capfce seguridad estructural

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  • COMIT ADMINISTRADOR DEL PROGRAMA FEDERAL DE CONSTRUCCIN DE ESCUELAS

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    20.07.04.003.D SEGURIDAD ESTRUCTURAL

    D.01 DISPOSICIONES GENERALES. D.01.a PROYECTO ESTRUCTURAL.- El proyecto y clculo de las estructuras

    deber satisfacer los requisitos de seguridad que una construccin ha de ofrecer durante su vida til, para evitar cualquier estado lmite de falla y proporcionar un comportamiento adecuado, sin rebasar ningn estado lmite de servicio en condiciones normales de operacin. El diseo y clculo de la estructura y de cada uno de los elementos que la integran, estar basado en el mtodo de los estados lmites de falla o en cualquier otro mtodo reconocido que apruebe previamente el CAPFCE. En cualquier caso el proyecto estructural comprender dos etapas:

    D.01.b ANTEPROYECTO ESTRUCTURAL: Contemplar algunas soluciones

    estructurales para el anteproyecto arquitectnico, y proporcionar los tipos de estructura posible o factible, opciones de cimentacin y las escuadras preliminares de los miembros estructurales. El anteproyecto estructural incluir como mnimo los siguientes conceptos:

    D.01.b.01 Alternativas de tipos de cimentacin y de estructuracin, con las

    especificaciones generales de los materiales estructurales. D.01.b.02 Plantas generales y escuadras preliminares de los miembros

    estructurales. D.01.b.03 Memoria de clculo del anteproyecto estructural. D.01.c PROYECTO ESTRUCTURAL DEFINITIVO: Contemplar la solucin

    estructural del proyecto arquitectnico, definiendo con precisin la cimentacin, la estructura y los detalles necesarios para la correcta ejecucin de la obra; debern contener las especificaciones y resistencias de todos los materiales estructurales a utilizar. El proyecto estructural incluir como mnimo los siguientes conceptos:

    D.01.c.01 Plano(s) estructural(es) de la cimentacin. Estos debern

    contener: detalles de excavaciones, anchos de cimentacin y cepas, nivel(es) y profundidad(es) de desplante, capacidad de carga suelo, zona ssmica considerada conforme al Reglamento de las Construcciones local y/o la Regionalizacin Ssmica de la Repblica Mexicana segn el Manual de diseo de Obras Civiles, Diseo por Sismo de la CFE vigente

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    D.01.c.02 Planos estructurales de entrepiso(s) y azotea(s). En stos se debern consignar los valores considerados para cargas vivas segn el destino de cada local o espacio.

    D.01.c.03 Cortes estructurales y detalles constructivos. D.01.c.04 Memoria detallada del clculo estructural. D.01.c.05 Nombre y firma del responsable del proyecto estructural, en

    memoria de clculo y planos. D.02 CLASIFICACIN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGN SU

    DESTINO.- Segn su uso, las construcciones se clasificarn en los siguientes grupos:

    D.02.a GRUPO A.- Construcciones que requieren un alto grado de seguridad,

    cuya falla estructural podra causar la prdida de un nmero elevado de vidas o prdidas econmicas o culturales de magnitud excepcionalmente altas, o que constituyan un peligro significativo por contener sustancias txicas, inflamables o explosivas, as como construcciones cuyo funcionamiento es esencial a raz de un sismo, o emergencia provocada por un desastre, tal como hospitales, escuelas, terminales de transporte, estaciones de bomberos, centrales elctricas, centrales de telecomunicaciones, estadios, depsitos de sustancias inflamables txicas, museos y edificios que alojen archivos y registros pblicos de particular importancia.

    D.02.b GRUPO B.- Construcciones que requieren un grado de seguridad

    intermedio, cuya falla estructural ocasionara perdidas de magnitud intermedia o que pondran en peligro otras construcciones de este grupo o del A, tales como edificaciones destinadas a viviendas, oficinas y locales comerciales, hoteles y construcciones comerciales e industriales no clasificadas dentro del grupo A, las que se subdividen en:

    D.02.b.01 Subgrupo B1.- Construcciones de ms de 30 m. de altura o con

    ms de 6000 m2 de rea total construida, ubicada en suelos tipo I y II y construcciones de ms de 15 m de altura 3000 m2 de rea total construida, en suelos tipo III. Adems templos, salas de espectculos y edificios que tengan salas de reunin que puedan alojar a ms de 200 personas.

    D.02.b.02 Subgrupo B2.- Las dems construcciones de este grupo. D.02.c GRUPO C.- Construcciones en que es admisible un grado de seguridad

    bajo, cuya falla estructural ocasionara prdidas de magnitud

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    sumamente pequea y no causara normalmente daos a construcciones de los grupos A y B, ni prdida de vidas.

    D.03 CRITERIOS GENERALES. Toda estructura y cada una de sus partes,

    debern disearse para ofrecer una seguridad adecuada contra la aparicin de todo estado lmite de falla posible ante las combinaciones de acciones mas desfavorables que pudieran presentarse durante su vida til, adems no se rebasar ningn estado lmite de servicio ante las combinaciones de acciones que correspondan a las condiciones normales de operacin,

    D.03.a ESTADOS LIMITE.- Se entender por estados lmite, cualquier

    comportamiento de una estructura, o parte de ella, a partir del cual deja de cumplir con algunas de las funciones o requisitos para la que fue proyectada. Se considerarn dos tipos de estado lmite:

    D.03.a.01 Estado Lmite de Falla: Se presentar con el agotamiento definitivo

    de la capacidad de carga de una estructura o de cualquiera de sus miembros; o por el hecho de que, sin agotar su capacidad de carga la estructura sufra daos irreversibles que afecten su resistencia ante nuevas aplicaciones de carga.

    D.03.a.01.A Se considerar que se presenta el estado lmite de falla dctil,

    cuando la capacidad de carga de la seccin, elemento o estructura, se mantenga para deformaciones apreciables mayores que las existentes antes de alcanzar el estado lmite.

    D.03.a.01.B Se considerar que se presenta el estado lmite de falla frgil,

    cuando la capacidad de carga se reduzca bruscamente al alcanzarse el estado lmite.

    D.03.a.02 Estado Lmite de Servicio: Este tendr lugar cuando la estructura

    llegue a estados de deformaciones, agrietamientos, vibraciones y/o daos que afecten el correcto funcionamiento de la construccin, aunque no se vea afectada su capacidad para soportar cargas. Se considerarn como estados lmite de servicio los siguientes:

    D.03.a.02.A Deformaciones, que ocasionen daos inaceptables a la

    construccin o a las vecinas, o que causen interferencia con el funcionamiento de equipos instalaciones, drenajes y servicios pblicos.

    D.03.a.02.B Vibraciones, que afecten el funcionamiento de la construccin, que

    produzcan molestias o sensacin de inseguridad en sus ocupantes.

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    D.03.a.02.C Grietas, desprendimientos, astillamientos, aplastamientos,

    torceduras y otros daos locales que afecten el funcionamiento de la construccin.

    D.03.b ACCIONES Y DEFORMACIONES.- En el diseo de las estructuras

    deber considerarse el efecto combinado de las acciones que tengan una probabilidad no despreciable de ocurrir en forma simultnea. Se considerarn tres categoras de acciones de acuerdo a la duracin en que actan sobre la estructura con su intensidad mxima:

    D.03.b.01 Acciones Permanentes.- Las que acten en forma continua sobre

    la estructura y cuya intensidad puede considerarse que no vara sustancialmente con el tiempo. Comprendern:

    D.03.b.01.A La carga muerta, debida al peso propio de la estructura y de los

    elementos constructivos no estructurales, incluyendo el peso de acabados, recubrimientos, canceleras, instalaciones, equipos fijos y de otros elementos no estructurales que pudieran colocarse posteriormente.

    D.03.b.01.B Los empujes estticos permanentes de tierra, rellenos o de

    lquidos. D.03.b.01.C Las deformaciones y los desplazamientos inducidos o impuestos a

    la estructura tales como los debidos a preesfuerzo, o a movimientos diferenciales permanentes de los apoyos.

    D.03.b.02 Acciones Variables.- Las que obren sobre la estructura con una

    intensidad variable en el tiempo. Comprendern: D.03.b.02.A La carga viva, debida a las fuerzas gravitacionales producidas

    durante el uso, ocupacin y operacin de la construccin, stas obran en la estructura y no tienen carcter permanente. Su intensidad vara en funcin del tiempo.

    D.03.b.02.B Los efectos causados por los cambios de temperatura y por las

    contracciones de los materiales. D.03.b.02.C Las deformaciones inducidas o impuestas y los hundimientos

    diferenciales que varen con el tiempo. D.03.b.02.D Los efectos de maquinaria y equipos no fijos, incluyendo, cuando

    sean significativas, las acciones dinmicas debidas a vibraciones, impacto y frenaje.

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    D.03.b.02.E De acuerdo con la combinacin de acciones para la que se est diseando, en cada accin variable se considerarn las siguientes intensidades posibles:

    D.03.b.02.E.01 Intensidad media, cuyo valor nominal se sumar al de las

    acciones permanentes, para estimar efectos a largo plazo. D.03.b.02.E.02 Intensidad instantnea, cuyo valor nominal se emplear para

    combinaciones que incluyan acciones permanentes y accidentales.

    D.03.b.02.E.03 Intensidad mxima, cuyo valor nominal se emplear en

    combinaciones que incluyan exclusivamente acciones permanentes.

    D.03.b.02.E.04 Intensidad mnima, cuyo valor se tomar en sustitucin del

    efecto de la accin que resulte favorable a la estabilidad de la estructura y que en lo general se toma igual a cero.

    D.03.b.03 Acciones Accidentales.- Las que pueden alcanzar magnitudes

    significativas slo durante lapsos breves y que no se deben al funcionamiento propio de la construccin. Comprendern:

    D.03.b.03.A Sismo, cuyas acciones dinmicas o sus equivalentes estticas, se

    considerarn con lo fijado en el inciso D.04, de esta Clusula. D.03.b.03.B Viento; Las acciones estticas o dinmicas que se determinarn

    de acuerdo con lo sealado en el inciso D.05, de esta Clusula. D.03.b.03.C Las explosiones, incendios y otros fenmenos que pueden ocurrir

    en casos extraordinarios y que no es necesario considerar dentro del clculo estructural. Para este tipo de acciones, es necesario tomar en cuenta las precauciones pertinentes en el diseo de la cimentacin, de la estructura y de los detalles constructivos, con el fin de evitar un comportamiento estructural indeseable en caso de ocurrir alguno de stos.

    D.03.b.04 Combinaciones de Acciones.- La seguridad de una estructura,

    deber verificarse para el efecto combinado de las acciones que tengan una probabilidad no despreciable de ocurrir simultneamente. Se considerarn dos categoras de combinaciones:

    D.03.b.04.A Acciones permanentes y variables: Se considerarn las acciones

    permanentes que acten sobre la estructura y las distintas acciones variables, de las cuales se tomar la ms desfavorable

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    con su intensidad mxima. Se revisarn todos los posibles estados lmite, tanto de falla como de servicio.

