Estudio Mecanica de Suelos "La Victoria", Queretaro, Mexico D. F.
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Estudio Mecánica de Suelos
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Estudio de Mecanica de Suelos "La Victoria".ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS PARA EL DESARROLLO PARQUES DE LAVICTORIA EN LA CIUDAD DE QUERÉTARO, QUERÉTARO.
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Estudio
Mecnica
de Suelos
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ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS PARA EL DESARROLLO PARQUES DE LA
VICTORIA EN LA CIUDAD DE QUERTARO, QUERTARO
ndice
Introduccin
Trabajos previos
Trabajos de campo
Trabajos de laboratorio
Condiciones del subsuelo
Anlisis
Conclusiones y recomendaciones
Figura 1.- Ubicacin del sitio
Figura 2.- Croquis de localizacin de los sondeos
Figuras 3 a 16.- Perfiles de los sondeos
Figura 17.- Corte Norte Sur
Figura 18.- Esquema de cimentacin propuesta para las estructuras secundarias
Figura 19.- Resistencia a la extraccin de los cimientos
Anexo.- Pruebas de laboratorio
Anexo.- Normas tcnicas complementarias para el diseo por sismo
Anexo.- Reglamento para la construccin y rehabilitacin de pavimentos del municipio de
Quertaro
Anexo.- Fotografias
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CONDICIONES DEL SUBSUELO Y RECOMENDACIONES DE GEOTECNIA
NECESARIAS PARA DISEAR Y CONSTRUIR LAS CIMENTACIONES, LOS
PAVIMENTOS, LAS EXCAVACIONES Y LOS CAJONES DE LOS STANOS DEL
PROYECTO DE USOS MIXTOS PARQUES DE LA VICTORIA QUE SE CONSTRUIR
EN EL NMERO 40 DE LA AVENIDA CONSTITUYENTES, EN LA ZONA CENTRO SUR
DE LA CIUDAD DE QUERTARO, QUERTARO
INTRODUCCIN
En el nmero 40 de la avenida Constituyentes, en la zona Centro-Sur de la Ciudad de Quertaro,
Quertaro, Grupo Abilia pretende desarrollar el proyecto de usos mixtos Parques de la Victoria.
El proyecto, de unas ocho hectreas de extensin, contempla la construccin de seis edificios de
departamentos de unos 14 niveles de altura ms dos stanos bajo cada edificio, un centro
comercial y un rea habitacional de casas individuales. La localizacin del sitio se muestra en la
figura 1 al final de este reporte. Para conocer las condiciones del sitio y, con ello, proceder a
formular las recomendaciones de geotecnia necesarias para disear y construir los cimientos de
los diversos cuerpos del proyecto, para disear y realizar las excavaciones y para disear y
construir los pavimentos que el proyecto incluye, Parques de la Victoria le encomend a GPA
el estudio de mecnica de suelos correspondiente. Atendiendo la solicitud del propietario del
terreno, los trabajos de investigacin del subsuelo se iniciaron la segunda semana de junio del
ao en curso. La perforacin y el muestreo del subsuelo se suspendieron el da 14 de Junio para
no interferir con los trabajos de demolicin y retiro de escombro de las estructuras sepultadas en
el sitio. El terreno fue utilizado por la embotelladora de la Coca-Cola y otra parte, de menor
extensin, por una agencia de venta y servicio de automviles Ford. Los trabajos de exploracin
del subsuelo se reanudaron el siguiente da 3 de Julio y se terminaron cuatro das despus. A
continuacin se mencionan los trabajos ejecutados:
TRABAJOS PREVIOS
Se consult el estudio preliminar del sitio ejecutado por Geogrupo del Centro. Adems, se revis
la literatura de dominio comn sobre la geologa y el subsuelo de Quertaro. Tambin, se repas
la informacin de primera mano sobre los suelos locales. Finalmente, se consult el Reglamento
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de Construccin de la Ciudad de Quertaro a fin de cumplir con los lineamientos de la mecnica
de suelos que, por decreto, exigen las autoridades.
TRABAJOS DE CAMPO
Se realiz una inspeccin superficial de las construcciones que colindan con el predio a fin de
detectar daos visibles en sus muros y dems elementos que pudieran atribuirse a condiciones
difciles del subsuelo local o a soluciones deficientes de cimentacin.
Al da 6 de Julio, se tenan terminados los 14 barrenos de exploracin programados. La
localizacin de los sondeos se consigna en la figura 2 al final de este informe. Los sondeos de
exploracin se efectuaron hasta alcanzar 15 m de profundidad, medida a partir del brocal de los
pozos, alternando la prueba de penetracin estndar con la recuperacin de muestras de roca o
boleo con barril NQ. Los perfiles grficos de los sondeos ejecutados se muestran en las figuras 3
a 16. Las muestras del subsuelo recuperadas en los catorce sondeos se identificaron en el campo y
se enviaron al laboratorio de mecnica de suelos para su procesamiento
Inicialmente, se consider, adems de los barrenos de exploracin, la excavacin de una serie de
pozos a cielo abierto con recuperacin de muestras inalteradas, cbicas del subsuelo, labradas en
las paredes y los fondos de las excavaciones. Se opt por obviar los pozos a cielo abierto por
tratarse de suelos pre-excavados y vueltos a colocar, sin orden, en forma aleatoria. Como quiera
que sea, el subsuelo somero del lugar se inspeccion durante las excavaciones que se abrieron
para poder demoler los cimientos que existan sepultados en el sitio.
TRABAJOS DE LABORATORIO
Las muestras del subsuelo recibidas en el laboratorio se clasificaron en hmedo y en seco, en
forma manual y visual, conforme al Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos, SUCS.
Adems, a muestras seleccionadas, se les determinaron las siguientes propiedades ndice:
Contenido de humedad (a todas las muestras)
Prdida por lavado
Granulometra por mallas
Densidad de slidos (en grava y ncleos de roca)
Absorcin (de grava y ncleos de roca)
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Finalmente, se carearon aquellos ncleos de roca que permitieron labrarse. Los ncleos de roca
recortados y careados se ensayaron a la compresin no confinada. Los resultados de las pruebas
de laboratorio se consignan en el anexo Pruebas de Laboratorio. La resistencia a la compresin
promedio de las muestras de basalto result ser de 707.9 kg/cm2 mientras que la nica muestra de
toba arenosa que se pudo ensayar result con una resistencia a la compresin de 28 kg/cm2.
CONDICIONES DEL SUBSUELO
El Reglamento de la Construccin de la Ciudad de Quertaro define cuatro zonas con
condiciones del subsuelo distintas. A continuacin se copian textualmente las definiciones de las
cuatro zonas geotcnicas del reglamento para definir en cul de estas zonas se encuentra el
predio:
Zona Geotcnica I. Valle o ex-lago.- Est formada por arcillas expansivas, depsitos lacustres,
clastos continentales y tobas hbridas. Es la zona de peligro potencial debido a que en los
depsitos lacustres se generan las grietas o fallas de tensin que ocasionan daos severos a las
estructuras. No se permitir la construccin en las trazas de las grietas o las franjas de
influencia marcadas en las Normas Tcnicas Complementarias, se deber poner especial
atencin en la capa activa para alojar la cimentacin en un estrato que no sufra deformaciones
por cambios volumtricos de humedad.
Zona Geotcnica II. Talud o falla.- Los taludes estn formados por depsitos de pie de monte,
fragmentos de roca de diferente tamao empacados en materiales heterogneos, todos ellos se
encuentran sueltos. La pendiente en los taludes llega a ser de un 20% o mayor lo que genera
junto con las fuerzas de gravedad las fallas de talud. En esta zona deber hacerse un anlisis de
estabilidad de talud para definir donde aparecer la Falla Local, Falla General y Pie de Falla,
con el objeto de restringir la construccin en estos sectores.
Zona Geotcnica III. Acarreos.- Esta zona se encuentra constituida por depsitos fluviales,
depsitos fluvioglaciares, boleos y fragmentos redondeados de roca. Se encuentra en los cauces
de los arroyos. Esta zona constituye los drenes naturales de la precipitacin pluvial. Se
recomienda no construir por el peligro potencial de que las estructuras sean arrastradas por una
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precipitacin pluvial. Se recomienda realizar estudios de Compacidad de Mantos para poder
modificar su estado en un caso adverso.
Zona geotcnica IV. Alta o Rocosa.- Las lavas de basalto, andesita y riolita son constitutivas de
esta zona geotcnica. Los peligros potenciales lo constituyen las cavernas dejadas por los gases.
En el sector Oriente del Municipio (por delimitar) es la zona potencialmente con mayor
presencia de cavernas. Se recomienda detectar las cavernas mediante un estudio geofsico.
El sitio se emplaza en la zona de cambio de pendiente pronunciada, a pendiente suave, de la
ladera norte del volcn El Cimatario. En la superficie del terreno, el subsuelo original del
sitio fue un depsito coluvial nutrido por la erosin de la ladera. El cambio de pendiente
propici la acumulacin de boleo en el extremo sur del predio. El extremo norte del terreno
contiene derrames de basalto muy fracturado que, en su momento, confinaron los sedimentos
acarreados por los escurrimientos de agua superficial.
El subsuelo somero actual del sitio est constituido por rellenos realizados durante la
construccin y las modificaciones originales de las instalaciones de la Coca Cola y de la agencia
Ford que ocupaban el terreno. Tras los trabajos recientes de retiro de los cimientos de concreto
armado que se encontraban sepultados, se ha vuelto a colocar el material producto de las
excavaciones. El relleno se bande con las orugas de las mquinas excavadoras y solo se
compact la superficie del terreno con un rodillo liso vibratorio. Las excavaciones de la etapa de
limpieza y demolicin del concreto sepultado alcanzan unos cinco metros de profundidad
mxima. Por este motivo, es posible encontrar una gran variedad de tipos de suelo a lo largo y
ancho del predio en los cinco metros superficiales. Los cimientos antiguos se encontraban
apoyados inmediatamente por debajo de la zona activa arcillosa del subsuelo.
