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Los materiales de construcción son las materias primas o manufacturas requeridas para realizar una obra de ingeniería civil o arquitectura, abarca una amplia gama de productos y son clasificados por su uso y características físicas.
La cimentación es la parte estructural del edificio, encargada de transmitir las cargas al terreno, el cual es el único elemento que no podemos elegir, por lo que la cimentación la realizaremos en función del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por lo que eso será otro motivo que nos influye en la decisión de la elección de la cimentación adecuada.
CLASIFICACIÓN
Las cimentaciones se clasifican: -Cimentaciones superficiales -Cimentaciones profundas -Cimentaciones especiales
Las cimentaciones superficiales engloban las zapatas en general y las losas de cimentación. Los distintos tipos de cimentación superficial dependen de las cargas que sobre ellas rehacen:
Puntuales: Zapatas aisladas Lineales: Zapatas corridas Superficiales: Losas de cimentación
Las zapatas pueden ser de hormigón en masa o armado con planta cuadrada o rectangular como cimentación de soportes verticales pertenecientes a estructuras de edificación, sobre suelos homogéneos de estratigrafía sensiblemente horizontal. Las zapatas aisladas para la cimentación de cada soporte en general serán centradas con el mismo, salvo las situadas en linderos y medianeras, serán de de hormigón armado para firmes superficiales o en masa para firmes algo mas profundos.
De planta cuadrada como opción general De planta rectangular, cuando las cuadradas equivalentes queden muy próximas, o para regularizar los vuelos en los casos de soportes muy alargados o de pantallas.
ZAPATAS AISLADAS: Es aquella zapata en al que descansa o recae un solo pilar. Encargada de transmitir a través de su superficie de cimentación las cargas al terreno. Una variante de zapata aislada aparece en edificios con junta de dilatación y en este caso se denomina "zapata ajo pilar en junta de diapasón". La zapata no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios térmicos , aunque en las estructuras si que es normal además de aconsejable poner una junta cada 30mts aproximadamente , en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese un único pilar.
ZAPATAS AISLADAS DESCENTRADAS: Las zapatas descentradas tienen la particularidad de que las cargas que sobre ellas recaen , lo hacen de forma descentrada , por lo que se producen unos momentos de vuelco que habrá que contrarrestar. Pueden ser de medianería y de esquina.
Zapata corrida bajo dos pilares: Zapata combinada: Aquella sobre la que apoyan dos pilares separados una distancia que oscila de 3 a 5 mts de distancia. Para calcularla hay que hacer pasar la resultante de los esfuerzos provenientes de los soportes por el centro de gravedad de la zapata.
Zapata asociada: Aquella sobre la que apoyan dos soportes muy próximos. Se une por el bulbo de presiones.
Jugando con el vuelo desaparece el momento flector positivo, que en un primer momento nos aparece. . Zapata corrida bajo tres o mas pilares. Viga reversa o viga de cimentación.
Muros prefabricados. “Los muros prefabricados de hormigón son aquellos fabricados total o parcialmente en un proceso industrial mediante elementos de hormigón”. Posteriormente son trasladados a su ubicación final, en donde son instalados o montados, con la posibilidad de incorporar otros elementos prefabricados o ejecutados en la propia obra.
Estos se han clasificado según su diseño estructural. MUROS PREFABRICADOS EMPOTRADOS: Es el formado por un elemento plano o nervado, continuo o discontinuo, prefabricado de hormigón armado, pretensado o postensado y empotrado en su base. Trabajan en voladiza con un empotramiento en su base o zapata. Puede considerarse activo, es decir, entra en carga cuando se le aplica el material de relleno. Sus dos funciones principales son el sostenimiento y contención de tierras. La construcción de la zapata requiere una excavación previa, lo que dificulta a este muro tener una función de revestimiento. Los asientos importantes del terreno base pueden ser en determinadas ocasiones, un problema para este tipo de estructuras de contención. Estos muros son estructuras rígidas, pudiendo existir un nervio o suncho superior que aumentaría más la rigidez del muro, por lo que si el terreno sobre el que se apoya sufre asentamientos diferenciales, la pantalla del muro se puede dañar, salvo que se disponga de juntas en la cimentación y suncho, formándose en este caso un paramento articulado.
