NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIN

CAPTULO 1 CARGAS Y MATERIALES

Cargas y Materiales

NDICE1.1 CARGAS ................................................................................................................................... 4 1.1.1 PROPSITO ...................................................................................................................... 4 1.1.2 DEFINICIONES .................................................................................................................. 4 1.1.2.1 CARGAS PERMANENTES (CARGA MUERTA).................................................................. 4 1.1.2.2 SOBRECARGAS DE USO (CARGA VIVA).......................................................................... 6 1.1.3 REDUCCIN DE LAS SOBRECARGAS ................................................................................. 9 1.1.3.1 CARGAS GENERALES ..................................................................................................... 9 1.1.3.2 CARGAS SOBRECARGAS PESADAS .............................................................................. 10 1.1.3.3 ESTACIONAMIENTOS PARA VEHCULOS DE PASAJEROS ............................................. 10 1.1.3.4 OCUPACIONES ESPECIALES ......................................................................................... 10 1.1.3.5 LIMITACIONES PARA LOSAS EN UNA DIRECCIN ....................................................... 10 1.1.4 REDUCCIN DE SOBRECARGA EN CUBIERTAS ............................................................... 10 1.1.4.1 CUBIERTAS PLANAS, INCLINADAS Y CURVAS .............................................................. 11 1.1.4.2 CUBIERTAS PARA PROPSITOS ESPECIALES ............................................................... 11 1.1.5 CARGAS POR VIENTO ......................................................................................................... 11 1.1.4.1 CLCULO DE LA PRESIN DEL VIENTO ................................................................................ 12 1.1.5 COMBINACIONES DE CARGA ....................................................................................... 13 1.1.5.1 GENERALIDADES ......................................................................................................... 13 1.1.5.2 SMBOLOS Y NOTACIN ............................................................................................. 13 1.1.5.3 COMBINACIONES DE CARGAS UTILIZANDO EL DISEO POR RESISTENCIA ................. 13 1.1.5.4 COMBINACIONESDE CARGAS NOMINALES PARA EL DISEO POR EL MTODO DE ESFUERZOS DE TRABAJO ........................................................................................................ 14 1.2 MATERIALES .............................................................................................................................. 15 1.2.1 INTRODUCCIN ................................................................................................................. 15 1.2.2 REQUISITOS Y NORMAS QUE DEBEN CUMPLIR LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIN ..... 16 1.2.2.1 EL HORMIGN DE CEMENTO HIDRULICO Y SUS COMPONENTES ............................ 16 1.2.2.2 ACERO DE REFUERZO.................................................................................................. 20 1.2.2.3 REFUERZO CORRUGADO ............................................................................................ 20 1.2.2.4 REFUERZO LISO ........................................................................................................... 21 1.2.2.5 CONECTORES PARA RESISTIR FUERZAS DE CORTE...................................................... 22 1.2.2.6 ACERO PARA PRETENSADO ........................................................................................ 22 1.2.2.7 PERFILES Y TUBOS DE ACERO ESTRUCTURAL.............................................................. 22 1.2.3 MATERIALES UTILIZADOS PARA LA CONSTRUCCIN DE MAMPOSTERA ESTRUCTURAL .. 22 1.2.3.1 CEMENTO Y CAL ......................................................................................................... 23 1.2.3.2 ACERO DE REFUERZO.................................................................................................. 23 1.2.3.3 MORTERO DE PEGA .................................................................................................... 23 1.2.3.4 DOSIFICACIN DEL MORTERO DE PEGA ..................................................................... 23 1.2.3.5 USO DE LA CAL ............................................................................................................ 23 1.2.3.6 AGREGADOS ............................................................................................................... 23 1.2.3.7 AGUA .......................................................................................................................... 24 1.2.3.8 MORTERO DE RELLENO .............................................................................................. 24 1.2.3.9 DOSIFICACIN DEL MORTERO DE RELLENO ............................................................... 24 1.2.3.10 VALOR MXIMO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIN (fcr) ................................. 24 1.2.3.11 CAL............................................................................................................................ 24 1.2.3.12 AGREGADOS ............................................................................................................. 24 1.2.3.13 AGUA Y ADITIVOS ..................................................................................................... 24 1.2.3.14 PIEZAS DE MAMPOSTERA ........................................................................................ 24 1.2.4 REQUISITOS DE DURABILIDAD DEL HORMIGN ................................................................ 28 1.2.4.1 GENERALIDADES ......................................................................................................... 28