    D.03.b.04.B Acciones permanentes, variables y accidentales: Se considerarn

    las acciones permanentes, las variables con sus valores instantneos y nicamente una accin accidental en cada combinacin.

    D.03.b.04.C En ambos tipos de combinacin, las acciones se tomarn con sus

    intensidades nominales y sus efectos debern multiplicarse por los factores de carga correspondientes, sealados en el inciso D.03.e, de esta Clusula.

    D.03.b.05 Determinacin de los Efectos de las Acciones.- Las fuerzas

    internas y las deformaciones producidas por las acciones en las estructuras, se determinarn mediante alguno de los procedimientos reconocidos de anlisis estructural.

    D.03.b.06 Determinacin de Acciones No Especificadas.- Cuando en el

    diseo deban considerarse el efecto de acciones cuyas intensidades no estn consideradas en las presentes normas, estas intensidades se debern establecer tomando como base los siguientes criterios:

    D.03.b.06.A Para acciones permanentes, se tomar en cuenta la variabilidad

    de las dimensiones de los elementos, de los pesos volumtricos y de las otras propiedades relevantes de los materiales para determinar un valor mximo probable de la intensidad. Cuando el efecto de la accin permanente sea favorable a la estabilidad de la estructura, se determinar un valor mnimo probable de la misma.

    D.03.b.06.B Para acciones variables, se determinarn las intensidades

    siguientes que correspondan a las combinaciones de acciones para las que deba revisarse la estructura:

    D.03.b.06.C La intensidad mxima, se determinar como el valor mximo

    probable durante la vida til esperada de la construccin. Se emplear para la combinacin con los efectos de acciones permanentes.

    D.03.b.06.D La intensidad instantnea, se determinar como el valor mximo

    probable en el lapso en que pueda presentarse una accin accidental, como el sismo, y se emplear para combinaciones que incluyan acciones accidentales o ms de una accin variable.

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    D.03.b.06.E La intensidad media, se estimar como el valor medio que puede tomar la accin en un lapso de varios aos y se emplear para estimar efectos a largo plazo.

    D.03.b.06.F La intensidad mnima se emplear cuando el efecto de la accin

    sea favorable a la estabilidad de la estructura y se tomar en general igual a cero.

    D.03.b.07 Para las acciones accidentales se considerarn como intensidades

    de diseo, las especificadas en las clusulas correspondientes a Diseo por Sismo y por Viento.

    D.03.b.08 Las intensidades no especificadas en estas normas y

    determinadas segn los criterios anteriores, debern justificarse en la memoria de clculo correspondiente y consignarse en los planos estructurales.

    D.03.c RESISTENCIA.- Se entender por resistencia la magnitud de una

    accin, o de una combinacin de acciones, que provoque la aparicin de un estado lmite de falla en una estructura o en cualquiera de sus componentes. La determinacin de la Resistencia se expresar en trminos de la fuerza interna o de la combinacin de fuerzas internas producidas por las acciones.

    D.03.c.01 Resistencia de Diseo.- La revisin de la seguridad de una

    estructura contra los estados lmite de falla, se har en trminos de la resistencia de diseo. Para la determinacin de la resistencia de diseo, debern seguirse los procedimientos analticos basados en evidencia terica y experimental, o los procedimientos experimentales fijados en el prrafo D.03.c.03.

    D.03.c.02 La resistencia de diseo, se tomar igual a la resistencia nominal

    por el factor de reduccin de resistencia, determinado de acuerdo con lo fijado en el inciso D.03.f. La resistencia nominal ser tal, que la probabilidad de que no sea alcanzada resulte del dos por ciento (2%).

    D.03.c.03 Procedimiento Experimental.- En casos especiales, la

    determinacin de la resistencia podr llevarse a cabo por medio de ensayes diseados para simular en modelos fsicos de la estructura o en parte de ella, el efecto de las combinaciones de acciones que deban considerarse de acuerdo con lo fijado en el inciso D.03.d.

    D.03.c.03.A Cuando se trate de estructuras o elementos estructurales que se

    produzcan en forma industrializada, los ensayes se harn sobre

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    muestras de la produccin o de prototipos, de manera que se apliquen las condiciones de carga ms desfavorables que se puedan presentar durante la vida til de la estructura o del elemento que se analiza. Con los resultados obtenidos y tomando en cuenta las posibles variaciones geomtricas y mecnicas entre los especmenes y los elementos producidos, se deducir una resistencia nominal tal, que la probabilidad de que no sea alcanzada sea del dos por ciento (2%).

    D.03.d EVALUACIN DE LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL.- Una estructura

    cumple con los requisitos de seguridad y servicio, cuando la resistencia de diseo sea mayor o igual al efecto de las acciones nominales que intervengan en la combinacin de cargas en estudio, multiplicadas por los factores de carga que correspondan, segn lo fijado en el inciso D.03.e, y no rebase ningn estado lmite de servicio, bajo el efecto de las posibles combinaciones de las acciones clasificadas en el prrafo D.03.b.04.

    D.03.e FACTORES DE CARGA.- Los factores de carga, FC, sern los

    siguientes: D.03.e.01 Para combinaciones que incluyan exclusivamente acciones

    permanentes y variables se tomar un FC = 1.4. Cuando se trate de construcciones que por su destino estn clasificadas dentro del Grupo A (segn lo sealado en D.02.a), se tomar un FC = 1.5.

    D.03.e.02 Las construcciones escolares, independientemente del

    destino de los locales y espacios que contengan (aulas, oficinas, laboratorios, talleres, anexos, etc.) invariablemente se clasificarn dentro del Grupo A.

    D.03.e.03 Para combinaciones de acciones que incluyan una accin

    accidental, adems de las acciones permanentes y variables, se tomar un FC = 1.1.

    D.03.e.04 Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto sea favorable a la

    resistencia o a la estabilidad de la estructura, se tomar FC=0.9; adems, se tomar como valor nominal de la intensidad de la accin el valor mnimo probable de acuerdo con el inciso D.03.b.02.E.

    D.03.e.05 Para la revisin de estados lmite de servicio se tomar en todos

    los casos un FC = 1.0 D.03.e.06 Para el diseo por sismo y por viento, los factores de carga se

    especifican en los incisos correspondientes a esta Clusula.

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    D.03.f FACTORES DE REDUCCIN DE RESISTENCIA.- Los factores de

    reduccin de resistencia, FR, para elementos de concreto armado sern los siguientes:

    D.03.f.01 Para flexin:

    FR = 0.9 D.03.f.02 Para cortante y torsin:

    FR = 0.8 D.03.f.03 En flexo compresin:

    FR = 0.8 cuando el ncleo est confinado con un zuncho o un estribo o si el elemento falla en traccin.

    FR = 0.7 cuando el ncleo no est confinado y el elemento falla en compresin.

    D.03.g VALORES NOMINALES DE LAS CARGAS MUERTAS.- Para la

    determinacin de los valores nominales de diseo de las cargas muertas, se emplearn los pesos unitarios sealados en la Tabla No. 59.

    D.03.g.01 De conformidad con lo fijado en el prrafo D.03.b.06.A, se

    emplearn los valores mnimos para carga muerta, cuando stos sean los ms desfavorables para la estabilidad de la estructura, como en el caso de flotacin, volteo, lastre y succin producida por el viento. En los otros casos se tomarn los valores mximos.

    D.03.g.02 El peso muerto calculado de losas de concreto hidrulico de peso

    normal coladas en el lugar, se incrementar en veinte kilogramos por metro cuadrado (20 kg/m2). Cuando sobre una losa colada en el lugar o precolada, se coloque una capa e mortero de peso normal, el peso calculado de esta capa se incrementar tambin en veinte kilogramos por metro cuadrado (20 kg/m2); de manera que en losas coladas en el lugar que lleven una capa de mortero, el incremento total ser de cuarenta kilogramos por metro cuadrado (40 kg/m2). Este incremento obedece a tomar en cuenta posibles diferencias entre los espesores reales y los especificados en el proyecto.

    D.03.g.03 Tratndose de losas y capas de mortero que posean pesos

    volumtricos diferentes del normal, estos valores se modificarn en proporcin a los pesos volumtricos.

    D.03.g.04 Estos incrementos no sern aplicables cuando su efecto sea

    favorable a la estabilidad de la estructura.

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    TABLA No. 59 PESOS VOLUMTRICOS DE MATERIALES CONSTRUCTIVOS

    Peso volumtrico ton/m3M A T E R I A L Mximo MnimoI Piedras naturales

    secas 2.45 1.75 Areniscas (chilucas y canteras) saturadas 2.50 2.00secas 2.60 2.35 Basaltos (piedra braza) saturadas 2.65 2.45

    Granito 3.20 2.40 Mrmol 2.60 2.55

    secas 2.80 2.30 Pizarras saturadas 2.85 2.35secos 1.60 0.75 Tepetates saturados 1.95 1.30secos 1.25 0.65 Tezontles saturados 1.55 1.15

    II Suelos seca 1.75 1.40 Arena de grano de tamao uniforme saturada 2.10 1.85seca 1.90 1.55 Arena bien graduada saturada 2.30 1.95

    Arcilla en su condicin natural 1.50 1.20III Piedras artificiales, concretos y morteros Concreto simple con agregados de peso normal 2.20 2.00 Concreto reforzado 2.40 2.20 Mortero de cal y arena 1.50 1.40 Mortero de cemento y arena 2.10 1.90 Aplanado de yeso 1.50 1.10 Tabique de barro macizo hecho a mano 1.50 1.30 Tabique macizo prensado 2.20 1.60 Bloque hueco de concreto ligero (volumen neto) 1.30 0.90 Bloque hueco de concreto intermedio (volumen neto) 1.70 1.30 Bloque hueco de concreto pesado (volumen neto) 2.20 2.00 Vidrio plano 3.10 2.80IV Madera Condicin Peso en ton/m3

    Seca 0.65 0.55 Caoba Saturada 1.00 0.70Seco 0.55 0.40 Cedro Saturado 0.70 0.50Seco 0.40 0.30 Oyamel Saturado 0.65 0.55Seco 0.90 0.80 Encino Saturado 1.00 0.80Seco 0.65 0.45 Pino Saturado 1.00 0.80

    V Recubrimientos Peso en kg/m2 Azulejo 15 10 Mosaico de pasta 35 25

    20 x 20 45 3530 x 30 55 45 Granito terrazo de: 40 x 40 65 55

    Loseta asfltica vinlica 10 5

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    D.03.h VALORES NOMINALES DE CARGAS VIVAS.- Las cargas vivas son aquellas fuerzas que se producen por el uso y la ocupacin de una edificacin y que no tienen carcter permanente. En el diseo debern considerarse los valores nominales de las cargas vivas sealadas en la Tabla No. 60.