Muros de pantalla prefabricada y zapata “in situ”. Estos muros se definen como muros de elementos modulares prefabricados de hormigón, de secciones nervadas, colocadas de forma continua, adosadas unos a otros, que empotrados en una zapata realizada “in situ”, constituyen el paramento exterior del muro. La máxima altura que puede alcanzar este tipo de muro varía según el fabricante, no superándose para un muro de contención los 9 metros. Reciben directamente la práctica totalidad de los empujes del terreno. Su canto es variable, aumentando con la altura del muro, evitándose de esta forma la necesidad de armadura de corte, siendo el propio hormigón de pantalla el encargado de absorber todo el esfuerzo cortante.
rozamiento con el terreno colindante.
- Punta del pilote: Extremo inferior del pilote. Transmite las cargas por apoyo en el terreno o estrato resistente - Terreno circundante
Los pilotes pueden alcanzar profundidades superiores a los 40 mts teniendo una sección transversal de 2-4 mts , pudiendo gravitar sobre ellos una carga de 2000 t
La cimentación es la parte estructural del edificio , encargada de transmitir las cargas al terreno , el cual es el único elemento que no podemos elegir , por lo que la cimentación la realizaremos en función del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por lo que eso será otro motivo que nos influye en la decisión de la elección de la cimentación adecuada
TIPOS DE CIMENTACIÓN
Cimientos de piedra: Los cimientos de piedra son los apoyos de una construcción. Sirven para cargar el peso de toda una vivienda, repartiéndolo uniformemente en el terreno sobre el que se encuentra construida. La cimentación es necesaria en cualquier construcción aunque en el caso de que esta se haga por partes.
Cimientos de mampostería: En zonas donde la piedra es abundante suele aprovecharse esta como material de cimentación. Para grandes construcciones es necesario efectuar en un laboratorio de ensayo pruebas sobre la resistencia de la piedra de que se dispone. Tratándose de construcciones sencillas, en la mayoría de casos resulta suficiente efectuar la prueba golpeando simplemente la piedra con una maceta y observando el ruido que se produce. Si este es hueco y sordo, la piedra es blanda, mientras que si es aguda y metálico, la piedra es dura.
Cimentaciones profundas: este tipo de cimentación se utiliza cuando se tienen circunstancias especiales: -Una construcción determinada extensa en el área de austentar. -Una obra con una carga demasiada grande no pudiendo utilizar ningún sistema de cimentación especial. -Que terreno al ocupar no tenga resistencia o características necesarias para soportar construcciones muy extensas o pesadas.
Cimentaciones superficiales: Son las ya antes mencionadas como la mampostería la de zapatas aisladas también la zapata corrida la de concreto cicopleo y la losa de cimentación.
Las cimentaciones profundas son las siguientes:
Por sustitución: básicamente esta cimentación es material extra excavación en el terreno y en el proporcional de la construcción se debe conocer el tipo de estado coincidencial el peso volumétrico de cada una de las capas que se
construyen en el terreno a excavar, para que el peso sea perfecto, se deben nivelar con el de la construcción perfectamente conocida.
Por flotación: esta clase de cimentación se basa con el principio de Arquímedes que dice que todo cuerpo sumergido en el liquido experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen del liquido desalojado.
Por pilotación: se tienen tres formas de pilotes: -Pilotes trabajando con apoyos directos. -Pilotes que trabajas mediante fricción
La resistencia de materiales es el estudio de las propiedades de los cuerpos sólidos que les permite resistir la acción de las fuerzas externas, el estudio de las fuerzas internas en los cuerpos y de las deformaciones ocasionadas por las fuerzas externas. A diferencia de la Estática, que trata del estudio de las fuerzas que se inducen en las diferentes componentes de un sistema, analizándolo como cuerpo rígido, la Resistencia de Materiales se ocupa del estudio de los efectos causados por la acción de las cargas externas que actúan sobre un sistema deformable
Propiedades mecánicas de los materiales: cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, se presentan fuerzas resistentes en las fibras del cuerpo que llamaremos fuerzas internas. Fuerza interna es la resistencia interior de un cuerpo a una fuerza externa. Cuando usamos el término esfuerza, queremos decir la magnitud de la fuerza por unidad de área. Resistencia: la resistencia de un material es la propiedad que tienen para resistir la acción de las fuerzas. Los tres esfuerzos básicos son los de compresión, tensión y cortante. Por lo tanto, al hablar de la resistencia de un material deberemos conocer el tipo de esfuerzo a que estará sujeto. Por ejemplo, los esfuerzos de tensión y compresión del acero estructural son casi iguales, mientras que el fierro vaciado es más resistente a compresión y relativamente débil en tensión. Rigidez: La propiedad que tiene un material para resistir deformaciones se llama rigidez. Si, por ejemplo, dos bloques de igual tamaño, uno de acero y otro de madera están sujetos a cargas de compresión, el bloque de madera se acortara más que el de acero. La deformación (acortamiento) de la madera es probablemente 30 veces mayor que la del acero, y decimos que éste último es, por lo tanto, más rígido. Elasticidad: es la habilidad de un material para recuperar sus dimensiones originales al retirar el esfuerzo aplicado.