Por otra parte, el subsuelo profundo consiste en una distribucin catica de basalto muy
fracturado, boleo de basalto empacado en arcilla y, en el extremo sur del terreno, se encuentran
tobas arenosas depositadas en cada libre que subyacen una capa de boleo de espesor que vara
entre uno y cuatro metros. En la figura 17 se muestra un corte del subsuelo en la direccin norte-
sur.
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ANLISIS
Capacidad de carga de las estructuras principales. La capacidad de carga de las estructuras
principales, considerando que estas tendrn un stano, se estim, en forma emprica, a partir de
desplantes en tobas arenosas o en roca muy fracturada. Las zapatas aisladas y corridas se
disearn para transmitir al subsuelo una presin mxima de 90 T/m2 durante la accin exclusiva
de cargas gravitacionales pudiendo incrementar este valor a 126 T/m2 durante la accin de
fuerzas ssmicas.
Capacidad de carga para estructuras secundarias. Para las zapatas aisladas y corridas de las
estructuras secundarias como pudieran ser las bardas, casetas y viviendas, la capacidad de carga
ltima, qu, se estim con la expresin de Terzaghi modificada por otros autores:
qu = C Nc + Df Nq + B N
Donde:
C es el valor de la cohesin (variable, T/m2)
es el peso unitario del suelo (1.6 T/m3)
Df es la profundidad de desplante (variable, m)
B es el ancho del cimiento (variable, m)
Nc, Nq y N son factores de carga adimensionales que dependen del ngulo de friccin interna del
subsuelo, . Considerando que el ngulo de friccin interna es nulo en los suelos arcillosos que
predominan en los rellenos del predio, la expresin de capacidad de carga, qu, se reduce a:
qu = C Nc + Df Nq
Un valor conservador de la cohesin, deducido de la misma prueba de penetracin estndar, es de
6 T/m2. Los valores de Nc y Nq son de 5.14 y 1 respectivamente. Suponiendo una profundidad de
desplante de 1.2 m y sustituyendo valores en la expresin, la capacidad de carga ltima del
relleno ser de 8.2 T/m2 durante la accin exclusiva de cargas gravitacionales y de 11.5 T/m2
durante la accin de las cargas inerciales de un temblor. Por reglamento, no se debe apoyar la
cimentacin sobre el relleno arriba mencionado. Por lo tanto, ser necesario reforzar los
cimientos con micro-pilotes de concreto armado. Los pilotes se apoyarn sobre la roca muy
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fracturada o sobre el boleo que se tiene distribuido en el predio. La capacidad de carga que se le
asignar a cada pilote de 20 cm de dimetro ser de 8 T, tanto a compresin, como a tensin. La
capacidad de carga estimada es conservadora y se limita a este valor por lo heterogneo del
subsuelo del sitio.
Asentamientos. Si se cumplen las condiciones antes mencionadas, los asentamientos totales
sern mnimos y se presentarn, en su mayor parte, durante la etapa constructiva de los diversos
cuerpos del proyecto.
Estabilidad de los cortes. Considerando la cohesin del subsuelo de 6T/m2, la altura mxima de
un corte vertical sin que se presenten grietas de tensin paralelas al hombro del corte, ser de 7
m. Sin embargo, para evitar desconchamientos por la desecacin del material expuesto, se
acostarn los taludes de material superficial, no rocoso, a unos 60 con la horizontal. La
estabilidad de los cortes en roca se determinar en el sitio y la geometra de la excavacin se
modificar de acuerdo con las necesidades de cada punto atacado. En caso de requerirse, se
instalar soporte adicional. Si resultara necesario el soporte adicional, este consistir en anclas
selectivas de friccin, malla y concreto lanzado. El diseo se har en el sitio de acuerdo con las
necesidades y el progreso de la obra. Para fines presupuestales, se considerarn taludes con
pendientes en roca de 4 vertical a 1 horizontal. La otra opcin consiste en recetar anclaje
sistemtico y una capa de concreto lanzado sobre malla electro-soldada. En el caso de este sitio,
el anclaje sistemtico elevara el costo de la obra en forma importante.
Manejo del agua en la excavacin. En el interior de la excavacin no se prev encontrar agua
proveniente del subsuelo. En todo caso, el agua que incida en el interior de las excavaciones ser
agua de lluvia directa aunada a la que provenga de escurrimientos superficiales. El agua de lluvia
directa se controlar con bombeo de achique. El agua de los escurrimientos superficiales se
eliminar con las barreras o bordos que resulten necesarios alrededor de la obra o de cada
excavacin independiente.
Recarga del acufero con agua de lluvia. Una vez terminada la obra, ser necesario captar y
conducir el agua de lluvia para su disposicin final. De preferencia, el agua de lluvia debe
introducirse en el subsuelo a fin de contribuir con la re-carga de los acuferos sobre-explotados de
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la ciudad y para ayudar a liberar las vas de desalojo del agua en el rea que rodea al proyecto y
que pudiera inundarse durante una lluvia extraordinaria. El estudio hidrolgico del sitio se sale
del alcance de este trabajo. Sin embargo, dada la elevada permeabilidad de los basaltos locales, se
considera factible infiltrar la mayor parte, si no la totalidad, del agua que ingrese en el terreno. En
el diseo y la construccin de un pozo o lumbrera de absorcin, ser necesario incluir un sistema
de pre-tratamiento que elimine o reduzca los slidos suspendidos en el agua, la basura y dems
impurezas que pudieran sellar las paredes de la columna filtrante.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Capacidad de carga. Las estructuras principales como son aquellas que se construyan con dos o
ms stanos se apoyarn sobre zapatas de concreto reforzado diseadas para transmitir al
subsuelo una presin mxima de 90 T/m2 durante la accin de cargas gravitacionales, pudiendo
incrementar este valor en un 40% durante la accin de cargas accidentales (sismo). La
profundidad de desplante mnima de las zapatas ser de 1.5 m en relacin con el nivel de piso
terminado. Por tratarse de un sitio con condiciones errticas en lo que respecta a las propiedades
mecnicas del subsuelo profundo, se recomienda inspeccionar cada uno de los apoyos por
personal calificado o por tcnicos adiestrados para tal actividad. Por la importancia del proyecto,
se recomienda llevar un control altimtrico de las bases de las columnas que sostendrn los
edificios. El banco de nivel maestro se colocar, a profundidad, alejado de las construcciones, de
preferencia en una de las reas verdes del conjunto. Las nivelaciones sern de precisin y se
corrern mensualmente durante la construccin de cada edificio y a cada seis meses durante la
etapa de construccin del proyecto.
Las estructuras secundarias o aquellas que no contengan stanos como pudieran ser las bardas
perimetrales e interiores, las casetas de control de ingreso, las casas del conjunto habitacional,
etc., se apoyarn a 1.2 m de profundidad en relacin con la superficie actual del terreno. Los
cimientos se disearn para transmitir al subsuelo una presin mxima de 8.2 T/m2 durante la
accin de cargas gravitacionales y de 11.5 durante la sacudida de un temblor.
Para mitigar los asentamientos y las emergencias de los cimientos someros con los cambios
estacionales del volumen del subsuelo entre las temporadas de lluvia y estiaje, los cimientos se
reforzarn con micropilotes de concreto reforzado. Los pilotes sern de 20 cm de dimetro y de la
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longitud necesaria para alcanzar los materiales que subyacen la arcilla del sitio. El refuerzo de
cada pilote ser una varilla de acero corrugado de de dimetro. Para construir los pilotes, se
realizar una perforacin de 20 cm de dimetro hasta alcanzar la profundidad de desplante.
Inmediatamente despus de terminada la perforacin, se colocar la varilla central y se rellenar
con concreto para formar el fuste del pilote. El concreto tendr una resistencia a la compresin de
200 kg/cm2, tamao mximo de agregado de y revenimiento de 15 a 18 cm. El acero del
pilote se integrar al acero de los cimientos o al de la dala de reparticin de los muros. A cada
pilote se le asignar una capacidad de carga til de 8 T. En el caso de los muros, el espaciamiento
mximo entre pilotes ser de 1.7 m, procurando que cada castillo coincida con la posicin de un
pilote (ver la figura 18). En el caso de las zapatas aisladas, se instalar un mnimo de cuatro
pilotes, uno en cada esquina de la misma.
Para anular las fuerzas de tensin a las que pudieran estar sujetos algunos de los apoyos, se
considerar el peso del suelo de la pirmide truncada de la figura 19 ms el peso propio del
cimiento. Se recomienda considerar un factor de seguridad de 1.5 en el clculo de la resistencia a
la tensin.
Las paredes de las excavaciones en arcilla que excedan una altura de corte de 1.5 m tendrn una
pendiente de 60 con la horizontal (2 vertical a 1 horizontal). Se procurar que las zanjas
excavadas en arcilla permanezcan abiertas el menor tiempo posible a fin de evitar el deterioro de
sus fondos y sus paredes, sobre todo, durante la temporada de lluvias.
Los rellenos de las cepas excavadas que tuviesen que colocarse sern con material sano, producto
de las excavaciones o, en caso de no contar con material de relleno adecuado en el sitio, se
importar material areno-limoso. El material de relleno se colocar, con su humedad ptima, en
capas de 15 cm en estado suelto. Cada capa tendida se compactar con seis pasadas de pisn de
mano o cuatro pasadas de bailarina de almohadilla (tamper).
El diseo por viento se apegar al captulo VIII del reglamento de construccin de Quertaro.
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El diseo por viento se apegar al apartado de Diseo por Viento de las Normas Tcnicas
Complementarias del Reglamento de Construccin de la Ciudad de Quertaro, mismo que se
anexa al final de este informe.