    Las cargas vivas especificadas en sta, no incluyen el peso de muros divisorios de tabique, ni de otros materiales de peso comparable, ni de cortinajes en salas de espectculos, ni de mobiliario o equipo con peso considerable tal como archivos importantes, grandes cajas fuertes, libreros sumamente pesados, ni el de otros objetos no usuales. Cuando se prevean tales cargas, debern cuantificarse independientemente de las cargas vivas especificadas, y disearse elementos estructurales destinados a ellas, justificando los mismos en la memoria de clculo y consignndolos en los planos estructurales. En funcin del destino del piso o cubierta de que se trate, se debern tomar en cuenta las siguientes disposiciones:

    D.03.h.01 La carga viva mxima wm, se deber emplear para diseo

    estructural por fuerzas gravitacionales y para calcular asentamientos inmediatos en suelos, as como en el diseo estructural de los cimientos, ante cargas gravitacionales.

    D.03.h.02 La carga instantnea wa, se deber usar para diseo ssmico y por

    viento, y cuando se revisen distribuciones de carga ms desfavorables que la uniformemente repartida sobre toda el rea.

    D.03.h.03 La carga media w, se deber emplear en el clculo de

    asentamientos y flechas diferidas. D.03.h.04 Cuando el efecto de la carga viva sea favorable para la estabilidad

    de la estructura, como en el caso de problemas de flotacin, volteo y de succin de viento, su intensidad se considerar nula sobre toda el rea, a menos que pueda justificarse otro valor de acuerdo con lo sealado en el prrafo D.03.b.06.

    D.03.h.05 En el diseo, debern considerarse las cargas transitorias, vivas y

    muertas, que pudieran presentarse durante el proceso de construccin de la estructura, tales como el peso de los materiales que se almacenan temporalmente, el de los vehculos y equipo, el del colado de plantas superiores cuya cimbra se apoya en la planta que se analiza y del personal necesario, no siendo este ltimo peso menor que 150 kg/m2. Se considerar una concentracin de 150 kg. en el lugar ms desfavorable.

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    TABLA No. 60

    TABLA DE CARGAS VIVAS UNITARIAS NOMINALES DE kg/m2. Destino del piso cubierta w (media)

    wa (inst.)

    wm (mxima)

    Observ.

    I. Habitacin (casas-habitacin, departa-mentos, viviendas, dormitorios, cuartos de hotel, internados de escuelas, cuarteles, crceles, correccionales, hospitales y similares).

    70 90 170 (1)

    II. Oficinas, despachos y laboratorios

    100 180 250 (2)

    III. Comunicacin para peatones (pasillos, escaleras, rampas, vestbulos y pasajes de acceso libre al pblico)

    40 150 350 (3) y (4)

    IV. Estadios y lugares de reunin sin asientos individuales.

    40 350 450 (5)

    V. Lugares de reunin (templos, cines, teatros, gimnasios, salones de baile, restaurantes, bibliotecas, aulas, salas de juego y similares)

    40 250 350 (5)

    VI. Comercios, fbricas y bodegas

    0.8wm 0.9wm wm (6)

    VII. Cubiertas y azoteas con pendiente no mayor de 5%

    15 70 100 (4) y (7)

    VIII. Cubiertas y azoteas con pendiente mayor de 5%

    5 20 40 (4) (7) y (8)

    IX. Volados en va pblica (marquesinas, balcones y similares).

    15 70 300 (4)

    X. Garajes y estacionamientos (para automviles exclusivamente)

    40 100 250 (9)

    Las cargas vivas indicadas en esta tabla, se considerarn como uniformemente repartidas sobre el rea tributaria de cada elemento.

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    O B S E R V A C I O N E S 1) Para elementos con rea tributaria mayor de 36 m2, wm se podr

    reducir, tomando wm = 100 + 420A-1/2 (siendo A = rea tributaria en m2). Cuando sea ms desfavorable, se considerar en lugar de wm una carga de 500 Kg. aplicada sobre un rea de 50 x 50 cm en la posicin ms crtica.

    2) Para elementos con rea tributaria mayor de 36 m2, wm se podr

    reducir, tomando wm = 180 + 420A-1/2 (siendo A = rea tributaria en m2). Cuando sea ms desfavorable, se considerar en lugar de wm una carga de 1000 kg. aplicada sobre un rea de 50 x 50 cm en la posicin ms crtica.

    3) Para el caso de reas de comunicacin de casas habitacin y de

    edificios de departamentos, se considerar como carga viva, la especificada para el caso I.

    4) En el diseo de pretiles de cubiertas, azoteas y barandales para

    escaleras, rampas, pasillos y balcones, se supondr una carga viva horizontal no menor de 100 kg. por metro lineal actuando al nivel del pasamanos y en la direccin ms desfavorable.

    5) En estos casos, deber darse particular atencin a la revisin de

    los estados lmite de servicio, principalmente a los relativos a vibracin.

    6) Atendiendo al destino del piso y con base a los criterios

    establecidos en D.03.b.06, se determinar el valor de la carga unitaria nominal wm, la cual en ningn caso ser menor a 350 kg/m2, justificando su valor en la memoria de clculo, sealando ste y su ubicacin, tanto en los planos estructurales, como en las plantas de la construccin por medio de placas metlicas colocadas en lugares visibles.

    7) Las cargas vivas especificadas para cubiertas y azoteas no

    incluyen las cargas producidas por tinacos de agua, tanques de gas, anuncios, ni las producidas por equipo u objetos pesados que se apoyen o se suspendan de la cubierta. Estas cargas debern preverse por separado, justificando en la memoria de clculo el valor de las mismas, consignando su magnitud y ubicacin en los planos estructurales. Adicionalmente, las cubiertas y azoteas debern revisarse con una carga concentrada de 100 kg. ubicada en la posicin ms crtica.

    8) Adems, y dependiendo de la regin, en el fondo de los valles de

    techos inclinados, se considerar una carga, debida al granizo, de

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    120

    30 kg. por cada metro cuadrado de proyeccin horizontal del techo que desage hacia el valle. Para fines de revisin, se considerar que este tipo de carga producir una accin accidental a la que se le aplicar el factor de carga correspondiente.

    9) Ms una concentracin de 1500 kg. en el lugar ms desfavorable

    del miembro estructural de que se trate.

    D.04 DISEO POR SISMO D.04.a GENERALIDADES.- En sta clusula se establecen las bases y los

    requerimientos generales mnimos en el Diseo de las estructuras, para que stas ofrezcan la seguridad adecuada ante la accin de los Sismos.

    D.04.a.01 Criterio de Anlisis.- Las estructuras se analizarn bajo la accin

    de dos componentes horizontales ortogonales, no simultneas, del movimiento del terreno. Los efectos correspondientes (desplazamientos y fuerzas internas) se combinarn con los de las fuerzas gravitacionales.

    En edificios la combinacin en cada seccin crtica se efectuar sumando vectorialmente los efectos gravitacionales, los de un componente del movimiento del terreno y, 0.30 de los efectos del otro; en pndulos invertidos, tanques elevados, torres, chimeneas y estructuras semejantes, la combinacin en cada seccin crtica se efectuar sumando sectorialmente los efectos gravitacionales, los de un componente del movimiento del terreno y 0.50 de los efectos del otro. En todos los casos se supondr la ms desfavorable de dichas combinaciones, asignando a los efectos ssmicos el signo ms desfavorable. En anlisis de los efectos debidos a cada componente del movimiento del terreno deber satisfacer los siguientes requisitos, con las salvedades que corresponden al mtodo simplificado de anlisis:

    D.04.a.02 La influencia de fuerzas laterales se analizar tomando en cuenta

    los desplazamientos horizontales, los verticales que sean significativos, los giros de todos los elementos integrantes de la estructura, as como la continuidad y rigidez de los mismos. En particular se considerarn los efectos de la inercia rotacional en los pndulos invertidos.

    D.04.a.03 Debern tomarse en cuenta efectos de segundo orden cuando la

    deformacin total de un entrepiso dividida entre su altura, medida

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    121

    de piso a piso, sea mayor que 0.08 veces la relacin entre la fuerza cortante del entrepiso y las fuerzas verticales debidas a acciones permanentes y variables que obren encima de ste. Se entender por anlisis de segundo orden aquel que suministra las fuerzas internas y deformaciones, teniendo en cuenta la contribucin de la accin de las fuerzas actuantes sobre la estructura deformada.

    D.04.a.04 En las estructuras metlicas revestidas de concreto reforzado se

    podr considerar la accin combinada de estos materiales en el clculo de resistencias y rigideces cuando se asegure el trabajo combinado de las secciones compuestas.

    D.04.a.05 Se revisar la seguridad contra los estados lmite de la

    cimentacin. Se supondr que no obran tensiones entre la subestructura y el terreno, debindose satisfacer el equilibrio de las fuerzas y momentos totales calculados.

    D.04.a.06 Se verificar que las deformaciones de los sistemas estructurales,

    incluyendo las de las losas de piso, sean compatibles entre s. Se revisar que todos los elementos estructurales, incluso las losas, sean capaces de resistir los esfuerzos inducidos.

    D.04.a.07 En el diseo de marcos que contengan tableros de mampostera

    que formen parte integrante de la estructura, se supondr que las fuerzas cortantes que obran en ellos son equilibradas por fuerzas axiales y cortantes en los miembros que constituyen el marco. Se revisar que las esquinas del marco sean capaces de resistir los esfuerzos causados por los empujes que sobre ellas ejercen los tableros.

    D.04.a.08 Cuando los muros divisorios no se consideren como parte

    integrante de la estructura debern sujetarse a sta de manera que no restrinjan su deformacin en el plano del muro. Debern especificarse los detalles de sujecin en los planos constructivos.

    D.04.a.09 Para el diseo de todo elemento que contribuya en ms de treinta

    y cinco por ciento (35%) a la capacidad total en fuerza cortante, momento torsionante o momento de volteo de un entrepiso dado, se adoptar un factor de resistencia veinte por ciento (20%) inferior al que le correspondera de acuerdo con el inciso D.06, de esta Clusula.

    D.04.b SIMBOLOGA.- Para el anlisis ssmico se utilizar la siguiente

    nomenclatura:

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    122

    a = ordenada de los espectros de diseo, como fraccin de la aceleracin de la gravedad, sin ser afectada por el factor de reduccin. (adimensional)

    a0 = valor de a para T = 0 c = coeficiente ssmico igual a V/W h = altura de la masa para la que se calcula la fuerza

    horizontal. Q = factor de comportamiento smico Q' = factor reductivo de fuerzas ssmicas para fines de

    diseo, funcin del periodo natural. T = perodo natural de vibracin. Ta, Tb = periodos caractersticos que delimitan la meseta de los

    espectros de diseo ssmico. R = respuesta de diseo Rj = respuesta en el modo j r = exponente en las expresiones de los espectros de

    diseo que definen su parte curva. r0 = radio de giro de la masa en el extremo superior de un

    pndulo invertido V = fuerza cortante horizontal en la base de la construccin W = peso de la construccin (carga muerta ms carga viva)

    D.04.c COEFICIENTE SSMICO.- Se entender por coeficiente ssmico, c, el cociente de la fuerza cortante horizontal sin reducir, que acta en la base de la construccin por efecto del sismo y el peso, W, de la misma sobre dicho nivel.

