FACULTAD DE INGENIERIA CIVILINTRODUCCION A LA INGENIERIA CIVILNORMAS TECNICAS COMPLEMETARIAS Tema: tica En la Ingeniera Civil

Alumno: Luis Enrique Cortez Valdez Profesora: Selene Crdenas Rodrguez Semestre: 1 Grupo: A

10 de octubre de 2013

NORMAS TECNICAS COMPLEMENTARIAS Diseo por sismoLa estructura de un edificio es quiz la ms importante para mantener su estabilidad, por tanto es necesario seguir ciertas normas en las cuales se especifican las cualidades que debe tener dicha estructura para poder soportar distintos fenmenos como lo son los sismos. Estos daos sern contemplados y por ende tendr que plantearse una solucin inmediata para que los riesgos de prdida del edificio sean menores.Dentro de este apartado se hace mencin del anlisis y el diseo que deben de llevar las cimentaciones, las caractersticas deseadas en los muros para que acten como soporte de la estructura, as como tambin se considera la zona en la cual se ha de llevar a cabo la construccin para tener presente los diferentes fenmenos que puedan afectar la edificacin.

Criterios y acciones para el diseo estructural de las edificacionesToda edificacin requiere de cierto proceso en el cual se toman en cuenta ciertas normativas en las cuales se estipula como se ha de llevar a cabo el proceso de diseo y construccin. Como se es conocido, la responsabilidad que requiere el trabajo de un ingeniero es muy alta con respecto a la salud y bienestar de la sociedad, por tanto una edificacin requiere de condiciones de seguridad en las cuales se satisfagan los criterios mencionados en las normas de construccin.Es importante resaltar que en una edificacin se toman en cuenta factores muy importantes para su diseo, tales como las resistencias de diseo, que son la parte fundamental para que la construccin soporte las cargas que han de agregarse y por otra parte no sobrepasar el lmite, ya que si eso ocurre podra ocurrir una desgracia.Las deformaciones que puede sufrir una estructura deben estar contempladas dentro del diseo estructural de la misma, ya que as se podr resolver el problema con anterioridad y el riesgo de que la edificacin sufra un dao mayor ser menor.

Diseo por vientoEl viento es quiz un factor natural que a simple vista se puede creer que no afecta en la estructura de una edificacin, pero como cualquier otro fenmeno puede tener repercusiones de muy alto nivel, ya que las fuerzas que se generan por el empuje producido por el viento pueden llegar a ser de tal magnitud que llegan a afectar de manera significativa una edificacin.Por esta razn es necesario que al disear una estructura se tome en cuenta una proteccin ante el viento que puede transmitir deformaciones tanto en la estructura como en la cimentacin.Para este factor es fundamental tener la magnitud de los vientos que se presentan en las diferentes regiones de la repblica mexicana, en base a estas magnitudes las estructuras de van a dividir en 4 tipos diferentes, en las cuales se toman los puntos dbiles de cada estructura y se pretende tener una proteccin ante los daos que puedan sufrir, las ms comunes son las cuerdas que proveen a las edificaciones una mayor flexibilidad ante el viento.

Diseo y construccin de cimentacionesLas cimentaciones son la base de una edificacin, en ellas recae todo el peso de la construccin, por eso es necesario cuidar cada detalle en cuanto a muros o losas. Por otro lado es de gran importancia revisar donde se van a colocar las cimentaciones, ya que el lugar donde descansan juega un papel fundamental para su buen funcionamiento, solo se acepta cimentar en rellenos naturales y no en rellenos artificiales que contengan materia degradable.En base a las caractersticas mencionadas, las zonas en las cuales se lleva a cabo la construccin de las cimentaciones se divide en tres tipos: zona I, que hace referencia a las caractersticas de las cimentaciones que descansan sobre una loma; zona II, en esta zona las cimentaciones se encuentran a una profundidad de 20 metros, regularmente son terrenos arenosos; zona II, llamada lacustre, se encuentra compuesta por depsitos de arcilla separados por capas arenosas. Por estas razones es necesario que se lleven a cabo exploraciones en las zonas antes de construir las cimentaciones.

Diseo y ejecucin de obras e instalaciones hidrulicasLa ingeniera mexicana ha destacado en los ltimos aos en aspectos de hidrulica, ya que se han creado varias presas en las cuales se requiere de una gran capacidad analtica para llevarlas a cabo.Debido a la gran responsabilidad que requiere una obra de carcter hidrulico, se han establecido varias normas que deben llevarse a cabo para mantener la seguridad de las personas; un ejemplo lo tenemos en la responsabilidad que requiere el tener el control de una presa, ya que cualquier dao que sufra puede tener repercusiones en pueblos circunvecinos.Por otro lado las obras hidrulicas tambin se llevan a cabo en el diseo desde una pequea casa hasta un gran edificio, estas conexiones son similares a las de una red de computadora, deben tener una simetra exacta para que puedan tener un buen funcionamiento y que as la edificacin pueda contar con agua potable y un registro de aguas negras.

Proyecto ArquitectnicoAntes de realizar cualquier proyecto es necesario ver las normas que cada estado establece en cuestiones de delimitar terrenos para as tomar en cuenta medidas que no sobrepasen del rea que se tiene para construir.Cada tipo de construccin, ya sea habitacional, comercial, de servicio, etc. Cuenta con diferentes parmetros en cuanto a permisos de construccin, ya que por necesidad unos requieren de un mayor espacio para distintos aspectos como por ejemplo el rea de estacionamiento.Dentro de una vivienda se toman en cuenta varias medidas que son importantes para evitar accidentes, tales como la distancia entre pasillos, la ubicacin de las ventanas, entre otras ms.Dentro de esta norma se establecen todas aquellas medidas permitidas por el gobierno para que la construccin pueda ser lcita.

NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS

SOBRE CRITERIOS Y ACCIONES PARA EL DISEO

ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES

NDICENormas Tcnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseo Estructural de las EdificacionesNOTACIN1.Consideraciones Generales1.1Alcance1.2Unidades2.ACCIONES DE DISEO2.1Tipos de acciones, segn su duracin2.2Intensidades de diseo2.3Combinaciones de acciones3.CRITERIOS DE DISEO ESTRUCTURAL3.1Estados lmite3.2Resistencias de diseo3.2.1Definicin3.2.2Determinacin de resistencias de diseo3.3Condiciones de diseo

3.4Factores de carga4.ESTADOS LMITE DE SERVICIO4.1Desplazamientos4.2Vibraciones4.3Otros estados lmite5.ACCIONES PERMANENTES5.1Cargas muertas5.1.1Definicin y evaluacin5.1.2Peso muerto de losas de concreto5.2Empujes estticos de tierras y lquidos6.CARGAS VARIABLES6.1Cargas vivas6.1.1Definiciones6.1.2Disposiciones generales6.1.3Cargas vivas transitorias6.1.4Cambios de uso6.2Cambios de temperatura6.3Deformaciones impuestas6.4Vibraciones de maquinaria

Normas Tcnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el DiseoEstructural de las Edificaciones

NOTACINArea tributaria, mctcoeficiente de dilatacin trmicaEmdulo de elasticidad, MPa (kg/cm)FCfactor de cargaWcarga viva unitaria media, kN/m (kg/m)Wacarga viva unitaria instantnea, kN/m (kg/m)Wmcarga viva unitaria mxima, kN/m (kg/m)tincremento de temperatura, grados Kelvin ( C)relacin de Poisson

1.Consideraciones Generales1.1AlcanceEste documento tiene los siguientes objetivos:

a)Definir las acciones que pueden obrar sobre las construcciones, as como sus posibles efectos sobre ellas y la forma de tomarlos en cuenta para fines de diseo estructural.b)Establecer las condiciones de seguridad y de servicio que debern revisarse al realizar el diseo estructural de una construccin, as como los criterios de aceptacin relativos a cada una de dichas condiciones, de manera de satisfacer lo estipulado en el artculo 147 del Reglamento.c)Establecer las combinaciones de acciones que debern suponerse aplicadas simultneamente para revisar cada una de las condiciones de seguridad y servicio establecidas de acuerdo con lo que se menciona en el inciso anterior.

1.2UnidadesSlo se especifican las unidades en las ecuaciones no homogneas, cuyos resultados dependen de las unidades en que se expresen. En cada uno de esos casos, se presenta, en primer lugar, la ecuacin en trminos de unidades del sistema internacional (SI), y en segundo lugar, entre parntesis, en trminos de unidades del sistema mtrico decimal usual.

Los valores correspondientes a los dos sistemas no son exactamente equivalentes, por lo que cada sistema debe utilizarse con independencia del otro, sin hacer combinaciones entre los dos.

2.ACCIONES DE DISEO2.1Tipos de acciones, segn su duracinSe considerarn tres categoras de acciones, de acuerdo con la duracin en que obran sobre las estructuras con su intensidad mxima:

a)Las acciones permanentes son las que obran en forma continua sobre la estructura y cuya intensidad vara poco con el tiempo. Las principales acciones que pertenecen a esta categora son: la carga muerta; el empuje esttico de suelos y de lquidos y las deformaciones y desplazamientos impuestos a la estructura que varan poco con el tiempo, como los debidos a presfuerzo o a movimientos diferenciales permanentes de los apoyos;b)Las acciones variables son las que obran sobre la estructura con una intensidad que vara significativamente con el tiempo. Las principales acciones que entran en esta categora son: la carga viva; los efectos de temperatura; las deformaciones impuestas y los hundimientos diferenciales que tengan una intensidad variable con el tiempo, y las acciones debidas al funcionamiento de maquinaria y equipo, incluyendo los efectos dinmicos que pueden presentarse debido a vibraciones, impacto o frenado; yc)Las acciones accidentales son las que no se deben al funcionamiento normal de la edificacin y que pueden alcanzar intensidades significativas slo durante lapsos breves. Pertenecen a esta categora: las acciones ssmicas; los efectos del viento; las cargas de granizo; los efectos de explosiones, incendios y otros fenmenos que pueden presentarse en casos extraordinarios. Ser necesario tomar precauciones en las estructuras, en su cimentacin y en los detalles constructivos, para evitar un comportamiento catastrfico de la estructura para el caso de que ocurran estas acciones.

2.2Intensidades de diseoCuando deba considerarse en el diseo el efecto de acciones cuyas intensidades no estn especificadas en este Reglamento ni en sus Normas Tcnicas Complementarias, estas intensidades debern establecerse siguiendo procedimientos aprobados por la Administracin y con base en los criterios generales siguientes:

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 intensidad;b)Para acciones variables se determinarn las intensidades siguientes que correspondan a las combinaciones de acciones para las que deba revisarse la estructura:1)La intensidad mxima se determinar como el valor mximo probable durante la vida esperada de la edificacin. Se emplear para combinacin con los efectos de acciones permanentes;2)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;3)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; y4)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.c)Para las acciones accidentales se considerar como intensidad de diseo el valor que corresponde a un periodo de retorno de cincuenta aos.

