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ACI 216.1-97 / TMS 0216.1-97

Mtodo Normalizado para Determinar laResistencia al Fuego de las Construcciones

de Hormign y Mampostera

Informado por el Comit ACI/TMS 216

James P. HurstPresidente

Gene C. Abbate Thomas F. Herrell Mark A. NunnStanley G. Barton Mark Hogan John PerryRonald G. Burg Thomas H. Holm Walter Prebis

Donald O. Dusenberry John R. Irving John P. RiesWilliam L. Gamble* Phillip J. Iverson Thomas J. RoweRichard G. Gewain T.T. Lie Jeffery F. SpeckMichael P. Gillen Tung D. Lin F.R. Vollert

Tibor Z. Harmathy Howard R. May

* Anterior Presidente del Comit

PREFACIO

La resistencia al fuego de los elementos que forman parte de un

edificio es una importante consideracin al realizar el diseo.Aunque ACI 318 y ACI 530/ASCE 5/TMS 402 se ocupan de las

consideraciones para el diseo estructural de elementos de

hormign y mampostera, respectivamente, bajo condiciones de

temperatura ambiente, estos cdigos no consideran el impacto

del fuego sobre las construcciones de hormign y mampostera.Una parte de este documento contiene procedimientos

analticos y de diseo para determinar la resistencia al fuegode los elementos y construcciones de hormign y mampostera.

Cuando exista una diferencia entre esta norma y los cdigos

arriba mencionados, como en el caso del recubrimiento de

hormign sobre las armaduras de acero, se deber aplicar el

ms restrictivo de los requisitos.

Palabras Clave: acero de pretensado; armadura de acero;columnas (apoyos); diseo estructural; distribucin detemperatura; ensayos de resistencia al fuego; durabilidad frenteal fuego; clasificacin de la resistencia al fuego; hormignarmado; hormign pretensado; losas de hormign; mdulo deelasticidad; propiedades trmicas; resistencia a la compresin;resistencia al fuego; tabiques; tabiques de mampostera; vigas(apoyos).

* La intencin de los Informes, Guas, Prcticas Normalizadas y

Comentarios preparados por los Comits ACI es proveer lineamientos parala planificacin, diseo, ejecucin e inspeccin de las construcciones. Estedocumento fue preparado para ser utilizado por personas capacitadas paraevaluar la relevancia y limitaciones de su contenido y recomendaciones,

personas que se harn responsables por la aplicacin del material quecontienen las publicaciones. ACI deslinda cualquier responsabilidad por los

principios expuestos. El Instituto no ser responsable por cualquier prdidao dao que surgiera de los mismos.

No se har referencia a este documento en ningn documentocontractual. Si el Arquitecto/Ingeniero desea que los elementos de estedocumento formen parte de los documentos contractuales, dichos elementosdebern ser reescritos en trminos obligatorios antes de ser incorporados.

TABLA DE CONTENIDOS*

Captulo 1 Dispos iciones generales1.1 Campo de validez1.2 Mtodos alternativos1.3 Definiciones1.4 Simbologa1.5 Determinacin de la resistencia al fuego

Captulo 2 Hormign2.1 Disposiciones generales

2.2 Tabiques, entrepisos y cubiertas de hormign2.3 Recubrimiento de hormign para proteccin las armaduras de acero

2.4 Mtodos analticos para calcular la resistenciafuego estructural y el recubrimiento hormign de los elementos de hormigsolicitados a flexin

2.5 Columnas de hormign armado

Captulo 3 Mampostera de hormign3.1 Disposiciones generales3.2 Espesor equivalente

3.3 Tabiques de mampostera de hormign3.4 Columnas de mampostera de hormigreforzada

3.5 Dinteles de mampostera de hormign

*ACI 216.1-97 entr en vigencia el 1 de Setiembre de 1997.Copyright 1997, American Concrete Institute.Todos los derechos reservados.

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216.1-97-2 MANUAL DE PRCTICA DEL HORMIGN

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3.6 Columnas de acero estructural protegidasmediante mampostera de hormign

Captulo 4 Mampostera de ladrillos de arcilla y cermicos4.1 Disposiciones generales4.2 Espesor equivalente

4.3 Tabiques de ladrillos de mampostera de arcillay cermicos

4.4 Columnas de mampostera de arcilla reforzada4.5 Dinteles de mampostera de arcilla reforzada4.6 Juntas de expansin o contraccin4.7 Columnas de acero estructural protegidas

mediante mampostera de arcilla

Captulo 5 Influenc ia de los materiales de acabado sobrela resistencia al fuego

5.1 Disposiciones generales5.2 Procedimiento de clculo

5.3 Instalacin de acabados

Captulo 6 Referencias

Apndices

CAPTULO 1 DISPOSICIONES GENERALES

1.1 Campo de validezEsta norma describe mtodos aceptables para

determinar la resistencia al fuego de las construcciones yelementos estructurales de hormign y mampostera,

incluyendo tabiques, losas de entrepiso, losas de cubierta,vigas, columnas, dinteles y la mampostera utilizada paraproteger contra el fuego las columnas de aceroestructural. Estos mtodos se debern utilizar con fines dediseo y analticos, y se debern basar en los criterios deexposicin al fuego y criterios lmite aplicables de lanorma ASTM E 119. Esta norma no se aplicar a lostableros metlicos compuestos utilizados en entrepisos ycubiertas.

1.2 Mtodos alternativosEstar permitido utilizar mtodos diferentes a los

descriptos en la presente norma para determinar laresistencia al fuego de las construcciones y elementos dehormign y mampostera, siempre que estos mtodos sebasen en los criterios de exposicin al fuego y criterioslmite aplicables de la norma ASTM E 119.

1.3 DefinicionesEn la presente norma se aplican las siguientes

definiciones.

Acero laminado en caliente Acero utilizado parabarras de armadura o elementos de acero estructural.

Aprobado Aprobado por la Autoridad responsablepor hacer cumplir el cdigo de construccin adoptado

legalmente del cual forma parte esta norma, o aprobadopor alguna otra autoridad con jurisdiccin para hacerlo.

Barras de acero aleado de alta resistencia Barrasutilizadas para postesado de acuerdo con los requisitos dela norma ASTM A 722.

Cable Tendn de pretensado compuesto por variosalambres torcidos sobre un alambre central o ncleo.

Clasificacin de la resistencia al fuego (tambinllamada resistencia nominal al fuego) Trmino legaldefinido en los cdigos de construccin, generalmente enbase a la durabilidad frente al fuego; los cdigos de

construccin otorgan clasificaciones de la resistencia alfuego para diferentes tipos de construcciones y usos uocupaciones, las cuales generalmente se indican enincrementos de una hora o media hora.

Cdigo de construccin Documento legal queestablece los requisitos mnimos necesarios para el diseoy la construccin de edificios con el objeto de preservar lasalud y la seguridad pblicas.

Criterios lmite Condiciones de aceptacin para unensayo de incendio de acuerdo con ASTM E 119.

Criterio lmite de integridad Criterio de aceptacinestablecido por la norma ASTM E 119 que prohbe elpaso de llamas o gases lo suficientemente calientes comopara encender desperdicios de algodn antes que finalicedel perodo de durabilidad frente al fuego deseado. Estetrmino tambin se aplica al ensayo con chorro demanguera utilizado para los tabiques expuestos al fuego.

Criterio lmite de temperatura del acero Criterio deaceptacin establecido por la norma ASTM E 119 quedefine las temperaturas lmite del acero para lasclasificaciones de construcciones no restringidas.

Criterio lmite de transmisin de calor Criterio de

aceptacin establecido por la norma ASTM E 119 quelimita el aumento de temperatura de la superficie noexpuesta a un promedio de 250 grados Fahrenheit entodos los puntos de medicin o a un mximo de 325grados Fahrenheit en cualquier punto individual.

Criterio lmite estructural Criterio de aceptacinestablecido por la norma ASTM E 119 que especifica las

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RESISTENCIA AL FUEGO DE LAS CONSTRUCCIONES DE HORMIGN Y MAMPOSTERA 216.1-97-3

condiciones para la aceptacin del comportamientoestructural de un conjunto ensayado.

Durabilidad frente al fuego Medida del tiempodurante el cual un material o elemento continaexhibiendo resistencia al fuego. En relacin con los

elementos de un edificio y la aplicacin de esta norma, ladurabilidad frente al fuego se medir siguiendo losmtodos y criterios indicados en la norma ASTM E 119.

Elemento de barrera Elemento de un edificio quefunciona como una barrera, evitando la propagacin delfuego.

Ensayo de incendio Ver Ensayo de incendionormalizado.

Ensayo de incendio normalizado Ensayo prescriptopor la norma ASTM E 119.

Exposicin al fuego estndar Relacin tiempo-temperatura definida por la norma ASTM E 119.

Fibras minerales para rociar Mezcla de fibrasminerales refinadas y ligantes inorgnicos. Durante laoperacin de rociado se aade agua. Su peso unitario nocompactado es de aproximadamente 13 lb/ft3.

Hormign armado Hormign que contiene armaduraadecuada (pretensada o no pretensada) y diseado en basea la hiptesis que los dos materiales actan resistiendo lasfuerzas conjuntamente.

Hormign celular Hormign aislante, no estructural,

que se prepara mezclando una espuma preformada conlechada de cemento prtland. El peso unitario seco sedetermina de acuerdo con la norma ASTM C 796, y estcomprendido entre 25 y 110 lb/ft3, dependiendo de losrequisitos de cada aplicacin. Los hormigones celularescuyos pesos unitarios secos son mayores que 75 lb/ft3requieren la adicin de arena.

Hormign de agregados de carbonato Hormignpreparado con agregados gruesos consistentesprincipalmente en carbonato de calcio o una combinacinde carbonato de calcio y magnesio (por ejemplo, caliza odolomita).

Hormign de agregados livianos Hormignpreparado con agregados livianos (arcilla expandida,lutita, escoria o ceniza fina sinterizada) que tiene un pesounitario secado en aire a 28 das comprendido entre 85 y105 lb/ft3.

Hormign de agregados silceos Hormignpreparado con agregados gruesos de peso normalcompuestos principalmente por slice y silicatos.

Hormign de peso normal Hormign que tiene upeso unitario de aproximadamente 150 lb/ft3 y que prepara con agregados de peso normal.

Hormign de vermiculita Hormign en el cual agregado consiste en vermiculita exfoliada.

Hormign estructural Cualquier hormign utilizapara propsitos estructurales, incluyendo el hormigsimple y armado.

Hormign perltico Hormign aislante, liviano, nestructural, que tiene un peso unitario seco aproximadamente 30 lb/ft3 y que se prepara mezclandagregados para hormign perltico que satisfacen norma ASTM C 332 con lechada de cemento prtlanNota: El hormign perltico se puede aplicar por rociau otros medios.