Plasticidad: es la capacidad de un material para deformarse bajo la acción de un esfuerzo y retener dicha acción deformación al retirarlo. Ductilidad: es la habilidad de un material para deformarse antes de fracturarse. Es una característica muy importante en el diseño estructural, puesto que un material dúctil es usualmente muy resistente a cargas de impacto. Tiene además la ventaja de “avisar” cuando va a ocurrir la fractura, al hacerse visible su gran deformación. Fragilidad: es lo opuesto de ductilidad. Cuando un material es frágil no tiene resistencia a cargas de impacto y se fractura aún en carga estática sin previo aviso. Límite de proporcionalidad: es el punto de la curva en la gráfica de esfuerzo-deformación, hasta donde la deformación unitaria es proporcional al esfuerzo aplicado. Punto de cedencia: es el punto en donde la
Los arquitectos del World Trade Center fueron protagonistas anónimos de la tragedia vivida en Nueva York este martes. Según un grupo de ingenieros civíles, la solidez de los edificios, que soportaron el fuerte impacto de los aviones, salvó miles de vidas al permanecer de pie por mucho tiempo. Sin embargo, reconocieron que el colapso de las torres gemelas fue inevitable.
Los restos de uno de los símbolos de Nueva York. El fuego provocado por el choque de los aviones alcanzó una temperatura superior a los 800º centígrados, derritiendo los refuerzos de acero instalados en la estructura.
Los expertos cuestionan la orden de enviar a cientos de policías y bomberos al interior del edificio a pesar del riesgo que corrían sus vidas. John Knapton , profesor de ingenería civil de la Universidad de Newcastle, en Inglaterra, admitió haberse sorprendido ante la resistencia de las estructuras de concreto y acero de las torres. "Creo que miles de personas salvaros sus vidas gracias a la integridad del edificio", dijo Knapton a la BBC. "A pesar de que el impacto destruyó gran parte de la estructura, el World Trade Center permaneció de pie por más de una hora, permitiendo a miles de personas escapar a salvo". Infierno en las Torres "Nada está diseñado para aguantar estas temperaturas", aseguró Hyman Brown, gerente de construcción del World Trade Center. El fuego producido por el combustible usado por los aviones alcanzó una temperatura de 800º centígrados derritiendo las estructuras del edificio.
Las torres resistieron el impacto, no el infierno. "Fue el fuego el que mató a las torres. Nada en la tierra puede soportar este infierno", expresó el ingeniero civil Chris Wise. "Después de que la parte superior del World Trade Center cedió, se produjo una cadena de destrucción. Los pisos superiores acumularon un peso superior a las 100 toneladas venciendo la resistencia de los pisos inferiores". Otro edificio de 47 pisos también se desmoronó y los ingenieros alertan que otras estructuras podrían ceder en el transcurso de los próximos días. De hecho, ya otro edificio del complejo comenzó a derrumbarse.
EXCAVACIONES. Clasificación de las Excavaciones Estructurales. Si para la obra existen estudios de suelos o geológicos suficientes, al momento de iniciar una excavación habrá una clasificación previa de la Interventoría y el Contratista sobre la clase de material que se extraerá. Si en la ejecución de una excavación el Contratista o la Interventoría considera que hay un cambio en la clasificación anterior.
