6- Titulo F: Estructuras Metálicas

GENERALIDADES

Es aplicable al diseño de estructuras conformadas por elementos de acero o de aluminio, soldados, atornillados, o remachados.

Los requisitos para estructuras metálicas que se dan en el presente Título de este Reglamento, deben aplicarse a cada una de las Zonas de Amenaza Sísmica que se definen en A.2.3 del Título A de este reglamento.

ALCANCE

Es aplicable al diseño de estructuras conformadas por elementos de acero estructural en cuya fabricación se utilicen perfiles laminados, perfiles armados o perfiles tubulares estructurales (PTE), incluyendo sistemas donde el acero y el concreto actúen como una sección compuesta. Este Capítulo establece criterios para el diseño, la fabricación y el montaje de edificios y otras construcciones de acero estructural, donde la denominación “otras construcciones” comprende aquellas estructuras diseñadas, fabricadas y montadas de forma semejante a los edificios y conformadas por similares elementos resistentes a cargas verticales y laterales. Cuando se presenten condiciones que no estén cubiertas por este Capítulo, se permitirá que los diseños se basen en pruebas o análisis basados en criterios alternos, sujetos a la aprobación de la Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes. Para el diseño de miembros estructurales formados en frío distintos de los perfiles tubulares estructurales (PTE), con elementos de espesor no mayor que 25.4 mm, se debe aplicar el Capítulo F.4 del presente Reglamento.

DEFINICIONES

Acción compuesta — Condición en la cual elementos y miembros de acero y de concreto atienden como una unidad la distribución de las fuerzas internas.

Acción del campo tensionado — Comportamiento de un panel solicitado por cortante, donde se desarrollan fuerzas diagonales de tensión en el alma y fuerzas de compresión en los rigidizadores transversales, de manera similar a las fuerzas en una armadura Pratt.

Acero estructural — Elementos de acero según se definen en la sección 2.1 del Código de Prácticas Estándar para Estructuras Metálicas, Norma Técnica Colombiana ICONTEC Acero resistente a la corrosión atmosférica — Acero de alta resistencia y baja aleación que, con las precauciones adecuadas, puede usarse en condiciones atmosféricas normales (no marinas) sin que se requiera aplicación de pintura de protección.

Adherencia directa — En una sección compuesta, mecanismo de transmisión de la carga entre el acero y el concreto por adherencia. NSR-10.

Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-4 Agarre de un perno — Espesor de los materiales a través de los cuales pasa el perno.

Análisis elástico — Análisis estructural que se basa en la suposición de que la estructura recupera su geometría original una vez se remueven las cargas aplicadas.

Análisis de primer orden — Análisis estructural en el que las condiciones de equilibrio se formulan sobre la estructura no deformada, esto es, se desprecian los efectos de segundo orden.

Análisis de segundo orden — Análisis estructural en el cual las condiciones de equilibrio se formulan sobre la estructura en su configuración deformada, de manera que se tienen en cuenta efectos de segundo orden.

Análisis elástico — Análisis estructural que se basa en la suposición de que la estructura recupera su geometría original una vez se remueven las cargas aplicadas.

Análisis estructural — Determinación de los efectos de las cargas sobre los miembros y las conexiones, con base en los principios de la mecánica estructural.

Análisis inelástico — Análisis estructural que tiene en cuenta el comportamiento inelástico del material, se incluye el análisis plástico.

Análisis plástico — Análisis estructural que se basa en la suposición de un comportamiento rígido-plástico, es decir, supone que sobre toda la estructura se satisface el equilibrio y el esfuerzo es igual o inferior al esfuerzo de fluencia.

Ancho efectivo — Ancho reducido de un elemento plano, sobre el cual se asume una distribución uniforme de esfuerzos tal que su efecto en el comportamiento del miembro estructural sea equivalente al que produce la distribución real, no uniforme, de esfuerzos en el elemento real.

Ancho plano — Para un perfil tubular estructural (PTE) rectangular, ancho nominal de una cara menos dos veces el radio exterior de la esquina. Cuando no se conoce este radio, puede tomarse como ancho plano el valor del ancho total menos tres veces el espesor de la pared.

Ancho promedio de la nervadura — Promedio entre los anchos máximo y mínimo de la nervadura de concreto en un sistema de tablero metálico.

Aplastamiento — En una conexión pernada, estado límite para la transmisión de carga por presión entre el vástago del perno y la cara de la perforación.

Aplastamiento (fluencia local por compresión) — Estado límite de fluencia local a compresión debida a la acción de un miembro que se apoya sobre la sección transversal o la superficie de otro miembro.

Aplastamiento de la pared lateral — Estado límite basado en la resistencia al aplastamiento de las caras laterales de un miembro principal en una conexión de PTE.

Aplastamiento del concreto — Estado límite de falla a compresión en el concreto cuando éste alcanza la deformación última.

Apoyo tipo balancín — Apoyo con una superficie curva sobre el cual puede balancearse el miembro soportado.

Apoyo tipo rodillo — Barra redonda de acero que al rodar permite el desplazamiento del miembro que se apoya sobre ella.

Apriete ajustado — En una junta pernada, apriete que se obtiene con unos pocos golpes de una llave de impacto o con el esfuerzo máximo de un operario usando una llave común, de manera que las partes conectadas queden en contacto firme.

Área neta — Área bruta reducida para tener en cuenta el material removido. Área neta efectiva — Área neta modificada por el efecto de rezago de cortante.

Arriostramiento contra la torsión — Arriostramiento que restringe la torsión de una viga o columna.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-5

Arriostramiento lateral — Riostras diagonales, muros de cortante u otros sistemas equivalentes que proporcionan estabilidad lateral en su plano.

Arrugamiento de la pared lateral — Estado límite de arrugamiento de las caras laterales de un miembro principal en una conexión de PTE.

Arrugamiento del alma — Estado límite consistente en la falla local de la lámina del alma en la zona de aplicación de una carga o reacción concentrada.

Barra de ojo — Miembro a tensión de espesor uniforme, conectado con un pasador que atraviesa una cabeza forjada o cortada con llama y de ancho mayor que el del cuerpo del miembro. Sus dimensiones deben ser tales que la resistencia sea aproximadamente igual en el cuerpo y en la cabeza.

Barrera contra incendio — Elemento constructivo formado por materiales resistentes al fuego y ensayado de acuerdo con la norma ASTM E119 u otro ensayo de resistencia al fuego aprobado para demostrar su conformidad con este Reglamento.

Borde del filete — Para una soldadura de filete, línea donde se unen la cara del filete y el metal base. Para un perfil laminado, línea de tangencia de un filete.

Calificación de resistencia al fuego — Es el periodo de tiempo durante el cual un elemento, componente o sistema de la edificación mantiene su capacidad de contener un incendio o continúa cumpliendo con su función estructural, determinado por medio de ensayos o métodos basados en ensayos.

Calza — Lámina usada para rellenar espacios en las conexiones o apoyos. Capacidad rotacional — Relación entre la máxima rotación inelástica alcanzada y la rotación elástica idealizada para la condición de iniciación de la fluencia.

Capitel de concreto — Sección de concreto sólido en un sistema compuesto de piso con tablero metálico, la cual se forma cuando este tablero se interrumpe a lado y lado de la viga.

Carga — Fuerza u otra acción que resulta del peso de los materiales de construcción, de los ocupantes y sus pertenencias, o de efectos ambientales, movimientos diferenciales o cambios dimensionales restringidos.

Carga de diseño — Carga que se aplica sobre la estructura, obtenida con base en una combinación de cargas apropiada.

Carga de punzonamiento — En una conexión en PTE, componente de la fuerza de un miembro ramal en dirección perpendicular al miembro principal.

Carga ficticia — Bajo el Método de Análisis Directo, carga virtual que se aplica en el análisis estructural para tener en cuenta efectos desestabilizadores que no se están considerando de otra manera en el diseño.

Carga gravitacional — Carga que actúa en dirección de la gravedad, tal como las cargas vivas o las cargas muertas.

Carga lateral — Una carga, tal como la producida por un sismo o viento, que actúa en dirección lateral.

Carga mayorada — Producto de una carga nominal por el factor de carga correspondiente. Cargas nominales — son las cargas especificadas en los numerales B.3 a B.6 de este Reglamento. Las cargas muertas, vivas y de viento que se dan en el Título B son cargas nominales, es decir, no han sido multiplicadas por los coeficientes de carga.

Cerramiento — Conjunto de elementos de recubrimiento exterior de una estructura.

Coeficiente amplificador — Valor que multiplica los resultados de un análisis de primer orden para tener en cuenta los efectos de segundo orden.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-6 Coeficiente de carga — Coeficiente que refleja las desviaciones de las cargas reales con respecto a las cargas nominales, las imprecisiones

en los análisis que se efectúan para obtener los efectos que ellas producen, y la probabilidad de que más de una carga ocurra con su máximo valor simultáneamente.

Coeficiente de reducción de resistencia — Coeficiente que tiene en cuenta las desviaciones inevitables de la resistencia real con respecto a la resistencia nominal del elemento, así como el tipo de falla y sus consecuencias.

Columna — Miembro estructural cuya función primaria es la de resistir cargas axiales.

Columna compuesta tipo perfil relleno — Columna de construcción compuesta consistente en un perfil de sección tubular relleno de concreto estructural.

Columna compuesta tipo perfil revestido — Columna de construcción compuesta consistente en una sección de concreto estructural con uno o más perfiles de acero embebidos en ella.

Columna dependiente — Columna diseñada para soportar cargas gravitacionales únicamente, es decir, sus conexiones no están previstas para proveer resistencia a cargas laterales.

Compartimentación — Encierro de espacios en un edificio con elementos que tengan una resistencia al fuego específica.

Componente estructural — Miembro, conector, soldadura o elemento de conexión.

Concentración de esfuerzos — Condición de esfuerzos localizados, de magnitud considerablemente superior al promedio (aún en secciones transversales de espesor uniforme cargadas uniformemente), generada por cambios bruscos en la geometría o por cargas concentradas.

Conector — Denominación general para referirse a pernos, remaches y otros dispositivos de conexión.

Conector — En un miembro de construcción compuesta, es un espigo con cabeza, perno, canal, platina u otro perfil soldado al perfil de acero y embebido en el concreto, para transmitir fuerzas entre los dos materiales.

Conexión — Combinación de elementos de conexión, conectores y partes de los miembros conectados que intervienen en la transmisión de fuerzas entre dos o más miembros.

Conexión a momento — Conexión que transmite momentos flectores entre los miembros conectados.

Conexión a momento parcialmente restringida — Conexión que transfiere momento, sin que sea despreciable la rotación entre los elementos conectados.

Conexión a momento totalmente restringida — Conexión capaz de transferir momento con una rotación despreciable entre los miembros conectados.

Conexión con separación — En armaduras en PTE, conexión donde los miembros ramales se conectan sobre la cara del miembro principal quedando una separación entre ellos.

Conexión de deslizamiento crítico — Conexión pernada que ha sido diseñada para evitar el desplazamiento relativo entre las partes conectadas, a través de la fricción que se genera en la superficie de contacto bajo la acción de la fuerza de apriete de los pernos.

Conexión en cruz — Para PTE, conexión en la cual las fuerzas de los miembros ramales u otros elementos conectados transversales al miembro principal están equilibradas básicamente por fuerzas en miembros ramales u otros elementos que se conectan sobre la cara opuesta del miembro principal.

Conexión en K — Para PTE, conexión en la cual las fuerzas de los miembros ramales o elementos conectados transversales al miembro principal están equilibradas básicamente por fuerzas en otros miembros ramales o elementos conectados sobre la misma cara del miembro principal.

Conexión en T — Para PTE, conexión en la cual el miembro ramal o elemento conectado es perpendicular al miembro principal y las fuerzas transversales al miembro principal se equilibran básicamente por fuerzas de cortante en este último.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-7 Conexión en Y — Para PTE, conexión en la cual el miembro ramal o elemento conectado no es perpendicular al miembro principal y las fuerzas transversales al miembro principal se equilibran básicamente por fuerzas de cortante en este último.

Conexión simple — Conexión en la cual el momento que se transmite entre los miembros conectados es despreciable.

Conexión tipo aplastamiento — Conexión pernada en la cual las fuerzas de cortante se transmiten por aplastamiento del perno contra los elementos de conexión.

Conexión traslapada — Para armaduras en PTE, una conexión en la cual los miembros ramales se traslapan en su intersección.

Construcción restringida — Vigas individuales y sistemas de piso y techo de un edificio, para los cuales la estructura circundante o de soporte es capaz de resistir expansiones térmicas considerables en el rango de temperaturas elevadas esperadas.

Construcción no restringida — Vigas individuales y sistemas de piso y techo de un edificio que se pueden considerar sin restricción a la rotación y la expansión térmica en el rango de temperaturas elevadas esperadas.

Contraflecha — Curvatura que se introduce en una viga o armadura para compensar las deflexiones previstas por acción de las cargas.

Corte por fusión — Corte con gas, plasma o láser.

Cubreplaca — Platina que se suelda o conecta con pernos a la aleta de un miembro para aumentar el área de su sección transversal, su módulo de sección o su momento de inercia.

