INFORME FINAL HABITAT Y VIVIENDA SOLUCION HABITACIONAL DE LOS HOGARES RAIZALES PRIORIZADOS EN EL DEPARTAMENTO ARCHIPIELAGO DE SAN ANDRES

Transcripción

1 INFORME FINAL MEMORIAS DE CALCULO ESTRUCTURAL DE LAS PROPUESTAS DE ALTERNATIVAS HABITACIONALES CON LOS RESPECTIVOS PLANOS CONSTRUCTIVOS Y EL PRESUPUESTO HABITAT Y VIVIENDA SOLUCION HABITACIONAL DE LOS HOGARES RAIZALES PRIORIZADOS EN EL DEPARTAMENTO ARCHIPIELAGO DE SAN ANDRES CONVENIO N 130 AGENCIA PRESIDENCIAL PARA LA ACCION SOCIAL Y COOPERACION INTERNACIONAL Y CHF- COOPERATIVE HOUSING FOUNDATION IC. JEFFERSON PETERSON HOOKER. SAN ANDRES ISLA AGOSTO DE 2010 Calle 10 # 3-35 interior 50 B. Hooker Bight. Telefonos. (098) San Andres I. Colombia Peterson_hooker@hotmail.com.

2 2 OBJETO Realizar las memorias de cálculo estructural de las propuestas de Alternativas habitacionales con los respectivos planos Constructivos Y los presupuestos de acuerdo a las Condiciones de los hogares Dentro del proceso de hábitat y vivienda para la solución Habitacional de los hogares raizales priorizados en el Departamento archipiélago de San Andrés y Providencia. En cumplimiento de La Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente NSR 98 (Ley 400 de 1997 y Decreto 33 de 1998) las cuales son las normas vigentes bajo las cuales se rige el diseño y la construcción de obras civiles en Colombia.

3 3 CONTENIDO I. CALCULOS ESTRUCTURALES 1. DISEÑO DE CIMENTACION 4 2. VIGA DE CIMENTACION 5 3. PLACA DE CONTRAPISO 6 4. COLUMNA DE CONFINAMIENTO 7 5. COL.UMNA DE TANQUE ELEVADO 7 6. VIGA DE CONFINAMIENTO 8 7. CINTA DE AMARRE 9 8. COLUMNAS (PEDESTALES) 9 9. ENCAMIZADA COLUMNAS O VIGAS LOSAS DE ENTREPISO 10 I I. ALTERNATIVAS CONSTRUCTIVAS 11 ANEXO. ESQUEMAS Y DETALLES CONSTRUCTIVOS GENERALES

4 4 I. CALCULOS ESTRUCTURALES 1. DISEÑO DE CIMENTACIÓN. Parámetros del Estudio Geotécnico: Sistema de cimentación: Zapatas de concreto reforzado amarradas por medio de Vigas de rigidez o de amarre a nivel de cimentación. Nivel freático Promedio: 1.50 m. La estructura de cimentación se diseña según los parámetros dados en el Estudio Geotécnico. Para nuestro caso no se requiere de estudio de suelo se debe realizar una investigación mínima teniendo en cuenta los siguientes parámetros. INVESTIGACION MINIMA - Se deben cumplir los siguientes requisitos mínimos: (a) Verificar el comportamiento de casas similares en las zonas aledañas constatando que no haya asentamientos diferenciales excesivos, agrietamientos, pérdida de verticalidad, deslizamientos, etc., que permita concluir que el comportamiento de las casas similares ha sido el adecuado. (b) Se debe realizar mínimo un apique por cada tres unidades construidas o por cada 300 m2 de construcción, hasta una profundidad mínima de 2.0 m, en el que se constate la calidad razonable del suelo de cimentación. (c) Se deben retirar del área de cimentación los materiales inconvenientes para el apoyo directo y superficial de la cimentación, como son: descapote, escombros, materia orgánica, etc. (d) La capacidad portante del suelo para la cual se diseña la cimentación no debe ser superior a 0.05 MPa, (5 tonf/m2), a menos que por experiencia anterior se haya demostrado como aceptable el utilizar capacidades portantes mayores. El diseño de todos los elementos de cimentación se realizan utilizando el Método de la Resistencia Última, de conformidad con lo establecido en el NSR-98. Nivelar el nivel de desplante con un solado de 0.05 m en concreto f c 2500 psi para mejorar la distribución de cargas en la transición del apoyo estructura suelo.