    D.04.c.01 Para el anlisis esttico de las construcciones clasificadas segn su destino, en el Grupo B, se emplearn los valores de c que se consignan en la tabla No. 61, as mismo para las construcciones clasificadas en el grupo A, se emplearn los valores de las ordenadas espectrales de la tabla No. 61 multiplicados por 1.5 con el fin de tomar en cuenta el destino de la construccin.

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    123

    TABLA No. 61

    ESPECTROS PARA DISEO SISMICO Valores de ao, c, Ta, Tb y r, para estructuras del grupo B **

    para distintas zonas ssmicas ZONA *

    SSMICA TIPO DE SUELO ao c Ta (s) Tb (s) r

    A

    I II III

    0.02 0.04 0.05

    0.08 0.16 0.20

    0.20 0.30 0.60

    0.60 1.50 2.90

    1/2 2/3 1

    B

    I II III

    0.04 0.08 0.10

    0.14 0.30 0.36

    0.20 0.30 0.60

    0.60 1.50 2.90

    1/2 2/3 1

    C

    I II III

    0.36 0.64 0.64

    0.36 0.64 0.64

    0.00 0.00 0.00

    0.60 1.40 1.90

    1/2 2/3 1

    D

    I II III

    0.50 0.86 0.86

    0.50 0.86 0.86

    0.00 0.00 0.00

    0.60 1.20 1.70

    1/2 2/3 1

    Ta y Tb estn en segundos. (*) Ver Tabla No.62 y mapa de Regionalizacin ssmica de la Repblica Mexicana

    (Figura No. 12) (**) Los espectros de diseo especificados en la tabla, son aplicables a estructuras

    del Grupo B, para estructuras del Grupo A los valores de las ordenadas espectrales debern multiplicarse por 1.5, con el fin de tomar en cuenta el destino de la construccin.

    D.04.d REGIONALIZACIN SSMICA DE LA REPUBLICA MEXICANA. Para fines de diseo ssmico, el territorio de la Repblica Mexicana se encuentra clasificado en cuatro zonas (ver Tabla No. 62 y Figura No. 12). Estas cuatro zonas denominadas como A, B, C y D, representan zonas de menor a mayor riesgo ssmico y se han definido bsicamente en funcin de la sismicidad propia de cada regin.

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    124

    TABLA No. 62

    REGIONALIZACIN SSMICA DE LA REPUBLICA MEXICANA ENTIDAD FEDERATIVA ZONAS SSMICAS

    1. AGUASCALIENTES A y B 2. BAJA CALIFORNIA C y D 3. BAJA CALIFORNIA SUR B y C 4. CAMPECHE B y C 5. COAHUILA A 6. COLIMA D 7. CHIAPAS B, C y D 8. CHIHUAHUA A y B 9. DISTRITO FEDERAL B 10. DURANGO A y B 11. GUANAJUATO B 12. GUERRERO C y D 13. HIDALGO B 14. JALISCO B, C y D 15. MXICO B y C 16. MICHOACN B, C y D 17. MORELOS B y C 18. NAYARIT B y C 19. NUEVO LEN A 20. OAXACA C y D 21. PUEBLA B y C 22. QUERTARO B 23. QUINTANA ROO A 24. SAN LUIS POTOS A y B 25. SINALOA B 26. SONORA B, C y D 27. TABASCO B 28. TAMAULIPAS A 29. TLAXCALA B 30. VERACRUZ B y C 31. YUCATN A 32. ZACATECAS A y B

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    125

    REGIONALIZACIN SSMICA DE LA REPBLICA MEXICANA

    FIGURA No. 12

    B

    C

    D

    D

    B

    C

    A

    A

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    126

    D.04.e CLASIFICACIN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGN SU DESTINO.- Segn su uso o destino, las construcciones se clasificarn en los grupos que se especifican en el inciso D.02.

    D.04.f CLASIFICACIN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGN SU ESTRUCTURACIN.- Las construcciones a que se refiere este prrafo se clasificarn segn sus caractersticas estructurales, mismas que influyen en su respuesta ssmica, segn los siguientes tipos de estructuracin:

    D.04.f.01 Tipo 1.- Estructuras de edificios.- Se incluyen dentro de este tipo:

    estructuras comunes tales como edificios, naves industriales, salas de espectculos y estructuras semejantes, en que las fuerzas laterales se resisten en cada nivel por marcos continuos contraventeados o no, por diafragmas o muros o por combinacin de diversos sistemas como los mencionados.

    D.04.f.02 Tipo 2.- Pndulos invertidos y apndices.- Se incluyen pndulos

    invertidos, o estructuras en que el cincuenta por ciento (50%) o ms de su masa se halle en el extremo superior y que tengan un solo elemento resistente en la direccin de anlisis una sola hilera de columnas perpendicular a esta. Apndices elementos cuya estructuracin difiera radicalmente de la del resto de la estructura, tales como tanques, parapetos, pretiles, anuncios, ornamentos, ventanales, muros y revestimientos entre otros.

    D.04.f.03 Tipo 3.- Muros de Retencin. D.04.f.04 Tipo 4.- Chimeneas, Silos y similares. D.04.f.05 Tipo 5.- Tanques, Depsitos y similares. D.04.g TIPOS DE SUELO.- Atendiendo a su rigidez, los terrenos para

    cimentacin, se clasificarn en los siguientes tipos:

    D.04.g.01 Tipo I: Terreno firme. Lomas o planicies formadas por rocas o suelos firmes tales como: tepetates, areniscas medianamente cementadas y arcillas muy consolidadas.

    D.04.g.02 Tipo II: Terreno intermedio, son suelos de baja rigidez, tales como: arenas no cementadas o limos de mediana o alta compacidad y arcillas de mediana consistencia. Este tipo de suelos comprensibles tienen un espesor H < 20 m.

    D.04.g.03 Tipo III: Terreno Blando, tales como: Arcillas blandas muy

    compresibles. Este tipo de suelos tienen un espesor H > 20 m.

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    127

    D.04.h REDUCCIN DE LAS FUERZAS SSMICAS.- Las fuerzas ssmicas

    obtenidas para anlisis esttico y los espectros para anlisis dinmico modal se podrn reducir dividindolas entre el factor reductivo Q.

    D.04.h.01 Factor reductivo por ductilidad. En el diseo ssmico de estructuras

    que satisfagan las condiciones de regularidad estipuladas en el prrafo D.04.i, el factor reductivo Q se calcular como sigue:

    Q = Q, si se desconoce T o si este es igual o mayor

    que Ta. Q = 1 + (T / Ta.) (Q 1), si T menor que Ta.

    D.04.h.01.A En el diseo ssmico de las estructuras que no cumplan con las

    condiciones de regularidad estipuladas en el prrafo D.04.i, el factor reductivo Q se multiplicar por 0.80.

    D.04.h.01.B Las ordenadas espectrales especificadas tienen en cuenta los

    efectos de amortiguamiento, por lo que, excepto el factor reductivo Q, no deben sufrir reducciones adicionales.

    D.04.h.01.C Los desplazamientos laterales calculados tomando en cuenta las

    reduccin por ductilidad se multiplicar por el factor de comportamiento ssmico Q, para calcular los efectos de segundo orden as como para verificar que la estructura no alcanza ninguno de los Estados Lmite de Servicio estipulados en D.04.n.

    D.04.h.02 Factor de Comportamiento ssmico.- Para las construcciones con

    estructuraciones clasificadas como del tipo 1 (Estructuras de Edificios) se aplicarn los factores de comportamiento ssmico Q, que correspondan, segn se cumplan con los requisitos sealados en la tabla No. 63.

    D.04.h.02.A En todos los casos se emplear para toda la estructura y en la

    direccin que se analiza el valor mnimo de Q que corresponda a los diversos entrepisos de la estructura en dicha direccin.

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    128

    TABLA No. 63

    CASO REQUISITOS PARA CONSTRUCCIONES CON ESTRUCTURACIN TIPO 1 (EDIFICIOS) Factor de

    Comportamiento Ssmico

    a)

    La resistencia en todos los entrepisos es suministrada exclusivamente por marcos no contraventeados de concreto reforzado o de acero, o por marcos contraventeados o con muros de concreto reforzado en los que en cada entrepiso los marcos son capaces de resistir, sin contar muros ni contravientos, cuando menos 50% de la fuerza ssmica actuante.

    b)

    Si hay muros ligados adecuadamente en todo su permetro a los marcos estructurales o a castillos y dalas ligados a los marcos, se tomarn en cuenta en el anlisis de la estructura, pero su capacidad ante fuerzas laterales solo se tomar en cuenta si estos muros son de piezas macizas y los marcos sean contraventeados o no, y los muros de concreto reforzado son capaces de resistir el menos el 80% de las fuerzas laterales totales sin la contribucin de los muros de mampostera.

    c) El mnimo cociente de la capacidad resistente de un entrepiso entre la accin de diseo no difiere en ms de 35% del promedio de dichos cocientes para todos los entrepisos. Para verificar el cumplimiento de dicho requisito, se calcular la capacidad resistente de cada entrepiso teniendo en cuenta todos los elementos que pueden contribuir a la resistencia, en particular los muros ligados a la estructura en la forma que se especifica en el requisito (b).

    d)

    Los marcos y muros de concreto reforzado cumplen con los requisitos correspondientes a marcos dctiles.

    1

    e) Los marcos rgidos de acero cumplen con los requisitos correspondientes a marcos dctiles.

    Q = 4.0

    2

    Deben satisfacer las condiciones (b), (d), (e) pero en cualquier entrepiso dejan de satisfacerse las condiciones (a) o (c) especificadas para el caso 1, pero la resistencia en todos los entrepisos es suministrada por columnas de acero o de concreto reforzado con losas planas, por marcos rgidos de acero, por marcos de concreto reforzado, por muros de ste material, por combinaciones de stos y marcos. Las estructuras con losas planas debern adems satisfacer los requisitos que sobre el particular marcan estas normas para estructuras de concreto.

    Q = 3.0

    3

    La resistencia a fuerzas laterales es suministrada por losas planas con columnas de acero o de concreto reforzado, por marcos de acero o de concreto reforzado, contraventeados o no, o por muros o columnas de concreto reforzado, que no cumplen en algn entrepiso con lo especificado por los casos 1 y 2 de esta tabla, o por muros de mampostera de piezas macizas confinados por castillos, dalas, columnas o trabes de concreto reforzado o de acero, que satisfacen los requisitos de estas normas para estructuras de mampostera.

    Q = 2.0

    4

    La resistencia a fuerzas laterales es suministrada en todos los niveles por muros de mampostera de piezas huecas, confinados o con refuerzo interior que satisfacen los requisitos de estas normas para estructuras de mampostera, o por combinaciones de dichos muros con elementos como los descritos para los casos 2 y 3, o por marcos y armaduras de madera.