El diseo der pavimentos se har conforme al Reglamento Para la Construccin y Rehabilitacin
der Pavimentos del Municipio de Quertaro, mismo que tambin se anexa al final de este
informe. Se considerar un trfico ligero. La estructura del pavimento consistir en una capa sub-
base de 25 cm de espesor, una base de 25 cm de espesor coronadas por una carpeta de concreto
asfltico de 7 cm de espesor. La sub-base ser una arena limosa mejorada con un 3% de cemento
en volumen suelto. La base ser una mezcla de grava triturada de 1 y la misma arena limosa
en proporcin aparente de 60% grava y 40 % arena. Ambas capas se compactarn al 95 % del
peso unitario seco mximo de la prueba ASSHTO modificada. Los riegos de penetracin, liga y
sello se harn de acuerdo con la prctica y las recomendaciones del citado Reglamento.
Para estimar las magnitudes de las cargas inerciales que se presenten durante un temblor, se
considerar de 0.1 para los apoyos en roca y 0.2 para los apoyos en suelo de rigidez intermedia.
Para edificios tipo 2 (salas de reunin, hospitales, construcciones que superan reas de 3,000 m2 y
otros recintos en los que se renen ms de 100 personas), el coeficiente ssmico se incrementa en
50 %.
R E P O R T
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Jaime Bueno E.
19 de agosto de 2013.
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Figura 1.- Ubicacin del sitio
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Figura 2.- Croquis de localizacin de los sondeos
AV. CONSTITUYENTES
AV. CONST
ITUYENTES
LAG
O D
E ZIM
APAN
LAG
O D
E ZIM
APAN
SIERRA DE TILACO
SIERRA DE TILAC
O
N
01
02
03
04
05
06
07
habitacional 2huella cc.
habitacional 1huella torre tipo
habitacional 1huella torre tipo
area de cesion
comercial
comercial
hotel
hotel
S1S2
S4
S7
S6
S9
S8
S10
S11
S12
S13
S14
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Figura 18.- Esquema de cimentacin para las estructuras secundarias
MICROPILOTESARMADO
MICROPILOTE
MICROPILOTE
PLANTILLAfc'=100 kg/cm
Croquis fuera de escala
1.2 m
Variable, m
1.7 m max.
NPT
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T
Peso del suelo que se opone a la tensin
Peso del suelo que se opone a la tensin
6060
Peso propio del
cimiento
T
Peso del suelo que se opone a la tensin
Peso propio del
cimiento Peso del suelo que se opone a la tensin
60 60
Figura 19.- Resistencia a la tensin de los cimientos N
N
N N
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Anexo.- Pruebas de Laboratorio
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OBRA: CONSTITUYENTESLOCALIZACIN: QUERTARO QRO.
Sondeo 1 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 20.48 1.67 98.332 40.00 5.73 94.2734 2.00 2.7856
Sondeo 2 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 51.11 91.52 8.482 46.15 5.72 94.28334 1.39 2.79556
Sondeo 3 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 30.65 2.66 97.342 54.55 93.42 6.583 51.61 5.22 94.7845 1.08 2.806
-
OBRA: CONSTITUYENTESLOCALIZACIN: QUERTARO QRO.
Sondeo 4 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 51.22 0.98 99.022 66.67 23.64 76.363 47.62 8.31 91.694 1.96 2.6956
Sondeo 5 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 35.85 42.95 57.052 28.13 81.52 18.48
2B 55.56 5.76 94.242B 55.56 5.76 94.243 48.48 3.75 96.254 48.78 5.74 94.2656 5.00 2.24
Sondeo 6 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 34.48 52.09 47.912 37.70 38.78 61.223 37.50 35.97 64.034 48.84 7.72 92.285 51.34 8.44 91.566 36.54 36.35 63.6578 3.02 2.42
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OBRA: CONSTITUYENTESLOCALIZACIN: QUERTARO QRO.
Sondeo 7 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 25 58.32 41.682 20.59 91.03 8.97
2B 50.00 13.16 86.843 50.98 7.54 92.464 47.62 5.8 94.205 44.64 11.65 88.356 12.50 81.76 18.247 1.34 2.53
Sondeo 8 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 42.19 6.16 93.841 42.19 6.16 93.842 45.31 10.34 89.663 44.44 11.51 88.494 37.50 9.15 90.855 40.91 9.60 90.467 0.75 2.71
Sondeo 9 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 18.39 75.57 24.732 46.94 12.86 87.143 43.84 4.01 95.994 38.89 14.15 85.855 48.89 5.12 94.886789
10 1.76 2.766
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OBRA: CONSTITUYENTESLOCALIZACIN: QUERTARO QRO.
Sondeo 10 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 27.38 55.95 44.052 32.00 67.75 32.253 38.46 13.30 86.704 40.48 19.82 80.185 46.97 7.96 92.046 42.50 9.48 90.52789
10 1.79 2.60
Sondeo 11 Prdida por lavado Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 36.54 31.75 68.252 36.36 24.17 75.833 35.42 7.55 92.454 33.33 5.44 94.565 33.33 10.17 89.8367 2.11 2.44
Sondeo 12 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 33.82 28.37 71.632 15.79 79.89 20.11
2B 42 5.62 94.383 40.24 5.15 94.854 40.74 5.31 94.695 41.54 3.91 96.096 3.22 2.75
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OBRA: CONSTITUYENTESLOCALIZACIN: QUERTARO QRO.
Sondeo 13 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 24.56 68.62 31.382 42.67 3.36 96.643 40.00 3.85 96.154 3.69 2.4856
Sondeo 14 Prdida por lavado
Muestra % Humedad % Absorcin Ss % Retenido % Que pasa1 27.47 75.04 24.962 50.00 4.19 95.813 44.59 3.96 96.043 44.59 3.96 96.044 38.03 17.31 82.695 4.92 2.626
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Contenido de Humedad
OBRA:
LOCALIZACIN:
S-1 Cpsula
Peso tara
Peso muestra
hmeda + tara
Peso muestra seca
+ tara
Peso de la muestra hmeda
Peso de la muestra
seca
Peso del agua w%
M1 829 78 178 161 100 83 17 20.48M2 2045 72 132 112 60 40 20 50.00
S-2M1 2046 73 141 118 68 45 23 51.11M2 208 65 141 117 76 52 24 46.15
S-3M1 301 F 51 132 113 81 62 19 30.65M2 302 F 49 100 82 51 33 18 54.55M3 303 F 46 140 108 94 62 32 51.61
S-4M1 311 F 49 173 131 124 82 42 51.22M2 315 F 56 96 80 40 24 16 66.67M3 316 F 48 182 132 134 84 50 59.52
S-5M1 305 F 50 122 103 72 53 19 35.85M2 306 F 50 91 82 41 32 9 28.13M2 308 F 41 69 59 28 18 10 55.56M3 317 F 51 100 84 49 33 16 48.48
CONSTITUYENTES
QUERTARO QRO.
M3 317 F 51 100 84 49 33 16 48.48M4 318 F 51 112 92 61 41 20 48.78
S-6M1 2052 78 156 136 78 58 20 34.48M2 826 72 156 133 84 61 23 37.70M3 2036 78 166 142 88 64 24 37.50M4 2049 73 137 116 64 43 21 48.84M5 2031 78 134 115 56 37 19 51.35M6 2010 77 148 129 71 52 19 36.54
S-7M1 823 77 182 161 105 84 21 25.00M2 88 78 160 146 82 68 14 20.59M2 2035 80 98 92 18 12 6 50.00M3 809 73 150 124 77 51 26 50.98M4 206 70 132 112 62 42 20 47.62M5 827 76 157 132 81 56 25 44.64M6 2021 81 135 129 54 48 6 12.50
-
Contenido de Humedad
OBRA:LOCALIZACIN:
S-8 Cpsula
Peso tara
Peso muestra
hmeda + tara
Peso muestra seca
+ tara
Peso de la muestra hmeda
Peso de la muestra
seca
Peso del agua w%
M1 2055 82 173 146 91 64 27 42.19M2 2029 72 165 136 93 64 29 45.31M3 2040 73 138 118 65 45 20 44.44M4 828 71 159 135 88 64 24 37.50M5 2014 71 133 115 62 44 18 40.91
S-9M1 806 70 173 157 103 87 16 18.39M2 2034 77 149 126 72 49 23 46.94M3 2044 85 190 158 105 73 32 43.84M4 807 71 121 107 50 36 14 38.89M5 2032 72 139 117 67 45 22 48.89
S-10M1 2039 71 178 155 107 84 23 27.38M2 818 79 178 154 99 75 24 32.00M3 2002 83 119 109 36 26 10 38.46M4 2026 73 132 115 59 42 17 40.48
CONSTITUYENTESQUERTARO QRO.