Curvatura simple — Característica de la silueta deformada de una viga que no presenta puntos de inflexión a lo largo de la luz.

DCCR (Diseño con coeficientes de carga y de resistencia) — Método por el cual los elementos estructurales se diseñan de manera que su resistencia de diseño sea igual o superior a la resistencia requerida obtenida bajo la acción de las combinaciones con cargas mayoradas.

Deriva — Deflexión lateral de una estructura.

Deslizamiento — En una conexión pernada, estado límite de desplazamiento relativo entre partes conectadas que ocurre antes de que se alcance la resistencia de diseño de la conexión.

Destijere — Corte ejecutado en un miembro estructural para remover una aleta y acomodarse a la forma de un miembro que lo intercepta.

Diafragma — Cubierta, entrepiso u otro tipo de membrana o sistema de arriostramiento que transfiere cargas aplicadas en su plano al sistema de resistencia para cargas laterales.

Dimensión nominal — Dimensión teórica, como las que aparecen en las tablas de propiedades de las secciones.

Diseño por desempeño — Enfoque de diseño estructural basado en una definición previa de los objetivos de desempeño, un análisis ingenieril y una evaluación cuantitativa de alternativas frente a dichos objetivos de diseño, utilizando herramientas de ingeniería, metodologías y criterios de desempeño aceptados.

Diseño prescriptivo — Método de diseño basado en la demostración del cumplimiento de los criterios generales establecidos por una norma.

Distribución no uniforme de la carga — Para una conexión en PTE, condición en la cual la carga no se distribuye a través de las secciones transversales de los elementos conectados de una manera que se pueda determinar directamente.

Doble curvatura — Condición de deformación de una viga con uno o más puntos de inflexión sobre la luz.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-8 Efecto de las cargas — Fuerzas, esfuerzos y deformaciones que se producen en un componente estructural por efecto de la aplicación de las cargas.

Efecto de palanca — Amplificación de la fuerza de tensión en un perno causada por la acción de palanca entre el punto de aplicación de la carga, el perno y la reacción sobre el elemento conectado.

Efecto P − δ — Efecto de segundo orden que tiene en cuenta la acción de las cargas sobre la geometría deformada a lo largo de un miembro.

Efecto P − Δ — Efecto de segundo orden que tiene en cuenta la acción de las cargas sobre los nudos en su posición desplazada.

Efectos de longitud — Consideraciones asociadas a la reducción de la resistencia de un miembro como resultado de su longitud no soportada.

Efectos de segundo orden — Efectos que producen las cargas al actuar sobre la estructura en su configuración deformada, tales como los efectos P − Δ y P − δ .

Eje geométrico — Eje paralelo a la aleta o al alma de un perfil.

Eje mayor — Eje centroidal asociado a la inercia máxima en una sección transversal.

Eje menor — Eje centroidal asociado a la inercia mínima en una sección transversal.

Elemento no atiesado — Elemento plano a compresión que, a lo largo de uno de sus bordes paralelos a la dirección del esfuerzo, carece de elementos fuera de su plano que actúen como atiesadores.

Elemento atiesado — Elemento plano a compresión que, a lo largo de sus dos bordes paralelos a la dirección del esfuerzo, cuenta con elementos fuera de su plano que actúan como atiesadores.

Empalme — Conexión entre dos elementos estructurales que se empatan en sus extremos para conformar un elemento de mayor longitud.

Empozamiento de agua — Acumulación de agua debida únicamente a la deflexión de la estructura de un techo plano.

Ensayos no destructivos — Procedimientos de inspección en los cuales no hay destrucción de material ni se afecta la integridad de ningún material o componente.

Escamas de laminación — Recubrimiento superficial de óxido que se forma en el acero por el proceso de laminado en caliente.

Esfuerzo — Fuerza por unidad de área, debida a fuerzas axiales, de momento, cortante o torsión. Esfuerzo de diseño — Valor del esfuerzo asociado a la resistencia de diseño.

Esfuerzo de fluencia — Concepto aplicable tanto a materiales que tienen un punto de fluencia bien definido, como a aquéllos que no lo tienen; en este último caso corresponde al valor del esfuerzo para el cual se alcanza una desviación límite especificada con respecto al comportamiento proporcional entre esfuerzos y deformaciones.

Esfuerzo de fluencia mínimo especificado — Límite inferior especificado para el esfuerzo de fluencia de un material.

Espesor de diseño de la pared — Para PTE, espesor que se usa en el cálculo de las propiedades de la sección transversal.

Esquina entrante — En un destijere de viga o en un agujero de acceso para soldadura, corte en un punto de cambio abrupto de dirección, donde la superficie expuesta es cóncava.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-9

Estado límite — Condición más allá de la cual una estructura o uno de sus componentes deja de ser adecuada para cumplir su función (estado límite de servicio) o alcanza su capacidad última de carga (estado límite de resistencia).

Estado límite de resistencia — Condición límite que afecta la seguridad de la estructura al alcanzarse la capacidad última de carga.

Estado límite de servicio — Condición límite en la cual se afecta la capacidad de la estructura para mantener la funcionalidad, el aspecto, la facilidad para el mantenimiento, la durabilidad y la comodidad de sus ocupantes.

Excentricidad del nudo — Para una conexión en una armadura en PTE, distancia perpendicular del punto de intersección de las líneas de trabajo de los miembros ramales al eje centroidal del miembro principal.

Extremo no porticado — Un extremo de un miembro cuya rotación no está restringida por rigidizadores o elementos de conexión.

Factor de longitud efectiva "K" — Relación entre la longitud efectiva de pandeo y la longitud no arriostrada de un miembro.

Falla por distorsión — Estado límite para una conexión de PTE en una armadura, caracterizado por que la sección transversal de un miembro principal en PTE rectangular adquiere una forma romboidal.

Fatiga — Estado límite de iniciación y avance de una grieta como resultado de la aplicación repetida de cargas vivas.

Flexión local — Estado límite consistente en la deformación apreciable de una aleta bajo la acción de una carga concentrada de tensión.

Fluencia — Estado límite de deformación inelástica que ocurre cuando se alcanza el esfuerzo de fluencia del material.

Fluencia (momento de fluencia) — Condición de fluencia en la fibra extrema de la sección transversal de un miembro, que ocurre cuando el momento flector alcanza el valor del momento de fluencia.

Plastificación (momento plástico) — Condición de fluencia en todas las fibras de la sección transversal de un miembro, que ocurre cuando el momento flector alcanza el valor del momento plástico.

Fluencia a tensión — Fluencia que ocurre bajo la acción de esfuerzos de tensión. Fluencia a torsión — Fluencia que ocurre por efecto de esfuerzos de torsión.

Fluencia local — Fluencia que ocurre en una zona localizada de un elemento. Fluenciapor cortante — Fluencia producida por esfuerzos de cortante.

Fluencia por cortante (punzonamiento) — En una conexión de PTE, estado límite basado en la resistencia a cortante fuera del plano de la pared del miembro principal sobre la cual se conectan los miembros ramales. Flujo de calor — Energía radiante por unidad de área.

Fuerza concentrada simple — Fuerza de tensión o de compresión aplicada perpendicularmente a la aleta de un miembro.

Fuerzas concentradas dobles — Dos fuerzas de igual magnitud y sentido contrario que forman un par sobre el mismo lado de un miembro cargado.

Fuerza cortante horizontal — Fuerza que actúa entre las superficies del acero y del concreto en una viga compuesta.

Gramil — Distancia transversal a líneas de centros de perforaciones.

Ignición — Transición rápida a un estado que involucra a toda la superficie en un incendio de materiales combustibles en un recinto.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-10

Incendio — Fuego destructivo que se manifiesta por algunas de las siguientes características: luz, llama, calor o humo.

Incendio de diseño — Conjunto de condiciones que definen el desarrollo de un incendio y la difusión de productos de combustión a través de un edificio o una parte de él.

Inestabilidad en el plano — Estado límite para una viga-columna que se flexiona alrededor de su eje mayor y cuenta con un sistema de arriostramiento lateral que restringe el pandeo lateral o lateral-torsional.

Junta — Zona en la cual se conectan dos o más extremos, superficies o bordes de elementos. Se caracteriza por el tipo de conector o soldadura usado y por el método de transferencia de la fuerza.

Junta pretensionada — Junta con pernos de alta resistencia que se aprietan hasta llegar a la pretensión mínima especificada.

Junta traslapada — Junta entre dos elementos de conexión que se traslapan.

Longitud no arriostrada — Distancia entre dos secciones sucesivas en las cuales se provee arriostramiento para un miembro, medida entre los centroides de los miembros de arriostramiento.

Mecanismo — Sistema estructural que incluye rótulas reales o plásticas en número y disposición tales que le permiten adoptar distintas formas articuladas bajo la consideración de miembros rígidos.

Metal de aporte — Metal que se adiciona al ejecutar una junta soldada. Metal de la soldadura — Zona de una soldadura que se fundió completamente en el proceso de su ejecución; contiene componentes del metal de aporte y del metal base.

Método de análisis directo — Método de diseño para estabilidad que tiene en cuenta los efectos de los esfuerzos residuales y de la desviación inicial de la verticalidad en un pórtico, mediante la reducción de la rigidez y la aplicación de cargas ficticias en un análisis de segundo orden.

Método de compatibilidad de deformaciones — En una sección compuesta, método para determinar los esfuerzos considerando para cada material su respectiva relación esfuerzo-deformación y su localización con respecto al eje neutro de la sección transversal.

Método del giro de la tuerca — Procedimiento de instalación de pernos de alta resistencia, en el cual la carga de pretensión especificada se obtiene aplicando, a partir de la condición de apriete ajustado, un giro de una magnitud determinada a la parte del conector que se rota.

Método plástico de distribución de esfuerzos — Para miembros de sección compuesta, método por el cual los esfuerzos se determinan suponiendo un comportamiento completamente plástico del perfil de acero y el concreto en la sección transversal.

Miembro estructural de acero formado en frío — Perfil fabricado por doblado en prensa o por formado en un tren de rodillos, a partir de tiras de lámina cortadas de rollos o planchas. En ambos casos el proceso de doblez se ejecuta a temperatura ambiente, esto es, sin aplicación de calor.

Miembro principal — Para conexiones en PTE, es una columna, una cuerda de una armadura, u otro elemento en PTE, al cual se conectan miembros ramales u otros elementos.

Miembro ramal — Para conexiones en PTE, miembro que se conecta a un miembro principal.

Miembros o perfiles armados — Miembros o perfiles fabricados a partir de elementos estructurales de acero que se conectan con pernos o se sueldan entre sí.

Módulo de sección efectivo — Módulo de sección reducido para tener en cuenta el pandeo de elementos esbeltos a compresión.

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Momento de fluencia — Para un miembro solicitado por flexión, el valor del momento para el cual se alcanza el esfuerzo de fluencia en la fibra extrema

Momento plástico — Momento resistente que teóricamente se desarrolla en una sección transversal con todas sus fibras en fluencia.

Muro de cortante — Muro que, en su propio plano, provee al sistema estructural estabilidad y resistencia a cargas laterales.

Pandeo — Estado límite de cambio súbito en la geometría de una estructura, o de alguno de sus componentes, bajo una condición de carga crítica.

Pandeo del alma — Estado límite de inestabilidad lateral del alma. Pandeo del alma por

Compresión — Estado límite de pandeo del alma fuera del plano bajo esfuerzos de compresión debidos a una carga de compresión concentrada.

Pandeo fuera del plano — Estado límite de una viga columna flexionada alrededor de su eje mayor y sujeta a pandeo lateral o pandeo lateral torsional en un tramo sin arriostramiento lateral.

Pandeo lateral del alma — Para vigas con cargas concentradas, estado límite de pandeo lateral de la aleta a tensión opuesta al punto de aplicación de una carga de compresión concentrada.

Pandeo lateral - torsional — Modo de pandeo de un miembro solicitado por flexión en el cual ocurren simultáneamente un desplazamiento normal al plano de flexión y una torsión alrededor del centro de cortante de la sección transversal.

Pandeo local — Estado límite consistente en el pandeo de un elemento de una sección transversal cuando es solicitado por compresión.

Pandeo por cortante — Modo de pandeo por el cual un elemento en lámina, tal como el alma de una viga, se deforma bajo cortante puro aplicado en el plano de la lámina.

Pandeo por flexión — Modo de pandeo por el cual un miembro a compresión se deflecta lateralmente sin que haya torsión ni cambio en la forma de la sección transversal.

Pandeo por flexo-torsión — Modo de pandeo por el cual un miembro a compresión se flexiona y torsiona simultáneamente sin que haya cambio en la forma de la sección transversal.

Pandeo torsional — Modo de pandeo en el cual un miembro a compresión se torsiona alrededor de un eje que pasa por su centro de cortante.

Panel extremo — Panel del alma que solamente a uno de sus lados tiene un panel adyacente.

Paso — Espaciamiento longitudinal centro a centro de dos perforaciones consecutivas. Espaciamiento centro a centro entre filetes de rosca a lo largo de un perno.

Peralte nominal de la nervadura — Dimensión del tablero metálico tomada a exteriores de sus elementos superior e inferior

Perfil tubular estructural (PTE) — Sección hueca de acero estructural, de forma cuadrada, rectangular o circular, producida de conformidad con una especificación para productos tubulares.

