una subdivisión, las líneas divisaras de calles, cuadras y lotes, y la numeración y dimensiones de cada lote.


2. Los meridianos principales son líneas de referencia de norte a sur que se establecen en mojones importantes para grandes áreas de terreno.

3. Los meridianos guía son líneas de referencia de norte a sur que se ubican entre líneas de corrección a intervalos de 38.62 km (24 millas) al este y al oeste de los meridianos principales.

4. Las líneas de rango son líneas de referencia de norte a Sur ubicadas a intervalos de 9.66 km (6 millas) entre los meridianos guía.

5. Línea base este-oeste.

6. Las líneas de corrección son líneas de referencia de este a oeste ubicadas a intervalos de 38.62 km (24 millas) al norte y al sur de una línea base para corregir la convergencia de los meridianos e igualar las distancias este-oeste.

7. El sistema rectangular para levantamiento topográfico se basa en una cuadricula modificada de meridianos principales y meridianos guía, así corno líneas base este-oeste.

8. El rango es una de una serie de divisiones numeradas hacia el este o al oeste de un meridiano guía y que consiste en una hilera de áreas unitarias de seis millas cuadradas que están numeradas al norte o al sur de una línea base.

9. El township (área urbana) es un área unitaria de terreno, de aproximadamente 93.2 km^2 (6 millas por lado) que contiene 3 secciones.

10. Una sección es una de las 36 subdivisiones numeradas de un township, de aproximadamente 2.59 km^2 o 640 acres (una milla cuadrada) y adicionalmente subdividida en mitades, cuartos y cuartos de cuartos.

lunes, 27 de mayo de 2013

Información de la Obra

La información de la obra o planta del sitio ilustra las características existentes naturales y artificiales de un sitio y describe la construcción propuesta en relación con estas características existentes. Por lo general, basándose en el mapa topográfico de un ingeniero, la planta del sitio es una pieza esencial de un conjunto de documentos de construcción. Una planta de sitio completa debe incluir los siguientes elementos:

1. Nombre y dirección del dueño de la propiedad
2. Dirección de la propiedad, si es diferente de la dirección del dueño
3. Descripción legal de la propiedad
4. Fuente y fecha del levantamiento topográfico
5. Descripción de los linderos: dimensiones de los linderos, sus rumbos en relación con el norte, los ángulos de las esquinas y los radios de curvatura
6. Linderos de contrato o de proyecto, si son diferentes de los linderos del sitio
7. Flecha del norte magnético y escala del dibujo
8. Ubicación y descripción de los bancos de nivel, los cuales establecen los puntos de referencia para la ubicación y las elevaciones de la construcción nueva
9. Identificación y dimensiones de las calles y callejones adyacentes y otros derechos de vía públicos
10. Ubicación y dimensiones de cualquier derecho de paso o derecho de vía que atraviese al sitio
11. Dimensiones de los derechos de vía requeridos por el reglamento de zonificación
12. Ubicación y tamaño de las estructuras existentes y una descripción de cualquier demolición que sea requerida por la nueva construcción
13. Ubicación, forma y tamaño de las estructuras propuestas para la construcción, incluyendo los aleros de los techos y otras salientes
14. Ubicación y dimensiones de los andadores, lugares de estacionamiento y áreas de estacionamiento
15. Ubicación de los servicios públicos existentes: tuberías maestras de agua, drenaje sanitario y pluvial, líneas de gas, líneas de energía eléctrica, líneas telefónicas y de cable, hidrantes para incendio, así como puntos propuestos de las conexiones
16. Curvas de nivel existentes, curvas de nivel nuevas y la rasante terminada de los lugares de estacionamiento, de los andadores, prados u otras superficies mejoradas después de terminar la construcción o las operaciones de nivelación
17. La vegetación existente que va a permanecer y la que va a ser retirada
18. Características hídricas existentes, como bajiales o canalitos, arroyos, planicies de inundación, cuencas colectaras o riberas
19. Características propuestas para la arquitectura de paisaje, como cercas, muros ¿le contención y plantíos; si es muy extenso, el paisaje y otras mejoras del sitio pueden mostrarse en una planta de sitio aparte
20. Referencias a los dibujos y detalles relacionados.
Información de la Obra
Información de la Obra

jueves, 16 de mayo de 2013

PLANIFICACION Y CONTROL DE PROYECTOS DE CONSTRUCCIÓN

1 INTRODUCCIÓN

La planificación y programación de obras de construcción consiste en ordenar  la realización de todas las actividades que son parte dci proceso de construcción.

La Planificación puede dictar pautas o poner restricciones a la organización del Proyecto. Esta sección pretender entregar aspectos generales sobre los sistemas de planificación y control de proyectos de construcción.