M4 2026 73 132 115 59 42 17 40.48M5 2017 79 176 145 97 66 31 46.97M6 501 75 189 155 114 80 34 42.50
S-11M1 2019 80 151 132 71 52 19 36.54M2 2054 71 146 126 75 55 20 36.36M3 506 76 141 124 65 48 17 35.42M4 113 71 147 128 76 57 19 33.33M5 2053 76 184 157 108 81 27 33.33
S-12M1 2008 75 166 143 91 68 23 33.82M2 2009 80 146 137 66 57 9 15.79M2 2037 72 143 122 71 50 21 42.00M3 8015 72 187 154 115 82 33 40.24M4 217 70 146 124 76 54 22 40.74M5 817 70 163 135 93 65 28 43.08
S-13M1 502 84 226 198 142 114 28 24.56M2 2012 77 184 152 107 75 32 42.67M3 808 74 172 144 98 70 28 40.00
S-14M1 209 76 193 167 117 91 26 28.57M2 2025 79 163 135 84 56 28 50.00M3 2016 75 182 149 107 74 33 44.59M4 2033 73 171 144 98 71 27 38.03
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 14 de la muestra 1,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS14 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 13 de la muestra 1,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS13 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 12 de la muestra 1, obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS12 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 11 de la muestra 2, obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS11 M2
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 10 de la muestra 1,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.1110
Dimetro en mmS10 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 9 de la muestra 1,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS9 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 8 de la muestra 2,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS8 M2
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 7 de la muestra 1, obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS7 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 6 de la muestra 1,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS6 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 5 de la muestra 1, obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS5 M1
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 4 de la muestra 2,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS4 M2
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60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 3 de la muestra 3, obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS3 M3
-
60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 2 de la muestra 1,obra Constituyentes, Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS2 M1
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60
70
80
90
100
% Q
ue p
asa
Curva granulomtrica del sondeo 1 de la muestra 1,obra Constituyentes Quertaro
0
10
20
30
40
50
0.010.1110
Dimetro en mmS1 M1
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TABLA DE RESISTENCIAS A COMPRECIN SIMPLE EN MUESTRAS DE ROCA
SONDEO MUESTRA DESCRIPCION PROF. PESO DIAMETRO ALTURA AREA VOLUMENPESO
UNITARIOCARGA RESISTENCIA
gr. cm. cm. cm2 cm3 gr./cm3 kg kg/cm2S-1 M-6 Basalto vesicular 6.30-7.90 m 500 4.7 12.2 17.3494 211.6632 2.3622 4190 241.51S-2 M-3 Basalto 2.60-3.10 m 794 5.5 12.3 23.7583 292.2270 2.7171 30830 1297.65S-3 M.4 Basalto 3.15-4.20 m 150 4.7 3.2 17.3494 55.5182 2.7018 10090 581.57S-4 M-7 Toba arenosa caf 10.00-12.00 m 249 5.8 7.5 26.4208 198.1560 1.2566 742 28.08S-5S-6S-7 M-7 Basalto 5.10-6.80 m 310 4.7 6.7 17.3494 116.2413 2.6669 24650 1420.79S-8S-9 M-8 Basalto 7.30-8.80 m 488 4.7 10.2 17.3494 176.9643 2.7576 24600 1417.91
S-10 M-10 Basalto 12.00-12.50 m 412 4.7 8.8 17.3494 152.6751 2.6985 12850 740.66S-10 M-10 Basalto 12.00-12.50 m 412 4.7 8.8 17.3494 152.6751 2.6985 12850 740.66S-11 Basalto 10.00-12.00 m 327 4.7 6.9 17.3494 119.7112 2.7316 3910 225.37S-12 M-9 Basalto 10.00-12.00 m 345 4.6 7.3 16.6190 121.3189 2.8437 4490 270.17S-13 M-7 Basalto vesicular 9.50-11.00 m 301 4.7 7.5 17.3494 130.1208 2.3132 3000 172.92S-14 Basalto vesicular
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Anexo.- Normas tcnicas complementarias para el
diseo por viento
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NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS
PARA DISEO POR VIENTO
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NDICE
Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Viento.......................................................
NOTACIN...................................................................
1. CONSIDERACIONES GENERALES ................... 1.1 Alcance ................................................................ 1.2 Unidades..............................................................
2. CRITERIOS DE DISEO...................................... 2.1 Consideraciones Generales............................... 2.2 Clasificacin de las estructuras........................ 2.2.1 De acuerdo a su importancia ............................. 2.2.2 De acuerdo con su respuesta ante la
accin del viento................................................. 2.2.3 Efectos a considerar........................................... 2.4 Estudio en tnel de viento ................................. 2.5 Precauciones durante la construccin y
en estructuras provisionales.............................
3. MTODOS SIMPLIFICADO Y ESTTICO PARA DISEO POR VIENTO..............................
3.1 Determinacin de la velocidad de diseo, VD
3.1.1 Determinacin de la velocidad regional, VR ....... 3.1.2 Factor de variacin con la altura, F .................. 3.1.3 Factor correctivo por topografa y
rugosidad, FTR ....................................................
3.2 Determinacin de la presin de diseo, pz ....... 3.3 Factores de presin ............................................ 3.3.1 Caso I. Edificios y construcciones cerradas ....... 3.3.2 Caso II. Paredes aisladas y anuncios................. 3.3.3 Caso III. Estructuras reticulares.......................... 3.3.4 Caso IV. Chimeneas, silos y similares................ 3.3.5 Caso V. Antenas y torres con celosa.................
3.3.5.1 Antenas y torres sin accesorios..................... 3.3.5.2 Antenas y torres con accesorios.................... 3.3.5.3 Torres totalmente recubiertas........................ 3.3.5.4 Antenas o torres con arriostramientos...........
3.4 Presiones interiores ............................................ 3.5 rea expuesta ...................................................... 3.6 Coeficientes de presin para el mtodo
simplificado..........................................................
4. DISEO DE ELEMENTOS DE RECUBRIMIENTO ................................................
5. EMPUJES DINMICOS PARALELOS AL VIENTO .................................................................
6. EFECTO DE VRTICES PERIDICOS SOBRE ESTRUCTURAS PRISMTICAS............
6.1 Vibraciones generadas ....................................... 6.2 Vibraciones locales ............................................. 6.3 Omisin de efectos dinmicos de
vorticidad..............................................................
7. DESPLAZAMIENTOS PERMISIBLES .................
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Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Viento
NOTACIN
A rea tributaria, m Ar rea expuesta del accesorio colocado en una
torre, m AZ rea total proyectada del tramo de torre en que
se encuentra un accesorio, m a altura de la zona de flujo laminar, m; tambin,
flecha de una cubierta en arco (fig. 3.3), m B factor por turbulencia de fondo b ancho mnimo del rea expuesta, m CD coeficiente de arrastre en chimeneas y torres CDE coeficiente de arrastre efectivo Ce factor correctivo por exposicin CT factor de empuje transversal Cz factor correctivo por altura Cp coeficiente local de presin d dimensin de la estructura paralela a la accin
del viento, m F funcin relacionada con la distribucin de la
energa del viento FL fuerza esttica equivalente, por unidad de
longitud, que toma en cuenta el efecto de los vrtices, N/m (kg/m)
FTR factor correctivo por condiciones locales F factor de variacin de la velocidad del viento con
la altura G factor de rfaga g factor de respuesta mxima H altura de la estructura, m he dimensin vertical de un letrero aislado, m n parmetro para el clculo de Ce no frecuencia del modo fundamental, Hz pz presin de diseo, Pa (kg/m) R factor de rugosidad r relacin altura a claro en techos arqueados S factor de tamao V fuerza cortante en el entrepiso o segmento en
estudio, N (kg) Vcr velocidad crtica del viento, m/s VD velocidad de diseo para una altura dada, m/s VH velocidad de diseo a la altura H, m/s VR velocidad regional para el sitio de inters, m/s W suma de las cargas viva y muerta por encima de
un entrepiso o segmento, N (kg)
x relacin separacin a peralte en elementos de armaduras
xo inverso de la longitud de onda, m1 z altura de un punto desde el suelo, m exponente que determina la forma de la
variacin de la velocidad del viento con la altura fraccin del amortiguamiento crtico;
adimensional; tambin, ngulo de las cubiertas en arco para definir las zonas A, B y C (fig. 3.3), grados
altura gradiente, m ngulo de inclinacin en techos inclinados,
grados 1 ngulo de incidencia entre la direccin del viento
y un plano vertical, grados tasa media de fluctuacin, s1 relacin de solidez. Relacin entre el rea
efectiva sobre la que acta el viento y el rea inscrita por la periferia de la superficie expuesta
cociente del desplazamiento relativo entre dos niveles de piso o secciones horizontales, dividido entre la correspondiente diferencia de elevaciones
1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.1 Alcance
En estas Normas se detallan y amplan los requisitos de diseo por viento contenidos en el Captulo VII del Ttulo Sexto del Reglamento. Los procedimientos aqu indicados se aplicarn conforme a los criterios generales de diseo especificados en dicho ttulo. En particular, debern aplicarse a las acciones debidas al viento los factores de carga correspondientes a acciones accidentales fijados en las Normas Tcnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseo Estructural de las Edificaciones. 1.2 Unidades
Slo 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. CRITERIOS DE DISEO
2.1 Consideraciones Generales
Debern revisarse la seguridad de la estructura principal ante el efecto de las fuerzas que se generan por las presiones (empujes o succiones) producidas por el viento sobre las superficies de la construccin expuestas al mismo y que son transmitidas al sistema estructural. La revisin deber considerar la accin esttica del viento y la dinmica cuando la estructura sea sensible a estos efectos. Deber realizarse, adems, un diseo local de los elementos particulares directamente expuestos a la accin del viento, tanto los que forman parte del sistema estructural, tales como cuerdas y diagonales de estructuras triangulares expuestas al viento, como los que constituyen slo un revestimiento (lminas de cubierta y elementos de fachada y vidrios). Para el diseo local de estos elementos se seguirn los criterios del Captulo 4. 2.2 Clasificacin de las estructuras
2.2.1 De acuerdo con su importancia
Para fines de diseo por viento y de acuerdo con la importancia para la cual sern destinadas, las estructuras estn clasificadas en dos grupos, A y B, segn el artculo 139 del Reglamento. 2.2.2 De acuerdo con su respuesta ante la accin
del viento
Para fines de diseo por viento y de acuerdo con la naturaleza de los principales efectos que el viento puede ocasionar en ellas, las estructuras se clasifican en cuatro tipos: a) Tipo 1. Comprende las estructuras poco
sensibles a las rfagas y a los efectos dinmicos de viento. Incluye las construcciones cerradas techadas con sistemas de cubierta rgidos; es decir, que sean capaces de resistir las cargas debidas a viento sin que vare esencialmente su geometra. Se excluyen las construcciones en que la relacin entre altura y dimensin menor en planta es mayor que 5 o cuyo perodo natural de vibracin excede de 1 segundo. Se excluyen tambin las cubiertas flexibles, como las de tipo
colgante, a menos que por la adopcin de una geometra adecuada, la aplicacin de presfuerzo u otra medida, se logre limitar la respuesta estructural dinmica.
b) Tipo 2. Comprende las estructuras cuya esbeltez o dimensiones reducidas de su seccin transversal las hace especialmente sensibles a las rfagas de corta duracin, y cuyos periodos naturales largos favorecen la ocurrencia de oscilaciones importantes. Se cuentan en este tipo, los edificios con esbeltez, definida como la relacin entre la altura y la mnima dimensin en planta, mayor que 5, o con periodo fundamental mayor que 1 segundo.