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CAPTULO 1-2

Cargas y Materiales 1.2.4.2 CATEGORAS Y CLASES DE EXPOSICIN ...................................................................... 29 1.2.4.3 REQUISITOS PARA MEZCLAS DE HORMIGN ............................................................. 29 1.2.4.4 REQUISITOS ADICIONALES PARA EXPOSICIN A CONGELACIN Y DESHIELO ............ 31 1.2.4.5 MATERIALES CEMENTANTES ALTERNATIVOS PARA EXPOSICIN A SULFATOS .......... 31 1.2.5 MDULO DE ELASTICIDAD DEL HORMIGN (Ec) ............................................................... 33 1.3 VIDRIO ....................................................................................................................................... 34 1.3.1 PROPIEDADES GENERALES PARA DISEO .......................................................................... 34 1.3.1.1 RESISTENCIA MECNICA ............................................................................................. 34 1.4 NORMAS ................................................................................................................................... 35

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CAPTULO 1-3

Cargas y Materiales

CAPTULO 1 CARGAS Y MATERIALES 1.1 CARGAS 1.1.1 PROPSITOEsta norma establece las cargas mnimas permanentes y accidentales a considerar en el clculo y diseo de estructuras. No se han tomado en cuenta las cargas temporales debidas a los procesos constructivos, las cargas dinmicas de viento, sismo, vehculos en movimiento, explosin, hundimiento de cimentaciones y otras debidas a fenmenos naturales. Este cdigo proporciona solo una gua general para el calculista y diseador de estructuras. Las construcciones en general deben disearse para resistir por lo menos las cargas permanentes (carga muerta) y las sobrecargas de uso (carga viva) mnimas establecidas en este documento.

1.1.2 DEFINICIONES 1.1.2.1 CARGAS PERMANENTES (CARGA MUERTA)Las cargas permanentes estn constituidas por los pesos de todos los elementos estructurales, tales como: muros, tabiques, recubrimientos, instalaciones sanitarias, elctricas, de acondicionamiento, mquinas y todo artefacto integrado permanentemente a la estructura. 1.1.2.1.1 Pesos de los materiales En la Tabla 1.1 se muestran los valores de los pesos para los materiales de uso ms frecuente.Tabla 1.1. Pesos unitarios de materiales de construccinPeso Unitario kN/m3 A. Rocas Basalto Granito Andesita Sienita Prfido Gabro Arenisca Calizas compactas y mrmoles Pizarra para tejados B. Piedras artificiales Adobe Amianto-cemento Baldosa cermica Baldosa de gres 16.0 20.0 18.0 19.0 29.0 - 30.0 26.0 - 28.0 26.0 - 28.0 27.0 - 29.0 26.0 - 27.0 29.0 - 31.0 26.0 - 27.5 27.0 - 28.0 28.0

Material

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CAPTULO 1-4

Cargas y MaterialesHormign simple Hormign armado Ladrillo cermico prensado (0 a 10% de huecos) Ladrillo cermico perforado (20 a 30% de huecos) Ladrillo cermico hueco (40 a 50% de huecos) Ladrillo artesanal Bloque hueco de hormign Bloque hueco de hormign alivianado C. Materiales granulares Arena seca Arena hmeda Arena saturada Arena de pmez seca Ripio seco Ripio hmedo Grava (canto rodado) Gravilla seca Gravilla hmeda Tierra seca Tierra hmeda Tierra saturada D. Morteros Cemento compuesto y arena 1:3 a 1: 5 Cemento compuesto cal y arena Cal y arena Yeso E. Metales Acero Aluminio Bronce Cobre Estao Fundicin gris Latn Plomo Zinc F. Materiales diversos Alquitrn Asfalto Cal 12.0 13.0 12.0 78.5 27.0 85.0 89.0 74.0 72.0 85.0 114.0 72.0 20.0 18.0 16.0 10.0 14.5 16.0 18.0 7.0 16.0 20.0 16.0 15.5 20.0 14.0 18.0 20.0 22.0 24.0 19.0 14.0 10.0 16.0 12.0 8.5