Hormign semiliviano Hormign preparado con u

combinacin de agregados livianos (arcilla expandidlutita, escoria o pizarra, o ceniza fina sinterizada) agregados de peso normal, y que tiene un peso unitarsecado en aire a 28 das comprendido entre 105 y 12lb/ft3.

Hormign simple Hormign estructural que tiemenos armadura que la especificada para el hormigarmado.

Mampostera reforzada Mampostera en la cual armadura est dispuesta de manera tal que los dmateriales actan resistiendo las fuerzas conjuntamente.

Mampostera simple Mampostera sin armaduramampostera que solamente tiene la armadura requeripara cambios de temperatura o contraccin.

Mampuesto de arcilla (ladrillo) Unidad macizahueca fabricada de arcilla, lutita u otras sustancias trrenaturales a las cuales se les da forma de unidadprismticas y somete a tratamiento trmico a temperaturelevadas. Deben satisfacer los requisitos de las normASTM C 34, C56, C 62, C 126, C 212, C 216, C 652C1088.

Mampuesto de hormign (bloque) Unidad maciza

hueca fabricada de materiales cementicios, agua agregados, con o sin la inclusin de otros materiales,que satisface los requisitos de las normas ASTM C 55,73, C 90 o C 129.

Manta de fibra cermica Material aislante de lamineral fabricada de fibras de almina y slice y que tieuna densidad de 4 a 8 lb/ft3.

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Armadura de alambre estirado en fro Alambre deacero fabricado de barras laminadas a partir de lingotes yestiradas en fro a travs de una matriz para armaduras.Su dimetro no es menor que 0,08 in. ni mayor que 0,625in.

Mastic intumescente Recubrimiento aplicado enforma de spray que reacciona al calor, aproximadamentea 300 grados Fahrenheit, formando una espuma deestructura multicelular que tiene entre 10 y 15 veces suespesor original.

Material cementicio de vermiculita Materialcementicio preelaborado en planta al cual se aade aguapara formar una mezcla apta para rociado. La mezclatiene un peso unitario hmedo comprendido entrealrededor de 55 y alrededor de 60 lb/ft3.

Placas aislantes de fibra de vidrio Placas aislantesde fibra de vidrio que satisfacen la norma ASTM C 612.

Placas de fibras minerales Placas aislantes de fibrasminerales que satisfacen la norma ASTM C 726.

Cartn de yeso tipo "X" - Producto prefabricado queconsiste en una placa con ncleo de yeso con mineralesespeciales y cuyo frente est revestido con un papel paraacabado; en la parte posterior tiene un papel derevestimiento.

Resistencia al fuego Capacidad de un material oelemento de soportar fuego o de proporcionar proteccincontra el fuego. En relacin con los elementos de un

edificio, la resistencia al fuego se caracteriza por lahabilidad de confinar el fuego o de continuarsatisfaciendo una determinada funcin estructural, oambas cosas.

Tabique compuesto Tabique consistente en dos oms paneles. Tambin llamado tabique de mltiplespaneles.

Tabique simple Tabique consistente en un solopanel.

Temperatura crtica Temperatura del acero de loselementos flexionados no restringidos, durante la

exposicin al fuego, para la cual la resistencia nominal ala flexin de los elementos se reduce a un valor igual almomento debido a las cargas de servicio.

Tendn Elemento de acero, tal como un alambre,cordn, varilla o cable, o atado de estos elementos,utilizados principalmente en traccin para impartir alhormign tensiones de compresin.

Viga Elemento estructural sujeto a cargas axiales yde flexin, pero fundamentalmente de flexin.

Vigueta Vigas relativamente angostas utilizadas endisposiciones poco separadas para soportar losas deentrepiso o cubierta, segn se define en ACI 116R.

1.4 Simbologa

a = profundidad del bloque rectangular de tensionesequivalente del hormign correspondiente a laresistencia nominal a flexin

A1, A2 y An = factor de aire para cada espacio de airecontiguo que tiene una distancia de 1/2 in. a 3-1/2in. entre paneles

Aps = rea de la seccin transversal de los cables otendones de pretensado

a = profundidad del bloque rectangular de tensionesequivalente del hormign a temperatura elevada

Ast = rea de la seccin transversal de la armadura nopretensada (Seccin 3.6)

As = rea de la seccin transversal de la columna deacero (Seccin 2.4.2)

b = ancho de la losa o viga de hormign

bf = ancho del ala (Captulo 3)

D = densidad de la mampostera utilizada comoproteccin

dst = dimensin de la columna (ver Figura 3.3)

dl = dimensin de la capa de hormign expuesta alfuego (Seccin 2.2.5.2)

d = profundidad efectiva, distancia desde elbaricentro de la armadura de traccin hasta lafibra comprimida extrema (Seccin 2.4.2)

def = distancia desde el baricentro de la armadura detraccin hasta la fibra comprimida extrema delhormign cuando la temperatura no supera los1400 grados Fahrenheit (Seccin 2.4.2)

F = grados Fahrenheit

fc = resistencia a la compresin del hormign medidausando probetas cilndricas a temperaturaambiente

f'c = resistencia a la compresin especificada delhormign

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fc = resistencia a la compresin reducida delhormign a temperatura elevada

fps = tensin en el acero de pretensadocorrespondiente a la resistencia nominal

fps = resistencia reducida del acero de pretensado a

temperatura elevadafpu = resistencia a la traccin especificada de los

tendones de pretensado

fy = tensin de fluencia especificada del acero de lasarmaduras no pretensadas

fy = resistencia reducida del acero de las armadurasno pretensadas a temperatura elevada

H = altura especificada del mampuesto

k = conductividad trmica a temperatura ambiente

L = longitud especificada del mampuestol = longitud del tramo

M = momento debido a la totalidad de la carga deservicio que acta sobre el elemento

M+n = resistencia nominal al momento flector positivoen la seccin a temperatura elevada

Mn = resistencia nominal al momento flector negativoen la seccin a temperatura elevada

Mn = resistencia nominal a la flexin del elemento

Mn = resistencia nominal a la flexin en la seccin atemperatura elevada

Mx1 = mximo valor del momento positivoredistribuido a una distanciax1

p = permetro interior de la proteccin demampostera de hormign

ps = permetro caliente de la columna de acero

R = resistencia al fuego del conjunto

R1, R2, Rn = resistencia al fuego de las capas 1, 2 n,respectivamente

s = separacin de los nervios u ondulaciones

t = tiempo en minutos

tmin = espesor mnimo, in. (Seccin 2.2.4)

ttot = espesor total de la losa (Seccin 2.2.5.2)

TE = espesor equivalente del mampuesto de arcilla

Te = espesor equivalente del mampuesto de hormig

te = espesor equivalente de una seccin de hormignervurada u ondulada

Tea = espesor equivalente del conjunto de mamposterde hormign

Tef = espesor equivalente de los acabados

tw = espesor del alma (ver Figura 3.3)

u = espesor promedio del hormign entre el centde la armadura principal y la superficie expuesal fuego

uef = valor ajustado de u que considera vigas geometras tales que tienen tres lados expuestal fuego (Captulo 2)

Vn = volumen neto del mampuesto

w = carga aplicada (carga permanente + sobrecarno mayoradas)

x = distancia desde el punto de inflexin luego deredistribucin de momentos hasta la ubicacidel primer apoyo interno (Captulo 2)

x1 = distancia a la cual se produce el mximo valdel momento positivo redistribuido, medida partir de (a) el apoyo exterior cuando hcontinuidad sobre un apoyo y (b) en cualquiapoyo cuando hay continuidad sobre dos apoy(Captulo 2)

x2 = distancia entre los puntos de inflexin de utramo continuo (Captulo 2)

g = relacin entre el rea total de armadura y el rde la seccin transversal de la columna

= subndice que indica un cambio del parmetdebido a la presencia de una temperatura elevad

= cuanta de armadura

p = ndice de armadura para una viga de hormigreforzada con acero de pretensado

= ndice de armadura para una viga de hormigntemperatura elevada

r = ndice de armadura para una viga de hormigreforzada con acero no pretensado

1.5 Determinacin de la resistencia al fuego1.5.1 Clasificacin mediante ensayos La resistenc

al fuego de los materiales y los conjuntos de materiales

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construccin ensayados de acuerdo con los requisitosestablecidos en la norma ASTM E 119 deber sercalificada de acuerdo con los resultados y condiciones dedichos ensayos.

1.5.2Resistencia al fuego calculada La resistencia alfuego asociada con un elemento o conjunto se considerar

aceptable cuando haya sido calculada de acuerdo con losprocedimientos establecidos en la presente norma ocuando haya sido establecida de acuerdo con el Artculo1.2 Mtodos Alternativos.

1.5.3 Aprobacin en base al comportamiento

observado en el pasado No es la intencin de losrequisitos de la presente norma impedir la aplicacin delas resistencias al fuego de elementos y conjuntos que sehayan utilizado en el pasado y cuyo comportamiento sehaya verificado en el pasado.

1.5.4 Anlisis basados en la Ingeniera No es laintencin de los requisitos de la presente norma impedir

la aplicacin de nuevas tcnicas de la ingeniera parapredecir el grado de proteccin de las vidas y los bienesmateriales que implican los edificios y estructuras.

CAPTULO 2 HORMIGN

2.1 Disposiciones generalesLa resistencia al fuego de los elementos y conjuntos

de elementos de hormign diseados de acuerdo con lanorma ACI 318 para hormign estructural simple yarmado se deber determinar en base a los requisitos del

presente captulo. Los tabiques, entrepisos y cubiertas dehormign debern satisfacer los espesores mnimosrequeridos para considerar que poseen resistencia debarrera. Adems, los elementos de hormign quecontengan armadura de acero tambin debern satisfacerlos requisitos de recubrimiento de hormign indicados eneste captulo para mantener la resistencia al fuegoestructural.

En algunos casos se distingue entre los hormigones depeso normal con agregados de carbonato y los que tienenagregados silceos. Si se desconoce el tipo de agregado sedeber utilizar el valor correspondiente al agregado con el

cual se obtenga el mayor espesor o recubrimiento de lasarmaduras requerido.

2.2 Tabiques, entrepisos y cubiertas de hormi gnLos tabiques portantes o no portantes y las losas de

entrepiso y cubierta de hormign simple o armado paralos cuales se requiera una resistencia al fuegocomprendida entre 1 y 4 horas debern satisfacer losvalores mnimos de espesor equivalente indicados en la

Tabla 2.1. Para los tabiques macizos y las losas consuperficies planas el espesor equivalente se deberdeterminar de acuerdo con el Artculo 2.2.1. El espesorequivalente de los tabiques de ncleo hueco, o de lostabiques o elementos de barrera cuyas superficies no seanplanas, se debern determinar de acuerdo con los

Artculos 2.2.2 a 2.2.4. El recubrimiento de hormign delacero de las armaduras ser como se indica en la Seccin2.3.