    Q = 1.5

    5

    Estructuras de cualquier tipo cuya resistencia a fuerzas laterales sea suministrada al menos parcialmente por elementos o materiales diferentes de los arriba especificados, a menos que se haga un estudio que demuestre, que se puede emplear un valor ms alto que el que aqu se especifica.

    Q = 1.0

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    129

    D.04.h.02.B El factor de comportamiento ssmico Q puede diferir en las dos direcciones ortogonales en que se analiza la estructura, segn las propiedades de esta en cada direccin.

    D.04.h.02.C Cuando para cualquier estructura de un edificio para una

    construccin escolar, se determine utilizar factores de comportamiento ssmico Q con valores superiores a 2.0, segn se cumplan los requisitos establecidos para los casos 1 o 2; la entidad responsable, verificar el riguroso cumplimiento de tales requisitos, as como las especificaciones de: diseo y clculo de la estructura, de la calidad de los materiales estructurales, de los detalles constructivos, as como la de una estricta supervisin de obra que vigile la correcta ejecucin de la misma segn lo proyectado.

    D.04.h.02.D Para las construcciones con estructuraciones clasificadas como

    del tipo 2 (Pndulos Invertidos y Apndices) se aplicarn los factores de comportamiento ssmico Q de la tabla 63, dependiendo de la forma en que se estructura el sistema resistente del pndulo invertido o apndice.

    D.04.h.02.E Para las construcciones con estructuraciones clasificadas como

    del tipo 3 (Muros de retencin) no se requiere el factor de comportamiento ssmico Q.

    D.04.h.02.F Para las construcciones con estructuraciones clasificadas como

    del tipo 5 (Tanques, Depsitos y similares) tratndose de tanques elevados se aplicarn los factores de comportamiento ssmico Q de la tabla 63, dependiendo la forma en que se encuentre estructurada la plataforma de soporte. Para los depsitos apoyados directamente sobre el terreno se usar un valor de Q = 1.5 para el caso de recipientes de concreto reforzado, o bien de Q = 2.0 cuando se trate de recipientes de acero.

    D.04.i CONDICIONES DE REGULARIDAD.- Para que una estructura pueda

    considerarse regular debe satisfacer los siguientes requisitos: D.04.i.01 Su planta es sensiblemente simtrica con respecto a dos ejes

    ortogonales por lo que toca a masas, as como a muros y otros elementos resistentes.

    D.04.i.02 La relacin de su altura a la dimensin menor de su base no pasa

    de 2.5.

    D.04.i.03 La relacin de largo a ancho de la base no excede de 2.5.

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    130

    D.04.i.04 En planta no tiene entrantes ni salientes cuya dimensin exceda de 20 por ciento de la dimensin de la planta medida paralelamente a la direccin que se considera del entrante o saliente.

    D.04.i.05 En cada nivel tiene un sistema de techo o piso rgido y resistente.

    D.04.i.06 No tiene aberturas en sus sistemas de techo o piso cuya

    dimensin exceda de 20 por ciento de la dimensin en planta medida paralelamente a la dimensin que se considere de la abertura, las reas huecas no ocasionan asimetras significativas ni difieren en posicin de un piso a otro y el rea total de aberturas no excede en ningn nivel de 20 por ciento del rea de la planta.

    D.04.i.07 El peso de cada nivel incluyendo la carga viva que debe considerarse para el diseo ssmico, no es mayor que el del piso inmediato inferior ni, excepcin hecha del ltimo nivel de la construccin, es menor que 70 por ciento de dicho peso.

    D.04.i.08 Ningn piso tiene una rea, delimitada por los paos exteriores de

    sus elementos resistentes verticales, mayor que la del piso inmediato inferior ni menor que 70 por ciento de sta. Se exime de este ltimo requisito nicamente al ltimo piso de la construccin.

    D.04.i.09 Todas las columnas estn restringidas en todos los pisos en dos

    direcciones ortogonales por diafragmas horizontales y por trabes o losas planas.

    D.04.i.10 La rigidez al corte de ningn entrepiso excede en ms de 100 por

    ciento a la del entrepiso inmediatamente inferior.

    D.04.i.11 En ningn entrepiso la excentricidad torsional calculada estticamente, es, excede del 10 por ciento de la dimensin en planta de ese entrepiso medida paralelamente a la excentricidad mencionada.

    D.04.j ELECCIN DEL TIPO DE ANLISIS.- Para el anlisis ssmico de

    estructuras de edificios, se puede recurrir a tres mtodos:

    1) Mtodo Simplificado de Anlisis, 2) Anlisis Esttico y 3) Anlisis Dinmico.

    D.04.j.01 El mtodo simplificado de anlisis, es aplicable a estructuras con

    alturas no mayores a 13.00 m, y que cumplan con los requisitos establecidos en D.04.k.

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    131

    D.04.j.02 Para todas las estructuras con una altura no mayor de 60 m. podr

    aplicarse el Anlisis Esttico al que se refiere el prrafo D.04.l o el Anlisis Dinmico descrito en el prrafo D.04.m.

    D.04.j.03 Para los edificios con alturas mayores de 60 m. es forzoso aplicar

    un mtodo dinmico .

    D.04.k MTODO SIMPLIFICADO DE ANLISIS.- El mtodo simplificado se puede aplicar al anlisis de estructuras cuando se cumplan simultneamente los siguientes requisitos:

    D.04.k.01 En cada planta, al menos el setenta y cinco por ciento (75%) de las

    cargas verticales estarn soportadas por muros ligados entre s mediante losas monolticas u otros sistemas de piso suficientemente resistentes y rgidos al corte. Dichos muros podrn ser de concreto reforzado, de mampostera de piezas macizas o de mampostera de piezas huecas.

    D.04.k.02 En cada nivel existirn al menos dos muros perimetrales de carga

    paralelos o que formen entre s un ngulo no mayor de 20 grados, estando cada muro ligado por las losas antes citadas en una longitud de por lo menos cincuenta por ciento (50%) de la dimensin del edificio, medida en las direcciones de dichos muros.

    D.04.k.03 La relacin entre longitud y anchura de la planta del edificio no

    exceder de 2.0, a menos que, para fines de anlisis ssmico, se pueda suponer dividida dicha planta en tramos independientes cuya relacin entre longitud y anchura satisfaga esta restriccin y cada tramo resista segn el criterio que marca el prrafo D.04.k.04, siguiente.

    D.04.k.04 La relacin entre la altura y la dimensin mnima de la base del

    edificio no exceder de 1.5, y la altura del edificio no ser mayor de 13 m.

    D.04.k.05 En la aplicacin de este mtodo se har caso omiso de los

    desplazamientos horizontales, torsiones y momentos de volteo y se verificar nicamente que en cada piso la suma de las resistencias al corte de los muros de carga, proyectadas en la direccin en que se considera la aceleracin, sea cuando menos igual a la fuerza cortante total que obre en dicho piso, calculada segn se especifica en el subprrafo D.04.l.01, de esta Clusula, pero empleando los coeficientes ssmicos reducidos que se indican en la Tabla No. 64, debindose verificar por lo menos en dos direcciones ortogonales.

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    132

    TABLA No. 64

    COEFICIENTES SISMICOS REDUCIDOS PARA EL METODO SIMPLIFICADO, CORRESPONDIENTES A ESTRUCTURAS DEL GRUPO B ** (PARA ESTRUCTURAS DEL GRUPO A, ESTOS VALORES

    DEBERN MULTIPLICARSE POR 1.5)

    ZONA

    TIPO DE Muros de piezas macizas Altura de la construccin

    Muros de piezas huecas Altura de la construccin

    SSMICA* TERRENO Menor de 4 m.

    Entre 4 y 7 m.

    Entre 7 y 13 m.

    Menor de 4 m.

    Entre 4 y 7 m.

    Entre 7 y 13 m.

    A

    I II III

    0.04 0.06 0.07

    0.04 0.07 0.08

    0.04 0.08 0.10

    0.05 0.07 0.08

    0.05 0.09 0.10

    0.05 0.11 0.13

    B

    I II III

    0.06 0.13 0.13

    0.07 0.15 0.16

    0.07 0.18 0.19

    0.08 0.15 0.15

    0.09 0.18 0.19

    0.09 0.22 0.23

    C

    I II III

    0.18 0.32 0.32

    0.18 0.32 0.32

    0.18 0.32 0.32

    0.24 0.43 0.43

    0.24 0.43 0.43

    0.24 0.43 0.43

    D

    I II III

    0.25 0.43 0.43

    0.25 0.43 0.43

    0.25 0.43 0.43

    0.33 0.57 0.57

    0.33 0.57 0.57

    0.33 0.57 0.57

    (*) Ver tabla No. 62 y mapa de regionalizacin ssmica de la Repblica Mexicana (Figura No. 12)

    (**) En este clculo, tratndose de muros cuya relacin entre la altura de pisos consecutivos, h, y la longitud, L, exceda de 1.33, la resistencia se reducir afectndola del coeficiente (1.33 L/h)2.

    D.04.k.06 Los coeficientes ssmicos reducidos por ductilidad establecidos en

    la tabla No. 64, son aplicables a estructuras del Grupo B, para estructuras del Grupo A, dichos valores debern multiplicarse por 1.5, con el fin de tomar en cuenta el destino de la construccin.

    D.04.l ANLISIS ESTTICO.- Para efectuar el anlisis esttico de una

    estructura, se proceder en la forma siguiente: D.04.l.01 Para calcular las fuerzas cortantes a diferentes niveles de una

    estructura, se supondr un conjunto de fuerzas horizontales actuando sobre cada uno de los puntos donde se supongan concentradas las masas. Cada una de estas fuerzas se tomar igual al peso de la masa que corresponde multiplicando por un coeficiente proporcional a h, siendo h la altura de la masa en cuestin sobre el desplante (o nivel a partir del cual las deformaciones estructurales pueden ser apreciables), sin incluir tanques, apndices y otros elementos cuya estructuracin difiera radicalmente de la del resto de la estructura bajo anlisis.

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    133

    D.04.l.02 El factor de proporcionalidad se tomar de tal manera que la relacin V/W en la base sea igual a c/Q, siendo Q el factor de comportamiento ssmico que se define en el prrafo D.04.c de esta Clusula y c, el valor dado por la tabla del prrafo D.04.c.01, de esta misma Clusula. Al calcular V/W se tendrn en cuenta los pesos de tanques, apndices y otros elementos cuya estructuracin difiera radicalmente de la del resto de la estructura y las fuerzas laterales asociadas a ellos, calculadas segn se especifica en el subprrafo D.04.l.05 de esta Clusula.