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CAPTULO 1-5

Cargas y MaterialesHielo Libros y documentos Papel Plstico en planchas Vidrio plano G. Contrapisos y recubrimientos Baldosa de mrmol reconstituido, con mortero de cemento: por cada cm, de espesor Baldosa de cermica, con mortero de cemento: por cada cm., de espesor Contrapiso de hormign ligero simple, por cada cm., de espesor Contrapiso de hormign simple, por cada cm., de espesor H. Cielorrasos y Cubiertas De yeso sobre listones de madera (incluidos los listones) De mortero de cemento compuesto de cal y arena Plancha ondulada de fibrocemento: de 8 mm de espesor de 6 mm de espesor Chapa ondulada de acero galvanizado: de 0,5 mm de espesor de 0.8 mm de espesor de 1.3 mm de espesor Teja de barro cocido sin mortero Teja plana con mortero de cemento Teja de hormign con mortero 9.0 8.5 11.0 21.0 26.0 kN/m2 0.22 0.20 0.16 0.22 kN/m2 0.20 0.55 0.20 0.15 0.07 0.09 0.14 0.50 0.85 1.15

1.1.2.2 SOBRECARGAS DE USO (CARGA VIVA)Las sobrecargas de uso dependen de la ocupacin a la que est destinada la edificacin y estn conformadas por los pesos de personas, muebles, equipos y accesorios mviles o temporales, mercadera en transicin, y otras. Las sobrecargas mnimas a considerar son las siguientes:Tabla 1.2. Sobrecargas mnimas uniformemente distribuidas, Lo y concentradas, PoOcupacin o Uso Carga uniforme (kN/m2) Almacenes Venta al por menor Primer piso Pisos superiores Venta al por mayor. Todos los pisos Armeras y salas de instruccin militar reas de Reunin y Teatros Asientos fijos 2.90 4.80 3.60 6.00 7.20 4.50 4.50 4.50 Carga concentrada (kN)

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CAPTULO 1-6

Cargas y Materialesreas de recepcin Asientos mviles Plataformas de Reunin Escenarios reas de almacenamiento sobre techos Barreras vehiculares Balcones Bibliotecas Salas de lectura Estanteras Corredores en pisos superiores a planta baja Bodegas de almacenamiento (sern diseadas para la mayor carga prevista) Livianas Pesada Coliseos (ver estadios y graderos) Comedores y Restaurantes Construccin ligera de placa de piso sobre un rea de 625 mm2 Corredores-pasarelas-plataformas para mantenimiento Corredores Primer Piso Otros pisos de igual ocupacin, excepto si existe otra indicacin Cubiertas Cubiertas planas, inclinadas y curvas Cubiertas destinadas para reas de paseo Cubiertas destinadas en jardinera o patios de reunin. Cubiertas destinadas para propsitos especiales Toldos y Carpas Construccin en lona apoyada sobre una estructura ligera Todas las dems Elementos principales expuestos a reas de trabajo Carga puntual en los nudos inferiores de la celosa de cubierta, miembros estructurales que soportan cubiertas sobre fbricas, bodegas y talleres de reparacin vehicular Todos los otros usos Todas las superficies de cubiertas sujetas a mantenimiento de trabajadores Departamentos (ver Residencias) Edificios de Oficinas Salas de archivo y computacin (se disear para la mayor carga prevista) reas de recepcin y corredores del primer piso Oficinas 4.80 9.00 i 0.24 (no reduc.) 1.00 i 1.00 3.00 4.80 2.00 4.80 4.80 0.90 1.33 6.00 12.00 2.90 7.20c

