en acero Ampliaciones

Transcripción

1 Ampliaciones en acero Por Ing. Carlos Augusto Ortiz Meza El decreto 1469 de 2010 y la NSR-10 establecen estatutos particulares para el desarrollo de este tipo de proyectos. Con esta reglamentación se garantiza la estabilidad de las edificaciones, y se deja en claro la naturaleza de las obras y las licencias necesarias para llevarlas a cabo. Foto: ThinkStock 26 Construcción Metálica 17

2 El acero estructural, usado como elemento portante de grandes obras, también es una solución efectiva a la hora de emprender proyectos de ampliación. Este material responde satisfactoriamente a motivos económicos, arquitectónicos, funcionales o constructivos. Ubicación del proceso de ampliación en el decreto 1469 del 30 de abril de 2010 y en el 926 del 19 de marzo de 2010 (NSR-10) ENTIDADES QUE EXPIDEN LICENCIAS Curadurías Oficinas de planeación El decreto 1469 del 30 abril de 2010 que reglamenta las licencias de construcción que usualmente se solicitan y tramitan a través de las curadurías, oficinas de planeación o alcaldías, entre otras disposiciones define las modalidades (obra nueva, ampliación, adecuación, modificación, restauración, reforzamiento estructural, reconstrucción y cerramiento) y establece las condiciones particulares que debe cumplir un proyecto para obtener los permisos correspondientes según su naturaleza. La norma sismorresistente NSR-10 (decreto 926 del 19 de marzo de 2010) también hace parte de la reglamentación establecida para desarrollar cualquier tipo de obra; en ella se incluye un título exclusivo sobre evaluación e intervención de estructuras existentes. La articulación de estas dos resoluciones otorga los instrumentos legales necesarios para llevar a cabo una ampliación, por lo que de su conocimiento, comprensión y aplicación depende la integridad de las obras. En este sentido, este artículo pretende aclarar algunos de los aspectos que se deben tener en cuenta al enfrentarse a un proyecto de ampliación de edificaciones de acero, aunque en algunos casos los instrumentos apliquen para cualquier material de construcción. Qué se debe tener en cuenta? Para realizar su labor dentro del proyecto, ya sea como ingeniero estructural o como arquitecto (o quien funja como solicitante), el profesional encargado debe conocer y cumplir con una serie de requisitos. Arquitectos De conformidad con el decreto 1469 del 30 de abril de 2010, las modalidades de las Decreto 1469 del 30 de abril de 2010 Licencias urbanísticas: 1. Urbanización 2. Construcción. Modalidades: Obra nueva Ampliación Modificación Adecuación Reforzamiento estructural Demolición parcial Demolición total Restauración 3. Parcelación 4. Sub-división 5. Intervención del espacio público licencias de construcción se definen de la siguiente forma: 1. Obra nueva: autorización para adelantar labores de edificación en terrenos no construidos o cuya área esté libre por permiso de demolición total. 2. Ampliación: autorización para incrementar el área construida de una edificación existente, entendiéndose por área construida la parte edificada que corresponde a la suma de las superficies de los pisos, excluyendo azoteas y zonas sin cubrir o techar. 3. Adecuación: autorización para cambiar el uso de una edificación o parte de ella, garantizando la permanencia total o parcial del inmueble original. 4. Modificación: autorización para variar el diseño arquitectónico de una edificación existente, sin incrementar su área construida. 5. Restauración: autorización para adelantar las obras tendientes a recuperar y adaptar un inmueble o parte de este, con Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 NSR-10 Título A.10: 1. Reparaciones y cambios menores 2. Cambio de uso 3. Vulnerabilidad sísmica 4. Modificación. Tipos: 4.1 Ampliaciones: a). Ampliación adosada b). Ampliación en altura 4.2 Actualización al reglamento 4.3 Modificaciones 5. Reforzamiento estructural 6. Reparaciones de edificaciones dañadas por sismos el fin de conservar y revelar sus valores estéticos, históricos y simbólicos. 6. Reforzamiento estructural: autorización para intervenir o reforzar la estructura de uno o varios inmuebles, con el objeto de acondicionarlos a niveles adecuados de seguridad sismorresistente de acuerdo con los requisitos de la Ley 400 de 1997, sus decretos reglamentarios, o las normas que los adicionen, modifiquen o sustituyan y el reglamento colombiano de construcción sismorresistente y la norma que lo adicione, modifique o sustituya. 7. Demolición: autorización para derribar total o parcialmente una o varias edificaciones existentes en uno o varios predios. Deberá concederse de manera simultánea con cualquiera otra modalidad de licencia de construcción. 8. Reconstrucción: autorización que se otorga para volver a construir edificaciones que contaban con licencia o con acto Construcción Metálica 17 27