    D.04.l.03 Reduccin de las Fuerzas Cortantes. Podrn adoptarse fuerzas

    cortantes menores que las calculadas segn el inciso anterior, siempre y cuando se tome en cuenta el valor aproximado del perodo fundamental de vibracin de la estructura, de acuerdo con lo siguiente:

    D.04.l.03.A El perodo fundamental de vibracin T, se tomar igual a:

    1/2i

    2ii )P xWg

    16.3( / ix en donde Wi es el peso de la masa i, Pi la fuerza horizontal que acta sobre ella de acuerdo con el subprrafo anterior, xi el correspondiente desplazamiento en la direccin de la fuerza, y g la aceleracin de la gravedad.

    D.04.l.03.B Si T es mayor que Tb se proceder como en D.04.l.01, pero de tal

    manera que cada una de las fuerzas laterales se tome proporcional al peso de la masa que corresponde, multiplicada por un coeficiente igual a:

    k1 hi + k2 h12

    siendo: )

    ih ( i

    2 2 iW W ) q - 1 ( rq 1.5 k / =

    q = ( Tb / T )r

    y hi la altura de la masa i sobre el desplante. Adems a no se tomar menor de c/4

    D.04.l.03.C Si T es menor que Tb , se proceder como en el subprrafo

    D.04.l.01 pero de tal manera que la relacin V/W en la base sea igual a a/Q, siendo Q, el factor reductivo que se calcula segn lo indicado en D.04.h.01.

    D.04.l.04 Pndulos Invertidos. En el anlisis de pndulos invertidos

    (estructuras en que cincuenta por ciento (50%) o ms de su masa se halle en el extremo superior y tengan un solo elemento resistente en la direccin de anlisis una sola hilera de columnas

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    134

    perpendiculares a sta), adems de la fuerza lateral estipulada se tendrn en cuenta las aceleraciones verticales de la masa superior asociadas al giro de dicha masa con respecto a un eje horizontal normal a la direccin de anlisis y que pase por el punto de unin entre la masa y el elemento resistente.

    D.04.l.04.A El efecto de dichas aceleraciones se tomar equivalente a un par

    aplicado en el extremo superior del elemento resistente, cuyo valor es 1.5Vr02 A/x, siendo V la fuerza lateral actuante sobre la masa, r0 el radio de giro de dicha masa con respecto al eje horizontal en cuestin, A el giro del extremo superior del elemento resistente bajo la accin de la fuerza lateral V y x el desplazamiento lateral de dicho extremo.

    D.04.l.04.B Cuando el anlisis esttico se lleve a cabo de acuerdo con el

    subprrafo D.04.l.03, el factor Q' definido en el prrafo D.04.h.01, de esta Clusula, se calcular de acuerdo con lo especificado en el prrafo D.04.m.01.

    D.04.l.05 Tanques y Apndices.- Para valuar las fuerzas ssmicas que obran

    en tanques, apndices y dems elementos cuya estructuracin difiera radicalmente de la del resto de la construccin, se supondr actuando sobre el elemento en cuestin la misma distribucin de aceleraciones que le correspondera si se apoya directamente sobre el terreno, multiplicada por 1 + 4c'/c donde c' es el factor por el que se multiplican los pesos a la altura de desplante del elemento cuando se valan las fuerzas laterales sobre la construccin. Se incluyen en este requisito los parapetos, pretiles, ornamentos, ventanales, muros, revestimientos, y otros apndices con que cuenten. Se incluyen, as mismo, los elementos sujetos a esfuerzos que dependen principalmente de su propia aceleracin (no de la fuerza cortante ni del momento de volteo), como las losas que transmiten fuerzas de inercia de las masas que soportan.

    D.04.l.06 Momentos de Volteo.- El momento de volteo para cada marco o

    grupo de elementos resistentes en un nivel dado podr reducirse, tomndolo igual al calculado multiplicado por 0.8 + 0.2 z (siendo z la relacin entre la altura a la que se calcula el factor reductivo por momento de volteo y la altura total de la construccin), pero no menor que el producto de la fuerza cortante en el nivel en cuestin multiplicada por su distancia al centro de gravedad de la parte de la estructura que se encuentra por encima de dicho nivel. En pndulos invertidos no se permite reduccin de momento de volteo.

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    D.04.l.07 Efectos de Torsin. La excentricidad torsional calculada en cada nivel se tomar como la distancia entre el centro de torsin del nivel correspondiente y la fuerza cortante en dicho nivel. Para fines de diseo, el momento torsionante se tomar igual a la fuerza cortante de entrepiso multiplicada por la excentricidad que para cada marco resulte ms desfavorable de las siguientes: 1.5es+0.1b es0.1b, donde es es la excentricidad torsional calculada en el entrepiso considerado y b es la mxima dimensin en planta de dicho entrepiso medida perpendicularmente a la direccin del movimiento del terreno. Se entender por excentricidad de resistencias al corte er , la distancia entre el centroide de las resistencias de todos los elementos resistentes ante fuerza cortante en el entrepiso que se considera y la lnea de accin de la fuerza cortante en ese nivel. Cuando el factor de comportamiento ssmico Q, sea igual a 3, se suministrarn resistencias tales que el centroide de las resistencias se halle del mismo lado de la fuerza cortante que el centro de torsin y er no sea mayor que es0.2b y si Q excede de 3 resistencias tales que el centroide de la resistencia se halle del mismo lado de la fuerza cortante que el centro de torsin y er no sea menor que es0.1b.

    D.04.m ANLISIS DINMICO.- Se aceptarn como mtodos de anlisis

    dinmico el anlisis modal y el clculo paso a paso de respuestas a temblores especficos.

    D.04.m.01 Anlisis Modal.- Si se usa el anlisis modal, deber incluirse el

    efecto de todos los modos naturales de vibracin con perodo mayor o igual que 0.4 seg., pero en ningn caso podrn considerarse menos que los tres primeros modos de traslacin en cada direccin de anlisis. Puede despreciarse el efecto dinmico torsional de excentricidades estticas. En tal caso, el efecto de dichas excentricidades y de la excentricidad accidental se calcular como lo especifica el inciso correspondiente al anlisis esttico.

    D.04.m.01.A Para calcular la participacin de cada modo natural en las fuerzas

    laterales actuando sobre la estructura, se supondrn las aceleraciones espectrales de diseo especificadas en el prrafo D.04.m.01.D, de esta Clusula, incluyendo la reduccin que ah mismo se fija. Esta reduccin no ser aplicable a las deformaciones calculadas.

    D.04.m.01.B Las respuestas modales Ri (donde Ri puede ser fuerza cortante,

    desplazamiento lateral, momento de volteo, etc.), se combinarn de acuerdo con la expresin:

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    1/2i ) R ( = R 2

    salvo en los casos en que en el clculo de los modos de vibracin se hayan tomado en cuenta los grados de libertad correspondientes a torsin o a deformaciones de apndices. En estos casos, los efectos de los modos naturales se combinarn de acuerdo con el criterio que apruebe previamente el CAPFCE.

    D.04.m.01.C Los desplazamientos laterales calculados habrn de multiplicarse por Q para calcular efectos de segundo orden as como para verificar que la estructura no alcance ninguno de los Estados lmite de servicio.

    D.04.m.01.D Espectro para Diseo Ssmico.- Cuando se aplique el anlisis

    dinmico modal que especifica el prrafo D.04.m.01, de esta Clusula, se har de acuerdo con las siguientes hiptesis:

    D.04.m.01.E La estructura se comporta elsticamente. D.04.m.01.F La ordenada del espectro de aceleraciones para diseo ssmico, a,

    expresada como fraccin de la aceleracin de la gravedad, est dada por las siguientes expresiones, donde c es el coeficiente ssmico obtenido en la Tabla No. 61 del prrafo D.04.c.01.

    a = (1 + 3T /Ta ) c/4, si T es menor que Ta

    a = c, si T est entre Ta y Tb

    a = c (Tb / T)r, si T excede de Tb

    en donde, T es el perodo natural de inters y T, Ta y Tb estn expresados en segundos. Los valores de Ta, Tb y r, se dan en la Tabla No. 61. Para evaluar las fuerzas ssmicas, estas ordenadas se dividirn entre el factor Q' segn lo estipulado en D.04.h.

    D.04.m.02 Anlisis Paso a Paso.- Si se emplea el mtodo de clculo paso a

    paso de respuestas a temblores especficos, podr acudirse a acelerogramas de temblores reales o de movimientos simulados, o a combinaciones de stos, siempre que se usen no menos de cuatro movimientos representativos, independientes entre s, cuyas intensidades sean compatibles con los dems criterios que consigna la presente Clusula, y que se tenga en cuenta el comportamiento no lineal de la estructura y las incertidumbres que haya en cuanto a sus parmetros.

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    D.04.n ESTADOS LMITE DE SERVICIO.- Se verificar que la estructura no alcance ninguno de los estados lmite de servicio siguientes:

    D.04.n.01 Estado Lmite por Desplazamientos Horizontales.- Los

    desplazamientos laterales de entrepisos consecutivos debidos a fuerza cortante no excedern de 0.006 veces la diferencia de elevaciones correspondientes, salvo donde los elementos que no forman parte integrante de la estructura (como muros divisorios de mampostera) estn ligados a ella en tal forma que no sufran daos por las deformaciones de sta, en cuyo caso, el lmite en cuestin deber tomarse igual a 0.012. En el clculo de los desplazamientos laterales se tomar en cuenta la rigidez de todo elemento que forme parte integrante de la estructura. (como muros de cortante)

    D.04.n.01.A El clculo de desplazamientos laterales podr omitirse cuando se

    aplique el Mtodo Simplificado de Anlisis Ssmico.

    D.04.n.02 Estado Lmite por Rotura de Vidrios.- En las fachadas, tanto interiores como exteriores, los vidrios de las ventanas se colocarn en los marcos dejando en todo el derredor de cada panel una holgura por lo menos igual a la mitad del desplazamiento horizontal relativo entre sus extremos, calculado a partir de la deformacin por cortante de entrepiso y dividido entre 1+H/B, donde B es la base y H la altura del tablero de vidrio de que se trate. Podr omitirse esta precaucin cuando los marcos de las ventanas estn ligados a la estructura de tal manera que las deformaciones de sta no les afecten.

    D.04.n.03 Estados Lmite por Choques contra Estructuras Adyacentes.- Las

    construcciones debern separarse de sus linderos con los predios vecinos una distancia igual al desplazamiento horizontal acumulado, calculado en cada nivel, aumentando en 0.001, 0.003 y 0.006 de la altura de dicho nivel sobre el desplante para terrenos tipo I, II y III respectivamente.

    D.04.n.03.A En caso de omitirse este clculo, esta separacin deber ser

    cuando menos de 0.007, 0.009 y 0.012 de su altura para terrenos tipo I, II y III respectivamente, pero en ningn caso ser inferior a 5 cm. Para las juntas de dilatacin regir el mismo criterio que para los linderos de colindancia, a menos que se tomen precauciones especiales para evitar daos por choques.