Tabla 2.1 Resistencia al fuego de tabiques, entrepisos ycubiertas consistentes en una capa de hormign

Mnimo espesor equivalente para unaresistencia al fuego de:Tipo de Agregados

1 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr

Silceos 3,5 4,3 5,0 6,2 7,0

Carbonatos 3,2 4,0 4,6 5,7 6,6

Semilivianos 2,7 3,3 3,8 4,6 5,4

Livianos 2,5 3,1 3,6 4,4 5,1

2.2.1 Tabiques macizos y losas con superficies planas

Para los tabiques macizos y las losas con superficiesplanas el espesor equivalente ser igual al espesor real.

2.2.2Tabiques y losas de hormign de ncleo huecoPara los tabiques y losas construidos con paneles dehormign prefabricado de ncleo hueco en los cuales laseccin transversal del ncleo es constante en toda sulongitud, el espesor equivalente se calcular dividiendo el

rea neta de la seccin transversal por el ancho del panel.Si todos los espacios del ncleo se llenan con mortero omaterial de relleno suelto, tal como perlita, vermiculita,arena o arcilla expandida, lutita, escoria o pizarra, laresistencia al fuego del tabique o losa ser igual que lacorrespondiente a un tabique o losa macizo del mismotipo de hormign.

2.2.3Paneles con alas Para los tabiques con alas ylos paneles para entrepisos y cubiertas en los cuales lasalas tienen espesor variable, el espesor equivalente sedeber determinar en la ubicacin de la menor distanciaentre dos veces el espesor mnimo o 6 in. a partir del

punto de mnimo espesor del ala (ver Figura 2.0).2.2.4 Paneles nervurados u ondulados El espesorequivalente de los elementos consistentes en paneles consuperficies nervuradas u onduladas se determinar de lasiguiente manera:

A. Si la separacin entre los centros de los nervios uondulaciones es mayor o igual que cuatro veces el espesormnimo, el espesor equivalente ser igual al espesormnimo del panel.

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B. Si la separacin entre los centros de los nervios uondulaciones es menor o igual que dos veces el espesormnimo, el espesor equivalente se calcular dividiendo elrea neta de la seccin transversal por el ancho del panel.El espesor mximo utilizado para calcular el rea neta dela seccin transversal deber ser menor o igual que dos

veces el espesor mnimo.C. Si la separacin entre los centros de los nervios u

ondulaciones es mayor que dos veces el espesor mnimopero menor que cuatro veces el espesor mnimo, elespesor equivalente se deber calcular mediante lasiguiente expresin:

Espesor equivalente ( ) ( )4 1 = + min min e mint t / s t t

(2-1)donde:s = separacin de los nervios u ondulaciones, in.

tmin= espesor mnimo, in.te = espesor equivalente, in., calculado de acuerdocon el apartado B del Artculo 2.2.4

Figura 2.0 Espesor equivalente de paneles con alas,

nervurados y ondulados

2.2.5 Tabiques, entrepisos y cubiertas de mltiples

capas Para los tabiques, entrepisos y cubiertas queconsisten en dos o ms capas de diferentes tipos dehormign, mampostera o ambos materiales, la resistenciaal fuego se determina de acuerdo con las solucionesgrficas o numricas presentadas en los Artculos 2.2.5.1,

2.2.5.2 o 2.2.5.3. La resistencia al fuego de los entrepisy cubiertas de hormign aisladas se deber determinar acuerdo con el Artculo 2.2.6.

2.2.5.1 Soluciones grficas y analticas Para ltabiques, entrepisos y cubiertas formados por dos capde diferentes tipos de hormign, la resistencia al fuego

deber determinar usando la Figura 2.1 o bien lEcuaciones (2-2) o (2-3). Se debern realizar dos clculindependientes, suponiendo que cada uno de los lados delemento es el lado expuesto al fuego. A menos que cdigo de construccin aplicable permita lo contrario, resistencia al fuego ser el menor valor de los dos valorcalculados. Excepcin: En el caso de entrepisos cubiertas se deber asumir que la superficie inferior es superficie expuesta al fuego.

2.2.5.2 Solucin numrica Para losas de entrepisocubierta y tabiques que consisten en una capa hormign de peso normal y una capa de hormig

semiliviano o liviano, cuando cada capa tiene un espesmayor o igual que 1 in., estar permitido determinar resistencia al fuego combinada usando las siguientexpresiones:

(a) Cuando la capa expuesta al fuego es de hormigde peso normal:

( )2 10 057 2 6= +tot tot tot R , t d t / t (2-

(b) Cuando la capa expuesta al fuego es de hormigliviano o semiliviano:

( )2 2l 10 063 4= + +tot tot tot R , t d t d / t (2-

donde:

R = resistencia al fuego, horasttot= espesor total de la losa, in.dl = espesor de la capa expuesta al fuego, in.

2.2.5.3 Solucin numrica alternativa Para ltabiques, entrepisos y cubiertas que no satisfacen lcriterios del Artculo 2.2.5.1 y que consisten en dos o mcapas de diferentes tipos de hormign, mampostera hormign y/o mampostera de arcilla, la resistencia fuego se puede determinar usando la Ecuacin (2-4):

( )1 70 59 0 59 0 59

1 2 1 2= + + + + + + +,

, , ,n nR R R ... R A A ... A

(2-

Determinar el espesor aqu

2t 6 in. (152 mm)cualquiera sea el menor

Para calcular el espesor equivalentedespreciar el rea sombreada

t

2t t

s

s

tte

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Figura 2.1 Resistencia al fuego de los tabiques,entrepisos y cubiertas de hormign de dos capas

donde:

R = resistencia al fuego, horasR1, R2 y Rn = resistencia al fuego de las capas

individuales, horasA1,A2y An= 0,30; factor de aire para cada espacio de

aire continuo que tiene una distancia de a 3in. entre capas

Los valores de Rn correspondientes a las capasindividuales a utilizar en la Ecuacin (2-4) se puedenobtener de la Tabla 2.1 o de la Figura 2.2 si se trata deuna capa de hormign, de la Tabla 3.1 si se trata demampostera de hormign, o de la Tabla 4.1 si se trata demampostera de arcilla. Est permitido interpolar entre losvalores tabulados. Nota: La Ecuacin (2-4) no toma encuenta cul de las capas est siendo expuesta al fuego.

Figura 2.2 Efecto del espesor de la losa y el tipo de

agregado sobre la resistencia al fuego de losas de

hormign en base a un aumento de temperatura de 250

F (139 C) en la superficie no expuesta

2.2.5.4 Paneles tipo sndwich Para determinar laresistencia al fuego de los paneles prefabricados dehormign que se utilizan en tabiques y que consisten en

una capa de espuma plstica entre dos capas de hormignse utilizar la Ecuacin (2-4). Si la espuma plstica tieneun espesor mayor o igual que 1 in., en la Ecuacin (2-4)se deber utilizarRn

0,59= 0,22 horas. Si el espesor total dela espuma plstica es menor que 1 in., se deberconsiderar que la contribucin del plstico a la resistenciaal fuego es nula. La espuma plstica deber estarprotegida a ambos lados con un espesor de hormignmayor o igual que 1 in.

2.2.6 Entrepisos y cubiertas aislados Se debernutilizar las Figuras 2.3 (a), (b) y (c) o las Figuras 2.3.1 (a)y (b) para determinar la resistencia al fuego de los

entrepisos o cubiertas compuestos por una losa base dehormign con una sobrecapa de hormign celular,perltico o de vermiculita, o con placas aislantes y de lascubiertas compuestas de mltiples capas. Si se instala unacubierta compuesta de tres capas encima de unasobrecapa de hormign liviano aislante u hormignsemiliviano, estar permitido sumar 10 minutos a laresistencia al fuego determinada en base a las Figuras 2.3(a), (b), (c) o 2.4.

4 hr3

21 1

234 hr

0 25 50 75 100125 0 25 50 75 100125125

100

75

50

25

00

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

0 25 50 75100125

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5

0 25 50 75100125

0 1 2 3 4 5

125

100

75

50

25

0

4 hr3

21 1

23

4 hr

PANEL NO EXPUESTOAL FUEGO, SILCEO

Espesor de un panel de hormignsemiliviano expuesto al fuego, mm

Espesor de un panel de hormignsemiliviano expuesto al fuego, in.

Expesordeunpaneldeh

ormign

deagregadosdecarbona

too

silceosnoexpuestoalfu

ego,

in.

Expesordeunpaneldeh

ormign

deagregadosdecarbona

too

silceosnoexpuestoalfu

ego,mm

PANEL EXPUESTO AL

FUEGO, CARBONATOS

PANEL EXPUESTO AL

FUEGO, SILCEO

Espesor de un panel expuesto al fuego, mm

PANEL NO EXPUESTOAL FUEGO, CARBONATOS

Espesor de un panel expuesto al fuego, in.

Expesordeunpanelde

hormignsemilivianono

expuestoalfuego,

in.

Expesordeunpanelde

hormignsemilivianono

expuestoalfuego,mm

Espesor del panel, mm

Resistenciaalfuegode

lascapasindividuales(R

),hora

s

n

Agregadosde carbonato

Agregadossilceos

Liviano1600 kg/m (100 lb/ft )3 3

Semi-liviano1850 kg/m (115 lb/ft )3 3

Hormign aislante560 kg/m (35 lb/ft )3 3

0

1

2

3

4

5

2 3 4 5 6 7

50 75 100 125 150 175

Escoria enfriadaal aire

Espesor del panel, in.

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9/34


Figura 2.3 (a), (b) y (c) Resistencia al fuego de las losas compuestas por una base de

hormign y sobrecapas de hormign aislante, 30 lb/ft3

1

234 hr

1

234 hr

1234 hr

HORMIGN CELULAR

HORMIGN

HORMIGN PERLTICO

HORMIGN

BASE DE HORMIGN

SILCEO

Espesor de la losa base de hormign, in.