4.80 4.80 4.80 7.20 1.00 Ver seccin 4.5 ASCE/SEI 7-10 4.80

4.50 4.50 4.50

4.00

8.90 1.40 1.40

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CAPTULO 1-7

Cargas y MaterialesCorredores sobre el primer piso 2.40 4.00 Escaleras fijas Escaleras y Rutas de escape nicamente residencias unifamiliares y bifamiliares Estadios y Coliseos Graderos Asientos fijos Fbricas/Industria/Manufactura Livianas Pesadas Garaje ( nicamente vehculos para pasajeros) Camiones y Buses Gimnasios Graderos para estadios y similares Hoteles (ver residencias) Hospitales Sala de quirfanos, laboratorios Sala de pacientes Corredores en pisos superiores a la planta baja Instituciones penales Celdas Corredores Pasamanos, guardavas y agarraderas de seguridad Pasarelas y plataformas elevadas (excepto rutas de escape) Patios y terrazas peatonales Pisos para cuarto de mquinas de elevadores (reas de 2600 mm ) Residencias Viviendas (unifamiliaresy bifamiliares) Hoteles y residencias multifamiliares Habitaciones Salones de uso pblico y sus corredores Salas de Baile Salas de Billar, bolos y otras reas de recreacin similares Salida de emergencia nicamente para residencias unifamiliares Sistemas de pisos para circulacin Para Oficinas Para Centros de Cmputo Soportes para luces cenitales y cielos rasos accesibles 2.40 4.80 9.00 9.00 0.90 3.60 4.80 2.00 2.00 4.80 4.80 2.002

9.00 9.00

Ver seccin 4.5 ASCE/SEI 7-10 4.80 2.00g

4.80d 3.00d

6.00 12.00 2.0a,b

9.0 13.40

a,b

4.80 4.80d

2.90 2.00 4.00

4.50 4.50 4.50

2.00 4.80 Ver seccin 4.5 ASCE/SEI 7-10 3.00 4.80 1.40

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CAPTULO 1-8

Cargas y MaterialesUnidades Educativas Aulas Corredores segundo piso y superior Corredores primer piso Veredas, reas de circulacin vehicular y patios que puedan estar cargados por camionesa

2.00 4.00 4.80 12.00

4.50 4.50 4.50 35.60e

Los pisos de estacionamientos o partes de los edificios utilizados para almacenamiento de vehculos, sern diseados para las cargas vivas uniformemente distribuidas de la Tabla 1.2 o para las siguientes cargas concentradas: (1) Para vehculos particulares (hasta 9 pasajeros) actuando en una superficie de 100 mm por 100 mm, 13.4 kN; y (2) Para losas en contacto con el suelo que son utilizadas para el almacenamiento de vehculos particulares, 10 kN por rueda.

b

Los estacionamientos para camiones y buses sern diseados por algn mtodo recomendado por AASHTO, MTOP, que contenga las especificaciones para cargas de camiones y buses.

c

Estas cargas se aplican en espacios de almacenamiento de bibliotecas y libreras que soportan anaqueles fijos con doble acceso, sujetos a las siguientes limitaciones: altura mxima de 2300 mm, ancho mximo de 300 mm por lado de acceso y distancia entre anaqueles mayor o igual a 900 mm. Adicional a las cargas vivas verticales, el diseo incluir fuerzas horizontales aplicadas a cada fila de asientos, como sigue: 400 N/m en direccin paralela y 150 N/m en direccin perpendicular. Estas fuerzas no sern consideradas en forma simultnea. La carga concentrada de rueda ser aplicada en un rea de 100 mm x 100 mm.2)

d

e g

Cuando la sobrecarga reducida de cubierta (menor a 1.0 N/m , calculada de conformidad con la seccin 1.1.4.1, sea utilizada para el diseo de miembros estructurales continuos, la sobrecarga se aplicar en dos tramos adyacentes y en tramos alternados para obtener las mximas solicitaciones.h

Las cubiertas con propsitos especiales, sern diseadas con las sobrecargas calculadas apropiadamente. En ningn caso la sobrecarga ser menor a las indicadas en esta tabla. En la regin andina y sus estribaciones, desde una cota de 1000 m sobre el nivel del mar, no se permite la reduccin de carga viva en cubiertas para prevenir cadas de granizo o ceniza.

i

En los sitios donde sea necesario considerar la carga de granizo, se adicionar una sobrecarga de 1.0 kN/m2 en las reas de los aleros, en un ancho del 10% de la luz libre , medido desde el borde hacia el apoyo y no menor a 1000 mm.j

1.1.3 REDUCCIN DE LAS SOBRECARGASTodas las sobrecargas distribuidas que se indican en la Tabla 1.2, excepto las de cubierta, se podrn reducir de acuerdo con las siguientes disposiciones.