Conjuntamente Interventor y Contratista verificarán y reclasificarán y se medirá el material ya excavado dejando los puntos de referencias fácilmente determinables para medir el volumen con la nueva clasificación. Para efectos del pago, las excavaciones se clasificarán atendiendo al siguiente orden, definiciones y denominaciones:
Por Tipo de Material Excavado. Excavación en Roca. Se define como roca para el pago de excavaciones, aquel material cuyo tamaño exceda de 50 cm. y la dureza y textura sean tales que no puede excavarse por métodos diferentes de voladuras o por trabajo manual por medio de fracturas y cuñas posteriores cuando sea necesario, según las condiciones del lugar o las características de la roca. La excavación en roca no tendrá sub. clasificación, es decir a cualquier profundidad y no se distinguirá roca húmeda o seca.
Excavación Común en Tierra, Conglomerado y Roca Descompuesta. Es aquel material que no se asimila a la clasificación de roca ya definida y que pueden extraerse por los métodos manuales normales o mecánicos utilizando las herramientas y equipos de uso frecuente para esta clase de labor: barras, picas, palas, retroexcavadoras. Entre estos materiales están: arcilla, limo, arena, cascajo y piedras con tamaño inferior a 50 cm. (20"), sin tener en cuenta el grado de compactación o dureza y considerados en forma conjunta o independiente.
Por Grado de Humedad. Excavación Húmeda. Es aquella que se ejecuta por debajo del nivel freático existente en el momento de hacer la excavación y que exige el uso continuo de equipo de bombeo para extracción. No se considera como excavación húmeda, la debida a lluvias, infiltraciones, fugas de acueducto, aguas procedentes de alcantarillados existentes, aguas perdidas o de corrientes superficiales que puedan ser corregidas o desviadas sin necesidad de bombeo. Excavación Seca. Se considera como seca toda excavación que no se asimile a la definición dada para la clasificación "excavación húmeda".
Por Profundidad. Excavación Hasta 2.00 m de Profundidad. Es aquélla que se hace a una profundidad menor de 2.00 m medidos desde la superficie original del terreno excavado. Excavación a Más de 2.00 m de Profundidad. Es la que se ejecuta a mayor profundidad que la anterior. Excavaciones Especiales. Son aquellas que por su profundidad y otras características requieren de procedimientos, herramientas y equipos especiales como caisons, cargadores de bandeja, tirfors, y similares
Las rocas o piedra natural se trata de uno de los más antiguos materiales de construcción empleados por el hombre. Este aprendió a trabajar y manejar la piedra natural como arma, como herramienta y como materia prima para la construcción de sus primeros refugios y monumentos. Muchos de estos objetos y construcciones primitivas han llegado hasta nosotros, gracias a las condiciones excepcionales del material con que fueron realizadas
Las rocas se encuentran en la naturaleza en formaciones de grandes dimensiones, sin forma determinada y constituyendo el principal componente de la parte sólida de la corteza terrestre. Por constituir un material natural, la piedra no precisa para su empleo más que la extracción y la transformación en elementos de forma adecuada. Sin embargo, es necesario que reúna una serie de cualidades que garanticen su aptitud para el empleo a que se destine. Estas cualidades dependen de su estructura, densidad, compacidad, porosidad, dureza, composición, durabilidad, resistencia, a los esfuerzos a que estará sometida, etc.
De 3 maneras principales se utilizan las piedras en la construcción:
- Como elemento resistente.
- Como elemento decorativo.
- Como materia prima para la fabricación de otros materiales. La clasificación más corrientemente utilizada es la que agrupa las piedras según su origen, dividiéndolas así:
- Eruptivas
- Sedimentarias
- Metamórficas
Labra de las piedras. Una vez extraídos los bloques de piedra de las canteras o formaciones de roca en explotación, se procede a darles la forma en que han de ser colocados en la obra. A este trabajo se le da el nombre de labra. La labra de la piedra comprende dos trabajos primordiales: el desbaste y la labra propiamente dicha. El desbaste consiste en preparar el bloque en una forma aproximada por exceso a la que ha de recibir definitivamente. Suele realizarse en la propia cantera dejando todas sus dimensiones unos cuantos centímetros mayores a las del elemento que de él debe obtenerse. Estos excesos llamados creces de cantera, tienen por objeto prevenir los posibles desperfectos que puedan producirse en el transporte y manipulación y asegurar el trabajo de la labra contra una eventual falta de material. Estas operaciones se venían haciendo manualmente mediante herramientas especiales. En la actualidad, a partir de explotaciones de cierta importancia se utilizan una diversidad de máquinas
Arcilla. Son partículas finísimas menores de 0.06 mm, de diámetro, procedentes de la descomposición de rocas feldespáticas. La arcilla pura recibe el nombre de caolín. Una de las principales propiedades de la arcilla es su plasticidad, además de ser refractaria. Desempeña un gran papel en la construcción por ser una materia prima en la fabricación de cementos y de cerámica.