Espesordelasobrecapa

deHdevermiculita,mm


deHdevermiculita,

in. 50 100

BASE DE HORMIGNDE CARBONATOS

Espesor de la losa base de hormign, mm

BASE DE HORMIGN

SILCEO


dehormigncelular,in.


dehormigncelular,mm




BASE DE HORMIGN

SILCEO


deHperltico,

in.


d

eHperltico,mm


0 50 100

0 2 40

1

2

3

40 50 100

0 2 4

0

0 2 4

1

234 hr

1

234 hr

1234 hr

100

75

50

25

0 50 100

0 2 40

1

2

3

0 50 100

0 2 4

0 50 100

0 2 4

75

50

25

0 50 100

0 2 40

1

2

3

4

0 2 4

0 50 100 0 50 100

0 2 4

100

75

50

25

BASE DE HORMIGN

DE CARBONATOSEspesor de la losa base de hormign, mm

HORMIGN DE VERMICULITA

HORMIGN

(a)

(b)

(c)

BASE DE HORMIGN

SEMILIVIANO

BASE DE HORMIGNSEMILIVIANO


4 hr 4 hr 4 hr3 3

3

2 22

1 1 1

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10/34


10

Figura 2.3.1 (a) y (b) Resistencia al fuego de cubiertas de hormign con placas aislantes

Figura 2.4 Resistencia al fuego de una sobrecapa de

hormign semiliviano sobre una losa base de hormign

de peso normal

2.2.7 Proteccin de las juntas entre paneles

prefabricados para tabiques y losas de hormignarmado Cuando de acuerdo con el Artculo 2.2.7.1 sedeban aislar las juntas entre paneles prefabricados paratabiques de hormign armado, esto se deber hacer deacuerdo con el Artculo 2.2.7.3.

2.2.7.1 Juntas de tabiques que deben ser aisladas Cuando no se permitan las aberturas o cuando serequiera la proteccin de las aberturas, para determinar

el espesor del aislante de las juntas requerido se debernutilizar los requisitos del Artculo 2.2.7.2. Las juntasentre paneles de tabiques de hormign que no estnaisladas como se describe en el Artculo 2.2.7.2 sedebern considerar aberturas no protegidas. Si estlimitado el porcentaje de aberturas no protegidas en lostabiques exteriores, las juntas no protegidas de lostabiques exteriores se deben incluir junto con las demsaberturas no protegidas. Al determinar el porcentaje de

0

1

2

3

1 2 3 4

1

234 hr

1

234 hr

1 2 3 4

25 50 75 100 25 50 75 100 25 50 75 100

1 2 3 4

1

234 hr

75

50

25

0

0

1

2

3

1

25 75 125

3 5

32

1

4 hr

1

25 75 125

3 5 1

25 75 125

3 5

75

50

25

0



Espesordelaplaca

defibramineral,in.

PLACA DE FIBRA MINERAL

HORMIGN

HORMIGN

PLACA DE FIBRA DE VIDRIO

BASE DE HORMIGN

SILCEO


Espesordelaplaca

defibramineral,mm



BASE DE HORMIGN

SILCEO


Espesordelaplaca

defibradevidrio,

in.

Espesordelaplaca

defibradevidrio,mm



de tres capas

Techado estndarde tres capas

4 hr 4 hr 3 3

2 21 1

0 25 50 75 100 125

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 54

0 25 50 75 100 125

0 1 2 3 4 50

25

50

75

100

125


Espesor

delasobrecapade

hormignsemi-liviano,

in.

HORMIGN SEMI-LIVIANO

1

23

4 hr 4 hr3

2

1

HORMIGN DE PESO NORMAL

BASE DE HORMIGN

SILCEO

Espesor de la base de hormign normal, mm

Espesor de la base de hormign normal, in.

Espesor

delasobrecapade

hormig

nsemi-liviano,mm

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aberturas admisible no se considerarn las juntas aisladasque satisfagan el Artculo 2.2.7.2.

2.2.7.2Espesor del aislante El espesor de la mantade fibra cermica aislante requerido para aislar las juntasentre paneles de tabiques de hormign de 3/8 y 1 in. deancho a fin de mantener resistencias al fuego de 1 hora a

4 horas deber ser como se indica en la Figura 2.5. Parajuntas cuyos anchos estn comprendidos entre 3/8 y 1in., el espesor del aislante se deber determinar porinterpolacin. Estar permitido utilizar otros sistemas detratamiento de juntas aprobados, siempre que stosmantengan la resistencia al fuego requerida.

2.2.7.3Juntas entre losas prefabricadas Al calcularel espesor equivalente de una losa estar permitidoignorar las juntas entre losas de hormign prefabricadasadyacentes, siempre que se utilice una sobrecapa dehormign de un espesor mayor o igual que 1 in. Si no seutiliza una sobrecapa de hormign (juntas cementadas

hasta una profundidad como mnimo igual a un tercio delespesor de la losa en la junta, pero no menos que elrecubrimiento lateral), el mnimo recubrimiento utilizadoen los clculos deber ser igual a la mitad del valor real.El recubrimiento real de cualquier barra deber sermayor o igual que el valor indicado en la Tabla 2.4 o in., cualquiera sea el valor que resulte mayor.

2.2.8 Efectos de los materiales de acabado sobre la

resistencia al fuego Estar permitido utilizar materialesde acabado para aumentar la resistencia al fuego. Losefectos de los materiales de acabado, ya sea que seutilicen en la cara expuesta al fuego o en la cara no

expuesta, se debern evaluar de acuerdo con losrequisitos del Captulo 5.

2.3 Recubrim iento de horm ign sobre el acero de lasarmaduras

Los clculos del recubrimiento indicados en estaseccin se basan en el criterio lmite estructural.Adems, aquellos conjuntos que deban funcionar comobarreras contra el fuego tambin debern satisfacer elcriterio lmite de transmisin de calor y cumplir con losrequisitos de la Seccin 2.2.

2.3.1 Disposiciones generales El mnimo

recubrimiento de hormign sobre la armadura demomento positivo de losas y vigas de entrepisos ycubiertas se deber determinar usando los mtodosdescriptos en los Artculos 2.3.1.1 a 2.3.1.3. Elrecubrimiento de hormign no podr ser menor que elrequerido por ACI 318. Para determinar el recubrimientomnimo de hormign las losas y vigas se debernclasificar como restringidas o no restringidas de acuerdocon la Tabla 2.2.

Figura 2.5 Proteccin de las juntas con fibra cermi

2.3.1.1Recubrimiento de las armadura de las losas

Para los diferentes tipos de losas de entrepiso y cubiertel espesor mnimo del recubrimiento de hormign sobla armadura de momento positivo (acero inferiorequerido para proporcionar una resistencia al fuecomprendida entre 1 y 4 horas deber satisfacer lvalores indicados en la Tabla 2.3. La Tabla 2.3 se apli

para los sistemas de vigas/losas hormigonadas in siarmadas en dos direcciones o para las losprefabricadas macizas o de ncleo hueco cuysuperficies inferiores son planas.

2.3.1.2 Recubrimiento de la armadura de flexin

pretensada de las vigas Para las vigas restringidas y nrestringidas de diferentes anchos, el espesor mnimo drecubrimiento de hormign sobre la armadura momento positivo (acero inferior) requerido paproporcionar una resistencia al fuego comprendida ent1 y 4 horas deber satisfacer los valores indicados en Tabla 2.4. Los valores especificados en la Tabla 2.4 pa

vigas no restringidas se aplican a vigas cuyos centrestn separados una distancia mayor que 4 ft. En el cade vigas y viguetas restringidas cuyos centros estseparados una distancia menor o igual que 4 ft, estapermitido utilizar un recubrimiento de in. cuando resistencia al fuego requerida sea menor o igual quehoras. Para vigas de anchos intermedios el recubrimiense deber determinar por interpolacin lineal.

C0

1

2

3

475 100 125 150 175 200

3 4 5 6 7 8

0

1

2

375 100 125 150 175 200

3 4 5 6 7 8

4hr.

3hr

4hr.

3hr

2h

r.

2hr.

1hr.1hr.

Junta ancho 1 in.


Mx. 1 in. cualquiera sea laclasficacin de la abertura

Ancho dela junta

Manta de

fibra cermica

Hormign de agregadosde carbonato o silceos

"C"Espesordelamantadefibracermica

4hr.

4hr.

3h

r.

2hr.

1hr.1hr.

3 hr. 2 hr.


Espesor

delpanel



Junta ancho 3/8 in.

Hormign semiliviano

o liviano

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12

El recubrimiento de hormign de una barra individuales el mnimo espesor de hormign entre la superficie dela barra y la superficie de la viga expuesta al fuego. Paralas vigas en las cuales se utilizan mltiples barras, a losfines de la Tabla 2.4 el recubrimiento ser el promediodel recubrimiento mnimo de las barras individuales.

Para las barras en esquina (es decir, para aquellas barrasque equidistan del fondo y el lateral de la viga) elrecubrimiento mnimo utilizado en los clculos serigual a la mitad del valor real. El recubrimiento real decualquier barra individual deber ser mayor o igual quela mitad del valor indicado en la Tabla 2.4 o in.,cualquiera sea el valor que resulte mayor.

2.3.1.3 Recubrimiento de la armadura de flexinpretensada Para las vigas restringidas y no restringiday unidades en forma de T de diferentes anchos ydiferentes tipos de hormign, el espesor mnimo delrecubrimiento de hormign sobre la armadura de

momento positivo (acero inferior) requerido paraproporcionar una resistencia al fuego comprendida entre1 y 4 horas deber satisfacer los valores indicados en lasTablas 2.5 y 2.6. Los valores especificados en la Tabla2.5 se aplican para elementos cuyos anchos son mayoreso iguales que 8 in. Los valores especificados en la Tabla2.6 se aplican para elementos pretensados de cualquierancho en los cuales el rea de la seccin transversal esmayor o igual que 40 in.2En caso de conflicto entre losvalores, estar permitido utilizar el menor de los valoresobtenidos de las Tablas 2.5 y 2.6. El recubrimiento autilizar con los valores de las Tablas 2.5 o 2.6 ser un

promedio ponderado, calculado segn los requisitos delArtculo 2.3.1.2, reemplazando el trmino "barra" por lostrminos "cable" o "tendn." El recubrimiento mnimode la armadura de momento positivo no pretensada deuna viga pretensada se deber determinar de acuerdo conel Artculo 2.3.1.2.

2.4 Mtodos analticos para calcular la resistencia alfuego estructural y el recubrimiento de hormignde los elementos solicitados a flexin

En lugar de utilizar los mtodos descriptos en laSeccin 2.3, para determinar la resistencia al fuego y

establecer si el recubrimiento de hormign de loselementos solicitados a flexin es adecuado en base a lasrelaciones tiempo-temperatura correspondientes a lasexposiciones al fuego indicadas en ASTM E 119, estarpermitido utilizar los mtodos descriptos en la presenteseccin. Los requisitos de la Seccin 2.4 no toman encuenta explcitamente los efectos de la restriccin de laexpansin inducida trmicamente; sin embargo, estarpermitido utilizar anlisis y procedimientos de diseo

que consideren los efectos de la redistribucin demomentos y la restriccin de las expansiones de origentrmico. En ningn caso se permitirn recubrimientos dehormign de espesores menores que los requeridos porACI 318.

