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25/04/2024 1 REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES NSR/2010 TÍTULO B - CARGAS B.1.1 — ALCANCE El presente Título del Reglamento da los requisitos mínimos que deben cumplir las edificaciones con respecto a cargas que deben emplearse en su diseño, diferentes a las fuerzas o efectos que impone el sismo. Para que una estructura sismo resistente cumpla adecuadamente su objetivo, debe ser capaz de resistir además de los efectos sísmicos, los efectos de las cargas prescritas en el presente Título. El diseño de los elementos que componen la estructura de la edificación debe hacerse para la combinación de carga crítica. 25/04/2024 2 B.1.2 — REQUISITOS BÁSICOS B.1.2.1 — La estructura y todas sus partes deben cumplir, los siguientes requisitos: B.1.2.1.1 — Resistencia — La estructura de la edificación y todas sus partes deben diseñarse y construirse para que los materiales utilizados en la construcción de los elementos y sus conexiones puedan soportar con seguridad todas las cargas contempladas en el presente Título B de la NSR-10. B.1.2.1.2 — Funcionamiento — Los sistemas estructurales y sus componentes deben diseñarse para que tengan una rigidez adecuada que limite: (a) las deflexiones verticales de los elementos, (b) la deriva ante cargas de sismo y viento, (c) las vibraciones y (d) cualquier otra deformación que afecte adversamente el funcionamiento de la estructura o edificación. B.1.2.1.3 — Fuerzas causadas por deformaciones impuestas — Deben tenerse en cuenta en el diseño las fuerzas causadas por deformaciones impuestas a la estructura por: (a) los asentamientos, (b) por restricción a los cambios dimensionales debidos a variaciones de temperatura, expansiones por humedad, retracción de fraguado y efectos similares. 25/04/2024 3 5 B.1.2.1.4— Análisis — Los efectos de las cargas en los diferentes elementos de la estructura y sus conexiones deben determinarse utilizando métodos aceptados de análisis estructural, teniendo en cuenta los principios de equilibrio, estabilidad general, compatibilidad de deformaciones y las propiedades de los materiales tanto a corto como a largo plazo. CAPÍTULO B.2 COMBINACIONES DE CARGA B.2.3.1 — COMBINACIONES DE CARGA PARA SER UTILIZADAS CON EL MÉTODO DE ESFUERZOS DE TRABAJO. En el presente Reglamento NSR-10, la madera y guadua (Título G), se diseñan por el método de los esfuerzos admisibles. 25/04/2024 4 CAPÍTULO B.3 CARGAS MUERTAS B.3.1 — DEFINICIÓN La carga muerta cubre todas las cargas de elementos permanentes de construcción incluyendo su estructura, los muros, pisos, cubiertas, cielos rasos, escaleras, equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupación y uso de la edificación. B.3.2 — MASAS Y PESOS DE LOS MATERIALES Al calcular las cargas muertas deben utilizarse las densidades de masa reales (en kg/m3) de los materiales las cuales se deben multiplicar por la aceleración de la gravedad, 9,8 m/s2, para así obtener valores de peso en N/m3. En la tabla B.3.2-1 se muestran los valores de la densidad de masa en kg/m3 para los materiales de uso más frecuente. Tabla B.3.2-1 – Masas de los materiales 25/04/2024 5 B.3.3— CARGAS MUERTAS MÍNIMAS Al calcular las cargas muertas deben utilizarse las masas reales de los materiales. Debe ponerse especial cuidado en determinar masas representativas en este cálculo, utilizar el peso especificado por el fabricante o en su defecto deben evaluarse analítica o experimentalmente. B.3.4— ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES Para el cálculo de las cargas muertas producidas por materiales de construcción no estructurales, estos elementos se dividen en horizontales y verticales. B.3.4.1 — ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES HORIZONTALES Son aquellos cuya dimensión vertical es substancialmente menor que sus dimensiones horizontales, y están aplicados, soportados, fijados o anclados a las losas o a la cubierta de la edificación. Estos elementos incluyen, entre otros: formaletería permanente para losas o viguetas, morteros de afinado de piso, rellenos de piso, acabados de piso, rellenos en cubiertas inclinadas, elementos de cubiertas, tejas, membranas impermeables, aislamientos térmicos, claraboyas, cielo raso, alistados, y ductos para servicios. 