Se incluyen tambin las torres atirantadas o en voladizo para lneas de transmisin, antenas, tanques elevados, parapetos, anuncios, y en general las estructuras que presentan dimensin muy corta paralela a la direccin del viento. Se excluyen las estructuras que explcitamente se mencionan como pertenecientes a los Tipos 3 y 4.
c) Tipo 3. Comprende estructuras como las definidas en el Tipo 2 en que, adems, la forma de la seccin transversal propicia la generacin peridica de vrtices o remolinos de ejes paralelos a la mayor dimensin de la estructura.
Son de este tipo las estructuras o componentes aproximadamente cilndricos, tales como tuberas, chimeneas y edificios con planta circular.
d) Tipo 4. Comprende las estructuras que por su forma o por lo largo de sus perodos de vibracin presentan problemas aerodinmicos especiales. Entre ellas se hallan las cubiertas colgantes, que no pueden incluirse en el Tipo 1.
2.2.3 Efectos a considerar
En el diseo de estructuras sometidas a la accin de viento se tomarn en cuenta aquellos de los efectos siguientes que puedan ser importantes en cada caso: a) Empujes y succiones estticos;
b) Fuerzas dinmicas paralelas y transversales al flujo principal, causadas por turbulencia;
c) Vibraciones transversales al flujo causadas por vrtices alternantes; y
d) Inestabilidad aeroelstica.
-
Para el diseo de las estructuras Tipo 1 bastar tener en cuenta los efectos estticos del viento, calculados de acuerdo con el Captulo 3. Para el diseo de las estructuras Tipo 2 debern incluirse los efectos estticos y los dinmicos causados por turbulencia. El diseo podr efectuarse con un mtodo esttico equivalente, de acuerdo con las secciones correspondientes de los Captulos 3 y 5, o con un procedimiento de anlisis que tome en cuenta las caractersticas de la turbulencia y sus efectos dinmicos sobre las estructuras. Las estructuras Tipo 3 debern disearse de acuerdo con los criterios especificados para las de Tipo 2, pero adems deber revisarse su capacidad para resistir los efectos dinmicos de los vrtices alternantes, segn se especifica en el Captulo 6. Para estructuras Tipo 4 los efectos de viento se valuarn con un procedimiento de anlisis que tome en cuenta las caractersticas de la turbulencia y sus efectos dinmicos, pero en ningn caso sern menores que los especificados por el Tipo 1. Los problemas de inestabilidad aeroelstica ameritarn estudios especiales que debern ser aprobados por la Administracin. 2.4 Estudio en tnel de viento
En construcciones de forma geomtrica poco usual y con caractersticas que las hagan particularmente sensibles a los efectos de viento, el clculo de dichos efectos se basar en resultados de estudios en tnel de viento. Podrn tomarse como base resultados existentes de ensayes realizados en modelos de construcciones de caractersticas semejantes. Cuando no se cuente con estos resultados o cuando se trate de construcciones de particular importancia, deber recurrirse a estudios de tnel de viento en modelos de la construccin misma. Los procedimientos de ensayes e interpretacin de los estudios de tnel de viento seguirn tcnicas reconocidas y debern ser aprobados por la Administracin. 2.5 Precauciones durante la construccin y
en estructuras provisionales
Se revisar la estabilidad de la construccin ante efectos de viento durante el proceso de ereccin. Pueden necesitarse por este concepto apuntalamientos y contravientos provisionales, especialmente en construcciones de tipo prefabricado. Para este caso se evaluarn los empujes con las velocidades referidas en el Captulo 3, asociadas a un perodo de retorno de 10 aos.
3. MTODOS SIMPLIFICADO Y ESTTICO
PARA DISEO POR VIENTO
Para el clculo de empujes y/o succiones sobre las construcciones del Tipo 1 (inciso 2.2.2.a) debidas a la presin del viento, se podr emplear el mtodo esttico al aplicar las presiones de diseo de la seccin 3.2 y los coeficientes de presin sealados en las secciones 3.3 y 3.4. El mtodo simplificado podr aplicarse para estructuras con altura no mayor de 15 m, con planta rectangular o formada por una combinacin de rectngulos, tal que la relacin entre una altura y la dimensin menor en planta sea menor que 4. En este ltimo caso se aplicar la presin de diseo de la seccin 3.2, pero los coeficientes de presin se tomarn segn se seala en la seccin 3.6. 3.1 Determinacin de la velocidad de diseo, VD
Los efectos estticos del viento sobre una estructura o componente de la misma se determinan con base en la velocidad de diseo. Dicha velocidad de diseo se obtendr de acuerdo con la ecuacin 3.1.
VD = FTR F VR (3.1)
donde FTR factor correctivo que toma en cuenta las
condiciones locales relativas a la topografa y a la rugosidad del terreno en los alrededores del sitio de desplante;
F factor que toma en cuenta la variacin de la velocidad con la altura; y
VR velocidad regional segn la zona que le corresponde al sitio en donde se construir la estructura.
La velocidad de referencia, VR, se define en la seccin 3.1.1 y los factores F y FTR se definen en las secciones 3.1.2 y 3.1.3, respectivamente. 3.1.1 Determinacin de la velocidad regional, VR
La velocidad regional es la velocidad mxima del viento que se presenta a una altura de 10 m sobre el lugar de desplante de la estructura, para condiciones de terreno plano con obstculos aislados (terreno tipo R2, fig. 3.1). Los valores de dicha velocidad se obtendrn de la tabla 3.1. Dichos valores incluyen el efecto de rfaga que corresponde a tomar el valor mximo de la velocidad media durante un intervalo de tres segundos.
-
Para las estructuras temporales que permanezcan por ms de una estacin del ao se seleccionar la velocidad con periodo de retorno de 10 aos. 3.1.2 Factor de variacin con la altura, F
Este factor establece la variacin de la velocidad del viento con la altura z. Se obtiene con las expresiones siguientes:
F= 1.0 ; si z 10 m F= ( z / 10) ; si 10 m < z <
F= ( / 10) ; si z (3.2)
donde altura gradiente, medida a partir del nivel del
terreno de desplante, por encima de la cual la variacin de la velocidad del viento no es importante y se puede suponer constante; y z estn dadas en metros; y
exponente que determina la forma de la variacin de la velocidad del viento con la altura.
Los coeficientes y estn en funcin de la rugosidad del terreno (figura 3.1) y se definen en la tabla 3.2.
Tabla 3.1 Velocidades regionales, VR, segn la importancia de la construccin y
la zonificacin elica, m/s
Importancia de la construccin
A B TemporalPeriodo de retorno, aos 200 50 10
Zona I: Delegaciones de Alvaro Obregn, Azcapotzalco, Benito Jurez, Coyoacn, Cuauhtmoc, G.A. Madero, Iztacalco, Iztapalapa, Miguel Hidalgo y Venustiano Carranza
39
36
31
Zona II: Delegaciones de Magdalena Contreras, Cuajimalpa, Milpa Alta, Tlalpan y Xochimilco
35
32
28
Tabla 3.2 Rugosidad del terreno, y
Tipos de terreno (fig. 3.1) , m
R1 Escasas o nulas obstrucciones al 0.099 245
flujo de viento, como en campo abierto
R2 Terreno plano u ondulado con pocas obstrucciones
0.128 315
R3 Zona tpica urbana y suburbana. El sitio est rodeado predominantemente por construcciones de mediana y baja altura o por reas arboladas y no se cumplen las condiciones del Tipo R4
0.156 390
R4 Zona de gran densidad de edificios altos. Por lo menos la mitad de las edificaciones que se encuentran en un radio de 500 m alrededor de la estructura en estudio tiene altura superior a 20 m
0.170 455
R1 R2 R3 R4
Figura 3.1 Rugosidad de terreno
3.1.3 Factor correctivo por topografa y
rugosidad, FTR
Este factor toma en cuenta el efecto topogrfico local del sitio en donde se desplante la estructura y a su vez la variacin de la rugosidad de los alrededores del sitio (tabla 3.3). En este ltimo caso, si en una direccin de anlisis de los efectos del viento existen diferentes rugosidades con longitud menor de 500 m, se deber considerar la que produzca los efectos ms desfavorables.
Tabla 3.3 Factor FTR (Factor de topografa y rugosidad del terreno)
Rugosidad de terrenos en alrededores Tipos de topografa (fig.
3.2) Terreno tipo R2
Terreno tipo R3
Terreno tipo R4
T1 Base protegida de promontorios y
0.80 0.70 0.66
-
faldas de serranas del lado de sotavento
T2 Valles cerrados 0.90 0.79 0.74
T3 Terreno prcticamente plano, campo abierto, ausencia de cambios topogrficos importantes, con pendientes menores de 5 % (normal)
1.00 0.88 0.82
T4 Terrenos inclinados con pendientes entre 5 y 10 %
1.10 0.97 0.90
T5 Cimas de promontorios, colinas o montaas, terrenos con pendientes mayores de 10 %, caadas o valles cerrados
1.20 1.06 0.98
En terreno de tipo R1, segn se define en la tabla 3.2, el factor de topografa y rugosidad, FTR, se tomar en todos los casos igual a 1.0.