5 5 Se debe desplantar en un nivel de estrato portante Saprolito (White - Male) garantizando el retiro de todo el material orgánico, tanto para zapatas como para vigas de cimiento. DESPIECE CIMENTACION Todo el refuerzo utilizado debe ser protegido con Ques Restore, SikaTop 108 o cualquier otro producto similar que garantice la protección del hierro. ZAPATAS Sección típica 0.90mX 0.90m X 0.20m Concreto f c 21 Mpa psi Refuerzo 0.25m en ambos sentidos. ZAPATA TANQUE ELEVADO Sección típica 1.20mX 1.20m X 0.30m Concreto f c 21 Mpa psi. Nota: En los casos en que aflora la roca Coralina a nivel de desplante sectores cercanos al mar (San Luis, Cove parte baja, Shooner Bigth, Morris Landing, Circunvalar ) se pueden evitar las zapatas y realizar la cimentación con un diafragma o anillo de confinamiento mediante vigas de cimentación. 2. VIGA DE CIMENTACION Para optimizar los recursos disponibles se trabajaran las secciones mínimas de la norma Sección típica Altura X Ancho X L (variable) Refuerzo Ppal. 4 3/8 0.10m en los nudos (1.00m) 0.20m en los centros. RECUBRIMIENTO MINIMO 5.00 CM

6 6 3. PLACA DE CONTRAPISO Cualquiera que sea el sistema de cimentación que se adopte, debe garantizarse que actúa como un diafragma. La malla de cimentación, la loseta de contrapiso, los elementos especiales y suplementarios de transferencia de cargas al suelo de cimentación, el relleno colocado entre los elementos de la malla y la interacción del sistema de cimentación con el suelo por fricción y por empujes pasivos y activos, configuran el diafragma a nivel de cimentación. Rellenar y compactar con plancha vibratoria mínimo 0.20 m con material de base (Recebo) colocar parilla de refuerzo Plantilla de contrapiso de e= 0.07 con Concreto f c 21 Mpa psi, dejar el recubrimiento mínimo de 0.05 en la parte inferior.

7 7 4. COLUMNA DE CONFINAMIENTO En general, las columnas de confinamiento se construyen en concreto reforzado. Las columnas de confinamiento deben anclarse a la cimentación, pudiendo utilizarse empalmes por traslapo en la base de la columna, y deben rematarse anclando el refuerzo en la viga de amarre superior. Cuando una columna tenga dos niveles, se puede realizar un empalme por traslapo en cada nivel. Las columnas de confinamiento se deben vaciar con posterioridad al alzado de los muros estructurales y directamente contra ellos. DIMENSIONES - La sección transversal de las columnas de amarre debe tener un área no inferior a mm² (200 cm2), con espesor igual al del muro que confina. Para nuestro caso se emplearan columnas de confinamiento de 0.15 x 0.15 (225 cm2), con Concreto f c 21 Mpa psi. UBICACIÓN - Deben colocarse columnas de amarre en los extremos de los muros estructurales seleccionados, en las intersecciones con otros muros estructurales y en lugares intermedios a distancias no mayores de 35 veces el espesor efectivo del muro, 1.5 veces la distancia vertical entre elementos horizontales de confinamiento ó 4 m. REFUERZO MÍNIMO - El refuerzo mínimo de la columna de confinamiento debe ser el siguiente: (a) Refuerzo longitudinal - No debe ser menor de 4 barras N 3 (3/8 ) ó 10M (10 mm) ó 3 barras N 4(1/2 ) ó 12M (12 mm),. (b) Refuerzo transversal Debe utilizarse refuerzo transversal consistente en estribos cerrados mínimo de diámetro N 2 (1/4 ) ó 6M (6 mm), espaciados a 200 mm. Los primeros seis estribos se deben espaciar a 100 mm en las zonas adyacentes a los elementos horizontales de amarre. 5. COLUMNA TANQUE ELEVADO Para el tanque elevado propuesto de 1.0 m kg a una altura de 3.0m desde la cimentación se soportara con una columna de sección 0.30 x o.30 x 3.0, con Concreto f c 21 Mpa psi. Refuerzo longitudinal - 4 N 5 (5/8 ) Refuerzo transversal Debe utilizarse refuerzo transversal consistente en estribos cerrados de diámetro N 3 (3/8 ) ó 6M, espaciados a 200 mm.