2.4.1 Losas y vigas armadas en una direccin,

simplemente apoyadas y no restringidas En base alcriterio lmite estructural, la resistencia al fuego de unelemento solicitado a flexin simplemente apoyado, norestringido, se deber determinar mediante:

n nM M M

donde:

Mn= resistencia nominal a la flexin a temperaturaselevadas

M= momento no mayorado debido a la totalidad dela carga de servicio que acta sobre elelemento, es decir (wl2/8) para una viga o losauniformemente cargada

Mn= resistencia nominal a la flexin del elemento atemperatura ambiente, calculada de acuerdocon ACI 318.

Suponer que la totalidad del momento no mayoradodebido a las cargas de servicio, M, es constante durantetodo el perodo de resistencia al fuego.

No estar permitido redistribuir los momentos niincluir la influencia de los efectos de la restriccin de los

efectos trmicos al determinar la resistencia al fuego delos elementos clasificados tanto como simplementeapoyados como no restringidos.

2.4.1.1 Procedimiento de clculo para losas Paradeterminar la resistencia al fuego estructural de una losade hormign o el recubrimiento de hormign, u, hasta elcentro de la armadura utilizar la Figura 2.6.

2.4.1.2 Procedimiento de clculo para vigas

simplemente apoyadas Para las vigas se aplican losmismos procedimientos indicados en el Artculo 2.4.1.1,con la siguiente diferencia: En el caso de vigas conbarras en esquina o tendones en esquina, en lugar del

valor promedio de u se deber utilizar un "u efectivo,"uef. Los valores de u para las barras o tendones enesquina usados en el clculo de uefdebern ser iguales a del valor de su ureal. La Figura 2.6 se deber utilizaren combinacin con el valor de uefcalculado.

2.4.2 Vigas y losas continuas A los fines delmtodo descripto en la presente seccin, un elementocontinuo se define como un elemento solicitado a flexin

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que se extiende sobre uno o ms apoyos o construidointegralmente con uno o ms apoyos de modo tal quedurante el perodo de resistencia al fuego puede haberredistribucin de momentos.

En base al criterio lmite estructural, la resistencia alfuego de los elementos continuos solicitados a flexin se

determinar mediante:

n xlM M+=

es decir, cuando M+nse reduce a Mxl, el valor mximodel momento positivo redistribuido a una distancia xl.Para losas y vigas continuas sobre un apoyo, estadistancia se mide a partir del apoyo exterior. Si haycontinuidad sobre dos apoyos la distancia xl se mide apartir de cualquiera de los apoyos. [Ver Figuras 2.7 (a) y2.7 (b).]

M+n se deber calcular como se especifica en elArtculo 2.4.2.2(a). Los valores de M+n requerido ydisponible se debern determinar como se especifica enlos Artculos 2.4.2.2(b) y 2.4.2.2(d).

2.4.2.1 Detalles de las armaduras Los elementosdebern disear de manera de asegurar que el diseo seacontrolado por la flexin. La armadura de momentonegativo deber tener longitud suficiente para acomodarel momento total redistribuido y el cambio de ubicacinde los puntos de inflexin. Las longitudes requeridas dela armadura de momento negativo se debern determinarsuponiendo que el tramo considerado est sujeto a sucarga mnima probable, y que el tramo adyacente o lostramos adyacentes estn cargados con la totalidad de suscargas de servicio no mayoradas. Los detalles de lasarmaduras debern satisfacer los requisitos de la Seccin7.13 y el Captulo 12 de ACI 318, adems de losrequisitos del Artculo 2.4.2.1(b) de la presente norma.

2.4.2.1 (a) Para evitar la falla por compresin en laregin de momento negativo, el ndice de armadura detraccin para momento negativo, , deber ser menor oigual que 0,30. Al calcular se deber despreciar elhormign a temperaturas superiores a 1400F. En estecaso, en lugar de d se deber utilizar un def reducido,siendo def igual a la distancia entre el baricentro de laarmadura de traccin y la fibra comprimida extremadonde la temperatura no supera los 1400F.

Donde:' '

y c s y ef cf / f A f / bd f = = para armadura no

pretensada, y

'ps ps ef cA f / bd f = para armadura pretensada.

2.4.2.1 (b) Si el anlisis de 2.4.2.1 indica que lmomentos negativos se extienden en la totalidad de

longitud del tramo, no menos del 20 por ciento de armadura de momento negativo del tramo se debeprolongar en todo el tramo para acomodar redistribucin del momento negativo y el cambio ubicacin de los puntos de inflexin.

2.4.2.2 Procedimiento de clculo para loscontinuas Los procedimientos indicados en 2.4.2.2(se debern utilizar para determinar la resistencia al fueestructural y el recubrimiento requerido para el caso continuidad sobre un apoyo. Para el caso de continuidsobre dos apoyos se debern utilizar los procedimientindicados en 2.4.2.2(c).

2.4.2.2 (a) Determinacin de la resistencia al fuegestructural o la cantidad de armadura de acero para

caso de continuidad sobre un apoyo Se deberobtener las temperaturas del hormign y el acero en regin de mximo momento positivo utilizando lFiguras 2.8(a) a (c) en base al tipo de agregados dhormign y la resistencia al fuego requerida, suponiendo una exposicin al fuego correspondiente ensayo de incendio de la norma ASTM E 119.

Las capacidades de momento positivo se calculcomo:

( )2n s yM A f d a /+

= para armadura nopretensada, y

( )2n ps psM A f d a /+ = para armadura

pretensada

donde:

fy, fps = resistencias reducidas de la armadura temperaturas elevadas, determinadas de Figura 2.9

0 85 's y ca A f / , f b = para barras de armadura, y

0 85 'ps ps ca A f / , f b = para acero de pretensado

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14

Tabla 2.2 Clasificacin de las construcciones: Construcciones restringidas y no restringidas

No Restringidas

Tabiques portantesTramos simples y tramos finales simplemente apoyados de vanos mltiples tales como losas de hormign ounidades prefabricadas A

Restringidas

Tramos interiores de vanos mltiples:

1. Sistemas de losas hormigonadas in situTabiques portantes

2. Hormign prefabricado cuando la potencial expansin trmica es resistida por construcciones adyacentes B

1. Vigas firmemente aseguradas a los elementos del prtico

2. Sistemas de entrepiso o cubierta hormigonados in situ (como por ejemplo sistemas de vigas/losas, losasplanas y losas nervuradas en una o dos direcciones) cuando el sistema de entrepiso o cubierta se hormigonajunto con los elementos del prtico

3. Tramos interiores y exteriores de sistemas prefabricados en los cuales las juntas se hormigonan in situproporcionando restriccin equivalente a la de la condicin 1, prticos de hormign

Prticos dehormign

4. Sistemas de entrepiso o cubierta prefabricados en los cuales los elementos estructurales estn asegurados adichos sistemas y la potencial expansin trmica de los sistemas de entrepiso o cubierta es resistida por elsistema aporticado o por los entrepisos o cubiertas adyacentes C

A. Estar permitido considerar que los sistemas de entrepiso y cubierta estn restringidos si estn arriostrados a tabiques con o sin vigas dearriostramiento, siempre que los tabiques estn diseados y detallados para resistir el empuje trmico del sistema de entrepiso o cubierta.

B. Por ejemplo, se considera que existe resistencia a la potencial expansin trmica cuando:1. Se utiliza una sobrecapa continua de hormign estructural.2. El espacio entre los extremos de las unidades prefabricadas o entre los extremos de las unidades y la cara vertical de los apoyos se rellena

con hormign o mortero, o3. El espacio entre los extremos de las unidades prefabricadas y la cara vertical de los apoyos, o entre los extremos de unidades de losas

macizas o de ncleo hueco, es menor o igual que 0,25 por ciento de la longitud en el caso de elementos de hormign de peso normal o 0,1por ciento de la longitud en el caso de elementos de hormign liviano estructural.

Tabla 2.3 Mnimo recubrimiento para losas de entrepiso y cubierta de hormign

Recubrimiento A,Bpara la resistencia al fuego correspondiente, in.

Restringida No restringidaTipo de Agregados

4 o menos 1 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr

No pretensada

Silceos 3/4 3/4 3/4 1 1-1/4 1 5/8

Carbonatos 3/4 3/4 3/4 3/4 1-1/4 1-1/4

Semilivianos 3/4 3/4 3/4 3/4 1-1/4 1-1/4

Livianos 3/4 3/4 3/4 3/4 1-1/4 1-1/4

Pretensada

Silceos 3/4 1-1/8 1-1/2 1-3/4 2-3/8 2-3/4

Carbonatos 3/4 1 1-3/8 1-3/8 2-1/8 2-1/4

Semilivianos 3/4 1 1-3/8 1-1/2 2 2-1/4

Livianos 3/4 1 1-3/8 1-1/2 2 2-1/4

A. Tambin debern satisfacer los requisitos de recubrimiento mnimo establecidos en el Artculo 2.3.1.

B. Medido desde la superficie del hormign hasta la superficie de la armadura longitudinal.

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Tabla 2.4 Mnimo recubrimiento para vigas no pretensadas

Recubrimiento para la resistencia al fuego correspondienteRestriccin

Ancho de laviga, in 1 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr

5 3/4 3/4 3/4 1 1-1/4

7 3/4 3/4 3/4 3/4 3/4Restringida

10 3/4 3/4 3/4 3/4 3/4

5 3/4 1 1-1/4 NP A NP

7 3/4 3/4 3/4 1-3/4 3No restringida

10 3/4 3/4 3/4 1 1-3/4

A. No permitido.

Tabla 2.5 Mnimo recubrimiento para vigas de hormign pretensado de ancho mayor o igual que 8 in.

Espesor del recubrimiento para lacorrespondiente resistencia al fuego, in.Restriccin Tipo de agregados Ancho de la viga, in.


8 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-3/4 2-1/2Carbonatos o silceos12 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-7/8

8 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-1/2 2Restringida A

Semilivianos12 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-5/8

8 1-1/2 1-3/4 2-1/2 5B NP CCarbonatos o silceos

12 1-1/2 1-1/2 1-7/8 2-1/2 3

8 1-1/2 1-1/2 2 3-1/4 NPNo restringida

Semilivianos12 1-1/2 1-1/2 1-5/8 2 2-1/2

A. Los valores tabulados para vigas restringidas se aplican a las vigas cuya separacin entre centros es mayor que 4 ft.B. No prctico para vigas de 8 in. de ancho, pero se incluye para permitir la interpolacin.C. No permitido.