Las intensidades supuestas para las acciones no especificadas debern justificarse en la memoria de clculo y consignarse en los planos estructurales.

2.3Combinaciones de accionesLa seguridad de una estructura deber verificarse para el efecto combinado de todas las acciones que tengan una probabilidad no despreciable de ocurrir simultneamente, considerndose dos categoras de combinaciones:

a)Para las combinaciones que incluyan acciones permanentes y acciones variables, se considerarn todas las acciones permanentes que acten sobre la estructura y las distintas acciones variables, de las cuales la ms desfavorable se tomar con su intensidad mxima y el resto con su intensidad instantnea, o bien todas ellas con su intensidad media cuando se trate de evaluar efectos a largo plazo.Para la combinacin de carga muerta ms carga viva, se emplear la intensidad mxima de la carga viva de la seccin 6.1, considerndola uniformemente repartida sobre toda el rea. Cuando se tomen en cuenta distribuciones de la carga viva ms desfavorables que la uniformemente repartida, debern tomarse los valores de la intensidad instantnea especificada en la mencionada seccin; yb)Para las combinaciones que incluyan acciones permanentes, variables y accidentales, se considerarn todas las acciones permanentes, las acciones variables con sus valores instantneos y nicamente una accin accidental en cada combinacin.

En ambos tipos de combinacin los efectos de todas las acciones debern multiplicarse por los factores de carga apropiados de acuerdo con la seccin 3.4.

c)Los criterios de diseo para cargas de viento y sismo, as como para el de cimentaciones, se presentan en las normas tcnicas correspondientes. Se aplicarn los factores de carga que se presentan en la seccin 3.4.

3.CRITERIOS DE DISEO ESTRUCTURAL3.1Estados lmitePara fines de aplicacin de estas Normas, se alcanza un estado lmite de comportamiento en una construccin cuando se presenta una combinacin de fuerzas, desplazamientos, niveles de fatiga, o varios de ellos, que determina el inicio o la ocurrencia de un modo de comportamiento inaceptable de dicha construccin. De acuerdo con los artculos 148 y 149 del Reglamento, tales estados lmite se clasifican en dos grupos: estados lmite de falla y estados lmite de servicio. Los primeros se refieren a modos de comportamiento que ponen en peligro la estabilidad de la construccin o de una parte de ella, o su capacidad para resistir nuevas aplicaciones de carga. Los segundos incluyen la ocurrencia de daos econmicos o la presentacin de condiciones que impiden el desarrollo adecuado de las funciones para las que se haya proyectado la construccin.

3.2Resistencias de diseo3.2.1DefinicinSe entender por resistencia la magnitud de una accin, o de una combinacin de acciones, que provocara la aparicin de un estado lmite de falla de la estructura o cualesquiera de sus componentes.

En general, la resistencia se expresar en trminos de la fuerza interna, o combinacin de fuerzas internas, que corresponden a la capacidad mxima de las secciones crticas de la estructura. Se entender por fuerzas internas las fuerzas axiales y cortantes y los momentos de flexin y torsin que actan en una seccin de la estructura.

3.2.2Determinacin de resistencias de diseoLa determinacin de la resistencia podr llevarse a cabo por medio de ensayes diseados para simular, en modelos fsicos de la estructura o de porciones de ella, el efecto de las combinaciones de acciones que deban considerarse de acuerdo con las secciones 3.3 y 3.4.

Cuando se trate de estructuras o elementos estructurales que se produzcan en forma industrializada, los ensayes se harn sobre muestras de la produccin o de prototipos. En otros casos, los ensayes podrn efectuarse sobre modelos de la estructura en cuestin.

La seleccin de las partes de la estructura que se ensayen y del sistema de carga que se aplique deber hacerse de manera que se obtengan las condiciones ms desfavorables que puedan presentarse en la prctica, tomando en cuenta la interaccin con otros elementos estructurales.

Con base en los resultados de los ensayes, se deducir una resistencia de diseo, tomando en cuenta las posibles diferencias entre las propiedades mecnicas y geomtricas medidas en los especmenes ensayados y las que puedan esperarse en las estructuras reales.

El tipo de ensaye, el nmero de especmenes y el criterio para la determinacin de la resistencia de diseo se fijar con base en criterios probabilsticos y debern ser aprobados por la Administracin, la cual podr exigir una comprobacin de la resistencia de la estructura mediante una prueba de carga de acuerdo con el Captulo XII del Ttulo Sexto del Reglamento.

3.3Condiciones de diseoSe revisar que para las distintas combinaciones de acciones especificadas en la seccin 2.3 y para cualquier estado lmite de falla posible, la resistencia de diseo sea mayor o igual al efecto de las acciones que intervengan en la combinacin de cargas en estudio, multiplicado por los factores de carga correspondientes, segn lo especificado en la seccin 3.4.

Tambin se revisar que no se rebase ningn estado lmite de servicio bajo el efecto de las posibles combinaciones de acciones, sin multiplicar por factores de carga.

3.4Factores de cargaPara determinar el factor de carga, FC, se aplicarn las reglas siguientes:

a)Para combinaciones de acciones clasificadas en el inciso 2.3.a, se aplicar un factor de carga de 1.4.Cuando se trate de edificaciones del Grupo A, el factor de carga para este tipo de combinacin se tomar igual a 1.5;b)Para combinaciones de acciones clasificadas en el inciso 2.3.b, se tomar un factor de carga de 1.1 aplicado a los efectos de todas las acciones que intervengan en la combinacin;c)Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto sea favorable a la resistencia o estabilidad de la estructura, el factor de carga se tomar igual a 0.9; adems, se tomar como intensidad de la accin el valor mnimo probable de acuerdo con la seccin 2.2; yd)Para revisin de estados lmite de servicio se tomar en todos los casos un factor de carga unitario.

4.ESTADOS LMITE DE SERVICIO4.1DesplazamientosEn las edificaciones comunes sujetas a acciones permanentes o variables, la revisin del estado lmite de desplazamientos se cumplir si se verifica que no exceden los valores siguientes:

a)Un desplazamiento vertical en el centro de trabes en el que se incluyen efectos a largo plazo, igual al claro entre 240 ms 5 mm; adems, en miembros en los cuales sus desplazamientos afecten a elementos no estructurales, como muros de mampostera, que no sean capaces de soportar desplazamientos apreciables, se considerar como estado lmite a un desplazamiento vertical, medido despus de colocar los elementos no estructurales, igual al claro de la trabe entre 480 ms 3mm. Para elementos en voladizo los lmites anteriores se duplicarn.b)Un desplazamiento horizontal relativo entre dos niveles sucesivos de la estructura, igual a la altura del entrepiso dividido entre 500, para edificaciones en las cuales se hayan unido los elementos no estructurales capaces de sufrir daos bajo pequeos desplazamientos; en otros casos, el lmite ser igual a la altura del entrepiso dividido entre 250. Para diseo ssmico o por viento se observar lo dispuesto en las Normas correspondientes.

4.2VibracionesLas amplitudes tolerables de los desplazamientos debidos a vibraciones no podrn exceder los valores establecidos en la seccin 4.1. Adems, debern imponerse lmites a las amplitudes mximas de las vibraciones, de acuerdo con su frecuencia, de manera de evitar condiciones que afecten seriamente la comodidad de los ocupantes o que puedan causar daos a equipo sensible a las excitaciones citadas.

4.3Otros estados lmiteAdems de lo estipulado en las secciones 4.1 y 4.2, se observar lo que dispongan las Normas Tcnicas Complementarias relativas a los distintos tipos de estructuras y a los estados lmite de servicio de la cimentacin.

5.ACCIONES PERMANENTES5.1Cargas muertas5.1.1Definicin y evaluacinSe considerarn como cargas muertas los pesos de todos los elementos constructivos, de los acabados y de todos los elementos que ocupan una posicin permanente y tienen un peso que no cambia sustancialmente con el tiempo.

Para la evaluacin de las cargas muertas se emplearn las dimensiones especificadas de los elementos constructivos y los pesos unitarios de los materiales. Para estos ltimos se utilizarn valores mnimos probables cuando sea ms desfavorable para la estabilidad de la estructura considerar una carga muerta menor, como en el caso de volteo, flotacin, lastre y succin producida por viento. En otros casos se emplearn valores mximos probables.

5.1.2Peso muerto de losas de concretoEl peso muerto calculado de losas de concreto de peso normal coladas en el lugar se incrementar en 0.2 kN/m (20 kg/m). Cuando sobre una losa colada en el lugar o precolada, se coloque una capa de mortero de peso normal, el peso calculado de esta capa se incrementar tambin en 0.2 kN/m (20 kg/m) de manera que el incremento total ser de 0.4 kN/m (40 kg/m). Tratndose de losas y morteros que posean pesos volumtricos diferentes del normal, estos valores se modificarn en proporcin a los pesos volumtricos.

Estos aumentos no se aplicarn cuando el efecto de la carga muerta sea favorable a la estabilidad de la estructura.

5.2Empujes estticos de tierras y lquidosLas fuerzas debidas al empuje esttico de suelos se determinarn de acuerdo con lo establecido en las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de Cimentaciones.

Para valuar el empuje de un lquido sobre la superficie de contacto con el recipiente que lo contiene se supondr que la presin normal por unidad de rea sobre un punto cualquiera de dicha superficie es igual al producto de la profundidad de dicho punto con respecto a la superficie libre del lquido por su peso volumtrico.

6.CARGAS VARIABLES6.1Cargas vivas6.1.1DefinicionesSe considerarn cargas vivas las fuerzas que se producen por el uso y ocupacin de las edificaciones y que no tienen carcter permanente. A menos que se justifiquen racionalmente otros valores, estas cargas se tomarn iguales a las especificadas en la seccin 6.1.2.

Las cargas especificadas no incluyen el peso de muros divisorios de mampostera o de otros materiales, ni el de muebles, equipos u objetos de peso fuera de lo comn, como cajas fuertes de gran tamao, archivos importantes, libreros pesados o cortinajes en salas de espectculos.

Cuando se prevean tales cargas debern cuantificarse y tomarse en cuenta en el diseo en forma independiente de la carga viva especificada. Los valores adoptados debern justificarse en la memoria de clculo e indicarse en los planos estructurales.

6.1.2Disposiciones generalesPara la aplicacin de las cargas vivas unitarias se deber tomar en consideracin las siguientes disposiciones:

a)La carga viva mxima Wm se deber emplear para diseo estructural por fuerzas gravitacionales y para calcular asentamientos inmediatos en suelos, as como para el diseo estructural de los cimientos ante cargas gravitacionales;b)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;c)La carga media W se deber emplear en el clculo de asentamientos diferidos y para el clculo de flechas diferidas; yd)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 por viento, su intensidad se considerar nula sobre toda el rea, a menos que pueda justificarse otro valor acorde con la definicin de la seccin 2.2.