Placa de enchape — Placa de refuerzo adosada al alma de una viga o columna para aumentar su resistencia a cargas concentradas.

Plastificación — en una conexión en PTE, estado límite asociado a un mecanismo de flexión fuera del plano que ocurre sobre la cara del miembro principal a la cual se conecta un miembro ramal.

Platina de diafragma — Platina con rigidez y resistencia a cortante en su plano, que se usa para transferir fuerzas a los elementos de soporte.

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Platina de relleno — Platina que se usa como suplemento del espesor de un elemento.

Porcentaje de alargamiento — Medida de la ductilidad, determinado como la relación entre el alargamiento máximo y la longitud original en un ensayo a tensión.

Pórtico arriostrado — Armadura vertical que proporciona estabilidad y resistencia frente a cargas laterales al sistema estructural del cual forma parte.

Pórtico para cargas gravitacionales — Porción de la estructura que no forma parte del sistema de resistencia a cargas laterales.

Pórtico resistente a momento — Sistema de pórtico que provee estabilidad y resistencia a cargas laterales básicamente a través de fuerzas internas de cortante y de flexión en los miembros y conexiones.

Presilla — Platina que se conecta rígidamente a dos componentes paralelos de una columna o viga ensamblada y está diseñada para transmitir cortante entre tales componentes.

Protección activa — Materiales y sistemas de construcción que se activan con el fuego para mitigar los efectos adversos o dar aviso a las personas de manera que tomen alguna acción que mitigue dichos efectos.

Protección pasiva — Materiales y sistemas de construcción que tienen la propiedad de resistir los efectos del fuego sin requerir mecanismos externos de activación.

Prueba de impacto de Charpy con ranura en V — Ensayo dinámico normalizado para medir la tenacidad de ranura de una probeta.

Punto de fluencia — Para un material, valor del esfuerzo a partir del cual la deformación continúa aumentando sin que se incremente el valor del esfuerzo.

Raíz de la junta soldada — Zona de una junta donde los elementos a soldar están más próximos uno al otro.

Rango de esfuerzos — Diferencia entre los esfuerzos máximo y mínimo producidos por la repetida aplicación y remoción de cargas vivas de servicio.

Donde se presente inversión de esfuerzos, se toma como la suma numérica de los esfuerzos máximos de tensión y compresión.

Rango de esfuerzos de diseño — Máximo valor permisible del rango de esfuerzos para efectos de diseño por fatiga.

Refuerzo con soldadura de filete — Soldadura de filete que se usa para reforzar una soldadura acanalada.

Refuerzo desarrollado adecuadamente — Barras de refuerzo detalladas para que fluyan de manera dúctil antes de que ocurra el aplastamiento del concreto.

Las barras que cumplan con las disposiciones del Título C de este Reglamento en lo referente a longitudes de desarrollo, separación y recubrimientos se considerarán desarrolladas adecuadamente.

Refuerzo transversal — En una sección compuesta, refuerzo de acero en forma de estribos cerrados o malla cuya función es confinar al concreto que rodea al perfil de acero revestido.

Remate en esquina — Prolongación de una soldadura de filete dando vuelta a una esquina en el mismo plano.

Resistencia a la rotura — En una conexión, resistencia limitada por rotura a tensión o a cortante.

Resistencia a tensión de un miembro — Fuerza máxima de tensión que un miembro es capaz de resistir.

Resistencia a tensión del material — Máximo esfuerzo de tensión que el material es capaz de resistir.

Resistencia a tensión mínima especificada — Límite inferior especificado para la resistencia a tensión de un material.

Resistencia al fuego — Propiedad de los sistemas que les permite prevenir o retardar el paso excesivo de calor, gases calientes o llamas bajo condiciones de uso y seguir cumpliendo la función requerida.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-13

Resistencia al pandeo — Resistencia nominal para los estados límites de pandeo o inestabilidad.

Resistencia de diseño — Resultado de multiplicar la resistencia nominal, Rn , por el coeficiente de reducción de resistencia φ correspondiente.

Resistencia de un conector — Estado límite en el cual un conector alcanza su resistencia, gobernada por el aplastamiento del conector contra el concreto de la losa o por la resistencia a tensión del material del conector.

Resistencia nominal — Resistencia de una estructura o componente para atender los efectos de las cargas, calculada de acuerdo con este Capítulo, antes de multiplicar por el coeficiente de reducción de resistencia.

Resistencia postpandeo — Carga o fuerza que puede ser resistida por un elemento, miembro o estructura después de ocurrido el pandeo inicial.

Resistencia requerida — Fuerzas y esfuerzos que actúan sobre un componente estructural, obtenidas de un análisis estructural para las combinaciones de cargas aplicables.

Resistencia requerida al fuego — Medida del lapso durante el cual un material o sistema continúa mostrando resistencia contra el fuego.

Rigidez — Resistencia de un miembro o estructura a ser deformado, medida por la relación entre la fuerza (o momento) aplicada y el correspondiente desplazamiento (o rotación).

Rigidez a la distorsión del alma — Rigidez del alma para flexión fuera de su plano.

Rigidizador de apoyo ajustado — Rigidizador que coincide con un apoyo o carga concentrada y se ajusta estrechamente contra una o ambas aletas de la viga de manera que la carga se transmite por aplastamiento.

Rigidizador diagonal — Rigidizador del alma en la zona de panel de la columna, orientado diagonalmente con respecto a las aletas, sobre uno o ambos lados del alma.

Rigidizador transversal — Rigidizador del alma, conectado a ella y orientado perpendicularmente a las aletas.

Rigidizador — Elemento estructural, usualmente un ángulo o una platina, que se incorpora a un miembro para distribuir carga, transferir cortante o prevenir pandeo.

Riostra diagonal — En un pórtico arriostrado, miembro estructural inclinado que está solicitado básicamente por carga axial.

Riostra nodal — Riostra que impide el desplazamiento lateral o el giro sin depender de otros elementos de arriostramiento a puntos adyacentes. (Ver riostra relativa)

Riostra relativa — Riostra que controla el desplazamiento relativo entre dos puntos adyacentes de arriostramiento a lo largo de una viga o columna, o el desplazamiento lateral relativo entre dos pisos de un pórtico (ver riostra nodal).

Rótula plástica — Zona en fluencia que se forma en una sección de un miembro estructural cuando se alcanza el momento plástico, de manera que, para cargas adicionales, se considera que tal sección actúa como una rótula.

Rotura a tensión — Estado límite de rotura debida a esfuerzos de tensión.

Rotura por cortante — Estado límite de rotura debida a esfuerzos de cortante.

Rotura por desgarramiento en bloque — En una conexión, estado límite que involucra rotura por tensión a lo largo de una(s) línea(s) de esfuerzos y fluencia o rotura por cortante a lo largo de otra(s) línea(s) de esfuerzos.

Rotura por tensión y cortante — Para un perno, el estado límite de rotura debida a la acción simultánea de fuerzas de tensión y de cortante.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-14

Sección compacta — Sección que es capaz de desarrollar totalmente una distribución plástica de esfuerzos y posee una capacidad rotacional aproximadamente igual a 3.0 antes de que ocurra el pandeo local.

Sección con elementos esbeltos — Sección transversal que incluye elementos en lámina de esbeltez suficientemente grande para que ocurra pandeo local en el rango elástico.

Sección no compacta — Sección cuyos elementos a compresión pueden alcanzar el esfuerzo de fluencia antes de que ocurra un pandeo local, sin que alcance a desarrollar una capacidad rotacional de 3.0.

Sistema combinado — Estructura que comprende dos o más sistemas diferentes de resistencia a cargas laterales.

Sistema de arriostramiento vertical — Sistema de muros de cortante, pórticos arriostrados, o ambos, que se extiende sobre uno a varios pisos de un edificio.

Sistema estructural — Ensamble de componentes portantes conectados entre sí de manera que actúan de manera interdependiente.

Sistema resistente a cargas laterales — Sistema estructural diseñado para resistir las cargas laterales y proporcionar estabilidad a la estructura como un todo.

Socavación — Surco o cavidad relativamente suave en la superficie de una soldadura, originado en una deformación plástica o en la remoción de material.

Soldadura acanalada — Soldadura aplicada en un surco generado entre los elementos conectados. Véase AWS D1.1.

Soldadura acanalada de penetración completa — Soldadura acanalada en la cual el metal de la soldadura se extiende a través de todo el espesor de la junta, excepto bajo las consideraciones especiales permitidas en conexiones de PTE.

Soldadura acanalada de penetración parcial — Soldadura acanalada en la cual la penetración es intencionalmente menor que el espesor total del elemento conectado.

Soldadura acanalada en media V convexa — Soldadura en un surco formado por la superficie curva de un miembro y una superficie plana a la cual se conecta.

Soldadura acanalada en V convexa — Soldadura en un surco formado entre las superficies curvas de dos miembros.

Soldadura de filete — Soldadura de sección generalmente triangular que une dos superficies que se interceptan o traslapan.

Soldadura de ranura — Soldadura que conecta dos elementos que se traslapan depositando el metal de aporte en un agujero alargado o ranura efectuado en uno de ellos.

Soldadura de tapón — Soldadura que conecta dos elementos que se traslapan depositando el metal de aporte en una perforación circular efectuada en uno de ellos.

Superficie cepillada — Superficie que ha sido maquinada para obtener una superficie plana y lisa.

Superficie de contacto — Superficie de contacto de los elementos de conexión que transmiten una fuerza cortante. Tablero metálico — En construcción compuesta, lámina formada en frío con un perfil adecuado para funcionar como formaleta permanente del concreto.

Temperaturas elevadas — Condiciones de calentamiento que experimentan la estructura o los elementos de una edificación como resultado de un incendio, las cuales son mayores que las condiciones ambientales normales.

Tenacidad de ranura del material — Capacidad del material para absorber energía a una temperatura determinada, obtenida con la prueba de impacto de Charpy con ranura en V.

NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-15

Transferencia de calor por convección — Transferencia de energía térmica desde un punto de mayor temperatura a un punto de menor temperatura a través del movimiento de un medio.

Velocidad de transferencia de calor — Velocidad a la que se genera energía térmica en un material en combustión.

Viga — Elemento estructural solicitado básicamente por momentos flectores. Viga-columna — Elemento estructural solicitado simultáneamente por fuerzas axiales y momentos flectores.

Zona de panel — Región del alma delimitada por las extensiones de las aletas de la viga y de la columna en una conexión viga a columna.

CALCULO DE LAS RESISTENCIAS DE DISEÑO

Para el método de diseño por análisis directo, las resistencias de diseño de los miembros y conexiones se calcularán de acuerdo con las provisiones de los numerales F.2.4, F.2.5, F.2.6, F.2.7, F.2.8, F.2.9, F.2.10 y F.2.11, según sean aplicables, sin otras consideraciones por estabilidad global de la estructura, El factor de longitud efectiva, K, se tomará igual a 1.0 para todos los miembros, excepto cuando a través de un análisis racional se pueda justificar un valor menor. Cuando se tienen elementos diseñados para

funcionar como riostras que determinan la longitud no arriostrada de vigas y columnas, el sistema de arriostramiento que ellos conforman debe tener rigidez y resistencia suficientes para controlar el desplazamiento del miembro en los puntos de arriostramiento. Los métodos para satisfacer los requerimientos del arriostramiento se presentan en el numeral F.2.20, Arriostramiento para Vigas y Columnas. Los requisitos del numeral F.2.20 no son aplicables a elementos de arriostramiento que se incluyen en el análisis global de la estructura como parte del sistema de resistencia a cargas laterales

DISEÑO DE MIEMBROS A TENSIÓN

Este numeral se aplica a miembros solicitados por tensión axial causada por fuerzas estáticas que actúan a lo largo del eje centroidal. Se incluyen las siguientes secciones: F.2.4.1 — Límites de Esbeltez F.2.4.2 — Resistencia de diseño a tensión F.2.4.3 — Área Neta Efectiva F.2.4.4 — Miembros Armados F.2.4.5 — Miembros Conectados con Pasadores F.2.4.6 — Barras de Ojo Para casos no incluidos en este numeral, se aplican los siguientes numerales: • F.2.2.3.10 Miembros solicitados por cargas de fatiga • F.2.8 Miembros solicitados por tensión axial y flexión combinadas. • F.2.10.3 Barras roscadas • F.2.10.4.1 Elementos de conexión solicitados por tensión NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-42 • F.2.10.4.3 Resistencia al desgarramiento en bloque en conexiones de extremo de miembros solicitados por tensión F.2.4.1 — LÍMITES DE ESBELTEZ — No se establece un límite máximo para la relación de esbeltez de miembros a tensión. Para miembros cuyo diseño se basa en solicitaciones a tensión, la relación de esbeltez preferiblemente no debe exceder de 300. Esta recomendación no se aplica a varillas o pendolones a tensión.