8 8 Los primeros diez estribos se deben espaciar a 100 mm en las zonas adyacentes a los elementos horizontales de amarre. 6. VIGA DE CONFINAMIENTO En general, las vigas de confinamiento se construyen en concreto reforzado. El refuerzo de las vigas de confinamiento debe anclarse en los extremos terminales con ganchos de 90. Las vigas de amarre se vacían directamente sobre los muros estructurales que confinan. DIMENSIONES - El ancho mínimo de las vigas de amarre debe ser igual al espesor del muro. En vigas que requieran enchaparse, el ancho especificado puede reducirse hasta en 75 mm, siempre y cuando se incremente su altura, de tal manera que el área transversal no sea inferior a mm² (150 cm2) para nuestro caso se utilizaran vigas de confinamiento de 0.15 x 0.15 (225 cm2), con Concreto f c 21 Mpa psi. UBICACION - Deben disponerse vigas de amarre formando anillos cerrados en un plano horizontal, entrelazando los muros estructurales en las dos direcciones principales para conformar diafragmas con ayuda del entrepiso ó la cubierta. Deben ubicarse amarres en los siguientes sitios: (a) A nivel de cimentación - El sistema de cimentación constituye el primer nivel de amarre horizontal. (b) A nivel del sistema de entrepiso en casas de dos niveles - Las vigas de amarre pueden ir embebidas en la losa de entrepiso. En caso de utilizarse una losa maciza de espesor superior o igual a 75 mm, se puede prescindir de las vigas de amarre en la zona ocupada por este tipo de losa, colocando el refuerzo requerido para la viga dentro de la losa. (c) A nivel del enrase de cubierta - Se presentan dos opciones para la ubicación de las vigas de amarre y la configuración del diafragma. Vigas horizontales a nivel de dinteles más cintas de amarre como remate de las culatas. Vigas de amarre horizontales en los muros sin culatas combinadas con vigas de amarre inclinadas, configurando los remates de las culatas. En este caso, se debe verificar la necesidad o no de amarre a nivel de dinteles. REFUERZO MINIMO - El refuerzo mínimo de las vigas de amarre debe ser el siguiente: (a) Refuerzo longitudinal - El refuerzo longitudinal de las vigas de amarre se debe disponer de manera simétrica respecto a los ejes de la sección, mínimo en dos filas. El refuerzo longitudinal no debe ser inferior a 4 barras N 3 (3/8 ) ó 10M (10 mm), dispuestos en rectángulo para anchos de viga superior o igual a 110 mm. Para anchos