Las cargas uniformes de la tabla 6.1 se considerarn distribuidas sobre el rea tributaria de cada elemento.

6.1.3Cargas vivas transitoriasDurante el proceso de edificacin debern considerarse las cargas vivas transitorias que puedan producirse. stas incluirn el peso de los materiales que se almacenen temporalmente, el de los vehculos y equipo, el de colado de plantas superiores que se apoyen en la planta que se analiza y del personal necesario, no siendo este ltimo peso menor de 1.5 kN/m (150 kg/m). Se considerar, adems, una concentracin de 1.5 kN (150 kg) en el lugar ms desfavorable.

6.1.4Cambios de usoEl propietario o poseedor ser responsable de los perjuicios que ocasione el cambio de uso de una edificacin, cuando produzca cargas muertas o vivas mayores o con una distribucin ms desfavorable que las del diseo aprobado.

6.2Cambios de temperaturaEn los casos en que uno o ms componentes o grupos de ellos en una construccin estn sujetos a variaciones de temperatura que puedan introducir esfuerzos significativos en los miembros de la estructura, estos esfuerzos debern considerarse al revisar las condiciones de seguridad ante los estados lmite de falla y de servicio de la misma, en combinacin con los debidos a los efectos de las acciones permanentes.

Los esfuerzos debidos a variaciones de temperatura se calcularn como la superposicin de dos estados de esfuerzo:

a)Un estado inicial, el que se obtendr suponiendo los esfuerzos internos que resultan de considerar impedidos los desplazamientos asociados a todos los grados de libertad del sistema. En un miembro estructural tipo barra, es decir, que tenga dos dimensiones pequeas en comparacin con su longitud, este estado inicial consistir en un esfuerzo axial igual al productoEcttdonde E es el mdulo de elasticidad del material, ct es su coeficiente de dilatacin trmica y t el valor del incremento de temperatura. Este esfuerzo ser de compresin si la variacin de temperatura es positiva, y de tensin en caso contrario. En un miembro estructural tipo placa, caracterizado por una dimensin pequea en comparacin con las otras dos, el estado inicial de esfuerzos corresponder a un estado de esfuerzo plano isotrpico, caracterizado por una magnitud idntica en cualquier direccin contenida en el plano medio del elemento considerado. Dicha magnitud es igual aEctt/(E+)donde es la relacin de Poisson del material y las dems variables se definieron antes. Estos esfuerzos son de compresin si se trata de un incremento de temperatura y de tensin en caso contrario.b)Una configuracin correctiva, que resulte de suponer que sobre la estructura acta un conjunto de fuerzas iguales en magnitud a las que se requiere aplicar externamente a la misma para impedir los desplazamientos debidos a los esfuerzos internos del estado inicial, pero con signo contrario.

6.3Deformaciones impuestasLos efectos de las deformaciones impuestas sobre una estructura, tales como las causadas por asentamientos diferenciales de los apoyos o alguna accin similar, se obtendrn mediante un anlisis estructural que permita determinar los estados de esfuerzos y deformaciones que se generan en los miembros de dicha estructura cuando se aplican sobre sus apoyos las fuerzas necesarias para mantener las deformaciones impuestas, mientras los dems grados de libertad del sistema pueden desplazarse libremente. Para fines de realizar este anlisis, el mdulo de elasticidad de cualquier miembro de la estructura podr tomarse igual al que corresponde a cargas de larga duracin. Los efectos de esta accin debern combinarse con los de las acciones permanentes, variables y accidentales establecidas en otras secciones de estas Normas.

6.4Vibraciones de maquinariaEn el diseo de toda estructura que pueda verse sujeta a efectos significativos por la accin de vibracin de maquinaria, sea que esta se encuentre directamente apoyada sobre la primera, o que pueda actuar sobre ella a travs de su cimentacin, se determinarn los esfuerzos y deformaciones causados por dichas vibraciones empleando los principios de la dinmica estructural. Las amplitudes tolerables de tales respuestas no podrn tomarse mayores que las establecidas en la seccin 4.2.

Tabla 6.1 Cargas vivas unitarias, kN/m (kg/m)Destino de piso o cubiertaWWaWmObservaciones

a)Habitacin (casahabitacin, departamentos, viviendas, dormitorios, cuartos de hotel, internados de escuelas, cuarteles, crceles, correccionales, hospitales y similares)0.7(70)0.9(90)1.7(170)1

b)Oficinas, despachos y laboratorios1.0(100)1.8(180)2.5(250)2

c)Aulas1.0(100)1.8(180)2.5(250)

d)Comunicacin para peatones (pasillos, escaleras, rampas, vestbulos y pasajes de acceso libre al pblico)0.4(40)1.5(150)3.5(350)3 y 4

e)Estadios y lugares de reunin sin asientos individuales0.4(40)3.5(350)4.5(450)5

f)Otros lugares de reunin (bibliotecas, templos, cines, teatros, gimnasios, salones de baile, restaurantes, salas de juego y similares)0.4(40)2.5(250)3.5(350)5

g)Comercios, fbricas y bodegas0.8Wm0.9WmWm6

h)Azoteas con pendiente no mayor de 5 %0.15(15)0.7(70)1.0(100)4 y 7

i)Azoteas con pendiente mayor de 5 %; otras cubiertas, cualquier pendiente.0.05(5)0.2(20)0.4(40)4, 7, 8 y 9

j)Volados en va pblica (marquesinas, balcones y similares)0.15(15)0.7(70)3(300)

k)Garajes y estacionamientos (exclusivamente para automviles)0.4(40)1.0(100)2.5(250)10

1 Para elementos con rea tributaria mayor de 36 m, Wm podr reducirse, tomando su valor en kN/m igual a

; en kg/mdonde A es el rea tributaria en m. Cuando sea ms desfavorable se considerar en lugar de Wm, una carga de 5kN (500 kg) aplicada sobre un rea de 500500 mm en la posicin ms crtica.Para sistemas de piso ligeros con cubierta rigidizante, se considerar en lugar de Wm, cuando sea ms desfavorable, una carga concentrada de 2.5 kN (250 kg) para el diseo de los elementos de soporte y de 1 kN (100 kg) para el diseo de la cubierta, en ambos casos ubicadas en la posicin ms desfavorable.Se considerarn sistemas de piso ligero aqullos formados por tres o ms miembros aproximadamente paralelos y separados entre s no ms de 800 mm y unidos con una cubierta de madera contrachapada, de duelas de madera bien clavadas u otro material que proporcione una rigidez equivalente.2 Para elementos con rea tributaria mayor de 36 m, Wm podr reducirse, tomando su valor en kN/m igual a

; en kg/mdonde A es el rea tributaria en m. Cuando sea ms desfavorable se considerar en lugar de Wm, una carga de 10 kN (1000 kg) aplicada sobre un rea de 500500mm en la posicin ms crtica.Para sistemas de piso ligero con cubierta rigidizante, definidos como en la nota 1, se considerar en lugar de Wm, cuando sea ms desfavorable, una carga concentrada de 5kN (500 kg) para el diseo de los elementos de soporte y de 1.5kN (150 kg) para el diseo de la cubierta, ubicadas en la posicin ms desfavorable.3 En reas de comunicacin de casas de habitacin y edificios de departamentos se considerar la misma carga viva que en el inciso (a) de la tabla 6.1.4 Para el diseo de los pretiles y barandales en escaleras, rampas, pasillos y balcones, se deber fijar una carga por metro lineal no menor de 1 kN/m (100 kg/m) actuando al nivel de pasamanos y en la direccin ms desfavorable.5 En estos casos deber prestarse particular atencin a la revisin de los estados lmite de servicio relativos a vibraciones.6 Atendiendo al destino del piso se determinar con los criterios de la seccin 2.2 la carga unitaria, Wm, que no ser inferior a 3.5kN/m2 (350 kg/m) y deber especificarse en los planos estructurales y en placas colocadas en lugares fcilmente visibles de la edificacin.7 Las cargas vivas especificadas para cubiertas y azoteas no incluyen las cargas producidas por tinacos y anuncios, ni las que se deben a equipos u objetos pesados que puedan apoyarse en o colgarse del techo. Estas cargas deben preverse por separado y especificarse en los planos estructurales.Adicionalmente, los elementos de las cubiertas y azoteas debern revisarse con una carga concentrada de 1 kN (100 kg) en la posicin ms crtica.8 Adems, en el fondo de los valles de techos inclinados se considerar una carga debida al granizo de 0.3 kN (30 kg) por cada metro cuadrado de proyeccin horizontal del techo que desage hacia el valle. Esta carga se considerar como una accin accidental para fines de revisin de la seguridad y se le aplicarn los factores de carga correspondientes segn la seccin 3.4.9 Para tomar en cuenta el efecto de granizo, Wm se tomar igual a 1.0 kN/m (100 kg/m) y se tratar como una carga accidental para fines de calcular los factores de carga de acuerdo con lo establecido en la seccin 3.4. Esta carga no es aditiva a la que se menciona en el inciso (i) de la tabla 6.1 y en la nota 8.10 Ms una concentracin de 15 kN (1500 kg), en el lugar ms desfavorable del miembro estructural de que se trate.

NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS

PARA DISEO Y CONSTRUCCIN DE

CIMENTACIONES

NDICE

Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de CimentacionesNOTACIN1.Consideraciones Generales1.1Alcance1.2Unidades2.INVESTIGACIN DEL SUBSUELO2.1Investigacin de las colindancias2.2Reconocimiento del sitio2.3Exploraciones2.4Determinacin de las propiedades en el laboratorio2.5Investigacin del hundimiento regional3.VERIFICACIN DE LA SEGURIDAD DE LAS CIMENTACIONES3.1Acciones de diseo3.2Factores de carga y de resistencia3.3Cimentaciones someras (zapatas y losas)3.3.1Estados lmite de falla3.3.2Estados lmite de servicio3.4Cimentaciones compensadas3.4.1Estados lmite de falla3.4.2Estados lmite de servicio.3.4.3Presiones sobre muros exteriores de la subestructura3.5Cimentaciones con pilotes de friccin3.5.1Estados lmite de falla3.5.2Estados lmite de servicio3.6Cimentaciones con pilotes de punta o pilas3.6.1Estados lmite de falla3.6.1.1Capacidad por punta3.6.1.2Capacidad por friccin lateral sobre el fuste de pilotes de punta o pilas.3.6.2Estados lmite de servicio3.7Pruebas de carga en pilotes3.8Cimentaciones especiales4.DISEO ESTRUCTURAL DE LA CIMENtaCIN

5.ANLISIS Y DISEO DE EXCAVACIONES5.1Estados lmite de falla5.1.1Taludes5.1.2Falla por subpresin en estratos permeables5.1.3Estabilidad de excavaciones ademadas5.1.4Estabilidad de estructuras vecinas5.2Estados lmite de servicio5.2.1Expansiones instantneas y diferidas por descarga5.2.2Asentamiento del terreno natural adyacente a las excavaciones6.MUROS DE CONTENCIN6.lEstados lmite de falla6.1.1Restricciones del movimiento del muro6.1.2Tipo de relleno6.1.3Compactacin del relleno6.1.4Base del muro6.2Estados lmite de servicio7.PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO7.1Procedimiento constructivo de cimentaciones7.1.1Cimentaciones someras7.1.2Cimentaciones con pilotes o pilas7.1.2.1Pilas o pilotes colados en el lugar7.1.2.2Pilotes hincados a percusin7.1.2.3Pruebas de carga en pilotes o pilas7.2Excavaciones7.2.1Consideraciones generales7.2.2.Control del flujo de agua7.2.3Tablaestacas y muros colados en el lugar7.2.4Secuencia de excavacin7.2.5Proteccin de taludes permanentes8.OBSERVACIN DEL COMPORTAMIENTO DE LA CIMENTACIN9.CIMENTACIONES ABANDONADAS10.CIMENTACIONES SOBRE RELLENOS CONTROLADOS11.RECIMENTACIONES12.MEMORIA DE DISEO

Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de Cimentaciones

NOTACIN

Area del cimientoArea efectiva del cimientoALrea lateral de un piloteAprea transversal de la base de la pila o del piloteBancho de la cimentacin o dimetro equivalente de la base de los pilotes de punta o pilasBancho efectivo de la cimentacinCfcapacidad de carga por adherencia lateral de un pilote de friccinCpcapacidad de carga de un pilote de punta o pilacucohesin aparente determinada en ensaye triaxial noconsolidado nodrenado, (UU)Ddimetro del piloteDfprofundidad de desplanteDrcompacidad relativaEmdulo de elasticidad del piloteedistancia a partir del eje longitudinal del cimiento en la que acta una resultante excntricaeorelacin de vacos inicialFCfactor de cargaFRfactor de resistencia, especificado en la seccin 3.2Frefactor que toma en cuenta el efecto de escala para corregir la capacidad por punta de pilotes o pilas de ms de 50 cm de dimetroGmdulo de rigidez al cortante del suelofadherencia lateral media pilotesueloHespesor de un estrato de suelohcaltura de la construccinhiespesor de una capa impermeablehwaltura piezomtrica en el lecho inferior de una capa impermeableImomento de inercia del piloteKcoeficiente de reaccin horizontal del sueloLlongitud del piloteLlongitud efectiva de la cimentacinLelongitud del pilote o pila empotrada en el estrato resistenteNnmero entero determinado por tanteo que genere el menor valor de PcNccoeficiente de capacidad de carga, dado porNc=5.14(1+0.25Df/B+0.25B/L)Nc*coeficiente de capacidad de carga, cuyo valor depende de uNmx, Nmncoeficientes para el clculo de Nq*Nqcoeficiente de capacidad de carga, dado porNq=e tan tan (45+/2)Nq*coeficiente de capacidad de carga, cuyo valor depende de y de la relacin Le/BNcoeficiente de capacidad de carga, dado porN=2(Nq+1)tannexponente igual a 1 para suelo suelto, 2 para suelo medianamente denso y 3 para suelo densoPpermetro de la construccinPcfuerza crtica para revisin por pandeo de pilotes de pequeo dimetropvpresin vertical total a la profundidad de desplante por peso propio del suelo

presin vertical efectiva a la profundidad de desplanteRcapacidad de carga de pilotes de friccin o de grupos de pilotes de este tipoVsvelocidad de propagacin de onda de cortewpeso unitario medio de la estructuraZprofundidad del nivel fretico bajo el nivel de desplante de la cimentacinzprofundidad a la que se realiza el clculo de ecoeficiente para el clculo de peso volumtrico del suelopeso volumtrico sumergido del suelompeso volumtrico total del suelowpeso volumtrico del aguaevariacin de 1a relacin de vacos bajo el incremento de esfuerzo vertical efectivo p inducido a la profundidad z por la carga superficialHasentamiento de un estrato de espesor Hpincrementos de presin vertical inducidos por la carga superficialzespesores de subestratos elementales dentro de los cuales los esfuerzos verticales pueden considerarse uniformesinclinacin de la resultante de las acciones respecto a la verticalporcentaje de amortiguamiento con respecto al crticoQFC suma de las acciones verticales a tomar en cuenta en la combinacin considerada en el nivel de desplante, afectadas por sus respectivos factores de cargaqFC suma de las sobrecargas superficiales afectadas por sus respectivos factores de cargangulo de friccin interna del materialungulo de friccin aparente*ngulo con la horizontal de la envolvente de los crculos de Mohr a la falla en la prueba de resistencia que se considere ms representativa del comportamiento del suelo en las condiciones de trabajo

1.Consideraciones Generales1.1AlcanceLas presentes Normas no son un manual de diseo y por tanto no son exhaustivas. Slo tienen por objeto fijar criterios y mtodos de diseo y construccin de cimentaciones que permitan cumplir los requisitos mnimos definidos en el Captulo VIII del Ttulo Sexto del Reglamento. Los aspectos no cubiertos por ellas quedan a criterio del Director Responsable de Obra y, en su caso, del Corresponsable en Seguridad Estructural y sern de su responsabilidad. El uso de criterios o mtodos diferentes de los que aqu se presentan tambin puede ser aceptable, pero requerir la aprobacin expresa de la Administracin.

1.2UnidadesEn los estudios para el diseo de cimentaciones, se usar un sistema de unidades coherente, de preferencia el Sistema Internacional (SI). Sin embargo, en este ltimo caso, respetando la prctica comn en mecnica de suelos en Mxico, ser aceptable usar como unidad de fuerza la tonelada mtrica, que se considerar equivalente a 10 kN.

2.INVESTIGACIN DEL SUBSUELO2.1Investigacin de las colindanciasDebern investigarse el tipo y las condiciones de cimentacin de las construcciones colindantes en materia de estabilidad, hundimientos, emersiones, agrietamientos del suelo y desplomes, y tomarse en cuenta en el diseo y construccin de la cimentacin en proyecto.

Asimismo, se investigarn la localizacin y las caractersticas de las obras subterrneas cercanas, existentes o proyectadas, pertenecientes a la red de transporte colectivo, de drenaje y de otros servicios pblicos, con objeto de verificar que la construccin no cause daos a tales instalaciones ni sea afectada por ellas.

2.2Reconocimiento del sitioComo lo define el artculo 170 del Captulo VIII del Ttulo Sexto del Reglamento, para fines de las presentes Normas, el Distrito Federal se divide en tres zonas con las siguientes caractersticas generales:a)Zona I. Lomas, formadas por rocas o suelos generalmente firmes que fueron depositados fuera del ambiente lacustre, pero en los que pueden existir, superficialmente o intercalados, depsitos arenosos en estado suelto o cohesivos relativamente blandos. En esta zona, es frecuente la presencia de oquedades en rocas, de cavernas y tneles excavados en suelos para explotar minas de arena y de rellenos no controlados;b)Zona II. Transicin, en la que los depsitos profundos se encuentran a 20 m de profundidad, o menos, y que est constituida predominantemente por estratos arenosos y limo arenosos intercalados con capas de arcilla lacustre; el espesor de stas es variable entre decenas de centmetros y pocos metros; yc)Zona III. Lacustre, integrada por potentes depsitos de arcilla altamente compresibles, separados por capas arenosas con contenido diverso de limo o arcilla. Estas capas arenosas son generalmente medianamente compactas a muy compactas y de espesor variable de centmetros a varios metros. Los depsitos lacustres suelen estar cubiertos superficialmente por suelos aluviales, materiales desecados y rellenos artificiales; el espesor de este conjunto puede ser superior a 50 m.

En la fig. 2.1 se muestran las porciones del Distrito Federal cuyo subsuelo se conoce aproximadamente en cuanto a la zonificacin anterior.

Figura 2.1 Zonificacin geotcnica de la ciudad de Mxico

Esta figura solamente podr usarse para definir la zona a la que pertenece un predio dado en el caso de las construcciones ligeras o medianas de poca extensin y con excavaciones someras definidas en el inciso a) de la tabla 2.1. En este caso, los predios ubicados cerca de las fronteras entre dos de las zonas se supondrn ubicados en la ms desfavorable. En cualquier otro caso, la zona se definir a partir de exploraciones directas del subsuelo.

La investigacin del subsuelo del sitio mediante exploracin de campo y pruebas de laboratorio se apoyar en el conocimiento geolgico general y local que se tenga de la zona de inters y deber ser suficiente para definir de manera confiable los parmetros de diseo de la cimentacin y la variacin de los mismos en el predio. Adems, deber permitir obtener informacin suficiente sobre los aspectos siguientes:

1)En la zona I se averiguar si existen en ubicaciones de inters materiales sueltos superficiales, grietas, oquedades naturales o galeras de minas y, en caso afirmativo, se obtendr la informacin requerida para su apropiado tratamiento.En la porcin de la zona I no cubierta por derrames baslticos, los estudios se iniciarn con un reconocimiento detallado del lugar donde se localice el predio, as como de las barrancas, caadas o cortes cercanos al mismo, para investigar la existencia de bocas de antiguas minas o de capas de arena, grava y materiales pumticos que hubieran podido ser objeto de explotacin subterrnea en el pasado. El reconocimiento deber complementarse con los datos que proporcionen habitantes del lugar y la observacin del comportamiento del terreno y de las construcciones existentes as como el anlisis de fotografas areas antiguas. Se determinar si el predio fue usado en el pasado como depsito de desechos o fue nivelado con rellenos colocados sin compactacin. Se prestar asimismo atencin a la posibilidad de que el suelo natural est constituido por depsitos de arena en estado suelto o por materiales finos cuya estructura sea inestable en presencia de agua o bajo carga. En los suelos firmes se buscarn evidencias de grietas limpias o rellenas con material de baja resistencia, que pudieran dar lugar a inestabilidad del suelo de cimentacin, principalmente, en laderas abruptas. Se prestar tambin atencin a la posibilidad de erosin diferencial en taludes o cortes, debida a variaciones del grado de cementacin de los materiales que los constituyen. En las zonas de derrames baslticos, adems de localizar los materiales volcnicos sueltos y las grietas superficiales que suelen estar asociados a estas formaciones, se buscarn evidencias de oquedades subterrneas dentro de la lava que pudieran afectar la estabilidad de las cimentaciones. Se tomar en cuenta que, en ciertas reas del Distrito Federal, los derrames baslticos yacen sobre materiales arcillosos compresibles.2)En las zonas II y III, se averiguar la historia de carga del predio y la existencia de cimentaciones antiguas, restos arqueolgicos, rellenos superficiales antiguos o recientes, variaciones fuertes de estratigrafa, suelos inestables o colapsables, o cualquier otro factor que pueda originar asentamientos diferenciales de importancia, de modo que todo ello pueda tomarse en cuenta en el diseo. Asimismo, en estas zonas se deber investigar la existencia de grietas en el terreno, principalmente en las reas de transicin abrupta entre las zonas I y III que se pueden apreciar en el mapa de la fig. 2.1.En la zona II, la exploracin del subsuelo se planear tomando en cuenta que suele haber irregularidades en el contacto entre las diversas formaciones as como mantos de agua colgada y variaciones importantes en el espesor de los suelos compresibles.