Las rocas sedimentarias más empleadas son las de sedimentación mecánica, como las gravas, las arenas y las arcillas; las de sedimentación mecánica compacta, como los conglomerados y las areniscas; las de sedimentación química, el yeso o aljez, la caliza, la dolomía y las margas, las de sedimentación orgánica, como las calizas, las sílices y los carbones. Basalto. Son rocas muy compactas compuestas de feldespato, augita, olivino y minerales de hierro, su color es gris negruzco que a veces adquiere un brillo metálico. Son piedras muy duras que impiden su empleo en trabajos tallados y resisten muy poco al fuego.
Adobe. El adobe es un tabique de barro sin cocer, la tierra con que se hace debe ser limpia sin piedra y con la menor cantidad posible de arena. En una excavación mas hecha previamente en el suelo, se deja remojar la tierra de un día a otro para que pudra se amasa agregándole suficientemente agua para formar un lodo bien mezclado y macizo, se le revuelven algunos de los siguientes materiales: paja, sácate, estiércol, hojas de pino, crines y pelos de bestia en la proporción 1: 5 para que sirva de amarre al material.
Tepetate. El tepetate es una arcilla se encuentra en mantos gruesas macizas. Es un material granuloso, grueso, ligero, color amarillento y de consistencia media. Resiste 3Kg/cm2, obteniéndose sillares para muros (40 x 60). Es material poroso y absorbente de agua. Es un buen aislante del frió y del calor por lo que conviene usarlos en climas extremosos, mezcla para la fabricación de ladrillos.
Teja. Teja flamenca.
Es una teja de características parecidas a la árabe pero, en este caso, lleva en su parte posterior un resalte para facilitar el enganche con las siguientes. Teja plana. La teja plana sin encaje puede ser moldeada en prensa de hilera o galletera. La masa empleada es la de encaje y esta debe ser moldeada en prensas de moldes metálicos; su desecación se efectúa colocándolas en estanterías destinadas a ese fin, de manera que el aire circule por ambas caras; su cocción es igual a la de los ladrillos. Teja árabe. Tiene formas de canal cónico y sus dimensiones mas corrientes son 45cm de largo por 12 y 16 de ancho n, 8cm. De altura y 12mm. De espesor. Se moldea generalmente a mano por una gradilla metálica de forma trapezoidal, y cuando la pasta moldeadora adquiere consistencia se le da forma curva. La desecación se realiza de la misma forma que en los ladrillos.
Azulejos. Es una pieza de pasta cerámica de poco espesor, recubierta por una capa de esmalte puede ser lisa o con dibujos en diferentes colores. formas y tamaños: las formas preferidas son las cuadradas y las rectangulares sus dimensiones oscilan entre 10 x 10, 15 x 15, 20 x 20 y 20 x 30 cm. Actualmente se fabrican también con otras formas no rectangulares.
Se entiende por dragado , la operación de limpieza de los sedimentos en cursos de agua, lagos, bahías, accesos a puertos para aumentar la profundidad de un canal navegable o de un río para aumentar la capacidad de transporte de agua, evitando así las inundaciones aguas arriba. Así mismo, se pretende con ello aumentar el calado de estas zonas para facilitar el tráfico marítimo por ellas sin perjuicio para los buques (riesgo de encallamiento).
En función del material del fondo, que requiere ser dragado, se utilizan deferentes tipos de dragas.
Las operaciones de dragado tienen potencialmente un impacto ambiental significativo, que debe ser oportuna y convenientemente evaluado a fin de tomar en consideración las posibles medidas de mitigación