Tabla 2.6 Recubrimiento mnimo para vigas de hormign pretensado de todos los anchos

Espesor del recubrimiento para lacorrespondiente resistencia al fuego, in.Restriccin Tipo de agregados

rea, Ain.2


Todos 40 A 150 1-1/2 1-1/2 2 2-1/2 NP C

150 < A 300 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-3/4 2-1/2Carbonatos o Silceos

300 < A 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-1/2 2Restringida

Livianos o Semilivianos 150 < A 1-1/2 1-1/2 1-1/2 1-1/2 2

Todos 40 A 150 2 2-1/2 NP NP NP

150 < A 300 1-1/2 1-3/4 2-1/2 NP NPCarbonatos o Silceos300 < A 1-1/2 1-1/2 2 3B 4B

No Restringida

Livianos o Semilivianos 150 < A 1-1/2 1-1/2 2 3B 4B

A. Al calcular el rea de la seccin transversal de una seccin T, el rea del ala se deber sumar al rea del alma, y el ancho total del atal como se lo utiliza, no deber ser mayor que tres veces el ancho promedio del alma.

B. Se debern tomar recaudos adecuados contra el descantillado mediante zunchos o estribos en U cuya separacin no sea mayor queprofundidad del elemento y que tengan un recubrimiento de 1 in.

C. No permitido.

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16

Figura 2.6 Resistencia al fuego de las losas de hormign, considerando la influencia del tipo de agregados, el tipo

de acero de las armaduras, la intensidad del momento y u, segn se define en el artculo 1.4

Figura 2.7(a) Diagrama de momento aplicado

redistribuido correspondiente a la condicin de falla

para un elemento continuo sobre un apoyo,

uniformemente cargado, solicitado a flexin

Figura 2.7(b) Diagrama de momento aplicado

redistribuido correspondiente a la condicin de falla

para un elemento simtrico, continuo sobre ambos

apoyos, uniformemente cargado, solicitado a flexin

4 hr

3

2

1

Ag. carbonatosBarras de armadura

2

* = 0,1

u,

in. = 0,3

1

00,0 0,2 0,4 0,6

Ag. silceosBarras de armadura

0,0 0,2 0,4 0,6

Ag. livianosBarras de armadura

0,0 0,2 0,4 0,6

40

20

0

4 hr

3

2

1

4 hr

3

2

1

u,mm

Ag. carbonatosAcero laminado en fro

** = 0,1 = 0,3p

p

M/Mn

u,

in.

2

1

00,0 0,2 0,4 0,6

3

M/Mn

Ag. silceosAcero laminado en fro

0,0 0,4 0,6

M/Mn

Ag. livianosAcero laminado en fro

0,0 0,4 0,6

M/Mn

M/Mn M/Mn

0,2 0,2

4 hr

3

2

1

4 hr

3

2

1

4 hr

3

2

1 u,mm

60

40

20

* = A

s f /bd f'

c

** = A

p ps f /bd f'

c

0

y

pu

L

1

= 22 1

0

L/2

wL8

2

M

-

M

+n

n

L

l

-Mn

M+ 20

w

2

0

8

n

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17/34


fc= resistencia a la compresin reducida delhormign en la zona comprimida por flexincorrespondiente a temperaturas elevadas ysegn el tipo de agregados del hormign,determinada de la Figura 2.10

d = distancia desde el baricentro de la armadura de

traccin hasta la fibra comprimida extrema

La cuanta de armadura, , el ndice de armadura correspondiente a la armadura no pretensada, y el ndicede armadura pcorrespondiente la armadura pretensadano debern ser mayores que los valores permitidos porACI 318.

siendo:

sA / bd = '

y cf / f = para armadura no pretensada, y'p ps ps cA f / b d f = para armadura pretensada.

Alternativamente, tambin estar permitido utilizar laFigura 2.6 para determinar la capacidad de momentodisponible,M+n, como una fraccin deM

+n.

2.4.2.2 (b) Diseo de la armadura de momentonegativo Determinar la armadura de momento negativorequerida y la ubicacin de un punto de inflexin paracalcular su longitud de desarrollo mediante los siguientesprocedimientos

Calcular 0,30 como en 2.4.2.1(a) y aumentar elacero de compresin o alterar de otro modo la seccin encaso de ser necesario.

Para una carga uniformemente distribuida, w, [VerFigura 2.7(a)]

( ) ( ) ( )21 1 1 1l 2 2 lx x n nM w x / w / M x / M + = =

( ) ( )1 22 2 2l 2 l 2 l/

n nM w / w M / w + =

1 1 2 lnx / M / w=

0 2 lnx M / w=

donde x0 es igual a la distancia entre el punto deinflexin despus de la redistribucin del momento y laubicacin del primer apoyo interior. La distanciax0llegaa un mximo cuando se aplica la mnima carga deservicio uniforme anticipada, w.

La capacidad de momento negativo disponible sedeber calcular como:

( )2n s y ef M A f d a / =

siendo defcomo se defini en el Artculo 2.4.2.1(a).2.4.2.2 (c)Determinacin de la resistencia al fueg

estructural o la cantidad de armadura de acero para

caso de continuidad sobre dos apoyos Para armadura de momento positivo se aplicarn los mismprocedimientos utilizados para determinar la resistencal fuego estructural y recubrimiento requeridespecificados en el Artculo 2.4.2.2 (a) para loscontinuas sobre un solo apoyo.

2.4.2.2 (d) Diseo de la armadura de momen

negativo Determinar la armadura de momento negativrequerida y la ubicacin de los puntos de inflexin pacalcular su longitud de desarrollo mediante los siguientprocedimientos:

Calcular 0,30 como en 2.4.2.1(a) y aumentar

acero de compresin o alterar de otro modo la seccin caso de ser necesario.Para una carga uniformemente distribuida, w,

( )21 2 8x nM wx / M+= = y

( )1 2

2 8/

nx M / w+=

donde:

x2 = distancia entre los puntos de inflexin d

tramo en cuestin( )21 8n nM w / M + = x0 = l x2

La distanciax0llega a un mximo cuando se aplica mnima carga de servicio uniforme anticipada, w.

2.4.2.3 Procedimiento de clculo para vigcontinuas El procedimiento de clculo ser igual queespecificado en el Artculo 2.4.2.2(a) para loscontinuas sobre un apoyo o en el Artculo 2.4.2.2(c) palosas continuas sobre dos apoyos, pero considerando lsiguientes diferencias:

Para determinar las temperaturas del hormign y acero se debern utilizar las Figuras 2.11(a) a 2.11(mcomo se describe en el Artculo 2.4.2.2(a).

A los fines de calcular un valor upromedio, se debeutilizar un "uefectivo" que considere la distancia de lbarras o tendones en esquina a las superficies exteriorde la viga como de la distancia real.

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18/34


18

Figura 2.8(a) Temperaturas dentro de las losas

durante los ensayos de incendio segn ASTM E 119

Hormign de agregados de carbonato

Figura 2.8(c) Temperaturas dentro de las losas


Hormign semiliviano

Figura 2.8(b) Temperaturas dentro de las losas


Hormign de agregados silceos

Figura 2.9 Resistencia de las barras y cables

utilizados como armadura de flexin a temperaturas

elevadas

3 16in(5mm)

3 8in(10m

m)dela

supe

rficie

expu

esta

alfueg

o

9 16in

(15m

m)

3 4in(20m

m)

1in

(25m

m)

13 16

in(30m

m)

112i

n(40m

m)

2in

(50m

m)

23 8i

n(60m

m)

23 4

in(70m

m)

318i

n(80m

m)

312i

n(90

mm)

4in(

100m

m)

5in(12

5mm)

6in(150

mm)

7in(180mm

)

1500

1300

1100

900

700

100

300

500

700

100

300

600

200

400

500

800

30 45 60 90 120 180 240

Temperatura,

F

Temperatura,

C

Tiempo del ensayo de incendio, min

Hormign de agregadosde carbonato

Temperatura,

F

100

300

700

900

1100

1300

1500

500

800

700

500

400

600

300

100

200

Temperatura,

C

30 45 2401801209060


Hormign de agregadossilceos

1in(25mm)

13 16in(30mm)

112in(40mm)

2in(50mm)

23 8in(60mm)

23 4in(70mm)

318in(80mm)

312i

n(90m

m)

4in(

100m

m)

438i

n(110m

m)

5in(125m

m)

6in(15

0mm)

7in(180m

m)

3 4in(20mm)

9 16in(15mm)

3 8in(1

0mm)d

ela

sup

erficie

exp

uestaal

fueg

o

3 16in

(5mm)


Temperatura,

F

Temperatura,

C

1500

1300

1100

900

700

500

300

10030 45 60 90 120 180 240

800

700

600

500

400

300

200

100

100

3 16in(5m

m)

3 8in(10mm)delasuperficieexpuestaalfuego

9 16in(15mm)

3 4in(20mm)

1in(25mm)

13 16in(30mm)

112in(40mm)

2in(50mm)

23 8in(60mm)

23 4i

n(70m

m)

3

18in(80m

m)

312in(9

0mm)

4in(10

0mm)

5in(12

5mm)

6in(150mm

)

7in(180mm

)

Hormignsemiliviano

Alambre o cableestirado en fro (ltima)

Barras de aleacin dealta resistencia (ltima)

Temperatura, C

Acero ASTM A-36 (fluencia)

Resistencia,

%d

elaresistenciainicial

100

80

60

40

20

032 200 400 600 800 1000 1200

200 400 6000

Temperatura, F

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Figura 2.10(a) Resistencia a la compresin del

hormign de agregados silceos a temperaturas elevadas

y luego de enfriado

Figura 2.10(c) Resistencia a la compresin del

hormign semiliviano a temperaturas elevadas y luego

de enfriado

Figura 2.10(b) Resistencia a la compresin d

hormign de agregados de carbonato a temperatur

elevadas y luego de enfriado

0 200 400 600 800

0

20

40

60

80

100

0 400 800 1200 1600

Hormign de agregados silceos

Temperatura, C

Resistenciaalacompresin,

%d

elainicial

Temperatura, F

Prom. Inicial f = 3900 psi (27 MPa)

Residual no tensionado

c

Tensionado hasta 0,4 fc

No tensionado

Tensionado hasta 0,4 fc

No tensionado

Residual no tensionado

Hormign de agregados de carbonato

Prom. Inicial f = 3900 psi (27 MPa)

Temperatura, F

Resistenciaalacompresin,

%d

elainicial

c

0 200 400 600 800

0

20

40

60

80

100

0 400 800 1200

Temperatura, C

Tensionado hasta0,4 f (con arena)c

Temperatura, F

Resiste

nciaalacompresin,

%d

elaoriginal

0 200 400 600 800

0

20

40

60

80

100

0 400 1200 1600

c

cHormign de agregados livianos

No tensionado(sin arena)

No tensionado(con arena)Residual

no tensionado(con arena)

f prom. inicial del hormign "sin arena"= 2600 psi (18 MPa)

f prom. inicial del hormign "con arena"= 3900 psi (27 MPa)

800

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20

Figura 2.11(a) Temperaturas en las unidades de

hormign de peso normal rectangulares y trapezoidales

para una exposicin al fuego de 1 hora

Figura 2.11(c) Temperaturas en las unidades de


para una exposicin al fuego de 3 horas

Figura 2.11(b) Temperaturas en las unidades de



Figura 2.11(d) Temperaturas en las unidades de

hormign semiliviano rectangulares y trapezoidales


u

b

Ancho, b, mm

Temperatura,C

u = 112in. (38mm)

2in. (51mm)

3in. (76mm)

4in. (102mm)

5in. (127mm)6in. (152mm)

10in. (254mm)

1100

900

700

500

300

100

32

0 100 150 200 250600

500

400

300

200

100

00 3 4 5 6 7 8 9 10

Temperatura,F

Ancho, b, in.