3 de reconocimiento y que fueron afectadas por un siniestro. 9. Cerramiento: autorización para encerrar de manera permanente un predio de propiedad privada. Tras identificar la clase de licencia que aplica para planes de extensión, es necesario reunir la documentación para hacer el requerimiento que corresponda. En los artículos 21 y 25 de este decreto se enumeran los documentos, los cuales también son exigidos para los otros tipos de licencias. Copia del Certificado de Tradición del o los predios objeto de la solicitud, con fecha de expedición no mayor a un mes. Formulario Único Nacional aprobado por la Resolución 931 de Copia del documento de identidad del solicitante, si se trata de persona natural. De tratarse de persona jurídica, debe aportar la certificación de existencia y representación legal, con fecha de expedición no mayor a 30 días. Poder o autorización debidamente otorgada, con presentación personal ante notario de quien otorga. Impuesto predial del último año o documento oficial en el cual se pueda verificar la nomenclatura del predio o predios objeto de la solicitud. Relación de las direcciones de los terrenos colindantes al predio o predios objeto de la solicitud. Ingenieros estructurales Es tarea de estos profesionales hacer cumplir las determinaciones consignadas en la NSR-10, Título A.10 según el tipo de obra por intervenir: 1. Reparaciones y cambios menores 2. Cambio de uso 3. Vulnerabilidad sísmica 4. Modificación. Tipos: 4.1 Ampliaciones: a). Ampliación adosada b). Ampliación en altura 4.2 Actualización al reglamento 4.3 Modificaciones 5. Reforzamiento estructural 6. Reparaciones de edificaciones dañadas por sismos Ampliaciones según la NSR-10, Título A.10 La norma concibe la obra de ampliación como un tipo de modificación y determina una clasificación así: Ampliación adosada Ampliación en altura Conceptualización de ampliación adosada Edificación existente Junta de dilatación Porción nueva, como consecuencia de la ampliación Ampliación adosada Es aquella en la que se extiende el área del edificio pero sin modificar la altura. Así pues, al adosar una porción nueva a la ya existente se plantean tres posibilidades: 1. Proponer una doble columna cuyo distanciamiento de la existente sea tal que evite el golpeteo que se pueda ocasionar por acciones sísmicas. Para ello se sugiere una distancia mínima del 2 % de la altura del nivel en que coinciden las placas de los dos volúmenes. Por ejemplo, si a 3,0 m convienen las placas de las dos estructuras, la junta se puede establecer a 0,06 m. Ahora bien, si esta opción resulta excesiva, es válido determinar, por medio de un análisis estructural, cuál es el desplazamiento horizontal de la edificación y así definir las dimensiones de la separación. 2. Realizar una ménsula en las columnas o apoyos existentes para soportar las vigas de la porción nueva. Esta solución evitaría colocar columnas adyacentes adicionales, pero incrementaría los esfuerzos en las construidas y más aún en la cimentación existente, lo que implicaría, muy seguramente, su reforzamiento. 3. Retroceder un poco la columna de la sección añadida, con el fin de dejar alguna porción de las vigas nuevas en voladizos. Ménsula Columna o apoyo existente Alternativa de ménsula de apoyo de una porción nueva a una edificación existente 28 Construcción Metálica 17

4 Ampliación en altura Es aquella que modifica la altura de la edificación con o sin aumento del área de planta. También debe seguir un procedimiento, que aunque en algunas etapas coincide con el de la adosada, tiene fases que solo aplican para este tipo de obras. Conceptualización de ampliación en altura Pisos nuevos 1. Información preliminar Recopilar los estudios de suelos, planos constructivos, así como memorias de cálculo, libros de obra e, incluso, registros fotográficos que suministren información para calificar la calidad del diseño y la construcción de la edificación. Aquí se puede asignar una calificación de 1,0 a las obras más modernas y en mejor estado de mantenimiento y conservación, como lo indica la siguiente tabla: valores de фc y фe Calidad del diseño y la construcción, o del estado de la edificación Buena Regular Mala ф c o ф e 1,0 0,8 0,6 Lo anterior se constata con actividades de exploración en lugares representativos y con el levantamiento arquitectónico y estructural. De esta manera se logra una definición detallada de los materiales y dimensiones de los diferentes elementos estructurales de acero. Esta información es indispensable para establecer los requisitos arquitectónicos, funcionales, estructurales y constructivos de la ampliación. De esta forma, el diseñador podrá saber qué cambios puede hacer y qué no; y el ingeniero estructural, el arquitecto y el constructor podrán establecer la ubicación, en caso de ser necesario, de los elementos del sistema ante cargas laterales y verticales e, incluso, la junta de dilatación, entre otros aspectos. El constructor, por su lado, deberá estudiar la viabilidad de la propuesta de los diseñadores y presentar la planeación de las actividades constructivas. Foto: cortesía Hunter Douglas Construcción Metálica 17 29