T1
V
T3V T4
plano montculo
T2V
valle cerrado
T5
Figura 3.2 Formas topogrficas locales
3.2 Determinacin de la presin de diseo, pz
La presin que ejerce el flujo del viento sobre una construccin determinada, pz , en Pa (kg/m), se obtiene tomando en cuenta su forma y est dada de manera general por la expresin 3.3.
pz = 0.47 Cp VD (3.3)
( pz = 0.048 Cp VD )
donde Cp coeficiente local de presin, que depende de la
forma de la estructura; y VD velocidad de diseo a la altura z, definida en la
seccin 3.1.
3.3 Factores de presin
Los factores de presin Cp de la ec. 3.3, para el caso del mtodo esttico, se determinan segn el tipo y forma de la construccin, de acuerdo con lo siguiente: 3.3.1 Caso I. Edificios y construcciones cerradas
Se consideran los coeficientes de presin normal a la superficie expuesta de la tabla 3.4.
Tabla 3.4 Coeficiente Cp para construcciones cerradas
Cp Pared de barlovento 0.8 Pared de sotavento1 0.4 Paredes laterales 0.8 Techos planos 0.8 Techos inclinados lado de sotavento
0.7
Techos inclinados lado de barlovento2
0.8< 0.04 1.6< 1.8
Techos curvos ver tabla 3.5 y fig. 3.3
1 La succin se considerar constante en toda la altura de la pared de sotavento y se calcular para un nivel z igual a la altura media del edificio; 2 es el ngulo de inclinacin del techo en grados.
Tabla 3.5 Coeficientes de presin Cp para cubiertas en arco 1
Relacin r = a/d A B C
r < 0.2 0.9
0.2< r 0.3 1.42r 1 Para cubiertas de arco apoyadas directamente sobre el suelo, el coeficiente de presin sobre la zona A deber tomarse igual a 1.4r, para todo valor de r.
-
/4/4Viento
d
Bar
love
nto
B
A/2 a
Sot
aven
to
C
Figura 3.3 Cubiertas en arco
3.3.2 Caso II. Paredes aisladas y anuncios
La fuerza total sobre la pared o anuncio, suma de los empujes de barlovento y succiones de sotavento, se calcular a partir de la ecuacin 3.3; se utilizar un factor de presin obtenido de las tablas 3.6, 3.7 y 3.8, segn el caso (figuras 3.4 y 3.5).
Tabla 3.6 Viento normal al anuncio o muro
Coeficiente de presin neta (Cp)
Anuncios 0 < he/H < 0.2 0.2 he /H 0.7
Muros
1.2 + 0.02 (d/he 5) 1.5 1.2
La tabla 3.6 se aplica para anuncios con 1 d/he 20 y muros con 1 d/H 20. Si d/he o d/H es mayor que 20, el coeficiente de presin ser igual a 2.0. En el caso de muros, si d/H es menor que 1.0, el coeficiente de presin tambin ser igual a 2.0.
d
Direccindel
viento
Muro aislado
Direccindel
viento
= 901
= 901
heH
d
Anuncio aislado
Nota: Si h /H > 0.7 el anuncio deber tratarse como muro aisladoe
H
Figura 3.4 Dimensiones de muros y anuncios en
direccin del viento
En el caso de anuncios, si d/he es menor que 1.0 y he/H mayor o igual que 0.2, el coeficiente de presin ser igual a 2.0. Si he /H es mayor que cero pero menor que 0.2 entonces el coeficiente de presin se calcular con la expresin de la tabla 3.6. Para este fin la relacin d/he se sustituir por su valor inverso. En el caso del viento a 45 grados la presin resultante es perpendicular al anuncio o muro y est aplicada con una excentricidad del centroide, segn la distribucin de presiones de la tabla 3.7. Dicha excentricidad no deber tomarse menor que d /10.
Tabla 3.7 Viento a 45 sobre el anuncio o muro
Coeficiente de presin neta (Cp) en zonas de anuncios o muros
Distancia horizontal medida a partir del borde libre de barlovento del anuncio o muro
Anuncios Muros 0 a 2he
2he a 4he > 4he
0 a 2H 2H a 4H > 4H
3.0 1.5 0.75 2.4 1.2 0.6 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 muro
Coeficiente de presin neta (Cp) en zonas de anuncios o muros
Distancia horizontal medida a partir del borde libre de barlovento del anuncio o muro
Anuncios Muros 0 a 2he 2he a 4he > 4he 0 a 2H 2H a 4H > 4H
1.2 0.6 0.3 1.0 0.5 0.25
-
Direccindel
viento
e
> 4h
Direccindel
viento
Direccindel
viento
2he =90
14he
> 4h
=90
1
2he4he
> 4h
Anuncios
4he
> 4h
Direccindel
viento
Muros
=451
45
45
e 2he
2he4he
=451
e
e
Figura 3.5 Accin sobre paredes aisladas o
anuncios
3.3.3 Caso III. Estructuras reticulares
Para 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 como
1 1.7 ( 0.01x)
donde x relacin de la separacin entre los marcos al
peralte mximo de las armaduras o vigas; y relacin de solidez. 3.3.4 Caso IV. Chimeneas, silos y similares
Los 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 silos
Relacin de esbeltez 1 Forma de la seccin
transversal 1 7 25
Cuadrada: Viento normal ngulo de incidencia 45
1.3 0.9
1.4 1.2
2.0 1.6
Hexagonal u octagonal 1.0 1.2 1.4 Circular (superficie rugosa) 0.7 0.8 0.9 Circular (superficie lisa) 0.5 0.6 0.7 1 La relacin de esbeltez se define como la relacin de la altura a lado menor de la estructura. Se interpolar linealmente para valores intermedios. 3.3.5 Caso V. Antenas y torres con celosa
Para 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 expresin
0.47 CD VD A (3.4) ( 0.048 CD VD A )
donde A rea expuesta, en m2; VD velocidad de diseo definida en la seccin 3.1; y CD coeficiente 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. 3.3.5.1 Antenas y torres sin accesorios
El 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 b VD y de la relacin de solidez .
-
Tabla 3.10 Coeficientes de arrastre para torres con miembros de lados planos
Torres de seccin cuadrada
Torres de seccin
triangular equiltera
Relacin de solidez,
Viento normal a una cara
Viento actuando en una esquina
Viento en cualquier direccin
0.1 3.5 3.9 3.1 0.2 2.8 3.2 2.7 0.3 2.5 2.9 2.3
0.35 2.3 2.75 2.2 0.4 2.1 2.6 2.1
0.5 1.8 2.3 1.9
Tabla 3.11 Coeficientes de arrastre para torres con miembros de seccin circular.
Torres de seccin cuadrada
Flujo subcrtico bVD < 3 m/s
Flujo supercrtico bVD 6 m/s Relacin
de solidez,
Viento normal a una cara
Viento incidiendo
en una esquina
Viento normal a una cara
Viento incidiendo
en una esquina
0.05 2.2 2.5 1.4 1.2 0.1 2 2.3 1.4 1.3 0.2 1.8 2.1 1.4 1.6 0.3 1.6 1.9 1.4 1.6 0.4 1.5 1.9 1.4 1.6
0.5 1.4 1.9 1.4 1.6
Tabla 3.12 Coeficientes de arrastre para torres con miembros de seccin circular.
Torres de seccin triangular equiltera
Flujo subcrtico bVD < 3 m/s
Flujo supercrticobVD 6 m/s
Relacin de solidez,
Viento en cualquier direccin 0.05 1.8 1.1
0.1 1.7 1.1 0.2 1.6 1.1 0.3 1.5 1.1 0.4 1.5 1.1
0.5 1.4 1.2 3.3.5.2 Antenas y torres con accesorios
Los 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)
donde CD coeficiente de arrastre adicional debido a
cada accesorio que se coloque en una cara, o que se localice en el interior de la torre; y
CD se calcular segn la seccin 3.3.5.1.
El coeficiente adicional CD se calcular como:
CD = 1.6 (Ar / AZ) (3.6)
donde Ar rea expuesta del accesorio colocado en la
torre; y AZ rea total proyectada del tramo de torre en
que se encuentra el accesorio. 3.3.5.3 Torres totalmente recubiertas
Para torres totalmente recubiertas, el coeficiente de arrastre se tomar igual al especificado para cuerpos estancos de igual geometra. 3.3.5.4 Antenas o torres con arriostramientos
Cuando 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. 3.4 Presiones interiores
Cuando 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 interiores
Cp
Aberturas principalmente en la cara de barlovento
0.75
Aberturas principalmente en la cara de sotavento
0.6
Aberturas principalmente en las caras paralelas a la direccin del viento
0.5
Aberturas uniformes distribuidas en las cuatro caras
0.3
3.5 rea expuesta
El 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.