RESISTENCIA DE DISEÑO A TENSIÓN

La resistencia de diseño para miembros solicitados por tensión, φtnP , se tomará como el menor valor entre los obtenidos para los estados límites de fluencia por tensión sobre el área bruta y rotura por tensión sobre el área neta. (a) Para fluencia por tensión sobre el área bruta: P FA n yg = (F.2.4.2-1) t φ = 0.90 (b) Para rotura por tensión sobre el área neta: P FA u ue = (F.2.4.2-2) t φ = 0.75 donde: Ae = área neta efectiva, mm2 Ag = área bruta del miembro, mm2 Fy = esfuerzo de fluencia mínimo especificado para el tipo de acero usado, MPa Fu = resistencia a tensión mínima especificada para el tipo de acero usado, MPa Para miembros sin perforaciones conectados completamente por soldaduras, el área neta efectiva para la fórmula F.2.4.2-2 se tomará según el numeral F.2.4.3. Al aplicar la misma fórmula para miembros que incluyen perforaciones y se conectan en sus extremos mediante soldaduras, y en conexiones con soldaduras de tapón o de ranura, se tomará el área neta efectiva a través de las perforaciones.

DISEÑO DE MIEMBROS A COMPRESIÓN

Este numeral se aplica a miembros solicitados por compresión axial a través del eje centroidal. Se incluyen las siguientes secciones: F.2.5.1 — Provisiones Generales F.2.5.2 — Longitud Efectiva F.2.5.3 — Pandeo por Flexión de Miembros sin Elementos Esbeltos F.2.5.4 — Pandeo por Torsión y Pandeo por Flexo-Torsión de Miembros sin Elementos Esbeltos F.2.5.5 — Miembros en Ángulo Sencillo a Compresión F.2.5.6 — Miembros Armados F.2.5.7 — Miembros con Elementos Esbeltos Para casos no incluidos en este numeral, se aplican los siguientes numerales: NSR-10 – Capítulo F.2 – Estructuras de acero con perfiles laminados, armados y tubulares estructurales F-46 • F.2.8.1 a F.2.8.3: Miembros solicitados por compresión axial y flexión combinadas. • F.2.8.4: Miembros solicitados por compresión axial y torsión. • F.2.10.4.4: Resistencia de diseño a compresión de elementos de conexión • F.2.9.2: Miembros de sección compuesta cargados axialmente

UNIONES SOLDADAS

La guía de diseño dada aquí se aplica únicamente a soldaduras hechas usando las combinaciones recomendadas de material base y de aporte dadas en la tabla F.5.2.8.

Las guías de diseño dadas aquí se aplicaran a procesos de soldadura MIG para todos los espesores y el TIG solo para espesores de material hasta t 6.0 = mm y para reparación.

La versatilidad de la soldadura permite que las uniones entre miembros se hagan en formas diferentes.

Para seleccionar el tipo de unión a usar, el diseñador debe considerar lo siguiente: (a) El efecto de la unión sobre la resistencia estática del miembro (véase F.5.4.4) (b) El efecto de la unión sobre la resistencia a la fatiga del miembro (véase F.5.7) (c) La reducción de la concentración de esfuerzos mediante una apropiada selección de detalles (d) La selección del detalle que permita que se hagan buenas soldaduras que se puedan inspeccionar adecuadamente (e) La selección del detalle que evite la corrosión general y la local debida a hendiduras (f) Los efectos de distorsión causada por la soldadura

NSR-10 – Capítulo F.5

– Estructuras de aluminio F-527 F.5.6.7.1

— Efecto de la soldadura en la resistencia estática

— La soldadura puede afectar la resistencia del material base en la vecindad de la soldadura, como se describe en detalle en F.5.4.

En aleaciones no tratadas en caliente en la condición O ó F, el efecto de ablandamiento es insignificante y los efectos de la zona afectada por el calor pueden ignorarse. La unión es por lo tanto tan fuerte como el material base no soldado.

La soldadura reduce la resistencia en las aleaciones tratadas en caliente, en la mayoría de las condiciones de tratamiento en caliente (series 6*** y 7***), y en las aleaciones no

tratadas en caliente en cualquier condición de endurecimiento por trabajo (series 3*** y 5***). Para excepciones a esta regla general véase la tabla F.5.4.4-1, k 1 z = .

En miembros fabricados con un material que sufre reducción de resistencia, la soldadura debe ser preferiblemente paralela a la dirección de la carga aplicada.

En lo posible se deben evitar las soldaduras transversales a la carga aplicada o colocarlas en regiones de bajo esfuerzo. Esta recomendación incluye los accesorios soldados estén o no requeridos para transmitir carga del miembro.

F.5.6.7.2 — Efecto de la soldadura en la resistencia a la fatiga

La resistencia a la fatiga de una unión depende de la severidad de la concentración de esfuerzos que puede generarse por la geometría general de la unión o por la geometría local de la soldadura. Las clasificaciones por fatiga de detalles de unión comúnmente usados se encuentran en F.5.7.3. La clasificación por fatiga puede usarse para seleccionar el detalle apropiado para la aplicación que brinde la mejor resistencia a la fatiga. F.5.6.7.3

Corrosión — Las uniones deben detallarse de modo que se eviten cavidades o hendiduras inaccesibles que puedan retener humedad o suciedad. Cuando dichas cavidades sean inevitables, deben sellarse con soldadura o compuestos protectores, o hacerlas accesibles para su inspección y mantenimiento. F.5.6.7.4

Preparaciones de los bordes — Las preparaciones de los bordes para uniones soldadas a tope o de filete, incluyendo el uso de platinas de respaldo permanentes o temporales deberán cumplir con las normas pertinentes (por ejemplo las normas inglesas BS 3019 parte 1 y BS 3571 parte 1). La preparación real debe ser aprobada como parte del procedimiento de soldadura. F.5.6.7.5

Distorsión — Cada soldadura causa encogimiento y distorsión, y sus efectos son más marcados en la construcción con aluminio que en las estructuras de acero. El encogimiento y la distorsión deben ser compensados o balanceados para mantener la forma y dimensión deseadas en la estructura terminada. El diseñador debe consultar al fabricante, en una fase temprana del diseño, sobre el método de soldadura, la distorsión y aspectos relacionados tales como secuencias de soldadura y uso de prensas. F.5.6.7.6

Información dada al fabricante — Se deben suministrar planos y especificaciones dando la siguiente información acerca de cada soldadura: (a) Material base y de aportación (b) Dimensiones de la soldadura (c) Preparación de borde y posición de soldadura (d) Proceso de soldadura (e) Requisitos especiales tales como uniformidad del perfil de soldadura, precalentamiento y temperatura entre pasadas. (f) Requisitos de control de calidad para: (1) Aprobación del procedimiento de soldadura (2) Aprobación del soldador (3) Clase de calidad de soldadura (véanse las notas 1 a 3) (4) Niveles de inspección de uniones soldadas (5) Niveles de aceptación para calidad de soldadura (6) Procedimiento de reparación de soldadura NOTA 1

Cuando no se especifica la clase de calidad de soldadura en los planos, se suponecalidad “normal”.

NOTA 2 — Cuando las acciones bajo carga mayorada no superan un tercio de la resistencia de diseño del miembro o de la unión, por ejemplo puede gobernar la rigidez, se acepta una calidad y un grado de inspección inferiores. Esto se aplica tanto a la resistencia estática como a la resistencia a la fatiga. En este caso se puede especificar un nivel “mínimo” de calidad. NSR-10 – Capítulo F.5 – Estructuras de aluminio F-528

NOTA 3 — Cuando las uniones se diseñan sobre los requisitos de resistencia a la fatiga.

TITULO G- ESTRUCTURAS DE MADERA Y ESTRUCTURAS DE GUADUA

REQUISITOS GENERALES

ALCANCE

El Título G de este Reglamento establece los requisitos de diseño estructural para edificaciones de madera. Una edificación de madera diseñada y construida de acuerdo con los requisitos del Título G tendrá un nivel de seguridad comparable a los de edificaciones de otros materiales que cumplan los requerimientos del Reglamento.

Cuando este Reglamento se refiera a elementos, miembros o edificaciones de madera, se entenderá refiriéndose a una edificación totalmente de madera o a miembros o a elementos que conforman una edificación mixta en la cual la madera se combina con otros materiales, cobijados o no dentro del alcance de este Reglamento.

Esta norma se puede complementar con la Norma Técnica Colombiana NTC 2500 Uso de la Madera en la Construcción, publicada por el ICONTEC, Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, la cual se ocupa de la madera como material de construcción y de los procesos industriales y tratamientos, así como de los requisitos de fabricación, montaje, transporte y mantenimiento de elementos de madera. Se recomienda el uso simultáneo de ambas normas, pero para todos los aspectos priman las normas del presente reglamento

MATERIALES

Toda la madera aserrada utilizada en la conformación de elementos estructurales deberá cumplir los requisitos de calidad para madera estructural establecidos en G.1.3.2, y ajustarse rigurosamente a la clasificación visual por defectos según la tabla G.1.3.3 y ceñirse a la clasificación

CALIDAD DE LA MADERA ESTRUCTURAL

Se establecen dos categorías de madera aserrada de uso estructural. Estructural Selecta (E.S)., empleada en elementos portantes principales, como columnas, vigas maestras,

vigas de amarre, cerchas, arcos, pórticos, viguetas de piso ,dinteles, pies derechos de paneles portantes, voladizos, escaleras, cimbras y formaletas.

Estructural Normal (E.N.)., empleada únicamente y como segunda alternativa, en elementos portantes secundarios, como correas, cuchillos, contravientos, riostras, separadores, remates, pie-de-amigos, tacos, puntales y elementos temporales y con la reducción señalada en la tabla G.1.3.1.

En la tabla G.1.3-1, se determinan las desviaciones admisibles de la madera aserrada estructural, teniendo en cuenta los defectos indicados en la Norma de Clasificación Visual. Una pieza es aceptable si la magnitud de sus defectos no excede las tolerancias establecidas en dicha tabla. Esta tabla se aplica a los elementos de madera de una estructura que ha sido instalada y corregida para dar servicio, pues se entiende que durante los procesos de fabricación y montaje, algunos de los defectos anotados son susceptibles de corrección mediante medios mecánicos, resanes y pulimiento de las superficies, siempre que no afecten la estabilidad de la estructura.

REQUISITOS DE DISEÑO

— Todos los elementos de una estructura deberán ser diseñados, construidos y empalmados para resistir los esfuerzos producidos por las combinaciones de cargas de servicio consignadas en B.2.3.1 del presente Reglamento, dentro de las limitaciones de deflexión estipuladas en G.3.2.1.

Toda construcción de madera deberá poseer un sistema estructural que se ajuste a uno de los cuatro tipos definidos en A.3.2 del presente Reglamento.

El diseño estructural deberá reflejar todas las posibles cargas actuantes sobre la estructura durante las etapas de construcción y servicio; además de las condiciones ambientales como humedad o temperatura que puedan generar cambios en las suposiciones de diseño, o que puedan afectar la integridad de otros componentes estructurales.

En el análisis y diseño de las estructuras de madera deberán respetarse los principios básicos de la mecánica estructural, los requisitos básicos de diseño consignados en A.3.1 de este Reglamento y los requisitos particulares que se encuentran relacionados en el presente Título

Los esfuerzos producidos por las cargas aplicadas serán calculados considerando los elementos como homogéneos y de comportamiento lineal.

En el diseño de estructuras de madera todos los cálculos se harán con base en las dimensiones reales de los elementos utilizados, teniendo en cuenta las reducciones por secado y procesamiento de la madera. Las dimensiones indicadas en la tabla G.1.3-1 ya incluyen tales reducciones.

Las provisiones de diseño estructural dadas en este título, se basan en que los materiales de construcción empleados, cumplen con los estándares de durabilidad, tratamientos, fabricación, procesamiento, instalación, control de calidad y adecuado uso y mantenimiento, mencionados en el capítulo G.11, en el Apéndice G-B y en los capítulos específicos donde se haga referencia a ellos, pero será responsabilidad final del diseñador los planteamientos de diseño utilizados para los elementos de madera y de sus conexiones en usos particulares.

En ningún caso se deben utilizar estructuras de madera cuando la temperatura a la cual van a estar sometidas excede 65°C

DISEÑO DE ELEMENTOS SOLICITADOS POR FLEXIÓN

El diseño de elementos o miembros a flexión contiene los mismos parámetros básicos usados en el diseño de vigas de otros materiales estructurales, pero su orden es diferente para el caso nuestro, ya que nuestras maderas “latifoliadas”, presentan una relación MOR MOE , superior a la de las maderas del norte E.E.U.U y Europa, “coníferas”. Es decir, nuestras maderas son más flexibles y por lo tanto se deflectan más, aparte de que los límites de deflexión son más rigurosos. Por las razones anteriores el diseño de elementos a flexión estará regido, salvo excepciones, por las deflexiones admisibles, y el chequeo se efectuará por flexión, cortante y aplastamiento.

En el diseño de elementos o miembros a flexión se tendrán en cuenta los siguientes parámetros: (a) Deflexión (G.3.2)

(b) Flexión, incluyendo estabilidad lateral (G.3.3)

(c) Cortante (G.3.4)

(d) Aplastamiento (G.3.5)

DISEÑO DE ELEMENTOS SOLICITADOS POR FUERZA AXIAL

Serán diseñados a fuerza axial aquellos elementos solicitados en dirección coincidente con el eje longitudinal que pasa por el centroide de su sección transversal.