1 HoraHormign de peso normal

Ancho, b, mm

Temperatura,

F

Temperatura,

C

u = 112

in. (38mm)

2in. (51mm)

3in. (76mm)

4in. (102mm)

5in. (127mm)

6in. (152mm)

10in. (154mm)

1400

1200

1000

800

600

400

32

700

600

500

400

300

200

00 3 4 5 6 7 8 9 10

0 100 150 200 250

b

u

Ancho, b, in.

3 HorasHormign de peso normal

0 100 150 200 250

700

600

500

400

300

200

100

0

1200

1000

800

600

400

200

320 3 4 5 6 7 8 9 10

u

b

u = 112

in. (38mm)

2 in. (38mm)

3 in. (76mm)

4 in. (102mm)

5 in. (127mm)

6 in. (152mm)

10 in. (254mm)

Temperatura,

F

Ancho, b, mm

2 HorasHormign de peso normal

Temperatura,C

Ancho, b, in.

b

u

Ancho, b, mm

Temperatura,

C

1 HoraHormign semiliviano

u = 112

in. (38mm)

2in.(51mm)

3in.(76mm)

10in. (254mm)

1100

900

700

500

300

100

320 3 4 5 6 7 8 9 10

0 100 150 200 250600

500

400

300

200

100

0

Ancho, b, in.

Temperatura,

F

5in.(127mm)

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21/34


2

Figura 2.11(e) Temperaturas en las unidades de

hormign semiliviano rectangulares y trapezoidales


Figura 2.11(g) Distribucin de la temperatura medida

en un mampuesto rectangular de hormign semiliviano


Figura 2.11(f) Temperaturas en las unidades

hormign semiliviano rectangulares y trapezoidal


Figura 2.11(h) Distribucin de la temperatura medien un mampuesto trapezoidal de hormign semilivian


u

b

u = 1

Ancho, b, mm

2 HorasHormign semiliviano

Temperatura,

F

12

in. (38mm)

3in. (76mm)

4in. (102mm)

5in. (127mm)

10in. (254mm)

1200

1000

800

200

400

32

600

0 100 150 200 250700

600

100

200

300

400

500

00 3 4 5 6 7 8 9 10

Ancho, b, in.

Temperatura,

C2in. (51mm)

16 in.(406 mm)

7 in.(178 mm)

600 F (316 C)

800 F (427 C)

1000 F (538 C)1200 F (649 C)1400 F (760 C)1600 F (871 C)

Hormign semilivianoExposicin: 2 horas

eje

(260 C)F500

b

u

Ancho, b, mm

Temperatura,

F

3 HorasHormign semiliviano

1400

1200

1000

800

600

400

32

u = 112

in. (38mm)

2in. (51mm)

3in. (76mm)

4in. (102mm)

5in. (127mm)

10in. (254mm)

Ancho, b, in.

0 3 4 5 6 7 8 9 10

100 150 200 2500

0

100

200

300

400

500

700

Temperatura,

C

16 in.(406 mm

7 in.(178 mm)

1

12

Hormign semilivianoExposicin: 2 horas

600 F (316 C)

800 F (427 C)

1000 F (538 C)1200 F (649 C)1400 F (760 C)1600 F (871 C)

eje

500 F (260 C)

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22/34


22

Figura 2.11(i) Distribucin de la temperatura en un

mampuesto rectangular de hormign de peso normal


Figura 2.11(k) Distribucin de la temperatura en un



Figura 2.11(j) Distribucin de la temperatura en un



Figura 2.11(l) Temperatura en los ejes verticales de

unidades rectangulares de 4 in. (102 mm) de ancho

recubiertas con fibra mineral rociada para diferentes

exposiciones al fuego

12 in.(305 mm)

16 in.(406 mm)

Hormign de peso normal

300 F (149 C)

500 F (260 C)

700 F (371 C)

900 F (482 C)1100 F (593 C)1300 F (704 C)

Exposicin: 1 Hora

Eje

1500 F (816 C)

12 in.(306mm)

16 in.(406mm)

Hormign de peso normalExposicin: 3 Horas

500 F (260 C)

700 F (371 C)

900 F (482 C)

1100 F (593 C)

1300 F (704 C)1500 F (816 C)

1700 F (927 C)

Eje

12 in.

16 in.(406mm)

(305mm)

Hormign de peso normalExposicin: 2 Horas

300 F (149 C)

500 F (280 C)

700 F (371 C)

900 F (482 C)

1100 F (593 C)1300 F (704 C)1500 F (816 C)1700 F (927 C)

Eje

eje

u

1000

800

600

400

2000,5 1 2 3 4

500

400

300

200

100

500

400

300

200

100

1000

800

600

400

2000,5 1 2 3 4

4in.(102 mm)

Temperatura,

C

u=3 8

in.(10mm)

Temperatura,

F

2in

.(50

mm

)

4in

.(100

mm)

8in

.(20

0mm)

u

=

3 8in.

(10

mm)

2in

.(50

mm)

4in.

(10

0mm)

8in

.(20

0mm)

Tiempo del ensayo de incendio, horas

112in. (32 mm) defibra mineral rociada (SMF)

12in. (13 mm) de

fibra mineral rociada (SMF)

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23/34


2

Figura 2.11(m) Temperatura en los ejes verticales de

unidades rectangulares de 4 in. (102 mm) de ancho

recubiertas con vermiculita Tipo CM para diferentes

exposiciones al fuego

2.5 Columnas de hormign armado

La menor dimensin de las columnas de hormignarmado de diferentes tipos de hormign, para unaresistencia al fuego de entre 1 y 4 horas, debersatisfacer los valores indicados en las Tablas 2.7 y 2.8

2.5.1 Recubrimiento mnimo de las armaduras Elmnimo espesor del recubrimiento de hormign sobre laarmadura longitudinal principal de las columnas,independientemente del tipo de agregados utilizados enel hormign, no deber ser menor que 1 in. por elnmero de horas de resistencia al fuego requeridas nique 2 in., cualquiera sea el valor que resulte menor.

Tabla 2.7 Mnima dimens in de las columnas dehormignMnima dimensin de la columna (in.) para unaresistencia al fuego de:Tipo de

agregados1 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr

Carbonatos 8 9 10 11 12

Silceos 8 9 10 12 14

Semilivianos 8 8 9 10 12

Tabla 2.8 Mnimo tamao de las columnas de hormignsujetas a condiciones de exposicin al fuego en dos caraparalelas

Mnima dimensin de la columna (in.)Apara unaresistencia al fuego de:Tipo de

agregados1 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr

Carbonatos 8 8 8 8 10

Silceos 8 8 8 8 10

Semilivianos 8 8 8 8 10

A. Estas dimensiones mnimas son aceptables para columnasrectangulares sujetas a condiciones de exposicin al fuego en 3 4 caras siempre que un par de caras paralelas de la columna tenal menos 36 in. de longitud.

CAPTULO 3 - MAMPOSTERA DE HORMIGN

3.1 Disposiciones generalesLa resistencia al fuego de las construcciones

mampostera de hormign se deber determinar acuerdo con los requisitos del presente captulo. mnimo espesor equivalente de las construcciones mampostera de hormign requerido para proporcionuna resistencia al fuego de 1 a 4 horas deber satisfaclos valores indicados en las Tablas 3.1, 3.2 o 3.3, segcorresponda de acuerdo con el tipo de construcciconsiderada. Excepto cuando los requisitos de escaptulo sean ms restrictivos, el diseo, la construcciy los materiales utilizados en la mampostera hormign, incluyendo los mampuestos, el mortero, l

materiales utilizados en las juntas de control y larmaduras, debern satisfacer lo establecido por A530 / ASCE 5 / TMS 402. Los mampuestos de hormigdebern satisfacer las normas ASTM C55, C 73, C 09C 129.

3.2 Espesor equivalenteEl espesor equivalente de las construcciones

mampostera de hormign se deber determinar acuerdo con los requisitos de la presente seccin.

El espesor equivalente de un elemento mampostera de hormign, Tea, se deber calcular com

la sumatoria del espesor equivalente de los mampuestoTe, determinado como se indica en los Artculos 3.23.2.2 o 3.2.3 ms el espesor equivalente de los acabadoTef, determinado de acuerdo con el Captulo 5.

ea e ef T T T= + (3-

e nT V / LH = = espesor equivalente del mampuestoin. (3-

u

4 in.(102 mm)

u=3 8

in.(10

mm)

2

in.(50

mm)

4in.

(100

mm)

8in

.(200

mm)

u=3 8

in.(10

mm)

2in

.(50

mm)

4in.

(100

mm)

8in

.(200

mm)

1000

800

600

400

200

500

400

300

200

100

500

400

300

200

100

1000

800

600

400

2000,5 1 2 3 4

0,5 1 2 3 4

Temperatura,

C

Temperatura,

F

Tiempo del ensayo de incendio, horas

112in. (32 mm) devermiculita tipo CM (VCM)

12in. (13 mm) de

vermiculita tipo CM (VCM)

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24/34


24

Tabla 3.1 Resistencia al fuego de las construcciones demampostera de hormign

Mnimo espesor equivalente requerido (in.) A,Bpara una resistencia al fuego de:Tipo de agregados


Grava calcrea o

silcea (salvo caliza) 2,8 3,6 4,2 5,3 6,2Caliza, cenizas oescoria enfriada alaire

2,7 3,4 4,0 5,0 5,9

Arcilla expandida,esquisto expandidoo pizarra expandida

2,6 3,3 3,6 4,4 5,1

Escoria expandida opiedra pmez

2,1 2,7 3,2 4,0 4,7

A. Para las resistencias al fuego comprendidas entre las resistenciaslistadas se deber interpolar linealmente en base al valor delespesor equivalente de la construccin de mampostera dehormign.

B. Los mnimos espesores equivalentes requeridos para lasresistencias al fuego de las construcciones realizadas con unacombinacin de agregados se debern determinar porinterpolacin lineal en base al porcentaje en volumen de cada unode los agregados utilizados.

Tabla 3.2 Columnas de mampostera reforzadaResistencia al fuego, hr 1 3 3 4

Mnima dimensin de la columna,in.

8 10 12 14

Tabla 3.3 Dinteles de mampostera reforzada

Mnimo recubrimiento de la armaduralongitudinal para una resistencia al fuego de:Ancho nominaldel dintel, in.