3.6 Coeficientes de presin para el mtodo simplificado
Los 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 simplificado
Superficie Cp Cp (en bordes)
Muros 1.45 2.25 Techos 2.1 3.4
Zona deafectacin parabordes
Figura 3.6 Zonas de afectacin para el diseo de
los sujetadores
4. DISEO DE ELEMENTOS DE
RECUBRIMIENTO
Se 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 como
Cp = 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 m
Zona Efecto Coeficiente de presin, Cp 1 succin 1.1 < 1.2 + A/100 < 0.75 empuje 0.8 < 1.1 A/130 2 succin 2 < 2.2 + A/150 < 1.3 empuje 0.8 < 1.2 A/130 3 succin 2 + A/13 < 0.85 4 succin 2.5 + A/20 < 1.75 5 succin 4 + A/8 < 2
ParedesELEVACIN
CubiertaPLANTA
b/10
b/10
b
1
2
b
4
b/5
b/10
5
4
b/5
Figura 4.1 Elementos 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 m
Zona Efecto Coeficiente de presin, Cp 1 succin 2 + A/50 < 1.1
empuje 1.5 A/100 2 succin 1.4 + A/50 < 1.2 3 succin 3.0 + A/10 < 2.0 4 succin 1.4 + A/50 < 1.2 empuje 1.3 A/50 > 1.1 5 succin 1.7 + A/35 < 1.4 empuje 1.3 A/50 > 1.1
b /1 0
P L A N T A
b /1 0
2
bb /1 0
1 1
23
P a ra 0 3 0
3
4
bb /1 0
4
b /1 0
1 1
4
5
P a ra > 3 0
5
Figura 4.2 Elementos de recubrimiento en
edificios con H < 20 m
2
b/10
PLANTA
ELEVACIN
b
1
b/10
Figura 4.3 Elementos 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:
rea tributaria, m Zona
A 10 A > 10
-
1 1.2 1.15
2 1.4 1.3 5. EMPUJES DINMICOS PARALELOS AL
VIENTO
En 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:
143.0
++=SFB
CRgG
e (5.1)
donde
48.13.2
1)6003(Ln2
58.0)6003(Ln2
+=g
;
BSFSFno +
= ;
+
+
+=
H
dxxx
bxHxB
/914
03/4)1(
1221
1
4571
134
;
+
+
=
H
o
H
o
Vbn
VHn
S10
1
1
38
1
13
;
3/4)1(
o
o
xx
F+
= ;
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 exposicin
Exposicin R a n R1 0.04 10 0.18
R2 0.08 10 0.28 R3 0.16 20 0.50 R4 0.34 33 0.72
xo = (1220 no / VH) ;
eRH CRVV = ; G factor de amplificacin dinmica; g factor de respuesta mxima; R factor de rugosidad; B factor de excitacin de fondo; S factor reductivo por tamao; no frecuencia del modo fundamental de la
estructura, Hz; H altura de la estructura, m; fraccin del amortiguamiento crtico, igual a 0.01
en estructuras de acero, y 0.02 en estructuras de concreto;
Ln logaritmo natural; F relacin de energa en rfaga; y Ce factor 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.
-
Altura de la estructura H, m
0.8
Fact
or d
e ex
cita
cin
de
fond
o, B
3 4 5 7 100.00.10.20.30.40.50.60.7
1.9
0.91.01.11.21.31.41.51.61.71.8
0.5
30020 30 50 100
b/H=5.0
3.02.0
1.51.0
0.70.3
0.20.1
0.0
Figura 5.1 Parmetro B para calcular el factor
de respuesta dinmica
Inverso de la longitud de onda,
-3Rel
aci
n de
ene
rga
de
rfa
ga, F
0.10.07
0.04
0.0210-4 10
1.00.7
0.4
0.2
, ondas/mn 0/V H'10 -2 10 -1
Figura 5.2 Parmetro F para calcular el factor de
respuesta dinmica
Frecuencia reducida,
0.5
Fact
or d
e re
ducc
in
por t
ama
o, S
0.002
0.001
0.00050.00030.0002
0.1
0.30.2
0.1
0.05
0.030.02
0.01
0.005
0.003
1.03.0
H'(H/V )n00.2 0.5 1.0 2.0
b/H=5.0
5.0
0.03
2.01.0
0.50.2
0.0
0.1
0.01
Figura 5.3 Parmetro S para calcular el factor
de respuesta dinmica
Fact
or d
e re
spue
sta
mx
ima,
g
Tasa media de fluctuacin, (1/segundo)0.01 0.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1 10
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
Figura 5.4 Parmetro g para calcular el factor de
respuesta dinmica
-
6. EFECTO DE VRTICES PERIDICOS SOBRE ESTRUCTURAS PRISMTICAS
En el diseo de las estructuras Tipo 3 debern tomarse en cuenta los efectos dinmicos generales y locales de las fuerzas perpendiculares a la direccin del viento causadas por vrtices alternantes. 6.1 Vibraciones generadas
Su efecto se presenta mediante fuerzas estticas equivalentes perpendiculares a la accin del viento. Se determinar una fuerza FL por unidad de longitud del eje de la pieza, con la ecuacin 6.1.
dVCF crTL 047.02 =
(6.1)
= dVCF crTL 0048.02 donde FL fuerza por unidad de longitud, N/m (kg/m); coeficiente de amortiguamiento de la estructura,
como porcentaje del amortiguamiento crtico; CT factor de empuje transversal; Vcr velocidad crtica del viento, m/s; y d dimensin de la estructura paralela a la
direccin del viento, m. La velocidad crtica del viento, para la cual se generan los vrtices, se calcular para estructuras de seccin circular como:
Vcr = 5no d (6.2)
donde no es la frecuencia natural de vibracin de la estructura en el modo fundamental, en Hertz. El factor de empuje transversal CT podr tomarse como 0.28 para estructuras de seccin circular, a menos que se cuente con informacin que justifique valores menores. 6.2 Vibraciones locales
Para el diseo local en flexin perpendicular a la direccin del viento por efecto de vorticidad, de estructuras de pared delgada, tales como chimeneas, deber considerarse la respuesta de cada anillo de ancho unitario, tomando cualquier altura de la estructura, a una fuerza alternante normal al flujo, con magnitud dada por la ecuacin 6.1.
6.3 Omisin de efectos dinmicos de vorticidad
Los requisitos de las secciones 6.1 y 6.2 pueden omitirse en los siguientes casos: a) Cuando por medio de observaciones en
prototipos o en modelos representativos, se demuestre que la forma, dimensiones o acabado exterior de la estructura son tales que no pueden formarse vrtices importantes cuando actan sobre ella vientos con velocidad menor o igual que la de diseo.
b) Cuando el perodo fundamental de la estructura o miembro estructural en estudio difiera cuando menos en 30 por ciento de cualquier valor posible que puedan tener los vrtices alternantes, para velocidades menores o iguales a las de diseo. Esta condicin se logra cuando la velocidad crtica, calculada para estructuras de seccin circular con la ecuacin 6.2, excede de
zz RCp4 (6.3) para z = H 7. DESPLAZAMIENTOS PERMISIBLES
Se revisar que los desplazamientos relativos entre niveles consecutivos de edificios o entre secciones transversales de torres, causados por las fuerzas de diseo por viento, no excedan de los valores siguientes, expresados como fraccin de la diferencia entre los niveles de piso o de las secciones transversales mencionadas: a) Cuando no existan elementos de relleno que
puedan daarse como consecuencia de las deformaciones angulares: 0.005;
b) Cuando existan elementos de relleno que puedan daarse como consecuencia de las deformaciones angulares: 0.002.
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En todos los casos, en el clculo de los desplazamientos relativos se podr deducir la componente debida a la flexin general del edificio o la torre que se diseen. Los efectos de segundo orden podrn despreciarse cuando en todos los entrepisos o segmentos verticales de la estructura se cumpla la condicin
WV08.0
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Anexo.- Reglamento para la construccin y
rehabilitacin de pavimentos del municipio de
Quertaro
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REGLAMENTO PARA LA CONSTRUCCIN Y REHABILITACIN DE PAVIMENTOS DEL MUNICIPIO DE QUERTARO
CAPITULO PRIMERO DISPOSICIONES GENERALES
ARTCULO 1. El presente Reglamento es de orden pblico, inters social y observancia obligatoria y tienen por objeto regular lo relativo a las obras de construccin y rehabilitacin de pavimentos que se realicen en los trminos del Cdigo Urbano para el Estado de Quertaro, Ley de Obra Pblica del Estado de Quertaro y el Reglamento de Construccin para el Municipio de Quertaro, a fin de que cuenten con las caractersticas adecuadas en materia de seguridad, calidad y superficie de rodamiento cmoda y segura. ARTCULO 2. La aplicacin del presente Reglamento corresponder: I. Al Municipio de Quertaro, a travs de la Secretara de Obras Pblicas Municipales, o de las
dependencias u organismos que realicen obras que impliquen la apertura o modificacin temporal de los pavimentos de las vas pblicas;
II. A las dependencias u organismos que realicen obras que impliquen la habilitacin de vas pblicas, o la
apertura o modificacin temporal de los pavimentos en dichas vas; III. A los servidores pblicos competentes en la materia regulada por este Reglamento, conforme a la
reglamentacin municipal; IV. A los particulares que realicen proyectos regulados por el Cdigo Urbano para el Estado de Quertaro,
Ley de Obra Pblica del Estado de Quertaro y el Reglamento de Construccin para el Municipio de Quertaro, y que requieran la habilitacin de vas pblicas, o que realicen trabajos que impliquen la apertura o modificacin temporal de los pavimentos de las vas pblicas, y
V. A las dependencias federales que realicen obras que impliquen la apertura o modificacin temporal de los
pavimentos de las vas pblicas municipales. En los casos en que el Municipio autorice la realizacin de obras que impliquen la apertura o modificacin temporal de los pavimentos de las vas pblicas, la rehabilitacin de los mismos se llevar a cabo bajo la supervisin de la autoridad municipal, la cual verificar que se cumplan los lineamientos de este Reglamento para dichos casos. ARTCULO 3. Las obras de pavimentacin que se realicen en las vas pblicas se sujetarn a las disposiciones del Cdigo Urbano para el Estado de Quertaro, la Ley de Obra Pblica del Estado de Quertaro y el Reglamento de Construccin para el Municipio de Quertaro. Adems de cumplir las especificaciones que se recogen en esta regulacin, se deber considerar el diseo y solucin para la atencin del drenaje pluvial, as como observar las medidas necesarias para el cumplimiento de la normatividad vigente en materia ambiental, seguridad y todas las dems que resulten aplicables. ARTCULO 4. Adems de las definiciones contenidas en el Cdigo Urbano para el Estado de Quertaro, Ley de Obra Pblica del Estado de Quertaro y el Reglamento de Construccin para el Municipio de Quertaro, para los efectos de este Reglamento se entender por:
I. AASHTO: Asociacin Americana de Carreteras Estatales y del Departamento del Transporte;