Los esfuerzos actuantes, ( ) tf y (fc ) , generados por fuerzas axiales no deberán exceder los esfuerzos admisibles , de tensión paralela al grano, ( ) Ft , y compresión paralela al grano, (Fc ) , definidos en la tabla G.2.2- 1, para el grupo de madera especificado, afectado por los correspondientes coeficientes de modificación de la tabla G.2.2-10.

UNIONES

Las prescripciones de este capítulo se refieren a uniones clavadas, apernadas y hechas con tornillos tirafondos y tornillos golosos, grapas, planchas de acero y conectores de anillos partidos. Se aceptan otro tipo de uniones siempre y cuando los fabricantes y

constructores cumplan con las normas aceptadas internacionalmente, mientras se establecen las correspondientes normas nacionales.

ELEMENTOS MECÁNICOS DE UNIÓN — Son aquellos que al quedar solicitados a esfuerzos cortantes, admiten desplazamientos relativos entre las piezas contactadas, que se originan por las deformaciones por aplastamiento que sufre la madera en la zona de contacto entre la madera y el medio de unión y adicionalmente, como en el caso de medios cilíndricos, por las deformaciones por flexión de los medios cilíndricos. Dependiendo de su posición en la unión, los elementos mecánicos pueden quedar solicitados en dirección axial.

PIEZA SOLICITANTE — Pieza de la unión que presenta la menor desviación, entre la dirección de la fuerza trasmitida y la dirección de la fibra.

PIEZA SOLICITADA — Pieza de la unión que presenta la mayor desviación, entre la fuerza trasmitida y la dirección de la fibra.

BORDE CARGADO — Borde de la pieza que se encuentra afectado por la acción de la fuerza que transmite el medio de unión o por alguno de los componentes de esta fuerza, paralela o normal a la dirección de la fibra.

BORDE DESCARGADO — Borde que no corresponde a la anterior definición, G.6.2.6 — ESPACIAMIENTOS — Se refiere a la distancia entre medios de unión, medida lo largo del grano (Sp ) , o en dirección normal ( ) Sn , o entre un medio de unión y un borde cargado (Sbcp ) , o entre un medio de unión y un borde cargado medido en dirección normal a la fibra (Sbdp ) , o entre un medio de unión y un borde descargado, en dirección normal a la fibra ( )

DIAFRAGMAS HORIZONTALES Y MUROS DE CORTE

Las prescripciones de este capítulo se refieren a diafragmas horizontales y muros de corte, esto es, a los elementos que resisten fuerzas cortantes en su plano, habitualmente rectangulares y relativamente delgados. Los muros de corte están colocados verticalmente, como en paredes y tabiques, mientras que los diafragmas están dispuestos horizontalmente, como en pisos o techos.

El conjunto de diafragmas y muros de corte deberán diseñarse para resistir adecuadamente las cargas laterales aplicadas, tales como las acciones de viento o sismo, además de las cargas verticales gravitacionales que les correspondan.

La capacidad resistente a cargas laterales de los diafragmas y muros de corte depende de la disposición y distanciamiento del entramado, del tipo de revestimiento y de su sistema de fijación. Puede calcularse con el método de la longitud equivalente, descrito en G.7.3.6. Alternativamente pueden emplearse las prescripciones del Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino en su capítulo 10.

Los diafragmas y muros de corte deberán ser suficientemente rígidos para limitar los desplazamientos laterales, reducir la amplitud de vibraciones y proporcionar arriostramiento a otros elementos de la estructura, evitando su pandeo lateral.

Las uniones de los diafragmas y muros de corte, entre sí y con otros elementos, deberán ser adecuados para resistir las fuerzas cortantes.

En caso de existir aberturas en los diafragmas o muros de corte, éstas deberán reforzarse con elementos adicionales de igual sección transversal a la de los elementos cortados. Los refuerzos se diseñarán y detallarán para transferir la totalidad de la fuerza cortante a los elementos que enmarcan.

ARMADURAS

Las cerchas o armaduras son componentes estructurales planos, de contorno poligonal, formados por triangulación de elementos simples o compuestos que trabajan a tensión, compresión, tensión con flexión y flexo-compresión. Existe una gran variedad de configuraciones de cerchas para soporte de cubiertas y entrepisos. Las armaduras de cubierta constituyen una de las aplicaciones más importantes de la madera como parte de sistemas de prefabricación total o parcial. En el diseño de cerchas deben tenerse en cuenta los siguientes requisitos: Cargas, luz a salvar, apoyos, inclinación del cordón superior, distribución de miembros interiores, sistema de unión de los nudos, deflexiones, estabilidad lateral y separación.

Los requerimientos de este capítulo serán aplicables a todo tipo de armaduras y será el diseñador estructural el encargado de determinar las limitaciones de su aplicación, en función de los aspectos mencionados en G.8.1. Diagonal C

SISTEMAS ESTRUCTURALES

El presente capítulo se refiere a la forma en que diferentes componentes de madera se combinan para formar sistemas estructurales que ofrezcan resistencia, estabilidad y confort a las edificaciones.

Las normas aquí establecidas se aplican a edificaciones parcial o totalmente hechas con madera y sus derivados. El calculista deberá verificar el comportamiento de vigas maestras, viguetas, alfardas, correas, separadores, riostras, tableros, entablados, paneles y demás elementos de soporte de la cubierta, de los cielo-rasos y de los entrepisos para asegurar su resistencia y estabilidad ante las solicitudes de carga. Para ello deberá aplicar las normas contendidas en el presente título G, y dejar registro de los cálculos efectuados.

ASERRADO

El aserrado de madera para construcción deberá hacerse preferencialmente con sierras de cinta sin fin o sierras circulares que aseguren una escuadría regular a lo largo del bloque o pieza aserrada obtenida.

(a) En maderas difíciles de aserrar con sistemas tradicionales se podrán dar mejores resultados si se introducen variables en la velocidad de las sierras o en la inclinación de los dientes y ángulos de corte.

(b) La madera deberá aserrarse en corte radial, cuando se quieran piezas de uso estructural exigentes en estabilidad dimensional.

(c) Los aserraderos deberán producir la madera aserrada en largos que correspondan a la dimensión real comercializada más 1% de la longitud. De la misma manera la escuadría o sección transversal de los bloques y vigas deberá corresponder en la práctica a la dimensión comercial más una tolerancia de 0.5 cm en cada uno de los lados de la escuadría. Para secciones inferiores la medida real deberá coincidir con la medida nominal. Para controlar distorsiones de concentración de esfuerzos se debe producir el aserrado alternando los cortes entre ambos lados del tronco, lo que permite liberar progresivamente las tensiones.

(d) Los aserraderos deberán producir la madera aserrada en largos que correspondan a la dimensión real comercializada. De la misma manera la escuadría o sección transversal deberá corresponder en la práctica a la dimensión comercial. Para madera de aserrío (bloques o tablones) la dimensión comercial deberá corresponder a la dimensión real.

(e) Las dimensiones de la madera aserrada deberán darse en el sistema métrico decimal, en metros para la longitud y centímetros para la sección transversal.

PREPARACIÓN, FABRICACIÓN, CONSTRUCCIÓN, MONTAJE Y MANTENIMIENTO

Todas las labores relativas a la preparación del material, fabricación, transporte e instalación de los elementos de madera, incluyendo sus uniones, deberá regirse por prácticas normalmente aceptadas por la Ingeniería y la Arquitectura y por los requerimientos de este Reglamento.

PROCESOS DE PREPARACIÓN

Toda madera destinada a la construcción deberá secarse hasta un CH% lo más próximo posible al contenido de humedad de equilibrio con el medio ambiente en el cual va a quedar instalada.

(a) Para usos específicos en contacto permanente con el suelo o bajo agua, no habrá necesidad de secar la madera, a menos que deba ser previamente inmunizada. De la misma manera, madera estructural para vigas de sección transversal superior a 0.04 m² podrá instalarse en estado verde o simplemente semi seca.

(b) Aquellas maderas destinadas a productos machihembrados, moldurados, pisos de parqué, puertas, ventanas y similares deberán secarse con 1% a 2% por debajo de la humedad de equilibrio del lugar de uso.

(c) Las demás maderas para uso estructural o aplicaciones interiores en la construcción, deberán secarse hasta un CH% próximo a la humedad de equilibrio del medio ambiente de su destino final. Como regla general, las maderas para uso estructural deberán estar secas al momento de fabricación por debajo del 19% CH. Las maderas empleadas en los procesos de laminado o deberán secarse hasta un CH del 12%.

(d) Las maderas destinadas a la construcción podrán secarse por dos sistemas comunes en la industria: secado natural y secado por medios artificiales.

(e) El secado al aire se desarrollará mediante la exposición de la madera a la acción del medio ambiente. Este proceso se deberá realizar en patios cubiertos con buena ventilación, con prácticas de apilado apropiadas y bajo medidas de seguridad que eviten el deterioro por la acción del clima, agentes biológicos u otras causas.

(f) Cuando el contenido de humedad deseado sea inferior al contenido de humedad de equilibrio con el medio ambiente del lugar o cuando se requiera madera seca en el menor tiempo posible, se deberán utilizar métodos artificiales de secado.

(g) El método artificial más aconsejable será en hornos o cámaras de secado mediante la aplicación de temperatura, humedad y ventilación diferentes a las naturales.

(h) En general, los procesos de secado deberán ajustarse a las especificaciones y recomendaciones del Manual de Secado publicado por la Junta del Acuerdo de Cartagena (Referencia RG.4)

(i) En el secado artificial en hornos se deberán tener en cuenta las siguientes recomendaciones de carácter general: (1) Los secamientos se deberán efectuar mediante un horario o programa de secado, según lo determine quien lleve a cabo el proceso, aplicable a cada especie y espesor de madera. (2) Durante el proceso de secado y al final del mismo, se deberán llevar a cabo pruebas de control de secado y defectos por tensiones. Dichas pruebas consistirán en el "contenido de humedad estratificado" y la "prueba de tenedor". Mediante tales pruebas se podrá garantizar un secado libre de defectos y tensiones que puedan afectar la madera durante procesos ulteriores o en uso. (3) Debe dejarse un registro escrito del proceso de secado en donde se identifique el sistema de secado, las fechas y el lote de secado con las especies, las cantidades, las secciones y la disminución del contenido de humedad obtenido.

(j) Otro método de secado aplicable será el secado por deshumectadores, que utiliza recintos cerrados pero temperaturas no tan altas como el secado en hornos.

(k) En circunstancias especiales se podrán utilizar otros métodos de secado artificial tales como secado al vacío, por alta frecuencia o secado en solventes orgánicos.

(l) La comprobación del contenido de humedad en el comercio de madera para construcción se podrá hacer mediante el uso del xilohigómetro o medidor eléctrico de

humedad. NSR-10 – Capítulo G.11 – Preparación, fabricación, construcción, montaje y mantenimiento G-94

(m) En el Manual de Diseño para maderas del Grupo Andino de la Junta del Acuerdo de Cartagena (Referencia RG.1) se encuentra a manera de información una tabla con datos sobre el comportamiento del secado de maderas aptas para construcción, así como una descripción gráfica de los defectos de secado más comunes (tabla 2.3 y figura 2.7 de la publicación citada).

ESTRUCTURAS DE GUADUA

El presente capitulo establece los requisitos para el diseño estructural y sismo resistente de estructuras cuyo elemento resistente principal es el bambú Guadua angustifolia Kunth. Una estructura de guadua diseñada de acuerdo con los requisitos de este Reglamento, tendrá un nivel de seguridad equivalente al de estructuras diseñadas con otros materiales.

Los requisitos de este capítulo pueden ser utilizados para el diseño de elementos de estructuras construidas totalmente con guadua, o para estructuras mixtas de guadua y otros materiales.

El diseño de construcciones para vivienda estará limitado a dos pisos, no se permitirán muros de mampostería o concreto en el nivel superior de las edificaciones. Esta norma no se podrá utilizar para el diseño de ningún tipo de puente o estructuras diferentes de edificaciones, limitándose a aquellas cuyo uso sea vivienda, comercio, industria y educación.

Cuando se construyan estructuras con un área superior a 2000 m2 , se recomienda realizar una prueba de carga antes de darla en funcionamiento.

Este Capítulo se puede complementar con el capítulo E.7 — “Bahareque encementado”, capitulo E.8 — “Entrepisos y uniones en bahareque encementado”, y capitulo E.9 — “Cubiertas para construcción en bahareque encementado” del Titulo E — “Casas de uno y dos pisos” del presente Reglamento. Además se podrá complementar con las normas técnicas colombianas NTC-5300 Cosecha y postcosecha del culmo de guadua angustifolia kunth, NTC 5301 Preservación y secado del culmo de guadua angustifolia kunth, NTC 5407 Uniones de estructuras de guadua angustifolia kunth, NTC 5525 Métodos de ensayo para determinar las propiedades físicas y mecánicas de la guadua angustifolia kunth, publicadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC. Además, en su redacción, se utilizó como material base las guías de diseño para estructuras de guadua angustifolia kunth, de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. Se recomienda el uso complementario de las normas citadas, pero en todo caso siempre primará lo expuesto en el presente capitulo.