    D.04.n.03.B Si se emplea el Mtodo simplificado de anlisis ssmico la

    separacin mencionada no ser, en ningn nivel, menor de 5 cm. ni menor que la altura del nivel sobre el desplante multiplicada por

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    0.007, 0.009 o 0.012 para los terrenos tipo I, II y III respectivamente.

    D.04.n.03.C La separacin entre cuerpos de una misma estructura o entre

    estructura adyacentes ser cuando menos igual a la suma de las que correspondan a cada una de ellas calculadas segn los criterios descritos.

    D.04.o TANQUES.- En el diseo de tanques debern tomarse en cuenta las

    presiones hidrodinmicas y las oscilaciones de lquido almacenado, as como los momentos que obren en el fondo del recipiente. De acuerdo con el tipo de la estructura que lo soporte, se adoptarn los valores de Q que se fijan en el prrafo D.04.h.02 anterior, correspondiente a la estructuracin 1 y los criterios de Anlisis Esttico especificados en el prrafo D.04.l de esta Clusula.

    D.04.p MUROS DE RETENCIN.- Los empujes que ejercen los rellenos sobre

    los muros de retencin, debidos a la accin de los sismos, se valuarn suponiendo que el muro y la zona de relleno por encima de la superficie crtica de deslizamiento se encuentran en equilibrio lmite bajo la accin de las fuerzas debidas a carga vertical, y a una aceleracin horizontal igual a 1/3 de c. Podrn as mismo emplearse procedimientos diferentes siempre y cuando sean previamente aprobados por el CAPFCE.

    D.05 DISEO POR VIENTO. D.05.a GENERALIDADES.- En esta clusula se presentan los procedimientos

    necesarios para determinar las velocidades de diseo por viento en la Repblica Mexicana y las fuerzas mnimas por viento que deben emplearse en el diseo de diferentes tipos de estructuras.

    D.05.a.01 En la determinacin de las velocidades de diseo slo se

    consideraron los efectos de los vientos que ocurren normalmente durante el ao en todo el pas y los causados por huracanes en las costas del Pacfico, del Golfo de Mxico y del Caribe. No se tom en cuenta la influencia de los vientos generados por tornados debido a que existe escasa informacin al respecto y por estimarlos como eventos de baja ocurrencia que slo se presentan en pequeas regiones del norte del pas, particularmente y en orden de importancia, en los estados de Coahuila, Nuevo Len, Chihuahua y Durango. Por esta razn, en aquellas localidades en donde se considere que el efecto de los tornados es significativo, debern tomarse las provisiones necesarias.

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    D.05.b Las disposiciones aqu presentadas se deben aplicar en la revisin de la seguridad del sistema de la estructura principal, ante el efecto de las fuerzas que generan las presiones (empujes o succiones) producidas por el viento sobre las superficies expuestas de la construccin. Asimismo, estas normas se utilizan para el diseo local de los elementos expuestos de manera directa a la accin del viento, tanto los que forman parte del sistema estructural, tales como cuerdas y diagonales, como los que constituyen slo un recubrimiento, tales como: elementos para cubiertas techumbre, elementos de fachada, canceleras y vidrios.

    D.05.c ANLISIS Y DISEO ESTRUCTURALES.- Los requisitos generales

    que a continuacin se listan son aplicables al diseo de estructuras sometidas a la accin del viento y debern considerarse como los mnimos indispensables.

    D.05.c.01 Los requisitos mnimos para el diseo por viento son: D.05.c.01.A Direcciones de anlisis. Las construcciones se analizarn

    suponiendo que el viento puede actuar por lo menos en dos direcciones horizontales perpendiculares e independientes entre s. Se elegirn aqullas que representen las condiciones ms desfavorables para la estabilidad de la estructura (o parte de la misma) en estudio.

    D.05.c.01.B Factores de carga y de reduccin de resistencia. Para la

    determinacin de estos factores se seguirn los lineamientos establecidos en estas normas, segn los incisos D.03.e. y D.03.f.

    D.05.c.01.C Seguridad contra el volteo. En este caso, la seguridad de las

    construcciones se analizar suponiendo nulas las cargas vivas que contribuyen a disminuir este efecto. Para las estructuras pertenecientes a los Grupos B y C, el cociente entre el momento estabilizador y el actuante de volteo no deber ser menor que 1.5, y para las del Grupo A, no deber ser menor que 2.0. La clasificacin de las construcciones en grupos ser de acuerdo a lo establecido en el inciso D.02.

    D.05.c.01.D Seguridad contra el deslizamiento. Al analizar esta posibilidad,

    debern suponerse nulas todas las cargas vivas. La relacin entre la resistencia al deslizamiento y la fuerza que provoca el desplazamiento horizontal deber ser por lo menos igual a 1.5 para las estructuras de los Grupos B y C, y para las del Grupo A, deber ser por lo menos igual a 2.

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    D.05.c.01.E Presiones interiores. Se presentan en estructuras permeables, esto es, aqullas con ventanas o ventilas que permitan la entrada del viento al interior de la construccin. El efecto de estas presiones se combinar con el de las presiones exteriores, de tal manera que para el diseo se deben tomar en cuenta los efectos ms desfavorables.

    D.05.c.01.F Seguridad durante la construccin. En esta etapa debern

    tomarse las medidas necesarias para garantizar la seguridad de las estructuras bajo la accin de un viento de diseo cuya velocidad corresponda a un periodo de retorno de diez aos. Esta condicin se aplicar tambin en el caso de estructuras provisionales que deban permanecer durante un periodo menor o igual a seis meses.

    D.05.c.01.G Efecto de grupo debido a construcciones vecinas. En todos los

    casos de este captulo se supone que la respuesta de la estructura en estudio es independiente de la influencia, favorable o desfavorable, que otras construcciones cercanas pudieran proporcionarle durante la accin del viento.

    D.05.c.01.H Anlisis estructural. A fin de llevarlo a cabo, se pueden aplicar los

    criterios generales de anlisis que se sealan en estas normas, en el inciso D.03.e.

    D.05.c.01.I Interaccin suelo-estructura. Cuando el suelo del sitio de

    desplante sea blando o compresible, debern considerarse los efectos que en la respuesta ante la accin del viento pueda provocar la interaccin entre el suelo y la construccin. Los suelos blandos para los cuales esta interaccin es significativa, sern aquellos que tengan una velocidad media de propagacin de ondas de cortante menor que 700 m/s. Asimismo, si se consideran esos efectos se seguirn los lineamientos recomendados en el inciso D.04.I., referente a Diseo por sismo, en donde se establecen los mtodos para definir el periodo fundamental y el amortiguamiento equivalentes de la estructura. Estas caractersticas equivalentes se utilizarn para evaluar las cargas debidas al viento y la respuesta correspondiente.

    D.05.d CLASIFICACIN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGN SU

    DESTINO.- La seguridad necesaria para que una construccin dada cumpla adecuadamente con las funciones para las que se haya destinado puede establecerse a partir de niveles de importancia o de seguridad. En la prctica, dichos niveles se asocian con velocidades del viento que tengan una probabilidad de ser excedidas y a partir de esta se evala la magnitud de las solicitaciones de diseo debidas al

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    viento. En esta clusula, en atencin al destino de las construcciones, estas se clasifican segn se indica en el inciso D.02.

    D.05.e CLASIFICACIN DE LAS ESTRUCTURAS SEGN SU RESPUESTA

    ANTE LA ACCIN DEL VIENTO. De acuerdo con su sensibilidad ante los efectos de rfagas del viento y a su correspondiente respuesta dinmica, las construcciones se clasifican en cuatro tipos. Con base en esta clasificacin podr seleccionarse el mtodo para obtener las cargas de diseo por viento sobre las estructuras y la determinacin de efectos dinmicos suplementarios si es el caso. En el inciso D.05.g se indican dos procedimientos para definir las cargas de diseo (uno esttico y otro dinmico), en el inciso D.05.n de estas normas, solo se describe a detalle el primer procedimiento, que corresponde al Anlisis Esttico.

    D.05.e.01 Tipo 1.- Estructuras poco sensibles a las rfagas y a los efectos

    dinmicos del viento. Abarca todas aqullas en las que la relacin de aspecto A, (definida como el cociente entre la altura y la menor dimensin en planta), es menor o igual a cinco y cuyo periodo natural de vibracin es menor o igual a dos segundos. Tambin incluye las construcciones cerradas con sistemas de cubierta suficientemente rgidos, es decir, capaces de resistir las cargas debidas al viento sin que vare esencialmente su geometra. Se excluyen las cubiertas flexibles, como las de tipo colgante, a menos que por la adopcin de una geometra adecuada, proporcionada por la aplicacin de preesfuerzo u otra medida conveniente, logre limitarse la respuesta estructural dinmica.

    D.05.e.02 Tipo 2.- Estructuras que por su alta relacin de aspecto o las

    dimensiones reducidas de su seccin transversal son especialmente sensibles a las rfagas de corta duracin (entre 1 y 5 segundos) y cuyos periodos naturales largos favorecen la ocurrencia de oscilaciones importantes en la direccin del viento. Dentro de este tipo se cuentan los edificios con relacin de aspecto, mayor que cinco, o con periodo fundamental mayor que dos segundos. Se incluyen tambin, tanques elevados, antenas, bardas, parapetos, anuncios y, en general, las construcciones que presentan una dimensin muy corta paralela a la direccin del viento. Se excluyen aqullas que explcitamente se mencionan como pertenecientes a los Tipos 3 y 4.

    D.05.e.03 Tipo 3.- Estas estructuras, adems de reunir todas las

    caractersticas de las del Tipo 2, presentan oscilaciones importantes transversales al flujo del viento provocadas por la aparicin peridica de vrtices o remolinos con ejes paralelos a la direccin del viento. En este tipo se incluyen las construcciones y

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    elementos aproximadamente cilndricos o prismticos esbeltos, tales como chimeneas, tuberas exteriores o elevadas, arbotantes para iluminacin, postes de distribucin y cables de lneas de transmisin.

    D.05.e.04 Tipo 4.- Estructuras que por su forma o por lo largo de sus

    periodos de vibracin (periodos naturales mayores que dos segundos), presentan problemas aerodinmicos especiales. Entre ellas se hallan las formas aerodinmicamente inestables. Tambin pertenecen a esta clasificacin las cubiertas colgantes que no puedan incluirse en el Tipo 1 y las estructuras flexibles con periodos de vibracin prximos entre s.

    D.05.f EFECTOS DEL VIENTO QUE DEBEN CONSIDERARSE.- A

    continuacin se mencionan los efectos que segn el tipo de construccin se debern tomar en cuenta en el diseo de estructuras sometidas a la accin del viento.

    D.05.f.01 Empujes Medios.- Son los causados por presiones y succiones

    del flujo del viento prcticamente laminar, tanto exteriores como interiores, y cuyos efectos son globales (para el diseo de la estructura en conjunto) y locales (para el diseo de un elemento estructural o de recubrimiento en particular) Se considera que estos empujes actan en forma esttica ya que su variacin en el tiempo es despreciable.