Los objetivos principales de la planificación y programación son raciona1iz actividades dci proceso constructivo, evitando conflictos en ci proceso y disminuyendo los riesgos. Permite racionalizar el empleo de los recursos y permite establecer un control de los recursos si la planificación y programación tiene asociada a su estructura una metodología de control de procesos.

Entre los principales beneficios que se deben obtener de una buena planificación  y programación son:

• Reducir incertidumbre en el control del tiempo.
• Conocer los ‘Volúmenes Peak” de necesidades para poder dimensionar las instalaciones en su capacidad óptima.
• Programar los movimientos de la instalación de faena y retiro de ellas.
• Optimizar la programación de área de la obra.
• Elaborar un programa de adquisiciones de materiales y arriendo de equipos.
• Definir los períodos de contratos y despidos.
• Establecer metodologías de control.
• Otros.

Los mecanismos de planificación pueden ser más o menos detallados, más o menos complejos, manuales o computarizados; y pueden estar orientados al control de tiempo, el control de gastos, la distribución de recursos, otros o combinación de estos.

2 NIVELES DE PLANIFICACION

La planificación se debe realizar a distintos niveles, en general se definen tres niveles básicos:

a) planificación estratégica o de largo plazo: aquella planificación que se hace a nivel de anteproyecto se centra en los aspectos globales del proyecto sin llegar a un nivel de detalle muy grande. Sus objetivos son determinar costos para propuestas o estudios de factibilidad y servir de base para la planificación del proyecto. Esta planificación también se puede orientar a la empresa, tal corno lo presentan Hax y Majluf en su libro sobre ci tema (Hax, 1993).
b) planificación táctica o de mediano plazo: planifica de forma concreta la materialización del proyecto, generalmente corresponde a un plan de construcción de la obra en sus etapas más gruesas.
c) planificación operacional o de corto plazo: comprende el detalle de como ejecutar las tareas necesarias para materializar las actividades definidas en el nivel anterior, evitando interferencias, falta de recursos, etc. Aquí se puede llegar a un nivel de detalle tal que exista una planificación semanal o, inclusive, diaria que contrihuya a una mejor organización y cumplimiento en el trabajo. La relación entre los tres niveles de planificación se ve en la Figura 3.14.

Relación entre los niveles de planificación
Figura 3.14 Relación entre los niveles de planificación


3 METODOLOGÍAS DE PLANIFICACIÓN

Dado que en este texto sólo se pretende introducir el tema de gestión de proyecto, se verá un ejemplo de planificación táctica. Para mayor información se recomiendan libros especializados, tales corno: Planificación y Control de Proyecto de Alfredo Serpeil y Luis Fernando Alarcón; Administración de Operaciones de Construcción, de Alfredo Serpeil y Project Management for Construction, de Hendrickson.

La metodología básica de una planificación táctica consiste en realizar un desglose de actividades para luego establecer secuencialidad, desfases y simultaneidad; el paso siguiente es asignar plazos para finalmente establecer el camino crítico. Lo anterior se puede apreciar esquemáticamente en la Figura 3. 15.

Metodología básica de la planificación y programación
Figura 3.15 Metodología básica de la planificación y programación
Para llevarla a cabo existen numerosas técnicas, una de las más simples es el método de barras Carta Gantt. Es el método más conocido, muestra las actividades del proyecto bajo la forma de barias proporcionales al tiempo. Este método no permite ver con claridad la secuencialidad de las etapas, pero presenta numeros3S ventajas para realizar planificación estratégica o táctica. En la Figura 3.16 se presenta un ejemplo.

Ejemplo de Carta Gantt
Figura 3.16 Ejemplo de Carta Gantt

lunes, 13 de mayo de 2013

RELACIÓN ENTRE EL MANDANTE Y LOS PARTICIPANTES DE UNA OBRA DE CONSTRUCCIÓN

Las obras de construcción pueden ser realizadas directamente por el mandante interesado (persona natural o empresa) o por medio de firmas contratistas. Sin embargo, las ventajas de realizar las obras por medio de empresas contratistas son:

• El hacer la obra ci mandante significa usar recursos propios; al utilizar contratistas especializados se hace uso de recursos externos, los que son regulados a través de un “contrato de construcción”.

• Generalmente el mandante (sea este una persona natural o una empresa) no posee dentro de su organización mano de obra dedicada y especializada para la construcción, además tampoco tiene los conocimientos y experiencia necesaria para materializar un proyecto de construcción. La empresa contratista, en cambio, se crea con tales objetivos, posee personal especializado y su producto es la realización de obras de construcción específicamente.

• En caso de realizar la contratación directa del personal para construir ci mandante (sea persona natural o empresa) se ve obligado a incorporarlo dentro de las normas laborales corrientes y de despedirlo al terminar la obra, con las consiguientes consecuencias negativas, tanto sociales como económicas. La empresa contratista o de construcción se organiza distribuyendo en las variadas faenas su personal, pudiendo así mantenerlo ocupado1 regularmente.