PARÁMETROS DE ESTRUCTURACIÓN DEL REGLAMENTO NSR-10 TÍTULO G

CLASIFICACIÓN DE MADERAS

Selección de maderas en los grupos ES , ES1, ES2, ES3, ES4, ES5, ES6, de acuerdo con los valores de módulo de elasticidad MOE y esfuerzos de 75 maderas estudiadas por el SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE –SENA- , Regional Antioquia – Chocó y Universidad Nacional de Colombia y 178 maderas en estudios compilados por el Profesor J. A. Lastra Rivera, U. Distrital; Libro Técnico No. 1 Asociación Colombiana de Ingenieros Forestales - ACIF. Bogotá 1986.

Los valores básicos fueron llevados al quinto percentil y luego reducidos de acuerdo a la metodología explicada en G.2.2.2, para obtener los esfuerzos admisibles que aparecen en los cuadros de clasificación de maderas.

El parámetro principal, módulo de elasticidad MOE , aparece prácticamente en toda la formulación, desde la escogencia de la sección para elementos a flexión, pasando por las deflexiones admisibles e interviniendo en la reducción de los esfuerzos de flexión con el factor CL factor de estabilidad de vigas , en la reducción de la carga admisible para columnas con el factor CP factor de estabilidad de columnas y en los esfuerzos combinados en la determinación del esfuerzo crítico de Euler. Este parámetro y el conjunto de esfuerzos reemplazan al anterior parámetro de selección DB densidad básica, que en realidad es un parámetro incierto y si bien da una idea de la resistencia de la madera , como dice BorgMadsen en su texto StructuralBehavior of Timber “... la densidad es un pobre indicador de resistencia y no debería ser usado como estimativo de resistencia para madera" página 229, pues conlleva a múltiples errores , ya que la madera puede ser fuerte en determinados parámetros o menos fuerte o débil en otros.

Por el sistema escogido, se garantiza que dentro de los grupos seleccionados todas las maderas

TITULO H- ESTUDIOS GOTECNICOS

REQUISITOS GENERALES

OBJETIVO Y ALCANCE

Establecer criterios básicos para realizar estudios geotécnicos de edificaciones, basados en la investigación del subsuelo y las características arquitectónicas y estructurales de las edificaciones con el fin de proveer las recomendaciones geotécnicas de diseño y construcción de excavaciones y rellenos, estructuras de contención, cimentaciones, rehabilitación o reforzamiento de edificaciones existentes y la definición de espectros de diseño sismorresistente, para soportar los efectos por sismos y por otras amenazas geotécnicas desfavorables.

OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

Los estudios geotécnicos definitivos son obligatorios para todas las edificaciones urbanas y suburbanas de cualquier grupo de uso, y para las edificaciones en terrenos no aptos

para el uso urbano de los grupos de uso II, III y IV definidos en el Título A de este Reglamento.

Firma de los Estudios — Siguiendo los artículos 26 y 27 de la Ley 400 de 1997, modificada y adicionada por la Ley 1229 de 2008, los estudios geotécnicos para cimentaciones de edificaciones deben ser dirigidos y avalados por Ingenieros Civiles, titulados, matriculados en el COPNIA y con tarjeta profesional vigente. Para el cumplimiento de este requisito todos los informes de los estudios geotécnicos y todos los planos de diseño y construcción que guarden alguna relación con estos estudios, deben llevar la aprobación del ingeniero director del estudio. Los profesionales que realicen estos estudios geotécnicos deben poseer una experiencia mayor de cinco (5) años en diseño geotécnico de cimentaciones, contados a partir de la expedición de la tarjeta profesional, bajo la dirección de un profesional facultado para tal fin, o acreditar estudios de posgrado en geotecnia.

Cumplimiento y Responsabilidad — El cumplimiento de estas Normas no exime al ingeniero responsable de la ejecución del estudio geotécnico de realizar todas las investigaciones y análisis necesarios para la identificación de las amenazas geotécnicas, la adecuada caracterización del subsuelo, y los análisis de estabilidad de la edificación, construcciones vecinas e infraestructura existente.

CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUBSUELO

En este Capítulo se definen el número mínimo y la profundidad mínima de los sondeos exploratorios del subsuelo, los cuales dependen del tamaño de la edificación propuesta (unidad de construcción). El ingeniero geotecnista, podrá aumentar el número o la profundidad de los sondeos, dependiendo de las condiciones locales y los resultados iniciales de la exploración.

UNIDAD DE CONSTRUCCIÓN.

Se define como unidad de construcción

(a) Una edificación en altura,

(b) Grupo de construcciones adosadas, cuya longitud máxima en planta no exceda los 40 m,

(c) Cada zona separada por juntas de construcción,

(d) Construcciones adosadas de categoría baja, hasta una longitud máxima en planta de 80 m

(e) Cada fracción del proyecto con alturas, cargas o niveles de excavación diferentes. Para los casos donde el proyecto exceda las longitudes anotadas, se deberá fragmentar en varias unidades de construcción, por longitudes o fracción de las longitudes.

CIMENTACIONES

GENERALIDADES

Toda edificación debe soportarse sobre el terreno en forma adecuada para sus fines de diseño, construcción y funcionamiento. En ningún caso puede apoyarse sobe la capa vegetal, rellenos sueltos, materiales degradables o inestables, susceptibles de erosión, socavación, licuación o arrastre por aguas subterráneas. La cimentación se debe colocar sobre materiales que presenten propiedades mecánicas adecuadas en términos de resistencia y rigidez, o sobre rellenos artificiales, que no incluyan materiales degradables, debidamente compactados.

En el diseño de toda cimentación se deben considerar tanto los estados límite de falla, del suelo de soporte y de los elementos estructurales de la cimentación, como los estados límites de servicio. Los edificios se deben diseñar empotrados en su base para que los esfuerzos se transmitan en forma adecuada a la cimentación En los cálculos se tendrá en cuenta la interacción entre los diferentes elementos de la cimentación de la estructura y de las edificaciones vecinas, como analizar si hay superposición de bulbos de carga, los efectos de los sótanos, las excentricidades de los centros de gravedad y de cargas que en conjunto se ocasionan.

Los parámetros de diseño deben justificarse plenamente, con base en resultados provenientes de ensayos de campo y laboratorio.

EXCAVACIONES Y ESTABILIDAD DE TALUDES

EXCAVACIONES

GENERALIDADES

En el diseño de las excavaciones se considerarán los siguientes estados límite:

(a)De falla colapso de los taludes o de las paredes de la excavación o del sistema de entibado de las mismas, falla de los cimientos de las construcciones adyacentes y falla de fondo de la excavación por corte o por sub presión en estratos subyacentes, y colapso del techo de cavernas o galerías;

(b) De servicio movimientos verticales y horizontales inmediatos y diferidos por descarga en el área de excavación y en los alrededores. Los valores esperados de tales movimientos deberán calculados para no causar daños a las construcciones e instalaciones adyacentes ni a los servicios públicos. Además, la recuperación por recarga no deberá ocasionar movimientos totales o diferenciales intolerables para las estructuras que se construyan en el sitio.

Para realizar la excavación, se podrán usar pozos de bombeo con objeto de reducir las filtraciones y mejorar la estabilidad. Sin embargo, la duración del bombeo deberá ser tan corta como sea posible y se tomarán las precauciones necesarias para que sus efectos queden prácticamente circunscritos al área de trabajo.

En este caso, para la evaluación de los estados límite de servicio a considerar en el diseño de la excavación, se tomarán en cuenta los movimientos del terreno debidos al bombeo. Los análisis de estabilidad se realizarán con base en las acciones aplicables señaladas en estas Normas, considerándose las sobrecargas que puedan actuar en la vía pública y otras zonas próximas a la excavación.

ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

GENERALIDADES

Las estructuras de contención proporcionan soporte lateral, temporal o permanente, a taludes verticales o cuasi verticales de suelo, enrocado o macizos rocosos muy fracturados o con discontinuidades desfavorables. Las estructuras de contención pueden ser autónomas, que soporten directamente las solicitudes de los materiales por contener, ó que involucren a dichos materiales con ayuda de refuerzos, para que éstos participen con sus propiedades a soportar dichas solicitudes en forma segura. Las estructuras de contención pueden ser muros de gravedad (en mampostería, concreto ciclópeo, tierra reforzada, gaviones, o cribas), muros en voladizo (con o sin contrafuertes), tablestacas, pantallas atirantadas y estructuras entibadas.

ESTADOS LÍMITE

ESTADOS LÍMITE DE FALLA — Los estados límite de falla que se deben considerar para un muro serán la rotura estructural, las deformaciones de la estructura, el volteo, la falla por capacidad de carga, la pérdida de apoyo por erosión del terreno, el deslizamiento horizontal de la base del mismo bajo el efecto del empuje del suelo y, en su caso, la inestabilidad general del talud en el que se encuentre desplantado el muro.

ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO — Cuando las deformaciones del sistema de contención afecten el funcionamiento de estructuras vecinas o generen procesos de falla en otras estructuras, se denomina estado límite de servicio.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO

En el diseño de estructuras de contención se deben tener en cuenta las condiciones externas a que puede estar sometida, tales como las sobrecargas por otras estructuras, los procesos de construcción, las presiones hidrostáticas, las cargas de anclaje, las cargas de tráfico, las características del relleno, el sistema de drenaje, procesos de socavación o de oleaje (en vecindad de cuerpos de agua), efectos sísmicos y efectos de

temperatura. También debe tenerse en cuenta el tiempo de servicio esperado de la estructura.

Las fuerzas actuantes sobre un muro de contención se considerarán por unidad de longitud. Las acciones que se deben tomar en cuenta, según el tipo de muro serán: el peso propio del muro, el empuje de tierras, la fricción entre muro y suelo que contiene, el empuje hidrostático o las fuerzas de filtración en su caso, las sobrecargas en la superficie del relleno y las fuerzas sísmicas. Los empujes desarrollados en condiciones sísmicas se evaluarán en la forma indicada en H.5

Estas estructuras deberán diseñarse de tal forma que no se rebasen los siguientes estados límite de falla: volteo, desplazamiento del muro, falla de la cimentación del mismo o del talud que lo soporta, o bien rotura estructural. Además, se revisarán los estados límite de servicio, como asentamiento, giro o deformación excesiva del muro. Los empujes se estimarán tomando en cuenta la flexibilidad del muro, el tipo de material por contener y el método de colocación del mismo.

EVALUACIÓN GEOTÉCNICA DE EFECTOS SÍSMICOS

ASPECTOS BÁSICOS

Para realizar la evaluación geotécnica de efectos sísmicos que deben ser considerados en el diseño de estructuras se parte de los aspectos básicos que están relacionados con la modificación del movimiento del terreno (efectos inerciales) y los cinemáticos. Adicionalmente, los aspectos básicos contribuyen a cuantificar de una manera acertada las incertidumbres relacionadas con la respuesta dinámica del terreno, las condiciones de estabilidad de los materiales, y los efectos del potencial de licuación o movilidad cíclica en los suelos granulares y en suelos de grano fino de baja plasticidad.

En este Capítulo, los aspectos básicos se separan en cuatro temas: la incidencia de la litología del terreno, el tipo de solicitación sísmica, las condiciones topográficas y al efecto de la interacción sismo-suelo-estructura.

EFECTO DE LA LITOLOGÍA Y TIPOS DE SUELOS

(a) La caracterización básica del perfil litológico se establece en términos de los valores de velocidad de onda de corvs con la profundidad y su variación horizontal, hasta el nivel de de roca (rechazo en el ensayo SPT), o suelos duros (V 500 s x m/s) mediante ensayos geofísicos en el terreno. Adicionalmente, de manera complementaria para efectos de caracterización de la variación espacial, o para evaluar los rangos de valores de las propiedades relevantes, se pueden utilizar correlaciones debidamente soportadas con otros parámetros geotécnicos. Estas correlaciones no pueden reemplazar las mediciones directas en el terreno.

(b) Para los diferentes materiales presentes en el perfil se debe determinar la variación de la rigidez G y del amortiguamiento Es con el nivel de deformaciones y de esfuerzos

(degradación de propiedades dinámicas). La determinación de la variación de la rigidez dinámica se puede hacer mediante ensayos dinámicos de laboratorio siempre y cuando se cuente con muestras representativas de alta calidad. En este caso los ensayos deben cubrir el rango de interés de deformaciones y esfuerzos, en función del número de ciclos de carga, para el problema que se esté estudiando, y se deben normalizar adecuadamente para poder relacionarlos con los valores de rigidez en el terreno, preferiblemente mediante la determinación en el laboratorio, sobre las mismas muestras, de la velocidad de onda de corte a bajas deformaciones. Se debe justificar adecuadamente la normalización que se haga de la variación de la rigidez dinámica con la deformación.

(c) La variación de la rigidez y el amortiguamiento con la deformación también se debe estimar con base en referencias debidamente sustentadas de correlaciones o modelos reportados en la literatura técnica internacional. Estos resultados se deben comparar con los obtenidos de los ensayos dinámicos de laboratorio.