2.3ExploracionesLas investigaciones mnimas del subsuelo a realizar sern las que se indican en la tabla 2.1. No obstante, la observancia del nmero y tipo de investigaciones indicados en esta tabla no liberar al Director Responsable de la Obra de la obligacin de realizar todos los estudios adicionales necesarios para definir adecuadamente las condiciones del subsuelo. Las investigaciones requeridas en el caso de problemas especiales, y especialmente en terrenos afectados por irregularidades, sern generalmente muy superiores a las indicadas en la tabla 2.1.

Para la aplicacin de la tabla 2.1, se tomar en cuenta lo siguiente:

a)Se entender por peso unitario medio de una estructura, w, la suma de la carga muerta y de la carga viva con intensidad media al nivel de apoyo de la subestructura dividida entre el rea de la proyeccin en planta de dicha subestructura. En edificios formados por cuerpos con estructuras desligadas, y en particular en unidades habitacionales, cada cuerpo deber considerarse separadamente.b)El nmero mnimo de exploraciones a realizar (pozos a cielo abierto o sondeos segn lo especifica la tabla 2.1) ser de una por cada 80 m o fraccin del permetro o envolvente de mnima extensin de la superficie cubierta por la construccin en las zonas I y II, y de una por cada 120 m o fraccin de dicho permetro en la zona III. La profundidad de las exploraciones depender del tipo de cimentacin y de las condiciones del subsuelo pero no ser inferior a dos metros bajo el nivel de desplante. Los sondeos que se realicen con el propsito de explorar el espesor de los materiales compresibles en las zonas II y III debern, adems, penetrar en el estrato incompresible al menos 3 m y, en su caso, en las capas compresibles subyacentes si se pretende apoyar pilotes o pilas en dicho estrato. En edificios formados por cuerpos con estructuras desligadas, y en particular en unidades habitacionales, debern realizarse exploraciones suficientemente profundas para poder estimar los asentamientos inducidos por la carga combinada del conjunto de las estructuras individuales.c)Los procedimientos para localizar rellenos artificiales, galeras de minas y otras oquedades debern ser directos, es decir basados en observaciones y mediciones en las cavidades o en sondeos. Los mtodos indirectos, incluyendo los geofsicos, solamente se emplearn como apoyo de las investigaciones directas.d)Los sondeos a realizar podrn ser de los tipos indicados a continuacin:1)Sondeos con recuperacin continua de muestras alteradas mediante la herramienta de penetracin estndar. Servirn para evaluar la consistencia o compacidad de los materiales superficiales de la zona I y de los estratos resistentes de las zonas II y III. Tambin se emplearn en las arcillas blandas de las zonas II y III con objeto de obtener un perfil continuo del contenido de agua y otras propiedades ndice. No ser aceptable realizar pruebas mecnicas usando especmenes obtenidos en dichos sondeos.2)Sondeos mixtos con recuperacin alternada de muestras inalteradas y alteradas en las zonas II y III. Slo las primeras sern aceptables para determinar propiedades mecnicas. Las profundidades de muestreo inalterado se definirn a partir de perfiles de contenido de agua, determinados previamente mediante sondeos con recuperacin de muestras alteradas.3)Sondeos consistentes en realizar, en forma continua o selectiva, una determinada prueba de campo, con o sin recuperacin de muestras. La prueba podr consistir en medir:El nmero de golpes requeridos para lograr, mediante impactos, cierta penetracin de un muestreador estndar (prueba SPT) o de un dispositivo mecnico cnico (prueba dinmica de cono).La resistencia a la penetracin de un cono mecnico o elctrico u otro dispositivo similar (prueba esttica de cono o prueba penetromtrica). Al ejecutar este tipo de prueba de campo, debern respetarse los procedimientos aceptados, en particular en cuanto a la velocidad de penetracin, la cual estar comprendida entre 1 y 2cm/s.La respuesta esfuerzodeformacin del suelo y la presin lmite registradas al provocar en el sondeo la expansin de una cavidad cilndrica (prueba presiomtrica). Este tipo de prueba se considerar principalmente aplicable para determinar las caractersticas de los suelos firmes de la zona I o de los estratos duros de las zonas II y III.La resistencia al cortante del suelo (prueba de veleta o similar). Este tipo de prueba se considerar principalmente aplicable a los suelos blandos de las zonas II y III.La velocidad de propagacin de ondas en el suelo. Se podr recurrir a ensayes de campo para estimar el valor mximo del mdulo de rigidez al cortante, G, a partir de la velocidad de propagacin de las ondas de corte, Vs, que podr obtenerse de ensayes geofsicos de campo como los de pozo abajo, pozo arriba, el ensaye de cono ssmico, el de sonda suspendida o el ensaye de pozos cruzados. En este tipo de pruebas es recomendable emplear un inclinmetro para conocer y controlar la posicin de los gefonos para el registro de vibraciones y la de la fuente emisora de vibraciones.

Estos sondeos podrn usarse para fines de verificacin estratigrfica, con objeto de extender los resultados del estudio a un rea mayor. Sus resultados tambin podrn emplearse para fines de estimacin de las propiedades mecnicas de los suelos siempre que se cuente con una calibracin precisa y reciente del dispositivo usado y se disponga de correlaciones confiables con resultados de pruebas de laboratorio establecidas o verificadas localmente.4)Sondeos con equipo rotatorio y muestreadores de barril. Se usarn en los materiales firmes y rocas de la zona I a fin de recuperar ncleos para clasificacin y para ensayes mecnicos, siempre que el dimetro de los mismos sea suficiente. Asimismo, se podrn utilizar para obtener muestras en las capas duras de las zonas II y III.5)Sondeos de percusin o de avance con equipo tricnico o sondeos con variables de perforacin controladas, es decir sondeos con registros continuos de la presin en las tuberas o mangueras de la mquina de perforar, de la velocidad de avance, de la torsin aplicada, etc. Sern aceptables para identificar tipos de material o descubrir oquedades.

Tabla 2.1 Requisitos mnimos para la investigacin del subsueloa)Construcciones ligeras o medianas de poca extensin y con excavaciones someras

Son de esta categora las edificaciones que cumplen con los siguientes tres requisitos:Peso unitario medio de la estructura w 40 kPa (4 t/m)Permetro de la construccin:P 80 men las zonas I y II; oP 120 men la zona IIIProfundidad de desplanteDf 2.5 m

ZONA I1)Deteccin por procedimientos directos, eventualmente apoyados en mtodos indirectos, de rellenos sueltos, galeras de minas, grietas y otras irregularidades.2)Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafa y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante.3)En caso de considerarse en el diseo del cimiento un incremento neto de presin mayor de 80 kPa (8 t/m), el valor recomendado deber justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas.

ZONA II1)Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del predio para deteccin de rellenos sueltos y grietas.2)Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafa y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante.3)En caso de considerarse en el diseo del cimiento un incremento neto de presin mayor de 50 kPa (5 t/m), bajo zapatas o de 20 kPa (2 t/m), bajo losa general, el valor recomendado deber justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas.

ZONA III1)Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del predio para deteccin de rellenos sueltos y grietas.2)Pozos a cielo abierto complementados con exploraciones ms profundas, por ejemplo con posteadora, para determinar la estratigrafa y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante.3)En caso de considerarse en el diseo de cimiento un incremento neto de presin mayor de 40 kPa (4 t/m), bajo zapatas o de 15 kPa (1.5 t/m) bajo losa general, el valor recomendado deber justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas.

b)Construcciones pesadas, extensas o con excavaciones profundas

Son de esta categora las edificaciones que tienen al menos una de las siguientes caractersticas:Peso unitario medio de la estructura w > 40 kPa (4 t/m)Permetro de la construccin:P > 80 m en las Zonas I y II; oP > 120 m en la Zona IIIProfundidad de desplante Df > 2.5 m

ZONA I1)Deteccin, por procedimientos directos, eventualmente apoyados en mtodos indirectos, de rellenos sueltos, galeras de minas, grietas y otras oquedades.2)Sondeos o pozos profundos a cielo abierto para determinar la estratigrafa y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante. La profundidad de la exploracin con respecto al nivel de desplante ser al menos igual al ancho en planta del elemento de cimentacin, pero deber abarcar todos los estratos sueltos o compresibles que puedan afectar el comportamiento de la cimentacin del edificio.

ZONA II1)Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del predio para deteccin de rellenos sueltos y grietas.2)Sondeos para determinar la estratigrafa y propiedades ndice y mecnicas de los materiales del subsuelo y definir la profundidad de desplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno de los sondeos, se obtendr un perfil estratigrfico continuo con la clasificacin de los materiales encontrados y su contenido de agua. Adems, se obtendrn muestras inalteradas de los estratos que puedan afectar el comportamiento de la cimentacin. Los sondeos debern realizarse en nmero suficiente para verificar si el subsuelo del predio es uniforme o definir sus variaciones dentro del rea estudiada.3)En caso de cimentaciones profundas, investigacin de la tendencia de los movimientos del subsuelo debidos a consolidacin regional y determinacin de las condiciones de presin del agua en el subsuelo, incluyendo deteccin de mantos acuferos colgados.

ZONA III1)Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del medio para deteccin de rellenos sueltos y grietas.2)Sondeos para determinar la estratigrafa y propiedades ndice y mecnicas de los materiales y definir la profundidad de desplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno de los sondeos se obtendr un perfil estratigrfico continuo con la clasificacin de los materiales encontrados y su contenido de agua. Adems, se obtendrn muestras inalteradas de los estratos que puedan afectar el comportamiento de la cimentacin. Los sondeos debern realizarse en nmero suficiente para verificar si el subsuelo del predio es uniforme o definir sus variaciones dentro del rea estudiada.3)En caso de cimentaciones profundas, investigacin de la tendencia de los movimientos del subsuelo debidos a consolidacin regional y determinacin de las condiciones de presin del agua en el subsuelo, incluyendo deteccin de mantos acuferos colgados.