II. Agregado: Material granular de composicin mineral como arena, grava o roca triturada, utilizado para formar mortero o concreto, o slo en bases granulares y balastos en vas frreas;
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III. Asfalto: Material aglutinante de color caf obscuro a negro, el cual es el ltimo producto de la
destilacin del petrleo; tambin puede encontrarse en yacimientos en forma natural;
IV. ASTM: Sociedad Americana para la Evaluacin de Materiales;
V. Base: Capa compuesta por materiales granulares, de granulometra continua, con un alto contenido de material triturado o cien por ciento triturado, que se construye sobre la capa de terraceras o sub-base y sirve como soporte de la capa de carpeta asfltica en un pavimento flexible o de una losa de concreto hidrulico en un pavimento rgido;
VI. Base modificada: Capa compuesta por materiales granulares, de granulometra continua, con un
alto contenido de material triturado o cien por ciento triturado, con adicin de un material que modifique sus caractersticas fsicas, hacindola ms rgida y resistente, mejorando su comportamiento mecnico e hidrulico;
VII. Bases estabilizadas con asfalto: Capa compuesta por materiales granulares triturados o no a los
cuales se les incorpora ya sea una emulsin o un asfalto rebajado, o un porcentaje de cemento asfltico, con el fin de mejorar su comportamiento mecnico;
VIII. Bases estabilizadas con cemento o cal: Capa compuesta por materiales pudiendo ser granulares
triturados o no a los cuales se les incorpora un cierto contenido en porcentaje en masa, de cemento Prtland o cal, con el fin de estabilizarlos para obtener un mejor comportamiento mecnico;
IX. Camino: Adaptacin de una faja sobre la superficie terrestre que cumple con las condiciones de
ancho, alineamiento y pendiente, a fin de permitir el rodamiento adecuado de los vehculos para los cuales ha sido acondicionada estructuralmente;
X. Capacidad estructural: Competencia estructural que posee una estructura de pavimento ya sea
flexible o rgido, con el fin de soportar al trnsito que opera en l para un tiempo preestablecido antes de que se acumulen deformaciones permanentes (roderas) hasta de 2,5 cm;
XI. Carga estndar: Carga por eje sencillo igual a 8,2 t, utilizada para determinar las deflexiones en un
pavimento; tambin es la carga de referencia para calcular el nmero de ejes equivalentes;
XII. Carpeta asfltica: Capa compuesta por materiales granulares, polvos minerales, cemento asfltico y aditivos, en diversas granulometras, elaboradas en fro o caliente, de manera tal que todas las partculas del material ptreo queden cubiertas con una pelcula homognea de cemento asfltico;
XIII. CDR: Coeficiente de resistencia al deslizamiento adimensional; XIV. Coeficiente de pulimento acelerado o CPA: Representa la resistencia que tiene el agregado
ptreo grueso a perder la irregularidad de sus caras fracturadas o a pulirse;
XV. Concreto asfltico: Mezcla de materiales granulares polvos minerales, cemento asfltico y aditivos, en diversas granulometras, elaboradas en caliente, de manera tal que todas las partculas del material ptreo queden cubiertas con una pelcula homognea de cemento asfltico;
XVI. Concreto hidrulico: Mezcla de materiales granulares, cemento Prtland, agua y aditivos;
XVII. Deflexin: Deformacin elstica mxima, producida por la carga estndar aplicada en la superficie
del pavimento;
XVIII. Desgaste de los ngeles: Propiedad mecnica del agregado ptreo, que representa la dureza del mismo bajo condiciones de abrasin y de impacto;
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XIX. Deterioro: Defecto que presenta un pavimento que afecta la comodidad y seguridad del usuario;
XX. Estructura del pavimento: est compuesta por varias capas, de mayor a menor calidad de arriba hacia abajo de la superficie de rodamiento, entre ellas se encuentran la sub-base, la base con o sin estabilizar, y una capa de concreto asfltico o hidrulico, o un tratamiento superficial;
XXI. Falla estructural: Se presenta cuando la estructura del pavimento no es suficiente para soportar
las cargas reales a las que es sometido y est asociada con un problema de fatiga importante en la capa de rodamiento independientemente de que sea concreto asfltico o hidrulico;
XXII. Falla funcional: Se presenta cuando el pavimento exhibe deterioros de tal magnitud que el usuario
siente incomodidad o inseguridad al circular sobre ste, o interfiere con la funcin de drenaje superficial;
XXIII. Fatiga: Degradacin estructural de las capas del pavimento, producida por la accin repetida de las
cargas que circulan sobre l;
XXIV. IRI: ndice de Regularidad Internacional;
XXV. Laboratorio rector: Laboratorio de pruebas dependiente de la Secretara de Obras Pblicas Municipales, el cual cuenta con la capacidad tcnica, material y humana para coadyuvar en la evaluacin de la conformidad de las normas y especificaciones descritas en el presente reglamento, as como participar en la certificacin de otros laboratorios, verificacin de las obras y arbitraje en caso de controversias;
XXVI. Lmites de Atterberg o lmites de consistencia: Se utilizan para caracterizar el comportamiento
de los suelos finos y representa los contenidos de humedad en los puntos de transicin de un estado de la materia a otro;
XXVII. Losa de concreto hidrulico: Capa compuesta por materiales granulares, cemento Prtland, agua
y aditivos, con el fin de proporcionar al usuario una superficie de rodamiento uniforme, con buen drenaje, resistencia al deslizamiento, segura y cmoda;
XXVIII. Pavimento: Conjunto de capas de materiales seleccionados que reciben en forma directa las
cargas de trnsito y las transmiten a las capas inferiores, distribuyndolas adecuadamente sin causar esfuerzos y deformaciones excesivas. Este conjunto de capas termina en la superficie de rodamiento, o capa de rodadura;
XXIX. RAP: Material producto de la disgregacin y recuperacin de mezclas asflticas antiguas con el fin
de ser reutilizado en una capa de pavimento;
XXX. Regularidad superficial: Niveles de deformaciones de la capa superficial de un pavimento, medida en un plano vertical mediante el IRI;
XXXI. Rehabilitacin estructural: Procedimientos constructivos que tienen como fin aumentar la
capacidad estructural del pavimento, para que resista adecuadamente la previsin del trfico de vehculos durante el perodo de diseo, elevando el nivel de servicio;
XXXII. Rehabilitacin funcional: Procedimientos constructivos que tienen el fin de restablecer, conservar
o mejorar las caractersticas funcionales de la superficie de rodamiento de un pavimento, para aumentar la comodidad y seguridad de los vehculos al transitar;
XXXIII. Riego de impregnacin: Aplicacin de un material asfltico sobre una capa de material ptreo
como la base del pavimento, con objeto de impermeabilizarla y favorecer la adherencia entre ella y la carpeta asfltica;
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XXXIV. Riego de liga: Pelcula de cemento asfltico aplicada a una capa tratada con material asfltico o mezcla asfltica, previa a la colocacin de una capa asfltica;
XXXV. Roderas: Deformaciones permanentes en forma de depresiones longitudinales canalizadas en
pavimentos de concreto asfltico, generadas por el paso de los vehculos;
XXXVI. RTFO: Ensayo para evaluar la durabilidad por envejecimiento del cemento asfltico;
XXXVII. SCT: Secretara de Comunicaciones y Transportes del Gobierno Federal;
XXXVIII. Secretara: Secretara de Obras Pblicas Municipales;
XXXIX. Sobrecarpeta: Una o ms capas delgadas de concreto asfltico o concreto hidrulico, tendidas sobre un pavimento existente;
XL. Sub-base: Capa compuesta por materiales granulares, de granulometra continua, con un alto
contenido de material triturado o cien por ciento triturado, con el cual se forma la capa inmediata superior a la capa de subrasante y sirve como soporte de la capa de base en un pavimento flexible o como base para un pavimento rgido;
XLI. Subrasante: Capa formada por material seleccionado producto de los cortes realizados a lo largo
del camino o de los prstamos de bancos existentes para este fin. Con esta capa se forma el nivel terminado de las terraceras y de desplante de las capas del pavimento;
XLII. Superficie de rodamiento: Cara expuesta del pavimento que est en contacto directo con los
neumticos; en general, debe cumplir con las siguientes caractersticas: presentar una irregularidad baja para las velocidades de operacin, proporcionar comodidad al usuario, presentar una textura tal que incremente la resistencia al deslizamiento, tener un color que evite los reflejos de sol o luces artificiales durante la noche, plana para permitir el desalojo rpido del agua de lluvia;
XLIII. TDPA: Trnsito Diario Promedio Anual que circula en una carretera en ambas direcciones;
XLIV. Terraceras: Seccin de proyecto hasta el nivel de subrasante;
XLV. Textura superficial: Acabado que presenta la superficie de un pavimento, la cual puede ser
cerrada, abierta o semiabierta;
XLVI. Tramos homogneos: Segmentos de vialidad con caractersticas geomtricas, geotcnicas y de drenaje semejantes;
XLVII. Valor Soporte de California o CBR: Propiedad mecnica de un suelo fino o granular que
representa su capacidad portante, bajo la accin de cargas;
XLVIII. Vida remanente: Periodo de vida en aos durante el cual el pavimento seguir funcionando para las condiciones de trabajo al que est sometido (clima y trnsito), y
XLIX. Vida til: Nmero de aos desde la apertura de un camino al trnsito hasta el final de la vida
funcional de un pavimento. ARTCULO 5. Cuando en el presente Reglamento se haga mencin de la aplicacin de normas especficas, se referir a aqullas emitidas por la Secretara de Comunicaciones y Transportes del Gobierno Federal, salvo que se seale lo contrario. Los sujetos obligados conforme a este Reglamento aplicarn las normas tcnicas complementarias de este ordenamiento, mismas que de