(d) Se debe dar consideración explícita a la verificación de la resistencia dinámica de cada material, incluyendo cuando sea aplicable, la evaluación del potencial de licuación de los suelos granulares y suelos de grano fino de baja plasticidad, y la degradación progresiva de la resistencia dinámica de los suelos finos con el número de ciclos de carga equivalente. También deben calcularse los asentamientos producidos por el sismo (deformación volumétrica por densificación), empleando criterios o metodologías actualizadas y reconocidas internacionalmente.

EFECTO DEL TIPO DE SOLICITACIÓN

Para la evaluación de la respuesta del terreno ante la propagación del sismo se debe tener presente que cada fuente sismogénica que produce sismos de diferente magnitud y distancia con respecto al lo cual genera escenarios de respuesta dinámica del subsuelo NSR-10 – Capítulo H.7– Evaluación geotécnica de efectos sísmicos H-34 significativamente diferentes, aún si los niveles de aceleración máxima del terreno son similares para las diferentes fuentes. Por lo tanto para evaluación geotécnica de efectos sísmicos los análisis de respuesta dinámica deben utilizar por lo menos tres historias de movimiento en función del tiempo representativas de cada una de las diferentes fuentes sismogénicas que sean relevantes para el sitio de estudio y que sean compatibles con los niveles de amenaza sísmica para el sitio de acuerdo con el Estudio Nacional de Amenaza Sísmica vigente o estudios posteriores aplicables.

Para el caso de fuentes sismogénicas cercanas (menores de 25 Km de distancia epicentral) con potencial de generación de eventos superficiales (profundidad focal menor de 20 Km), debe considerarse el aporte de la componente vertical de la señal sísmica en el análisis de respuesta del terreno. Generalmente, la aceleración vertical puede variar entre el 50% y el 100% del valor de la aceleración horizontal, según sea cada caso particular. En caso de existir información instrumentada con las redes de acelerómetros

locales o regionales, es posible definir para el proyecto ubicado en la localidad estudiada, una relación más ajustada entre los valores de las dos componentes de aceleración.

Las historias de movimiento que se utilicen deben ser representativas de las condiciones en roca, preferiblemente de registros reales sin modificar debidamente sustentados. En caso de que se utilicen historias sintéticas de movimiento o historias reales modificadas estas deben ser debidamente sustentadas para garantizar su representatividad y que sean razonables desde el punto de vista sismológico. En todos los casos se debe asegurar que los espectros de aceleración, velocidad y desplazamientos de las señales que se utilicen sean compatibles y representativos de las condiciones de estudio y que estas historias no incluyan efectos previos de respuesta local o topográfica o cualquier otro tipo de anomalía que pueda posteriormente verse reflejada en resultados de respuesta no representativos.

EFECTO DE TOPOGRAFÍA Y DEL TIPO DE ONDAS EN LA RESPUESTA

(a) Componente de ondas de corte que se propaga verticalmente (SH) — Este es el tipo de ondas son las predominantes en los casos donde la superficie del terreno y la estratigrafía de todo el perfil geotécnico es horizontal o con pendientes menores de 10%, o donde los efectos topográficos no son relevantes. Para la evaluación de la respuesta sísmica se pueden emplear modelos numéricos unidimensionales (1D), bidimensionales (2D) o tridimensionales (3D) de propagación de ondas.

(b) Combinación de ondas superficiales y de corte, y efecto de las longitudes de onda de la excitación en relación con la respuesta y la estratigrafía — Estos efectos solo se pueden estudiar mediante modelos de respuesta dinámica bidimensional (2D) o tridimensional (3D) y son relevantes cuando las condiciones del terreno son irregulares. En caso de que se tengan condiciones estratigráficas de suelos y topografía no uniforme ni plana, se debe considerar el efecto topográfico tanto de la variación de la superficie del terreno, como de la profundidad del contacto con la roca subyacente, para determinar zonas del terreno donde se genere amplificación o atenuación local de las ondas sísmicas. Estos efectos son relevantes si la pendiente del terreno o del contacto con la roca subyacente son mayores a 10% en el área de influencia del proyecto. Para tener en cuenta estos efectos se deben realizar análisis de respuesta dinámica con modelos numéricos 2D o 3D según sea la situación particular.

(c) Empleo de la instrumentación sísmica para validar los modelos numéricos de respuesta dinámica 1D, 2D o 3D. En las zonas donde se cuente con redes locales o regionales de acelerómetros, los registros existentes que resulten representativos de la respuesta del sitio objeto de estudio, deberán utilizarse para hacer análisis de sensibilidad del comportamiento dinámico de los materiales del subsuelo o para establecer análisis comparativos con los modelos teóricos de la respuesta sísmica asociada a efectos topográficos.

(d) En el rango elástico se puede registrar un fenómeno de triple resonancia. En primer término, efecto rocasuelo debido a similitudes entre los periodos predominantes de vibración de los movimientos incidentes de los sismos y los movimientos de los depósitos de suelos. En segundo término, efecto suelo-suelo ocasionado por el confinamiento de las ondas en una artesa, causado a su vez por la diferencia entre la impedancia del suelo contenido y la roca de base; el resultado inmediato es una mayor duración del sismo sentido en el depósito de suelos, en relación con el movimiento originario en roca. En tercer término, un efecto sueloestructura cuando coinciden sus períodos predominantes de vibración y el período fundamental de la estructura. Cabe anotar que como el comportamiento de la estructura y el suelo es usualmente no-lineal para el sismo de diseño, este fenómeno puede no ser relevante para este sismo. Si bien en el caso de los sismos el comportamiento no lineal del suelo y de la estructura cambia los periodos, en el caso de resonancia por vibraciones ambientales se pueden presentar relativamente fácil y llegar a sobrepasar los límites que puede tolerar un residente y causar eventual fatiga de la estructura por su constante repetición.

(e) La evaluación de la amplificación resulta importante para aceleraciones originarias en roca inferiores a un valor límite que es del orden de 0.4g . Para aceleraciones superiores a la antedicha se presenta el fenómeno NSR-10 – Capítulo H.7– Evaluación geotécnica de efectos sísmicos H-35 contrario, ó sea una de amplificación. El análisis detallado del fenómeno debe hacerse obligatoriamente para las edificaciones clasificadas como grupos de uso III, IV (Artículo A.2.9.3.6 del Reglamento) para las demás categorías es opcional. Los métodos para efectuar este análisis deben estar adecuadamente sustentados dentro de la dinámica de suelos y la ingeniería sísmica. Se permite el uso de modelos unidimensionales, y cuando la información sobre los depósitos de suelos lo permita, se pueden emplear modelos más sofisticados. Su uso debe reemplazar progresivamente los métodos aproximados; se recomienda cuando la información disponible lo justifique y sea compatible con la complejidad del proyecto. Al respecto deben consultarse los requisitos del Capítulo A2 del Reglamento.

SISTEMA CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIONES, EXCAVACIONES Y MUROS DE CONTENCIÓN

SISTEMA GEOTÉCNICO CONSTRUCTIVO

El Sistema Geotécnico Constructivo definido como el sistema constructivo de cimentaciones, excavaciones y muros de contención es un documento complementario o integrado al estudio geotécnico definitivo, de obligatoria elaboración. Debe incluir el escenario más probable del proceso constructivo, considerando aspectos como secuencia de excavación, métodos de perforación, tratamientos estabilizadores previos, aplicación de pre-cargas, cambios en las trayectorias de drenaje u otros que puedan alterar o modificar en forma importante el comportamiento de los geomateriales que conforman el suelo de fundación, procedimientos constructivos de la cimentación y planes de contingencia, de acuerdo con los numerales que apliquen de este Capítulo H.8.

Todo Proyecto de Construcción deberá incluir un análisis de las condiciones físicas e hidro-mecánicas de los depósitos de suelos o macizo rocosos involucrados, para cada uno de los escenarios previstos en el desarrollo de la construcción del proyecto, y específicamente deberá considerar al menos los siguientes:

(a) Escenario antes de la construcción — Se describen las condiciones de los geomateriales in - situ determinadas mediante los procedimientos y prácticas convencionales y aquellas de que tratan estas normas, haciendo especial énfasis en condiciones inalteradas y con cambios menores respecto de la variación de propiedades esfuerzo – deformación con relación a las determinadas en ensayos de laboratorio.

(b) Escenario durante la construcción — Se describen las condiciones que cambian o modifican las propiedades de los geomateriales como cambios en el estado de esfuerzos (descargas – recargas, humedecimiento – secado, etc.), efectos debidos a operaciones de perforación, vibraciones, ruidos, emisión y manejo de lodos y en general cualquier fuente de contaminación o cualquier tipo de alteración del subsuelo de apoyo, incluyendo variaciones en resistencia y rigidez debidas a la aplicación de las cargas de trabajo o cargas incidentales, de naturaleza estática o dinámica.

(c) Escenario después de la construcción — Se describen las condiciones en las que se espera que permanezcan los geomateriales durante la vida útil de la estructura, para lo cual se debe prever la necesidad de construcción de sistemas especiales de mantenimiento de la estructura y si fuere del caso de los elementos de cimentación y el suelo que los rodea, así como la instrumentación y monitoreo de la posible variación de propiedades esfuerzo–deformación de los suelos de apoyo, debidas a modificación de las trayectorias de drenaje o inducción de presiones adicionales que aceleren o modifiquen las tasas de deformación de los materiales involucrados.

Cada uno de estos escenarios deberá permitir la definición concreta de secuencias de construcción, medidas de mitigación, seguimiento y monitoreo de todos los efectos que sobre la estabilidad de las estructuras de cimentación y sobretodo de los suelos de fundación, puedan conllevar los procedimientos constructivos que se ejecuten en el proyecto.

CONDICIONES GEOTÉCNICAS ESPECIALES

Como característica especial, todas las arcillas tienen, de una forma u otra, la propiedad de contraerse cuando pierden humedad y de expandirse cuando la ganan de nuevo según las condiciones ambientales. Como minerales activos se reconocen la montmorilonita, la vermiculita y algunas variedades de haloisita; la particularidad de éstos radica en que tienen la propiedad de "absorber" moléculas de agua dentro de su propia estructura molecular.

Los daños que presentan las edificaciones cimentadas superficialmente en estos suelos se manifiestan progresivamente mediante fisuramientos, agrietamientos y giros de conjunto de los muros y elementos estructurales, a causa de movimientos desiguales de

sus cimientos, especialmente en los años de prolongados períodos de verano e invierno, como los causados por los fenómenos del Niño y de la Niña. En los artículos H-9.1.6 a H-9.1.8 se NSR-10 – Capítulo H.9 – Condiciones geotécnicas especiales H-48 presentan algunas medidas para mitigar este fenómeno

REHABILITACIÓN SÍSMICA DE EDIFICIOS: AMENAZAS DE ORIGEN SISMO GEOTÉCNICO Y REFORZAMIENTO DE CIMENTACIONES

En este capítulo se presentan las medidas para la rehabilitación de cimentaciones de edificios para acondicionarlas para que puedan hacer frente a las amenazas potenciales de origen sismo-geotécnico, tales como licuación, compactación diferencial, deslizamientos, caída de rocas y avalanchas, así como los requisitos geotécnicos mínimos respecto a sus cimentaciones (artículo 10.2) y pueden hacerse sólo a las cimentaciones o en conjunto con la rehabilitación sísmica de la edificación. Las técnicas para mitigar dichas amenazas se describen en el artículo H.10.3.

La aceptabilidad del comportamiento de los sistemas y suelos de cimentación no se puede determinar independientemente del contexto del comportamiento de la superestructura. En el artículo H.10.4 se presentan los criterios para determinar la capacidad portante por resistencia del suelo, rigidez y parámetros de interacción suelo estructura requeridos para hacer las evaluaciones del diseño de cimentaciones. El artículo H.10.5 contiene una guía para mejorar o reforzar cimentaciones.

TITULO I- SUPERVISIÓN TECNICA

DEFINICIONES

Las definiciones que se dan a continuación, transcriben las dadas en la Ley 400 de 1997 y en la Ley 1229 de 2008 y amplían las que se dan en el Capítulo A.13 del Reglamento, donde deben consultarse las definiciones de otros términos utilizados en el presente Título.

Acabados o elementos no estructurales — Partes o componentes de una edificación que no pertenecen a la estructura o a su cimentación.

Certificado de permiso de ocupación — Es el acto, descrito en el Artículo 46 del Decreto 564 de 2006, mediante el cual la autoridad competente para ejercer el control urbano y posterior de obra, certifica mediante acta detallada el cabal cumplimiento de lo aprobado, según sea el caso:

a) Las obras construidas de conformidad con la licencia de construcción en la modalidad de obra nueva otorgada por el curador urbano o la autoridad municipal o distrital competente para expedir licencias.

b) Las obras de adecuación a las normas de sismo rresistencia y/o a las normas urbanísticas y arquitectónicas contempladas en el acto de reconocimiento de la

edificación, en los términos de que trata el Título II del decreto 564 de 2006 o el que lo complemente.

Control urbano — Actividad desarrollada por los alcaldes municipales o distritales, directamente o por conducto de sus agentes, encaminada a ejercer la vigilancia y control durante la ejecución de las obras, con el fin de asegurar el cumplimiento de las licencias urbanísticas y de las normas contenidas en el Plan de Ordenamiento Territorial.