2.4Determinacin de las propiedades en el laboratorioLas propiedades ndice relevantes de las muestras alteradas e inalteradas se determinarn siguiendo procedimientos aceptados para este tipo de pruebas. El nmero de ensayes realizados deber ser suficiente para poder clasificar con precisin el suelo de cada estrato. En materiales arcillosos, se harn por lo menos dos clasificaciones y determinaciones de contenido de agua por cada metro de exploracin y en cada estrato individual identificable.

Las propiedades mecnicas (resistencia y deformabilidad a esfuerzo cortante y compresibilidad) e hidrulicas (permeabilidad) de los suelos se determinarn, en su caso, mediante procedimientos de laboratorio aceptados. Las muestras de materiales cohesivos ensayadas sern siempre de tipo inalterado. Para determinar la compresibilidad, se recurrir a pruebas de consolidacin unidimensional y para la resistencia al esfuerzo cortante, a las pruebas que mejor representen las condiciones de drenaje, trayectorias de esfuerzos, y variacin de carga que se desean evaluar. Cuando se requiera, las pruebas se conducirn de modo que permitan determinar la influencia de la saturacin, de las cargas cclicas y de otros factores significativos sobre las propiedades de los materiales ensayados. Se realizarn por lo menos dos series de tres pruebas de resistencia y dos de consolidacin en cada estrato identificado de inters para el anlisis de la estabilidad o de los movimientos de la construccin.

Para determinar en el laboratorio las propiedades dinmicas del suelo, y en particular el mdulo de rigidez al cortante, G, y el porcentaje de amortiguamiento con respecto al crtico, , a diferentes niveles de deformacin, podrn emplearse los ensayes de columna resonante o l de pndulo de torsin, el ensaye triaxial cclico o cclico torsionante, o l de corte simple cclico. Los resultados de estos ensayes se interpretarn siguiendo mtodos y criterios reconocidos, de acuerdo con el principio de operacin de cada uno de los aparatos. En todos los casos, se deber tener presente que los valores de G y obtenidos estn asociados a los niveles de deformacin impuestos en cada aparato y pueden diferir de los prevalecientes en el campo.

A fin de especificar y controlar la compactacin de los materiales cohesivos empleados en rellenos, se recurrir a la prueba Proctor estndar. En el caso de materiales compactados con equipo muy pesado, se recurrir a la prueba Proctor modificada o a otra prueba equivalente. La especificacin y el control de compactacin de materiales no cohesivos se basarn en el concepto de compacidad relativa.

2.5Investigacin del hundimiento regionalEn las zonas II y III, se tomar en cuenta la informacin disponible respecto a la evolucin del proceso de hundimiento regional que afecta la parte lacustre del Distrito Federal y se prevern sus efectos a corto y largo plazo sobre el comportamiento de la cimentacin en proyecto.

En edificaciones de los grupos A y B1 (vase artculo 139 del Captulo I del Titulo Sexto del Reglamento), la investigacin respecto al fenmeno de hundimiento regional deber hacerse por observacin directa de piezmetros y bancos de nivel colocados con suficiente anticipacin al inicio de la obra, a diferentes profundidades y hasta los estratos profundos, alejados de cargas, estructuras y excavaciones que alteren el proceso de consolidacin natural del subsuelo. En el caso de los bancos de nivel profundos, se deber garantizar que los efectos de la friccin negativa actuando sobre ellos no afectarn las observaciones.

3.VERIFICACIN DE LA SEGURIDAD DE LAS CIMENTACIONESEn el diseo de toda cimentacin, se considerarn los siguientes estados lmite, adems de los correspondientes a los miembros de la estructura:

a)De falla:1)Flotacin;2)Flujo plstico local o general del suelo bajo la cimentacin; y3)Falla estructural de pilotes, pilas u otros elementos de la cimentacin.

La revisin de la seguridad de una cimentacin ante estados lmite de falla consistir en comparar para cada elemento de la cimentacin, y para sta en su conjunto, la capacidad de carga del suelo con las acciones de diseo, afectando la capacidad de carga neta con un factor de resistencia y las acciones de diseo con sus respectivos factores de carga.

La capacidad de carga de los suelos de cimentacin se calcular por mtodos analticos o empricos suficientemente apoyados en evidencias experimentales locales o se determinar con pruebas de carga. La capacidad de carga de la base de cualquier cimentacin se calcular a partir de la resistencia media del suelo a lo largo de la superficie potencial de falla correspondiente al mecanismo ms crtico. En el clculo se tomar en cuenta la interaccin entre las diferentes partes de la cimentacin y entre sta y las cimentaciones vecinas.

Cuando en el subsuelo del sitio o en su vecindad existan rellenos sueltos, galeras, grietas u otras oquedades, stos debern tratarse apropiadamente o bien considerarse en el anlisis de estabilidad de la cimentacin.

b)De servicio:1)Movimiento vertical medio, asentamiento o emersin de la cimentacin, con respecto al nivel del terreno circundante;2)Inclinacin media de la construccin, y3)Deformacin diferencial de la propia estructura y sus vecinas.

En cada uno de los movimientos, se considerarn el componente inmediato bajo carga esttica, el accidental, principalmente por sismo, y el diferido, por consolidacin, y la combinacin de los tres. El valor esperado de cada uno de tales movimientos deber garantizar que no se causarn daos intolerables a la propia cimentacin, a la superestructura y sus instalaciones, a los elementos no estructurales y acabados, a las construcciones vecinas ni a los servicios pblicos.

Se prestar gran atencin a la compatibilidad a corto y largo plazo del tipo de cimentacin seleccionado con el de las estructuras vecinas.

La revisin de la cimentacin ante estados lmite de servicio se har tomando en cuenta los lmites indicados en la tabla 3.1.

3.1Acciones de diseoDe acuerdo con lo sealado en la seccin 2.3 de las Normas Tcnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseo Estructural de las Edificaciones, las combinaciones de acciones a considerar en el diseo de cimentaciones sern las siguientes:

a)Primer tipo de combinacinAcciones permanentes ms acciones variables, incluyendo la carga viva. Con este tipo de combinacin se revisarn tanto los estados lmite de servicio como los de falla. Las acciones variables se considerarn con su intensidad media para fines de clculos de asentamientos u otros movimientos a largo plazo. Para la revisin de estados lmite de falla, se considerar la accin variable ms desfavorable con su intensidad mxima y las acciones restantes con intensidad instantnea. Entre las acciones permanentes se incluirn el peso propio de los elementos estructurales de la cimentacin, los efectos del hundimiento regional sobre la cimentacin, incluyendo la friccin negativa, el peso de los rellenos y lastres que graviten sobre los elementos de la subestructura, incluyendo el agua en su caso, los empujes laterales sobre dichos elementos y toda otra accin que se genere sobre la propia cimentacin o en su vecindad.

Tabla 3.1 Lmites mximos para movimientos y deformaciones originados en la cimentacin1a)Movimientos verticales (hundimiento o emersin)

ConceptoLmite

En la zona I:Valor medio en el rea ocupada por la construccin:Asentamiento:Construcciones aisladasConstrucciones colindantes

5 cm (2)2.5 cm

En las zonas II y III:Valor medio en el rea ocupada por la construccin:Asentamiento:Construcciones aisladasConstrucciones colindantes

Emersin:Construcciones aisladas Construcciones colindantes

Velocidad del componente diferido

30 cm (2)15 cm

30 cm (2)15 cm

1 cm/semana

b)Inclinacin media de la construccin

Tipo de daoLmiteObservaciones

Inclinacin visible100/(100+3hc) por cientohc = altura de la construccin en m

Mal funcionamiento de gras viajeras0.3 por cientoEn direccin longitudinal

c)Deformaciones diferenciales en la propia estructura y sus vecinas

Tipo de estructurasVariable que se limitaLmite

Marcos de aceroRelacin entre el asentamiento diferencial entre apoyos y el claro0.006

Marcos de concretoRelacin entre el asentamiento diferencial entre apoyos y el claro0.004

Muros de carga de tabique de barro o bloque de concretoRelacin entre el asentamiento diferencial entre extremos y el claro0.002

Muros con acabados muy sensibles, como yeso, piedra ornamental, etc.Relacin entre el asentamiento diferencial entre extremos y el claro0.001Se tolerarn valores mayores en la medida en que la deformacin ocurra antes de colocar los acabados o stos se encuentren desligados de los muros.

Paneles mviles o muros con acabados poco sensibles, como mampostera con juntas secasRelacin entre el asentamiento diferencial entre extremos y el claro0.004

Tuberas de concreto con juntasCambios de pendiente en las juntas0.015

1Comprende la suma de movimientos debidos a todas las combinaciones de carga que se especifican en el Reglamento y las Normas Tcnicas Complementarias. Los valores de la tabla son slo lmites mximos y en cada caso habr que revisar que no se cause ninguno de los daos mencionados al principio de este Captulo.2En construcciones aisladas ser aceptable un valor mayor si se toma en cuenta explcitamente en el diseo estructural de los pilotes y de sus conexiones con la subestructura.

b)Segundo tipo de combinacinAcciones permanentes ms acciones variables con intensidad instantnea y acciones accidentales (viento o sismo). Con este tipo de combinacin se revisarn los estados lmite de falla y los estados lmite de servicio asociados a deformaciones transitorias y permanentes del suelo bajo carga accidental.

La magnitud de las acciones sobre la cimentacin provenientes de la estructura se obtendr como resultado directo del anlisis de sta. Para fines de diseo de la cimentacin, la fijacin de la magnitud de todas las acciones pertinentes y de su distribucin ser responsabilidad conjunta de los diseadores de la superestructura y de la cimentacin. Se estimarn con especial cuidado las concentraciones de carga que pueden generar en ciertas partes especficas de la cimentacin los elementos ms pesados de la estructura (salientes, muros de fachada, cisternas, etc.) y que son susceptibles de inducir fallas locales o generales del suelo.

Congruentemente con lo especificado en las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Sismo respecto a efectos bidireccionales, para la revisin de los estados lmite de falla de una cimentacin bajo este tipo de solicitacin, se debern considerar las acciones ssmicas de la siguiente forma: 100 por ciento del sismo en una direccin y 30 por ciento en la direccin perpendicular a ella, con los signos que para cada concepto resulten desfavorables y se repetir este procedimiento en la otra direccin.

Para una evaluacin ms precisa de las acciones accidentales por sismo al nivel de la cimentacin, ser vlido apoyarse en un anlisis de interaccin dinmica sueloestructura recurriendo a mtodos analticos o numricos aceptados para este fin. Se podr usar en particular el mtodo de la seccin A.6 del Apndice A de las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Sismo.

Adems de las acciones anteriores, se considerarn las otras sealadas en las Normas Tcnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseo Estructural de las Edificaciones.