•Las empresas de construcción hacen una mejor utilización de sus recursos fisicos, amortizando la inversión en un uso compartido por los diferentes proyectos. Además, en la adquisición de materiales los contratistas tienen ventajas naturales en los precios, por ser compradores habituales.

Una vez que el mandante delega la materialización de la obra o el proyecto y la obra a otras personas o empresas se pueden establecer diversas relaciones contractuales entre éstos y los muchos otros participantes de un proyecto. Algunas estructuras organizacionales de participantes son las que se presentan a continuación.

a) Estructura tradicional, (Figura 3.6) en que el proyecto y la construcción son entregados en contratos separados, teniéndose un solo contratista general, con numerosos subcontratistas y el proyectista es independiente.
Modelo de estructura tradicional de relación de participantes
Figura 3.6 Modelo de estructura tradicional de relación de participantes
b) Estructura de administración de diseño y de construcción, (Figura 3.7) que es similar al anterior con la excepción que existe una empresa consultora de diseño y construcción, y el contratista depende contractualmente en forma directa del mandante. Así, una sola empresa es responsable del diseño y de la construcción.
Modelo de estructura de administración y diseño
Figura 3.7 Modelo de estructura de administración y diseño
c) Estructura de administración profesional de la construcción, (Figura 3.8) que es similar al de administración de diseño y construcción, que incluye una nueva relación contractual entre ci mandante y ci proyectista. El trabajo es en equipo: del mandante, proyectista y administrador profesional pudiendo este último actuar en representación del mandante perfectamente.
Modelo de estructuras de administración profesional de diseño
Figura 3.8 Modelo de estructuras de administración profesional de diseño
d) Estructura de contrato de diseño y construcción o denominado “llave en mano”, (Figura 3.9) que está basado en que el diseño contrata a una sola empresa que se encargue de la planificación, diseño y construcción. El Contratista acude generalmente a gran número de subcontratistas.
Modelo de estructura de contrato de diseño y contrucción
Figura 3.9 Modelo de estructura de contrato de diseño y contrucción

jueves, 9 de mayo de 2013

FACTIBILIDAD DE UN PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN

Un proyecto se considera no factible. en general, si al planificarlo existe la posi’ hilidad que se sobrepasen los límites de plazos y recursos para cumplir la ca1ida4 especificada, según se csquemariza en la Figura 3.2.

Un proyecto no se considera técnicamente factible si no se cuenta con los equipos y/o mano de obra y/o materiales que garanticen cumplir los requerimientos de calidad especificada.

Apoyándose en las conclusiones del estudio de factibilidad, se puede decidir invertir bajo las condiciones del escenario que se definió. El proyecto de materializará a través de varias etapas y subetapas secuenciales, en donde las principales etapas son: estudio y desarrollo del proyecto de ingeniería definitivo, construcción y puesta en marcha de la obra.

Esquema de relación recursos-duración para aprobación de un proyecto.
Figura 3.2 Esquema de relación recursos-duración para aprobación de un proyecto.

La incertidumbre sobre el costo del proyecto dependerá de cuan bien se desarrollen cada una de las etapas y subetapas para la matcrialización de la obra. El nivel e influencia que se pueda tencer para reducir los riesgos y por ende la incertidumbre sobre ci costo final de la obra, será más significativo en la primera etapa del proyecto como se puede ver en la Figura 3.3.

Nivel de influencia de las etapas de un proyecto en sus costos.
Figura 3.3 Nivel de influencia de las etapas de un proyecto en sus costos.

lunes, 6 de mayo de 2013

VARIABLES QUE INTERVIENEN EN UN PROCESO CONSTRUCTIVO



En un proceso de construcción intervienen básicamente tres variables:

• Costos: En la actualidad se debe Optimizar tanto el costo total de la obra (mantenerla dentro del presupuesto) y optimizar los costos futuros de operación y mantenimiento.
Plazo: Se deben cumplir los plazos, pero en los procesos constructivos la variable que se optimiza es la productividad. A mayor productividad menores plazos.

• Calidad: La calidad de un producto queda establecida en su diseño (plaro5. y especificaciones). Por lo cual en los procesos de construcción se habla de gestión de calidad para lograr o superar la calidad establecida.

En los modelos antiguos de Costo-Plazo-Calidad se asumía que la calidad se contraponía Con el plazo y los costos. Sin embargo, si en una obra se aplican con éxito los principios de gestión de la calidad no sólo se Logra la calidad de ésta sir que se logra además un significativo aumento de la productividad por reducción de trabajo rehecho y pérdida dc materiales. Esto último, en términos general se traduce en la reducción de los costos directos e indirectos de obra. Además, se reducen los costos futuros de operación y mantenimiento. La Figura 3.1 presenta una visión actualizada de la relación entre las diferentes variables del proceso,
  Esquema de relación entre variables.

Figura3.1  Esquema de relación entre variables.