1 hr 2 hr 3 hr 4 hr

6 1 2 NPA NP

8 1 1 1 3

10 o ms 1 1 1 1

A. No permitido.

donde:

Vn = volumen neto del mampuesto, in.3

L = longitud especificada del mampuesto, in.H = altura especificada del mampuesto, in.

3.2.1 Construcciones rellenas o parcialmente

rellenas con mortero Te deber ser el valor obtenidopara el mampuesto determinado de acuerdo con ASTMC 140.

3.2.2 Construcciones con relleno de mortero macizo

El espesor equivalente, Te, de los mampuestos de

hormign con relleno macizo es igual al espesor real delmampuesto.

3.2.3 Espacios de aire y celdas rellenas con materialsuelto El espesor equivalente de los mampuestos dehormign huecos completamente llenados con materialsuelto ser igual al espesor real del mampuesto si los

materiales de relleno sueltos son: arena, gravilla, rocatriturada o escoria que satisface los requisitos de ASTMC 33; piedra pmez, escoria, esquisto expandido, arcillaexpandida, pizarra expandida, escoria expandida, cenizafina expandida o cenizas que satisfacen los requisitos deASTM C 331; o perlita o vermiculita que satisface losrequisitos de ASTM C 549 y C 516, respectivamente.

3.3 Tabiques de mampos tera de horm ignEl mnimo espesor equivalente de los diferentes tipos

de tabiques de mampostera de hormign simple oreforzada, portantes o no portantes, requerido para

proporcionar una resistencia al fuego de 1 a 4 horasdeber satisfacer lo especificado en la Tabla 3.1.

3.3.1 Tabiques simples La resistencia al fuego delos tabiques de mampostera de hormign consistentesen un solo panel deber satisfacer lo especificado en laTabla 3.1.

3.3.2 Tabiques compuestos La resistencia al fuegode los tabiques formados por mltiples paneles (Figura3.1) se deber basar en la resistencia de cada panelindividual y el espacio de aire comprendidos entre ellosde acuerdo con la Ecuacin (2-4).

3.3.3 Juntas de expansin o contraccin Las juntas

de expansin o contraccin de las construcciones contabiques de mampostera resistentes al fuego en lascuales no se permite la presencia de aberturas o en lascuales se exige la proteccin de las aberturas debern sercomo se especifica en la Figura 3.2.

3.4 Columnas de mampos tera de horm ign reforzadaLa resistencia al fuego de las columnas de

mampostera de hormign reforzada se deber basar enla menor dimensin en planta de las columnas deacuerdo con los requisitos de la Tabla 3.2. El mnimorecubrimiento de la armadura longitudinal ser de 2 in.

3.5 Dinteles de mampos tera de horm ignLa resistencia al fuego de los dinteles de mampostera

de hormign se deber establecer en base al anchonominal del dintel y el mnimo recubrimiento de laarmadura longitudinal de acuerdo con la Tabla 3.3.

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3.6 Columnas de acero estructu ral prot egidas mediantemampostera de hormign

La resistencia al fuego de las columnas de aceroestructural protegidas mediante mampostera dehormign se determinar utilizando las siguientes

expresiones:

( ) ( )0 7 1 6 0 20 401 0 285, , ,st s eaR , A P , T / k = + (3.3)

( ) ( )0 8

1 0 42 7 0 25,

st ea ea, , A / DT / , p T + +

donde:R = resistencia al fuego del conjunto de la columna,

hrAst= rea de la seccin transversal de la columna de

acero estructural, in.2D = densidad de la proteccin de mampostera de

hormign, lb/ft3p = permetro interior de la proteccin de

mampostera de hormign, in. (ver Figura 3.3a)ps = permetro caliente de la columna de acero, in.

[Ecuaciones (3-4), (3-5) y (3-6)]Tea= espesor equivalente de la proteccin de

mampostera de hormign, in.k = conductividad trmica de la mampostera de

hormign, BTU/hr ft deg F [ver Ecuacin (3-7)

( ) ( )2 2s f st f wp b d b t= + + (seccin en W) (3-4)

s stp d= (seccin tubular circular) (3-5)

4s stp d= (seccin tubular cuadrada) (3-6)

donde:bf = ancho del ala, in.dst = dimensin de la columna, in. (ver Figura 3.3)tw = espesor del alma, in. (ver Figura 3.3, seccin

en W)La conductividad trmica de la mampostera de

hormign a utilizar en la Ecuacin (3.3) se podrcalcular como:

0 020 0417 , Dk , e= , BTU/hr ft deg F (3-7)

Figura 3.1 Muros compuestos

Figura 3.2 Juntas de expansin o contraccin

muros de mampostera con un ancho mximo de i

(13 mm) para una resistencia al fuego de 2 4 horas

donde:

D = densidad de la mampostera de hormign, lb/

El Apndice A muestra los mnimos espesorequivalentes requeridos para diferentes formas tamaos de columnas de acero estructural protegidas cmampostera de hormign para diferentes resistencias fuego especificadas.

Panel 2 (R2)

Factor de espacio de aire (A1)para anchos de 1/2" (12 mm) omayores

Panel 1 (R1)

R1= Resistencia al fuego del Panel 1R2= Resistencia al fuego del Panel 2

A1= Factor de espacio de aire = 0,3

Arandelapreformada

Calafateado

Fieltro de fibrascermicas (fibrasde almina-slice)

Armadura verticala cada lado dela junta

Resistencia al fuego: 2 Hr Resistencia al fuego: 4 Hr

Interruptor de

la adherencia

Sellador(Calafateado)

Mortero:Profundidadmnima 12" (13mm)

Resistencia al fuego: 4 Hr Resistencia al fuego: 4 Hr

Sellador y material

de respaldo

Sellador y materialde respaldo

Sellador y materialde respaldo

Clave demortero

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Figura 3.3 Perfiles de acero estructural protegidos

mediante mampostera de hormign

CAPTULO 4 MAMPOSTERA DE LADRILLOS DEARCILLA Y CERMICOS

4.1 Dispos iciones generalesLa resistencia al fuego calculada de las

construcciones de mampostera de arcilla se deberdeterminar en base a los requisitos del presente captulo.

Excepto cuando los requisitos de este captulo sean msrestrictivos, el diseo, la construccin y los materialesutilizados en la mampostera de arcilla, incluyendo losmampuestos, el mortero, los materiales utilizados en lasjuntas de control y las armaduras, debern satisfacer loestablecido por ACI 530 / ASCE 5 / TMS 402. Losladrillos de arcilla debern satisfacer las normas ASTMC34, C56, C 62, C 73, C 126, C212, C216 o C 652.

4.2 Espesor equivalenteEl espesor equivalente de las construcciones de

mampostera de arcilla se deber determinar de acuerdo

con los requisitos de la presente seccin.El espesor equivalente de las construcciones demampostera de ladrillos de arcilla huecos se deberbasar en el espesor equivalente del mampuesto de arcilladeterminado de acuerdo con los Artculos 4.2.1, 4.2.2,4.2.3 y la Ecuacin (4-1).

E nT V / LH = (4-1)

donde:

TE= espesor equivalente del mampuesto de arcilla,in.

Vn= volumen neto del mampuesto de arcilla, in.3

L = longitud especificada del mampuesto de arcilla,

in.H = altura especificada del mampuesto de arcilla,

in.

4.2.1 Construcciones no rellenas o parcialmente

rellenas con mortero TEser el valor obtenido para elmampuesto de arcilla hueco, determinado de acuerdocon ASTM C 67.

4.2.2 Construcciones con relleno de mortero macizo El espesor equivalente de las unidades de mamposterade arcilla rellenas con mortero macizo se deber tomarigual al espesor real de la unidad.

4.2.3 Espacios de aire y celdas llenadas conmaterial suelto El espesor equivalente de losmampuestos de arcilla huecos completamente llenadoses igual al espesor real del mampuesto si los materialesde relleno sueltos son: arena, gravilla, roca triturada oescoria que satisface los requisitos de ASTM C 33;piedra pmez, escoria, esquisto expandido, arcillaexpandida, pizarra expandida, escoria expandida, cenizafina expandida o cenizas que satisfacen los requisitos deASTM C 331; o perlita o vermiculita que satisface losrequisitos de ASTM C 549 y C 516, respectivamente

4.3 Tabiques de mampos tera de ladrill os de arcilla ycermicosLa resistencia al fuego de los tabiques de

mampostera ladrillos de arcilla y cermicos se deberdeterminar de acuerdo con los requisitos de la presenteseccin.

4.3.1Mampostera de ladrillos de arcilla y cermicos

rellena y no rellena La resistencia al fuego de lostabiques de mampostera de ladrillos de arcilla ycermicos se deber determinar a partir de la Tabla 4.1,utilizando el procedimiento de clculo del espesorequivalente indicado en la Seccin 4.2.

4.3.2 Tabiques simples La resistencia al fuego delos muros de mampostera de arcilla y cermica sedeber determinar a partir de la Tabla 4.1.

4.3.3 Muros compuestos La resistencia al fuego delos tabiques compuestos por mltiples paneles se deberdeterminar de acuerdo con los requisitos de la presenteseccin y la Tabla 4.1.

4.3.3.1 Tabiques compuestos de mampostera de

arcilla con paneles dimensionalmente diferentes La

d

st

st

dst

d

Tea

b f

(b)

(a)tw

Mamposterade hormign

(c)

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resistencia al fuego de los tabiques compuestos demampostera de arcilla formados por dos o ms panelesdimensionalmente diferentes se deber determinar enbase a la resistencia al fuego de cada panel. Paradeterminar la resistencia al fuego del muro en suconjunto se deber utilizar la Ecuacin (2-4).

4.3.3.2 Tabiques compuestos formados por panelesde diferentes materiales Para los tabiques demampostera compuestos formados por dos o mspaneles de diferentes materiales (hormign omampostera de hormign), se deber determinar laresistencia al fuego de los diferentes paneles, Rn, deacuerdo con 2.2, Figura 2.2, si se trata de paneles dehormign; o de acuerdo con 3.3, Tabla 3.1, si se trata demampostera de bloques de hormign. Para determinarla resistencia al fuego del tabique en su conjunto sedeber utilizar la Ecuacin (2-4).

4.3.3.3 Espacios de aire continuos Para

determinar la resistencia al fuego de muros compuestosde mampostera de ladrillos de arcilla y cermicosseparados por espacios de aire continuos se deberutilizar la Ecuacin (2-4).

4.4 Columnas de mampostera de arcill a reforzadaLa resistencia al fuego de las columnas de

mampostera de arcilla reforzada se deber basar en lamenor dimensin en planta de la columna de acuerdocon los requisitos de la Tabla 3.2. El mnimorecubrimiento de las armadura longitudinales ser de 2in.

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