En el caso de cimentaciones profundas construidas en las zonas II y III o en rellenos compresibles de la zona I se incluir entre las acciones permanentes la friccin negativa que puede desarrollarse en el fuste de los pilotes o pilas por consolidacin del terreno circundante. Al estimar esta accin, se tomar en cuenta que:

1)El esfuerzo cortante que se desarrolla en el contacto entre el suelo y el fuste del pilote (o pila), o en la envolvente de un grupo de pilotes, por friccin negativa no puede en principio ser mayor que la resistencia al corte del suelo determinada en prueba triaxial consolidadano drenada, realizada bajo una presin de confinamiento representativa de las condiciones del suelo in situ.2)El esfuerzo cortante mximo anterior solamente puede desarrollarse si el suelo alcanza la deformacin angular lmite.3)La friccin negativa desarrollada en un pilote o subgrupo de ellos en el interior de un grupo de pilotes no puede ser mayor que el peso del suelo correspondiente al rea tributaria del o de los elementos considerados.4)Los esfuerzos de descarga inducidos en el suelo por la friccin negativa considerada en determinado anlisis no pueden ser mayores que los que resulten suficientes para detener el proceso de consolidacin que la origina.

Cuando se considere que la friccin negativa pueda ser de importancia, deber realizarse una modelacin explcita, analtica o numrica, del fenmeno que permita tomar en cuenta los factores anteriores y cuantificar sus efectos. En esta modelacin se adoptarn hiptesis conservadoras en cuanto a la evolucin previsible de la consolidacin del subsuelo.

Se calcularn y tomarn explcitamente en cuenta en el diseo el cortante en la base de la estructura y los momentos de volteo debidos tanto a excentricidad de cargas verticales respecto al centroide del rea de cimentacin como a solicitaciones horizontales.

3.2Factores de carga y de resistenciaLos factores de carga, FC, que debern aplicarse a las acciones para el diseo de cimentaciones sern los indicados en la seccin 3.4 de las Normas Tcnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseo de Estructural de las Edificaciones. Para estados lmite de servicio, el factor de carga ser unitario en todas las acciones. Para estados lmite de falla se aplicar un factor de carga de 1.1 al peso propio del suelo y a los empujes laterales de ste. La accin de la subpresin y de la friccin negativa se tomar con un factor de carga unitario.

Los factores de resistencia, FR, relativos a la capacidad de carga de cimentaciones determinada a partir de estimaciones analticas o de pruebas de campo sern los siguientes para todos los estados lmite de falla:

a)FR=0.35 para la capacidad de carga ante cualquier combinacin de acciones en la base de zapatas de cualquier tipo en la zona I, zapatas de colindancia desplantadas a menos de 5 m de profundidad en las zonas II y III y de los pilotes y pilas apoyados en un estrato resistente; yb)FR=0.70 para los otros casos.

Los factores de resistencia se aplicarn a la capacidad de carga neta de las cimentaciones.

3.3Cimentaciones someras (zapatas y losas)3.3.1Estados lmite de fallaPara cimentaciones someras desplantadas en suelos sensiblemente uniformes se verificar el cumplimiento de las desigualdades siguientes para las distintas combinaciones posibles de acciones verticales.

En esta verificacin, tomando en cuenta la existencia, especialmente en las zonas I y II, de materiales cementados frgiles que pueden perder su cohesin antes de que se alcance la deformacin requerida para que se movilice su resistencia por friccin, se considerar en forma conservadora que los suelos son de tipo puramente cohesivo o puramente friccionante.

Para cimentaciones desplantadas en suelos cohesivos:

(3.1)

Para cimentaciones desplantadas en suelos friccionantes:

(3.2)dondeQFC es la suma de las acciones verticales a tomar en cuenta en la combinacin considerada en el nivel de desplante, afectada por su respectivo factor de carga;Aes el rea del cimiento;pves la presin vertical total a la profundidad de desplante por peso propio del suelo;

es la presin vertical efectiva a la misma profundidad;es el peso volumtrico del suelo;cues la cohesin aparente determinada en ensaye triaxial noconsolidado nodrenado, (UU);Bes el ancho de la cimentacin;Nces el coeficiente de capacidad de carga dado por:Nc=5.14(1+0.25Df/B+0.25B/L)(3.3)para Df/B < 2 y B/L < 1;donde Df, es la profundidad de desplante y L la longitud del cimiento; en caso de que Df/B y B/L no cumplan con las desigualdades anteriores, dichas relaciones se considerarn iguales a 2 y a 1, respectivamente;

Nqes el coeficiente de capacidad de carga dado por:Nq=e tan tan(45+/2)(3.4)donde es el ngulo de friccin interna del material, que se define ms adelante. El coeficiente Nq se multiplicar por: 1+(B/L)tan para cimientos rectangulares y por 1+tan para cimientos circulares o cuadrados;

Nes el coeficiente de capacidad de carga dado por:N=2(Nq+1)tan(3.5)El coeficiente N se multiplicar por 10.4(B/L) para cimientos rectangulares y por 0.6 para cimientos circulares o cuadrados; y

FRes el factor de resistencia especificado en la seccin 3.2.

Tambin podr utilizarse como alternativa a las ecuaciones 3.1 3.2 una expresin basada en los resultados de pruebas de campo, respaldada por evidencias experimentales confirmadas en los suelos del Distrito Federal.

Adems, al emplear las relaciones anteriores se tomar en cuenta lo siguiente:

a)El parmetro estar dado por:=Ang tan ( tan *)(3.6)donde * es el ngulo con la horizontal de la envolvente de los crculos de Mohr a la falla en la prueba de resistencia que se considere ms representativa del comportamiento del suelo en las condiciones de trabajo. Esta prueba deber considerar la posibilidad de que el suelo pierda parte de su resistencia.

Para suelos arenosos con compacidad relativa Dr menor de 67 por ciento, el coeficiente ser igual a 0.67+Dr0.75Dr. Para suelos con compacidad mayor que el lmite indicado, ser igual a l.

b)La posicin del nivel fretico considerada para la evaluacin de las propiedades mecnicas del suelo y de su peso volumtrico deber ser la ms desfavorable durante la vida til de la estructura. En caso de que el ancho B de la cimentacin sea mayor que la profundidad Z del nivel fretico bajo el nivel de desplante de la misma, el peso volumtrico a considerar en la ec. 3.2 ser:=+(Z/B) (m)(3.7)dondees el peso volumtrico sumergido del suelo entre las profundidades Z y (B/2) tan(45+/2); ymes el peso volumtrico total del suelo arriba del nivel fretico.

c)En el caso de combinaciones de cargas (en particular las que incluyen solicitaciones ssmicas) que den lugar a resultantes excntricas actuando a una distancia e del eje longitudinal del cimiento, el ancho efectivo del mismo deber considerarse igual a:B=B2e(3.8)Un criterio anlogo se aplicar en la direccin longitudinal del cimiento para tomar en cuenta la excentricidad respectiva. Cuando se presente doble excentricidad (alrededor de los ejes X y Y), se tomarn las dimensiones reducidas en forma simultnea, y el rea efectiva del cimiento ser A=BL.Para tomar en cuenta, en su caso, la fuerza cortante al nivel de la cimentacin, se multiplicarn los coeficientes Nq y Nc de las ecs. 3.1 y 3.2 por (1tan) , donde es la inclinacin de la resultante de las acciones respecto a la vertical.

d)En el caso de cimentaciones sobre un estrato de suelo uniforme de espesor H bajo el nivel de desplante y apoyado sobre un estrato blando, se seguir el criterio siguiente:

1)Si H3.5B se ignorar el efecto del estrato blando en la capacidad de carga.2)Si 3.5B>H1.5B se verificar la capacidad de carga del estrato blando suponiendo que el ancho del rea cargada es B+H.3)Si H0.5m); ynes un exponente igual a 0 para suelo suelto, 1 para suelo medianamente denso y 2 para suelo denso.

b)Para pilotes hincados en suelos cohesivos firmes fisurados, multiplicar por el mismo factor de la ec. 3.17 con exponente n=l. Para pilas coladas en suelos cohesivos del mismo tipo, multiplicar por:

(3.18)La contribucin del suelo bajo la losa de la subestructura y de la subpresin a la capacidad de carga de un sistema de cimentacin con pilotes de punta deber despreciarse en todos los casos.

Cuando exista un estrato blando debajo de la capa de apoyo de un pilote de punta o pila, deber verificarse que el espesor H de suelo resistente es suficiente en comparacin con el ancho o dimetro B del elemento de cimentacin. Se seguir el criterio siguiente:

1)Si H3.5B se ignorar el efecto del estrato blando en la capacidad de carga;2)Si 3.5B>H1.5B se verificar la capacidad de carga del estrato blando suponiendo que el ancho del rea cargada es B+H; y3)Si H 4he0 a 2H2H a 4H> 4H

3.01.50.752.41.20.6

Para las paredes y anuncios planos con aberturas, las presiones se reducirn con el factor dado por(2)donde es la relacin de solidez del anuncio o muro.

Tabla 3.8 Viento paralelo al plano del anuncio o muroCoeficiente de presin neta (Cp) en zonas de anuncios o muros

Distancia horizontal medida a partir del borde libre de barlovento del anuncio o muro

AnunciosMuros

0 a 2he2he a 4he> 4he0 a 2H2H a 4H> 4H

1.20.60.31.00.50.25

Figura 3.5 Accin sobre paredes aisladas o anuncios

3.3.3Caso III. Estructuras reticularesPara el diseo de estructuras reticulares como las formadas por trabes de alma abierta y armaduras a travs de las que pasa el viento, se usar un coeficiente de presin igual a 2.0, cuando estn constituidas por elementos de seccin transversal plana y de 1.3 cuando los elementos constitutivos son de seccin transversal circular.

Cuando se tengan marcos o armaduras en diversos planos, podr tomarse en cuenta la proteccin que algunos de sus miembros proporcionan a otros, siempre y cuando los miembros sean hechos a base de secciones planas. El factor de proteccin se calcular como1 1.7 ( 0.01x)dondexrelacin de la separacin entre los marcos al peralte mximo de las armaduras o vigas; yrelacin de solidez.3.3.4Caso IV. Chimeneas, silos y similaresLos coeficientes de presin varan en funcin de la forma de la seccin transversal y de la relacin de esbeltez de la estructura. Sus valores se especifican en la tabla 3.9.

En este tipo de estructuras adems de los efectos estticos, debern tomarse en cuenta los efectos dinmicos calculados a partir de las disposiciones del Captulo 5.

Tabla 3.9 Coeficientes de arrastre para chimeneas y silosForma de la seccin transversalRelacin de esbeltez 1

1725

Cuadrada:Viento normalngulo de incidencia 451.30.91.41.22.01.6

Hexagonal u octagonal1.01.21.4

Circular (superficie rugosa)0.70.80.9

Circular (superficie lisa)0.50.60.7

1La relacin de esbeltez se define como la relacin de la altura a lado menor de la estructura. Se interpolar linealmente para valores intermedios.