5 2. Evaluación de la estructura existente Vale la pena decir que al tiempo que surge la ampliación se define de manera indirecta la carga viva, ya que está asociada al uso que va a desempeñar el espacio. Por esta razón, es importante tener en cuenta el control de vibraciones del sistema de entrepiso, más aún cuando se trate de zonas con ausencia de muros divisorios. Las cargas muertas y vivas se determinan como lo indica el Título B del reglamento NSR-10. Los valores para las cargas vivas se presentan en la siguiente tabla: cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas Foto: cortesía Hunter Douglas Ocupación o uso Reunión Oficinas Educativos Fábricas Institucional Comercio Residencial Almacenamiento Garajes Coliseos y estadios Carga uniforme (kn/m 2 ) m 2 de área en planta Carga uniforme (kn/m 2 ) m 2 de área en planta Carga uniforme (kgf/m 2 ) m 2 de área en planta Balcones 5,0 500 Corredores y escaleras 5,0 500 Silletería fija (fijada al piso) 3,0 300 Gimnasios 5,0 500 Vestíbulos 5,0 500 Silletería móvil 5,0 500 Áreas recreativas 5,0 500 Plataformas 5,0 500 Escenarios 7,5 750 Corredores y escaleras 3,0 300 Oficinas 2,0 200 Restaurantes 5,0 500 Salones de clase 2,0 200 Corredores y escaleras 5,0 500 Bibliotecas Salones de lectura 2,0 200 Estanterías 7,0 700 Industrias livianas 5,0 500 Industrias pesadas 10, Cuartos de cirugía, laboratorios 4,0 400 Cuartos privados 2,0 200 Corredores y escaleras 5,0 500 Minorista 5,0 500 Mayorista 6,0 600 Balcones 5,0 500 Cuartos privados y sus corredores 1,8 180 Escaleras 3,0 300 Liviano 6,0 600 Pesado 12, Garajes para automóviles de pasajeros 2,5 250 Garajes para vehículos de carga de hasta kg de capacidad 5,0 500 Graderías 5,0 500 Escaleras 5,0 500 Para calcular las cargas muertas se multiplica el volumen del elemento por su peso específico, el cual se obtiene con base en las masas de los materiales de la Tabla B En ningún caso estos datos pueden ser menores a los establecidos en el Título B del reglamento NSR-10. Por otro lado, para las cargas horizontales causadas por los efectos inerciales como consecuencia de sismos, se permite el uso de movimientos sísmicos de diseño con periodo promedio de retorno de cincuenta años y una probabilidad de excedencia del 20 %. Es decir, se permite analizar la estructura existente con fuerzas de sismo comparativamente menores 30 Construcción Metálica 17

6 Foto: cortesía El Corte Inglés a las utilizadas para edificios nuevos. No obstante, la estructura nueva sí exige ser analizada con los movimientos establecidos para obra nueva. Posteriormente, para la edificación existente se procede a determinar derivas, y con ello un índice de flexibilidad, y el de sobreesfuerzos en elementos estructurales. Para este último deben utilizarse los dos coeficientes de reducción de resistencia que involucran la calidad del diseño, la construcción y el estado de la edificación. 3. Intervención del sistema estructural Ampliación adosada: si los índices de flexibilidad y de sobreesfuerzos del sistema estructural existente son menores a 1,0, no hay necesidad de intervenir la edificación. Por el contrario, si son mayores a 1,0, aun cuando este se separe de la porción nueva, hay que intervenirla. En lo que respecta a la parte adosada, esta debe realizarse con los requisitos que señala la NSR-10. En aquellos casos en que la solicitud de la licencia no involucre el edificio existente, puede eliminarse la intervención en esta parte. Esto debe quedar explícito tanto en memorias como en planos. En relación con la parte constructiva, deben seguirse los lineamientos específicos para cada material y el sistema estructural de acuerdo con su zona de amenaza sísmica. Por último, el ingeniero estructural, en coordinación con el geotécnico, debe analizar la cimentación para garantizar que la obra no impacte de manera desfavorable a la existente, y que el conjunto se comporte de manera adecuada en lo que se refiere a asentamientos y capacidad deportante. Además, para que en el caso en que no haya columna o apoyo en la nueva sección, y las cargas de esta se transfieran a la original, se explore la fundación construida y contemplen los efectos adicionales para así acondicionar la estructura a las nuevas circunstancias de carga. Ampliación en altura: en este caso se debe trabajar con todas las partes del proyecto para establecer las cargas gravitacionales y horizontales, es decir la incidencia de la parte nueva sobre la antigua, y viceversa. Si se encuentra que para el conjunto el índice de flexibilidad o de sobreesfuerzo es mayor que 1,0, se procede a fortalecer el sistema estructural hasta que satisfaga tal condición. Para ello, probablemente, sea necesario introducir otros elementos portantes. También se podría optar por un reforzamiento focalizado. Finalmente, se debe garantizar que los procesos constructivos seguirán las especificaciones pertinentes a la materialidad, al sistema estructural y la zona de amenaza sísmica. Y para la cimentación, que los efectos inéditos, como consecuencia de la ampliación, tengan un comportamiento satisfactorio en cuanto a capacidad portante del suelo y de asentamiento. Carlos Augusto Ortiz Meza Ingeniero civil de la Universidad de Cartagena y especialista en estructuras de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. Profesor universitario en el área de estructuras. Construcción Metálica 17 31