1.1.3.1 CARGAS GENERALESSujeto a las limitaciones de las secciones 1.1.3.2 a 1.1.3.5 los elementos para los que el valor de KLL*AT es igual o mayor a los 35 m2, pueden ser diseados para una carga reducida de acuerdo con la ecuacin (1-1):

L=Lo 0.25 +

.

(1-1)

Donde:L Lo = sobrecarga distribuida en kN/m, aplicada sobre el rea tributaria del elemento de soporte. = sobrecarga distribuida sin reducir, aplicada sobre el rea tributaria del elemento de soporte, segn Tabla 1.2.

KLL

= factor de sobrecarga segn el elemento de soporte, ver Tabla 1.3.

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CAPTULO 1-9

Cargas y Materiales AT = rea tributaria en metros cuadrados

L no ser menor que: 0.5Lo para elementos que soportan un solo piso; y, 0.4Lo para elementos que soportan dos pisos o ms.

Tabla 1.3. Factor de sobrecarga del elemento de soporteElemento Columnas interiores Columnas exteriores sin losas en Volado Columnas de borde con losas en Volado Columnas esquineras con losas en Volado Vigas de borde sin losas en volado Vigas interiores Todos los incluyendo: dems elementos no identificados 2 2 2 3 4 KLL a 4

Vigas de borde con losas en volado Vigas en volado 1 Losas en una direccin Losas en dos direcciones Elementos que no tengan mecanismos de transferencia de cortante normal a la direccin de la luza

El valor de K LL puede ser calculado en lugar de los valores precedentes

1.1.3.2 CARGAS SOBRECARGAS PESADASNo se permite reducir la sobrecarga cuando el valor sea mayor a 4.8 kN/m; excepto que se permite reducirla hasta un 20%, cuando exista sobre el elemento de soporte dos o ms pisos.

1.1.3.3 ESTACIONAMIENTOS PARA VEHCULOS DE PASAJEROSEn estacionamientos para vehculos de pasajeros no se permite reduccin de las sobrecargas, excepto cuando el elemento soporte dos o ms pisos en que se podr reducir hasta en un 20 %.

1.1.3.4 OCUPACIONES ESPECIALESNo se permite reduccin de sobrecargas en lugares de reuniones pblicas.

1.1.3.5 LIMITACIONES PARA LOSAS EN UNA DIRECCINEl rea tributaria AT para losas en una direccin, no podr exceder una superficie definida por un ancho de la losa, normal a la luz, igual a 1.5 veces la luz principal de la losa y la luz de la losa.

1.1.4 REDUCCIN DE SOBRECARGA EN CUBIERTASEn la regin andina y sus estribaciones, desde una cota de 1000 m sobre el nivel del mar, no se permite la reduccin de carga viva en cubiertas para prevenir cadas de granizo o ceniza. Se permite la reduccin de la carga viva, Lo, determinada mediante la Tabla 1.2, de acuerdo a las siguientes disposiciones.

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CAPTULO 1-10

Cargas y Materiales

1.1.4.1 CUBIERTAS PLANAS, INCLINADAS Y CURVASSe permite reducir la sobrecarga de cubierta de conformidad con la siguiente ecuacin:Lr =Lo R1 R2

donde0.60Lr 1.00

(1-2)

Donde: Lr Lo = sobrecarga reducida de cubierta en proyeccin horizontal, en kN/m2 = sobrecarga no reducida de cubierta en proyeccin horizontal, en kN/m2

R1y R2 = factores de reduccin de conformidad con las siguientes frmulas:1 para AT 18.00m2 para 18.00m2