3.3.5Caso V. Antenas y torres con celosaPara el anlisis de antenas y torres hechas a base de celosa, dichas estructuras se dividirn en un conjunto de tramos verticales. La fuerza horizontal resultante sobre cada tramo, en N (kg), se obtendr por medio de la expresin0.47CDVDA(3.4)( 0.048CDVDA )dondeArea expuesta, en m2;VDvelocidad de diseo definida en la seccin 3.1; yCDcoeficiente especificado en las tablas 3.10 a 3.12.

Los factores de arrastre, CD, se calcularn para cada tramo y ser vlido sumar los efectos que el viento provoque en cada tramo. Se recomienda considerar por lo menos 10 tramos.

El coeficiente de arrastre se calcular para los casos que a continuacin se sealan.

3.3.5.1Antenas y torres sin accesoriosEl coeficiente de arrastre, CD, se tomar de las tablas 3.10, 3.11 3.12 segn el caso. En estas tablas, b ser el ancho promedio de la seccin transversal de la torre y VD es la velocidad de diseo a la altura del tramo en cuestin. Adems, en dichas tablas, se podr interpolar linealmente para valores intermedios de bVD y de la relacin de solidez.

Tabla 3.10 Coeficientes de arrastre para torres con miembros de lados planosTorres de seccin cuadradaTorres de seccin triangular equiltera

Relacin de solidez, Viento normal a una caraViento actuando en una esquinaViento en cualquier direccin

0.13.53.93.1

0.22.83.22.7

0.32.52.92.3

0.352.32.752.2

0.42.12.62.1

0.51.82.31.9

Tabla 3.11 Coeficientes de arrastre para torres con miembros de seccin circular.Torres de seccin cuadradaRelacin de solidez, Flujo subcrticobVD < 3 m/sFlujo supercrticobVD 6 m/s

Viento normal a una caraViento incidiendo en una esquinaViento normal a una caraViento incidiendo en una esquina

0.052.22.51.41.2

0.122.31.41.3

0.21.82.11.41.6

0.31.61.91.41.6

0.41.51.91.41.6

0.51.41.91.41.6

Tabla 3.12 Coeficientes de arrastre para torres con miembros de seccin circular. Torres de seccin triangular equilteraRelacin de solidez, Flujo subcrticobVD < 3 m/sFlujo supercrticobVD 6 m/s

Viento en cualquier direccin

0.051.81.1

0.11.71.1

0.21.61.1

0.31.51.1

0.41.51.1

0.51.41.2

3.3.5.2Antenas y torres con accesoriosLos coeficientes de arrastre se calcularn de la siguiente manera:

a)Cuando los accesorios se coloquen de manera simtrica en todas las caras, su rea proyectada se agregar al rea de los miembros de la torre y el coeficiente de arrastre se calcular segn la seccin 3.3.5.1.b)Cuando los accesorios no se coloquen de manera simtrica, el coeficiente efectivo de arrastre se determinar como sigue:CDE = CD + CD(3.5)dondeCD coeficiente de arrastre adicional debido a cada accesorio que se coloque en una cara, o que se localice en el interior de la torre; yCDse calcular segn la seccin 3.3.5.1.

El coeficiente adicional CD se calcular como:CD = 1.6 (Ar/AZ)(3.6)dondeArrea expuesta del accesorio colocado en la torre; yAZrea total proyectada del tramo de torre en que se encuentra el accesorio.

3.3.5.3Torres totalmente recubiertasPara torres totalmente recubiertas, el coeficiente de arrastre se tomar igual al especificado para cuerpos estancos de igual geometra.

3.3.5.4Antenas o torres con arriostramientosCuando se empleen antenas o torres con arriostramientos, el coeficiente de arrastre sobre stos se calcular con la siguiente ecuacin:CDE = 1.2 sen1(3.7)donde 1 es el ngulo que se forma entre la direccin del viento y el eje del cable y se usar la velocidad de viento calculada a las dos terceras partes de la altura de conexin del cable con la torre.

3.4Presiones interioresCuando las paredes de una construccin puedan tener aberturas que abarquen ms de 30 por ciento de su superficie, deber considerarse en el diseo de los elementos estructurales el efecto de las presiones que se generan por la penetracin del viento en el interior de la construccin. Estas presiones se considerarn actuando uniformemente en las partes interiores de las paredes y techo y se determinarn con la ecuacin 3.3, empleando los factores de empuje que se indican en la tabla 3.13, en funcin de la posicin de las aberturas que puedan existir en las paredes de la construccin.

Tabla 3.13 Coeficiente Cp para presiones interioresCp

Aberturas principalmente en la cara de barlovento0.75

Aberturas principalmente en la cara de sotavento0.6

Aberturas principalmente en las caras paralelas a la direccin del viento0.5

Aberturas uniformes distribuidas en las cuatro caras0.3

3.5rea expuestaEl rea sobre la que acta la presin calculada con la ecuacin 3.3 se tomar igual a la superficie expuesta al viento proyectada en un plano vertical, excepto en techos y en elementos de recubrimiento en que se tomar el rea total. La direccin de las presiones del viento ser normal a la superficie considerada. Esta definicin se aplica tanto para el mtodo esttico como el simplificado.

En superficies con vanos, como las estructuras reticulares, slo se considerar el rea proyectada de las partes slidas. Cuando se tengan elementos reticulares en diversos planos podr tomarse en cuenta la proteccin que algunos de los miembros proporcionan a otros, mediante el criterio indicado en la seccin 3.3.3.

En techos de diente de sierra, se considerar que la presin acta sobre la totalidad del rea del primer diente, y la mitad del rea para cada uno de los dems.

3.6Coeficientes de presin para el mtodo simplificadoLos coeficientes de presin a considerar en muros y techos de construcciones que cumplan con los requisitos para aplicar el mtodo simplificado, se indican en la tabla 3.14. En las aristas de muros y techos se considerarn los coeficientes de presin en bordes que se indican en dicha tabla. Estos coeficientes de borde solamente se aplicarn para el diseo de los sujetadores en la zona de afectacin indicada en la figura 3.6. El ancho de la zona de afectacin a lo largo de los bordes de muros y techos ser la dcima parte de su dimensin menor (ancho o largo) o del total de su altura (si sta resulta menor).Tabla 3.14 Coeficientes de presin para el mtodo simplificadoSuperficieCpCp (en bordes)

Muros 1.45 2.25

Techos 2.1 3.4

Figura 3.6Zonas de afectacin para el diseo de los sujetadores

4.Diseo de elementos de recubrimientoSe disearn con los criterios establecidos en este captulo los elementos que no forman parte de la estructura principal y los que no contribuyen a la resistencia de la estructura ante la accin del viento, as como los que tienen por funcin recubrir la estructura. Cada elemento se disear para las presiones, tanto positivas (empujes) como negativas (succiones) que correspondan a la direccin ms desfavorable del viento, calculadas con la expresin 3.3. Se usarn los coeficientes de presin de la tabla 4.1 para elementos ubicados en edificios de ms de 20 m de altura, los de la tabla 4.2 para los que se encuentran en edificios de altura menor de 20 m, y los de la tabla 4.3 para cubiertas de arco. Para el diseo de parapetos, se emplear un coeficiente de presin calculado comoCp = 3.0 + A/75 1.8(4.1)donde A es el rea tributaria del elemento a disear, en metros cuadrados.

Adicionalmente se considerarn los efectos de las presiones interiores, calculadas como se indica en la seccin 3.4, para construcciones en cuyas paredes puede haber aberturas que abarquen ms de 30 por ciento de la superficie. Cuando este porcentaje no exceda de 30 se considerar para el diseo de los elementos de recubrimiento un coeficiente de presin de 0.25.

Tabla 4.1 Coeficientes de presin para elementos de recubrimiento en edificios cuya altura es mayor o igual a 20 mZonaEfectoCoeficiente de presin, Cp

1succin1.1 1.2 + A/100 0.75

empuje0.8 1.1 A/130

2succin2 2.2 + A/150 1.3

empuje0.8 1.2 A/130

3succin2 + A/13 0.85

4succin2.5 + A/20 1.75

5succin 4 + A/8 2

Figura 4.1Elementos de recubrimiento en edificios con H 20 m

Tabla 4.2 Coeficientes de presin para elementos de recubrimiento en edificios cuya altura es menor a 20 mZonaEfectoCoeficiente de presin, Cp

1succin2 + A/50 1.1

empuje1.5 A/100

2succin1.4 + A/50 1.2

3succin3.0 + A/10 2.0

4succin1.4 + A/50 1.2

empuje1.3 A/50 1.1

5succin1.7 + A/35 1.4

empuje1.3 A/50 1.1

Figura 4.2Elementos de recubrimiento en edificios con H < 20 m

Figura 4.3Elementos de recubrimiento en cubiertas en arco

Tabla 4.3 Coeficientes de presin para elementos de recubrimiento en cubiertas de arco. Multiplquense los valores indicados en la tabla 3.5 por los siguientes factores:Zonarea tributaria, m

A 10A 10

11.21.15

21.41.3

5.Empujes dinmicos paralelos al vientoEn construcciones pertenecientes al Tipo 2, los efectos estticos y dinmicos debidos a la turbulencia se tomarn en cuenta multiplicando la presin de diseo calculada con la ecuacin 3.3 por un factor de amplificacin dinmica determinado con la expresin:

(5.1)donde

;

;

;

;

;

R es un coeficiente de exposicin y Ce un factor correctivo que depende de la altura z, igual a (z/a)n; z en m. Los valores de estos parmetros dependen de las condiciones de exposicin descritas en la tabla 3.2 y se consignan en la tabla 5.1.

Tabla 5.1 Parmetros R, a y n segn la condicin de exposicinExposicinRan

R10.04100.18

R20.08100.28

R30.16200.50

R40.34330.72

xo = (1220 no/VH) ;

;Gfactor de amplificacin dinmica;gfactor de respuesta mxima;Rfactor de rugosidad;Bfactor de excitacin de fondo;Sfactor reductivo por tamao;nofrecuencia del modo fundamental de la estructura, Hz;Haltura de la estructura, m;fraccin del amortiguamiento crtico, igual a 0.01 en estructuras de acero, y 0.02 en estructuras de concreto;Lnlogaritmo natural;Frelacin de energa en rfaga; yCefactor correctivo por exposicin.

En edificios altos, se verificar que la aceleracin debida a empujes dinmicos no sobrepase 0.04 de la aceleracin de la gravedad.

En las figuras 5.1 a 5.4 se presentan grficas para determinar los valores de B, S, F y g.

Figura 5.1Parmetro B para calcular el factor de respuesta dinmica

Figura 5.2Parmetro F para calcular el factor de respuesta dinmica

Figura 5.3Parmetro S para calcular el factor de respuesta dinmica

Figura 5.4Parmetro g para calcular el factor de respuesta dinmica

6.Efecto