Constructor — Es el profesional, ingeniero civil o arquitecto, o constructor en arquitectura e ingeniería, bajo cuya responsabilidad se adelanta la construcción de la edificación.

Desempeño de los elementos no estructurales — Se denomina desempeño el comportamiento de los elementos no estructurales de la edificación ante la ocurrencia de un sismo que la afecte.

Diseñador arquitectónico — Es el arquitecto bajo cuya responsabilidad se realizan el diseño y los planos arquitectónicos de la edificación y quien los firma o rotula.

Diseñador de los elementos no estructurales — Es el profesional, facultado para ese fin, bajo cuya responsabilidad se realizan el diseño y los planos de los elementos no estructurales de la edificación, y quien los firma o rotula.

Diseñador estructural — Es el ingeniero civil, facultado para este fin, bajo cuya responsabilidad se realiza el diseño y los planos estructurales de la edificación, y quien los firma o rotula.

Edificación — Es una construcción cuyo uso primordial es la habitación u ocupación por seres humanos.

Estructura — Es un ensamblaje de elementos, diseñado para soportar las cargas gravitacionales y resistir las fuerzas horizontales.

Grupo de uso — Clasificación de las edificaciones según su importancia para la atención y recuperación de las personas que habitan en una región que puede ser afectada por un sismo o cualquier tipo de desastre.

Ingeniero geotecnista — Es el ingeniero civil, quien firma el estudio geotécnico y, bajo cuya responsabilidad se realizan los estudios geotécnicos o de suelos, por medio de los cuales se fijan los parámetros de diseño de la cimentación, los efectos de amplificación de la onda sísmica causados por el tipo y estratificación del suelo I-2 subyacente a la edificación, y la definición de los parámetros del suelo que se deben utilizar en la evaluación de los efectos de interacción suelo-estructura.

Licencia de construcción — Es la autorización previa, expedida por el curador urbano o la autoridad municipal o distrital competente, para adelantar obras de construcción, ampliación, adecuación, reforzamiento estructural y modificación, en cumplimiento de las normas urbanísticas y de edificación adoptadas en el Plan de Ordenamiento Territorial, en

los instrumentos que lo desarrollen o complementen y en las leyes y demás disposiciones que expida el Gobierno Nacional.

Titular de la licencia — Para efectos de este Reglamento, es la persona, natural o jurídica, titular de derechos reales principales, poseedor, propietario del derecho de dominio a título de fiducia y los fideicomitentes de las mismas fiducias, a nombre de la cual se expide la licencia de construcción.

Reconocimiento de la existencia de edificaciones — Es la actuación por medio del cual el curador urbano o la autoridad municipal o distrital competente para expedir licencias, declara la existencia de desarrollos arquitectónicos finalizados antes del 27 de junio de 2003 que no cuentan con licencia de construcción. Así mismo, por medio del acto de reconocimiento se establecerán, si es del caso, las obligaciones para la adecuación posterior de la edificación a las normas de sismoresistencia que les sean aplicables en los términos de la ley 400 de 1997 y a las normas urbanísticas y arquitectónicas que las autoridades municipales, distritales y en el departamento Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina. Establezcan para el efecto.

Supervisión técnica — Se entiende por Supervisión Técnica la verificación de la sujeción de la construcción de la estructura de la edificación a los planos, diseños y especificaciones realizadas por el diseñador estructural. Así mismo, que los elementos no estructurales se construyan siguiendo los planos, diseños y especificaciones realizadas por el diseñador de los elementos no estructurales, de acuerdo con el grado de desempeño sísmico requerido. La supervisión técnica puede ser realizada por el interventor, cuando a voluntad del propietario se contrate una interventoría de la construcción.

Supervisión técnica continua — Es aquella en la cual todas las labores de construcción se supervisan de una manera permanente.

Supervisión técnica itinerante — Es aquella en la cual el supervisor técnico visita la obra con la frecuencia necesaria para verificar que la construcción se está adelantando adecuadamente.

Supervisor técnico — El supervisor técnico es el profesional, ingeniero civil o arquitecto o constructor de ingeniería o arquitectura, bajo cuya responsabilidad se realiza la supervisión técnica. Parte de las labores de supervisión puede ser delegada por el supervisor en personal técnico auxiliar, el cual trabajará bajo su dirección y responsabilidad. La supervisión técnica puede ser realizada por el mismo profesional que realiza la interventoría.

ALCANCE DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA

Dentro del presente Capítulo se fija el alcance mínimo que debe tener la supervisión técnica y los controles mínimos que deben llevarse a cabo como parte de las labores de supervisión técnica.

La supervisión técnica solo hace referencia a la construcción del sistema estructural de la edificación y a la construcción de los elementos no estructurales cubiertos por el Capítulo A.9 del presente Reglamento.

IDONEIDAD DEL SUPERVISOR TÉCNICO Y SU PERSONAL AUXILIAR

En los Capítulos 1 y 5 del Título VI de la Ley 400 de 1997 y en la Ley 1229 de 2008 se establecen las calidades y requisitos que deben cumplir los profesionales que lleven a cabo labores de supervisión técnica.

De acuerdo con lo indicado en el Artículo 24, de la Ley 400 de 1997 la Comisión Asesora Permanente del Régimen de Construcciones Sismo Resistentes, dentro de sus funciones fijará los mecanismos y procedimientos para demostrar, ante la misma Comisión, la experiencia profesional, la idoneidad y el conocimientos de los aspectos relacionados con el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes establecidos en la Ley 400 de 1997 y sus Reglamentos, de los profesionales que realicen labores de supervisión técnica.

RECOMENDACIONES PARA EL EJERCICIO DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA

GENERALIDADES

PROPÓSITO Y ALCANCE — Las presentes recomendaciones se han incluido con el fin de guiar a aquellos profesionales que realicen la supervisión técnica de la construcción de estructuras cubiertas por la Ley 400 de 1997 y el presente Reglamento y para facilitar el alcance contractual que deben fijar las personas o entidades que la contraten.

DEFINICIONES — Deben consultarse las definiciones dadas en el Capítulo A.13 y especialmente las de I.1.1.

TITULO J- REQUISITOS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS EN EDIFICACIONES

GENERALIDADES

PROPÓSITO Y ALCANCE

Toda edificación deberá cumplir con los requisitos mínimos de protección contra incendios establecidos en el presente Capítulo, correspondientes al uso de la edificación y su grupo de ocupación, de acuerdo con la clasificación dada en J.1.1.2. En consecuencia, el propósito del Título J es el de establecer dichos requisitos con base en las siguientes premisas:

(a) Reducir en todo lo posible el riesgo de incendios en edificaciones.

(b) Evitar la propagación del fuego tanto dentro de las edificaciones como hacia estructuras aledañas.

(c) Facilitar las tareas de evacuación de los ocupantes de las edificaciones en caso de incendio.

(d) Facilitar el proceso de extinción de incendios en las edificaciones.

(e) Minimizar el riesgo de colapso de la estructura durante las labores de evacuación y extinción. J.1.1.2 — Para efectos de la aplicación de los requisitos que se establecen en este Título se hace necesaria la clasificación de las edificaciones por Grupos de Ocupación.

Según esto se utiliza la clasificación que se presenta en el numeral K.2.1.2 de este Reglamento, cuya tabla se repite aquí para efectos ilustrativos. Para las explicaciones y detalles referentes a la clasificación de edificaciones referirse al Capítulo K.2.

REQUISITOS GENERALES PARA PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS EN LAS EDIFICACIONES

A continuación se presentan los requisitos generales de configuración arquitectónica, estructural, eléctrica e hidráulica necesarios para la protección contra incendios en edificaciones y las especificaciones mínimas que deben cumplir los materiales utilizados con el propósito de proteger contra la propagación del fuego en el interior y hacia estructuras aledañas.

REDES ELÉCTRICAS, DE GAS, Y OTROS FLUIDOS COMBUSTIBLES, INFLAMABLES O CARBURANTES

En el interior de una edificación y en un lugar de fácil acceso para el Cuerpo de Bomberos deben instalarse dispositivos para interrumpir el suministro de gas, electricidad y otros fluidos combustibles, inflamables o comburentes.

Para la protección de las instalaciones eléctricas deben cumplirse los requisitos dados en el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas, RETIE, y en el Código Eléctrico Colombiano–NTC 2050.

Los sistemas eléctricos en zonas donde pueda existir el peligro de incendio o explosión debido a gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvo combustible, etc., deben cumplir con los requisitos adicionales dados en el Capítulo 5 del Código Eléctrico Colombiano–NTC 2050, “Ambientes Especiales” y en el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas, RETIE.

Las estaciones de servicio de gasolina y combustibles, deberán cumplir las normas específicas de seguridad reglamentadas por el Decreto Nacional 4299 de 2005 y la reglamentación específica del Ministerio de Minas y Energía.

REQUISITOS DE RESISTENCIA CONTRA INCENDIOS EN LAS EDIFICACIONES

A continuación se presentan los requisitos de protección contra el fuego de edificaciones y las especificaciones mínimas que deben cumplir los elementos estructurales y los materiales utilizados con el propósito de proteger contra el fuego los elementos estructurales, los acabados y las vías de evacuación.

DEFINICIONES

Las siguientes definiciones se encuentran en este Capítulo:

Barrera contra el fuego — Ensamblaje horizontal o vertical (muro, viga, losa, columna, etc.), con una resistencia al fuego determinada y cuyos materiales están diseñados para restringir la propagación del fuego y en la cual las aberturas existentes están protegidas (IBC, 2006).

Carga de fuego ó potencial combustible — Se refiere al efecto ocasionado por un material combustible, debido a la energía calorífica que puede liberar, en función de su calidad y de su volumen. La energía disponible se mide en MJ (1 MJ = 0,28 kw/h = 0,239 Mcal), expresada como la suma del poder calorífico de todos los materiales contenidos en un recinto, dividida por el área del piso. Es usual expresarla en función de su equivalencia en masa de madera por unidad de área, sabiendo que 1 kg tiene una energía calorífica equivalente a 18 MJ.

Distancia de separación al fuego — Distancia medida desde la fachada del edificio hasta el eje de la calle, vía pública o a una línea imaginaria entre dos edificios. La distancia debe ser medida perpendicularmente a la fachada y al eje de la vía (IBC, 2006).

Fuego patrón — Fuego con variación de temperatura controlada con el tiempo, utilizado durante pruebas normalizadas.

Junta resistente al fuego — Ensamblaje de productos diseñados para sello de juntas, ensayados y clasificados según su resistencia al fuego, de acuerdo con UL 2079, para resistir un determinado período de tiempo el paso de calor, humo y fuego. (IBC, 2006).

Material no combustible — Material que no arde indefinidamente hasta consumirse, ya sea porque deja de arder al apartársele de la fuente de calor, caso en el cual puede clasificarse como difícilmente combustible, o porque no arde al ser expuesto a la llama, caso en el cual el material se clasifica como incombustible.

Muro cortafuego — Muro sólido, o con vanos protegidos, con un determinado tiempo de protección contra el fuego, que restringe la propagación del fuego y que además es continuo desde la cimentación hasta el techo, con suficiente estabilidad estructural tal que, bajo exposición al fuego, no colapse (IBC, 2006).

Protección pasiva — Es el proceso mediante el cual un elemento se protege contra el fuego recubriéndolo con un material que le provea un mayor aislamiento térmico.

Protección activa — Tipo de protección contra el fuego consistente en la instalación de mecanismos automáticos de detección y de extinción de fuego. Algunos de ellos son: detectores de humo con alarmas sonoras, sistemas de extinción con productos químicos y rociadores de agua entre otros.

Potencial combustible — Energía calorífica disponible por unidad de área de piso. También llamada carga de fuego.

Prueba normalizada de incendio — Procedimiento estipulado en normas como las NTC 1480 e ISO 834, entre otras, en el cual la temperatura se eleva en forma controlada, siguiendo una ecuación definida en función del tiempo del fuego patrón.

Requisitos de resistencia contra incendios en las edificaciones J-12

Resistencia al fuego — Período de tiempo en que un edificio o los componentes de este mantienen su función estructural o dan la posibilidad de confinar el fuego, medido como el tiempo que resiste un material expuesto directamente al fuego, sin producir llamas, gases tóxicos ni deformaciones excesivas.

Resistencia requerida al fuego — Tiempo mínimo de resistencia al fuego, exigido por la autoridad competente, que debe resistir un miembro estructural u otro elemento de una edificación, en una prueba normalizada de incendio.

Tiempo equivalente — Tiempo que tarda un elemento determinado en alcanzar, en la prueba normalizada de incendio, el máximo calentamiento que experimentaría en un incendio real.

DETECCIÓN Y EXTINCIÓN DE INCENDIOS

En este Capítulo se establecen las dotaciones de instalaciones de protección contra incendio con las que deben contar los edificios. La instalación de dispositivos de detección hace posible la transmisión de una señal, automática mediante detectores o manual mediante pulsadores, desde el lugar en que se produce el incendio hasta una central, así como la posterior transmisión de la alarma desde dicha central hasta los ocupantes, pudiendo activarse dicha alarma automática y manualmente.