9 9 inferiores a 110 mm, y en los casos en que el entrepiso sea una losa maciza, el refuerzo mínimo debe ser dos barras N 4 (1/2 ) ó 12M (12 mm) con límite de fluencia, fy, no inferior a 420 MPa. (b) Refuerzo transversal - Considerando como luz el espacio comprendido entre columnas de amarre ubicadas en el eje de la viga, o entre muros estructurales transversales al eje de la viga, se deben utilizar estribos de barra N 2 (1/4 ) ó 6M (6 mm), espaciados a 100 mm en los primeros 500 mm de cada extremo de la luz y espaciados a 200 mm en el resto de la luz. Cuando una viga de amarre cumpla funciones adicionales a las aquí indicadas, como servicio de dintel o de apoyo para losa, ésta debe diseñarse de acuerdo a los requisitos del Título C de LA norma, adicionando a la armadura requerida por las cargas la aquí exigida para la función de amarre. 7. CINTA DE AMARRE Se consideran las cintas de amarre como elementos suplementarios a las vigas de amarre, utilizables en antepechos de ventanas, en remates de culatas, en remates de parapetos, etc. Indistintamente, se puede utilizar como cinta de amarre cualquiera de los siguientes elementos: (a) Un elemento de concreto reforzado de altura superior o igual a 100 mm, con ancho igual al espesor del elemento que remata y reforzada mínimo con dos barras longitudinales N 3 (3/8 ) ó 10M (10 mm). El refuerzo transversal debe ser el necesario para mantener en la posición deseada las barras longitudinales. (b) Un elemento construido con piezas de mampostería tipo U, reforzado longitudinalmente con mínimo dos barras N 3 (3/8 ) ó 10M (10 mm) ó una barra N 4 (1/2 ) ó 12M (12 mm), e inyectado con mortero de inyección de resistencia a la compresión no inferior a 7.5 MPa. Las cintas de amarre deben construirse de tal manera que se garantice el trabajo monolítico con el elemento que remata. El refuerzo longitudinal de las cintas de amarre se debe anclar en los extremos terminales. 8. COLUMNAS (pedestales) Sección típica 0.50 X 0.50 X L (variable) Refuerzo Ppal. 4 m en los centros (1.00m) ;

10 10 9. ENCAMIZADA COLUMNAS O VIGAS Se escarifica el elemento hasta dejar descubierto el refuerzo, se limpia el refuerzo con cepillo de acero y/o grata. Si hace falta se completa el refuerzo del elemento estructural, se protege con epoxico, Sika 108. Gues Restore o cualquier otro producto que garantice la protección del hierro, se aplica producto para adherencia de concreto nuevo con concreto viejo (Sikadur 32) y se procede a formaletear y realizar el vacceo con concreto de resistencia mínima 21 Mpa garantizando el espesor de concreto nuevo como mínimo 0.10m, el refuerzo depende de cada elemento estructural en consideración básicamente se tiene en cuenta que se cumpla con la cuantía mínima. 10. LOZAS DE ENTRE PISO (Placa) La alternativa de hormigo convencional con e=0.12 para loza maciza y f c de 21 Mpa, reforzado con 0 en ambos sentidos, para luces de menos de 4.0m. Otra opción es el Metaldeck de acceso que es más liviano y reduce la concentración de carga en la estructura. Canaleta 2 calibre 20; espesor 0.12 reforzado con malla electro soldada o parilla de 0.20 en ambos sentidos, para luces de máximo 4.0m.

11 11 II. ALTERNATIVAS CONSTRUCTIVAS 1. ALTERNATIVAS CONSTRUCTIVAS Todas las alternativas constructivas deben cumplir con las condiciones estructurales que permitan un funcionamiento adecuado de las viviendas de uno y dos pisos ante cargas laterales y verticales a las cuales se encuentran sometidas en las diferentes zonas. Básicamente se toman en cuenta tres (3) alternativas o sistemas constructivos a utilizar, teniendo en cuenta que se consigue personal calificado y los materiales a utilizar son de fácil consecución en las islas. Sistema Convencional Estructura en concreto, mampostería y cubierta es la más utilizada en el país y presenta una buena relación beneficio costo. Madera Un alto porcentaje de las viviendas a intervenir están construidas en madera debido a que las viviendas típicas son en madera. El plan de ordenamiento territorial POT recomienda conservar estas viviendas por su valor histórico y cultural. Este tipo de viviendas son un poco más económicas para construir pero requiere una mayor inversión en mantenimiento. Sistemas Modulares Se están implementando mucho los sistemas modulares o prefabricados como: Royalco Aceso y Colombit entre otros, debido a su facilidad constructiva son sistemas livianos de rápida instalación los costos son muy similares al convencional y requieren poco mantenimiento. 2. LA MADERA 2.1 CLASIFICACION MECANICA GRUPO A DENSIDAD BASICA (DB) > Kg /m^ MADERAS COLOMBIANAS SEGÚN SU GRUPO ESTRUCTURAL