    D.05.f.02 Empujes Dinmicos en la Direccin del Viento.- Consisten en

    fuerzas dinmicas paralelas al flujo principal causadas por la turbulencia del viento y cuya fluctuacin en el tiempo influye de manera importante en la respuesta estructural.

    D.05.f.03 Vibraciones Transversales al Flujo.- La presencia de cuerpos en

    particular cilndricos o prismticos, dentro del flujo del viento, genera entre otros efectos el desprendimiento de vrtices alternantes que a su vez provocan sobre los mismos cuerpos, fuerzas y vibraciones transversales a la direccin del flujo.

    D.05.f.04 Inestabilidad Aerodinmica.- Se define como la amplificacin

    dinmica de la respuesta estructural causada por los efectos combinados de la geometra de la construccin y los distintos ngulos de incidencia del viento.

    D.05.f.04.A En el diseo de las estructuras pertenecientes al tipo 1, bastar

    con tener en cuenta los empujes medios estticos calculados de acuerdo con lo establecido en el inciso D.05.n.02 y empleando las velocidades de diseo que se especifican en el inciso D.05.h.

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    D.05.f.04.B Para disear las construcciones de tipo 2 se consideraran los

    efectos dinmicos causados por la turbulencia del viento. Estos se tomarn en cuenta mediante la aplicacin del factor de respuesta dinmica debida a rfagas, el cual no se trata en las presentes normas.

    D.05.f.04.C Las estructuras del Tipo 3 debern disearse de acuerdo con los

    criterios establecidos para las del Tipo 2, pero adems deber revisarse su capacidad para resistir los empujes dinmicos transversales generados por los vrtices alternantes.

    D.05.f.04.D Finalmente, para las del Tipo 4 los efectos del viento se

    determinaran por medio de estudios representativos analticos o experimentales; pero en ningn caso, los efectos resultantes podrn ser menores que los especificados para las construcciones del Tipo 3.

    D.05.f.04.E En las construcciones de forma geomtrica poco usual y de

    caractersticas que las hagan particularmente sensibles a los efectos del viento, el clculo de dichos efectos se basar en los resultados de los ensayes de prototipos o de modelos en tnel de viento. Asimismo, podrn tomarse como base los resultados existentes de ensayes en modelos de estructuras con caractersticas semejantes.

    D.05.f.04.F Los procedimientos de los ensayes en tnel de viento y la

    interpretacin de los resultados seguirn las tcnicas actuales ya reconocidas.

    D.05.g PROCEDIMIENTOS PARA DETERMINAR LAS ACCIONES POR

    VIENTO.- A fin de evaluar las fuerzas provocadas por la accin del viento, se proponen principalmente dos procedimientos.

    D.05.g.01 El primero, referido como anlisis esttico (vase el inciso

    D.05.n), se emplear cuando se trate de estructuras o elementos estructurales suficientemente rgidos, que no sean sensibles a los efectos dinmicos del viento.

    D.05.g.02 En caso contrario, deber utilizarse un segundo procedimiento en

    base a un anlisis dinmico, en el cual se afirma que una construccin o elemento estructural es sensible a los efectos dinmicos del viento cuando se presentan fuerzas importantes provenientes de la interaccin dinmica entre el viento y la estructura. Este caso no se contempla en el alcance de estas normas.

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    D.05.g.03 Un tercer procedimiento para evaluar la accin del viento sobre

    las construcciones consiste en llevar a cabo pruebas experimentales de modelos en tnel de viento. Estas pruebas deben realizarse cuando se desee conocer la respuesta dinmica de estructuras cuya geometra sea marcadamente diferente de las formas comunes para las cuales existe informacin disponible en los reglamentos o en la literatura. Tambin se aconsejan cuando es necesario calcular coeficientes de presin para disear recubrimientos de estructuras que tengan una forma poco comn.

    D.05.h DETERMINACIN DE LA VELOCIDAD DE DISEO, VD.- La velocidad

    de diseo, VD es la velocidad a partir de la cual se calculan los efectos del viento sobre la estructura o sobre un componente de la misma.

    D.05.h.01 La velocidad de diseo, en km/h, se obtendr de acuerdo con la

    ecuacin: RTD VFFV =

    en donde: FT es un factor que depende de la topografa del sitio,

    adimensional, F el factor que toma en cuenta el efecto combinado de las

    caractersticas de exposicin locales, del tamao de la construccin y de la variacin de la velocidad con la altura, adimensional, y

    VR la velocidad regional que le corresponde al sitio en donde se construir la estructura, en km/h.

    D.05.h.02 La velocidad regional VR y los factores F y FT se definen y se

    determinan segn los incisos D.05.j, D.05.k y D.05.l, respectivamente.

    D.05.i CATEGORAS DE TERRENOS Y CLASES DE ESTRUCTURAS. D.05.i.01 Tanto en el procedimiento de anlisis esttico como en el

    dinmico intervienen factores que dependen de las condiciones topogrficas y de exposicin locales del sitio en donde se desplantar la construccin, as como del tamao de sta. Por lo tanto, a fin de evaluar correctamente dichos factores, es necesario establecer clasificaciones de carcter prctico. En la Tabla No. 65 se consignan cuatro categoras de terrenos atendiendo al grado de rugosidad que se presenta alrededor de la zona de desplante. La Tabla No. 66 divide a las estructuras y a los elementos que forman parte de ellas en tres clases, de acuerdo con su tamao. En el inciso D.05.l se evala el efecto de la topografa local del sitio.

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    145

    TABLA No. 65

    CATEGORA DEL TERRENO SEGN SU RUGOSIDAD CATEGORA DESCRIPCIN EJEMPLOS LIMITACIONES

    1

    Terreno abierto, prcticamente plano y sin obstrucciones

    Franjas costeras planas, zonas de pantanos, campos areos, pastizales y tierras de cultivo sin setos o bardas alrededor. Superficies nevadas planas.

    La longitud mnima de este tipo de terreno en la direccin del viento debe ser de 2000 m o 10veces la altura de la construccin por disear, la que sea mayor.

    2

    Terreno plano u ondulado con pocas obstrucciones

    Campos de cultivo o granjas con pocas obstrucciones tales como setos o bardas alrededor, rboles y construcciones dispersas

    Las obstrucciones tienen alturas de 1.5 a 10 m, en una longitud mnima de 1500 m.

    3

    Terreno cubierto por numerosas obstrucciones estrechamente espaciadas

    reas urbanas, suburbanas y de bosques, o cualquier terreno con numerosas obstrucciones estrechamente espaciadas. El tamao de las construcciones corresponde al de las casas y viviendas.

    Las obstrucciones presentan alturas de 3 a 5 m. La longitud mnima de este tipo de terreno en la direccin del viento debe ser de 500m o 10 veces la altura de la construccin, la que sea mayor.

    4

    Terreno con numerosas obstrucciones largas, altas y estrechamente espaciadas

    Centros de grandes ciudades y complejos industriales bien desarrollados.

    Por lo menos el 50% de los edificios tiene una altura mayor que 20 m. Las obstrucciones miden de 10 a 30 m de altura. La longitud mnima de este tipo de terreno en la direccin del viento debe ser la mayor entre 400 m y 10veces la altura de la construccin.

  • NORMAS Y ESPECIFICACIONES PARA ESTUDIOS,PROYECTOS, CONSTRUCCIN E INSTALACIONES

    146

    D.05.i.02 En la direccin del viento que se est analizando, el terreno inmediato a la estructura deber presentar la misma rugosidad (categora), cuando menos en una distancia denominada longitud mnima de desarrollo, la cual se consigna en la Tabla No. 65 para cada categora de terreno. Cuando no exista esta longitud mnima, el factor de exposicin F definido en el inciso D.05.k, deber modificarse para tomar en cuenta este hecho. En este caso, el diseador podr seleccionar, entre las categoras de los terrenos que se encuentren en una direccin de anlisis dada, la que provoque los efectos ms desfavorables y determinar el factor de exposicin para tal categora, o seguir un procedimiento analtico ms refinado a fin de corregir el factor de exposicin.

    TABLA No. 66

    CLASE DE ESTRUCTURA SEGN SU TAMAO CLASE DESCRIPCIN

    A

    Todo elemento de recubrimiento de fachadas, de ventaneras y de techumbres y sus respectivos sujetadores. Todo elemento estructural aislado, expuesto directamente a la accin del viento. Asimismo, todas las construcciones cuya mayor dimensin, ya sea horizontal o vertical, sea menor que 20 metros.

    B Todas las construcciones cuya mayor dimensin, ya sea horizontal o vertical, vare entre 20 y 50 metros.

    C Todas las construcciones cuya mayor dimensin, ya sea horizontal o vertical, sea mayor que 50 metros.

    D.05.j VELOCIDAD REGIONAL, VR.- La velocidad regional, VR, es la mxima velocidad media probable de presentarse con un cierto periodo de recurrencia en una zona o regin determinada del territorio.

    D.05.j.01 En este inciso se incluyen tablas con diferentes periodos de

    retorno, dicha velocidad se refiere a condiciones homogneas que corresponden a una altura de 10 metros sobre la superficie del suelo en terreno plano (Categora 2 segn la tabla No. 65); es decir, no considera las caractersticas de rugosidad locales del terreno ni la topografa especfica del sitio. Asimismo, dicha velocidad se asocia con rfagas de 3 segundos y toma en cuenta la posibilidad de que se presenten vientos debidos a huracanes en las zonas costeras. Para consultar velocidades regionales de otros sitios, ver Mapa de Istacas en el Manual de Diseo de Obras Civiles de la CFE-1993.

    D.05.j.02 La velocidad regional, VR se determina tomando en consideracin

    tanto la localizacin geogrfica del sitio de desplante de la estructura como su destino.

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    TABLA No. 67 VELOCIDADES REGIONALES DE LAS CIUDADES MAS IMPORTANTES

    PERIODOS DE RETORNO V10 V50 V100 V200 (*) V2000 CIUDADES

    Velocidades (km/h) Acapulco, Gro. 129 162 172 181 209 Aguascalientes, Ags 118 141 151 160 189 Campeche, Camp. 98 132 146 159 195 Cd. Guzmn, Jal. 101 120 126 132 155 Cd. Jurez, Chih. 116 144 152 158 171 Cd. Obregn, Son. 147 169 177 186 211 Cd. Victoria Tamps. 135 170 184 197 235 Coatzacoalcos, Ver. 117 130 137 145 180 Colima, Col. 105 128 138 147 174 Colotln, Jal. 131 148 155 161 178 Comitn, Chis. 72 99 112 124 160 Cozumel, Q. Roo. 124 158 173 185 213 Cuernavaca, Mor. 93 108 114 120 139 Culiacn, Sin. 94 118 128 140 165 Chiapingo, Edo, Mx. 91 110 118 126 150 Chetumal, Q,Roo. 119 150 161 180 220 Chihuahua, Chih. 122 136 142 147 165 Chilpancigo, Gro. 109 120 127 131 144 Durango, Dgo. 106 117 122 126 140 Ensenada B.