12 12 3. MUROS Los muros de las casa de unos y dos pisos, se clasifican en dos grandes grupos: 4. CUBIERTAS Los elementos portantes de cubierta, de cualquier material, deben conformar un conjunto estable para cargas laterales. Por lo tanto, se deben disponer sistemas de anclaje en los apoyos y suficientes elementos de arriostra miento como tirantes, contravientos, riostras, etc. que garanticen la estabilidad del conjunto.

13 CORREA INFERIOR DE CIELO RASO VIGUETA DE PISO VIGUETA DE PISO MURO PERIMETRAL CORREA CUMBRERA TABLERO INTERIOR PUNTAL DE ESQUINA ARRIOSTRAMIENTO DINTEL ESTRUCTURA TIPICA DE EDIFICIO DE ACERO CON MIEMBROS FORMADOS EN FRIO TEJAS CORDON SUPERIOR PUNTAL DE MURO PERNO DE ANCLAJE VIGA DE BORDE TABLERO EXTERIOR CORREA DE BORDE 13 Las correas o los elementos que transmitan las cargas de cubierta a los muros estructurales de carga, deben diseñarse para que puedan transferir las cargas tanto verticales como horizontales y deben anclarse en la solera que sirve de amarre al muro confinado (viga o cinta de amarre). Los materiales utilizados para el cierre de la cubierta deben garantizar una impermeabilidad suficiente para proteger de la humedad No se permite el uso de losas de concreto o de mortero como cubiertas de casa de uno y dos pisos. CORREAS PERFIL ACESO EN CAJON 2 C 160 X 60 CALIBRE INSTALACIONES ELECTRICAS Las instalaciones eléctricas deben ser realizadas por personal calificado, un oficial certificado y cumplir con los requerimientos de la normatividad vigente del RETIE. 6. SISTEMA ACESCO ACERIAS DE COLOMBIA ACESCO Presenta una de las alternativa constructivas para la construcción de pórticos, muros, columnas, vigas, cerchas y lozas de entrepiso (Metaldeck). Perfil C Perfil Z Perfil Cajón Perfil I Perfil Triple

14 14 ANEXO ESQUEMAS Y DETALLES CONSTRUCTIVOS GENERALES ESTRUCTURA BASICA

15 15 CIMENTACION

16 16

17 17 COLUMNAS Y VIGAS DE CONFINAMIENTO

18 18

19 19

20 20 LEVANTE DE MUROS

21 21 PISOS

22 22

23 23 DETALLE PUERTAS Y VENTANAS

24 24 LOSAS PLACA DE ENTREPISO

25 25 ENCOFRADA ESPESOR LOSA MACIZA

26 26 CUBIERTAS

27 27

28 28

29 29 INSTALACION SANITARIA

30 30

31 31 ESCALERAS

32 32 DETALLES EMPALMES MADERA

33 33

34 34 I

35 35 INSTALACION ELECTRICA

36 36 Agradezco la amable atención brindad. Atte, Ic. JEFFERSON PETERSON HOOKER, Cc de SAI MP

37 37 ANEXO DVD - INFORME DIGITAL - INF. MADERA - SISTEMA ACESCO - PRESUPUESTO GENERAL - LISTA DE PRECIO MATERIALES - ESQUEMAS Y DETALLES CONSTRUCTIVOS