25/04/2024 6 Tabla B.3.4.1-1 Cargas muertas minimas de elementos no estructurales horizontales - Cielo raso Tabla B.3.4.1-2 Cargas muertas minimas de elementos no estructurales horizontales - relleno de pisos Tabla B.3.4.1-3 Cargas muertas minimas de elementos no estructurales horizontales - pisos 25/04/2024 7 B.3.4.2 — ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES VERTICALES Son aquellos cuya dimensión vertical es sustancialmente mayor que su mínima dimensión horizontal y se encuentran erguidos libremente o soportados por los elementos estructurales verticales o fijados a ellos o anclados solamente a las losas de entrepiso. Tales elementos incluyen, entre otros: fachadas, muros no estructurales, particiones, recubrimiento de muros, enchapes, ornamentación arquitectónica, ventanas, puertas, y ductos verticales de servicios. En las edificaciones en las cuales se puedan disponer particiones, se debe hacer provisión de carga para ellas, ya sea que estas figuren o no, en los planos arquitectónicos. Tabla B.3.4.2-1 Cargas muertas minim1as de elementos no estructurales verticales - recubrimiento de muros 25/04/2024 8 Tabla B.3.4.2-2 Cargas muertas minimas de elementos no estructurales verticales - particiones livianas 16 B.3.4.2— ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES VERTICALES Son aquellos cuya dimensión vertical es substancialmente mayor que su mínima dimensión horizontal y se encuentran erguidos libremente o soportados por los elementos estructurales verticales o fijados a ellos o anclados solamente a las losas de entrepiso. Tales elementos incluyen, entre otros: fachadas, muros no estructurales, particiones, recubrimiento de muros, enchapes, ornamentación arquitectónica, ventanas, puertas, y ductos verticales de servicios. En las edificaciones en las cuales se puedan disponer particiones, se debe hacer provisión de carga para ellas, ya sea que estas figuren o no, en los planos arquitectónicos. 25/04/2024 9 17 Tabla B.3.4.2-1 Cargas muertas mínimas de elementos no estructurales verticales – recubrimiento de muros CAPÍTULO B.4 — CARGAS VIVAS Las cargas vivas son aquellas cargas producidas por el uso y ocupación de la edificación y no deben incluir cargas ambientales tales como viento y sismo. Las cargas vivas en las cubiertas son aquellas causadas por: (a) Los materiales, equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta y (b) Las causadas por objetos móviles, tales como materas u otros objetos decorativos, y por las personas que tengan acceso a ellas. 25/04/2024 10 B.4.2 — CARGAS VIVAS UNIFORMEMENTE REPARTIDAS B.4.2.1 — CARGAS VIVAS REQUERIDAS — Las cargas vivas que se utilicen en el diseño de la estructura deben ser las máximas cargas que se espera ocurran en la edificación debido al uso que ésta va a tener. En ningún caso estas cargas vivas pueden ser menores que las cargas vivas mínimas que se dan en las tablas B.4.2.1-1 y B.4.2.1-2. Tabla B.4.2.1-1 Cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas 25/04/2024 11 Tabla B.4.2.1-2 Cargas vivas mínimas en cubiertas Nota-1 - La carga viva de la cubierta no debe ser menor que el máximo valor de las cargas vivas usadas en el resto de la edificación, y cuando ésta tenga uso mixto, tal carga debe ser la mayor de las cargas vivas correspondientes a los diferentes usos. TÍTULO G ESTRUCTURAS DE MADERA 25/04/2024 12 CAPÍTULO G.1 REQUISITOS GENERALES ALCANCE El Título G de este Reglamento establece los requisitos de diseño estructural para edificaciones de madera. Una edificación de madera diseñada y construida de acuerdo con los requisitos del Título G tendrá un nivel de seguridad comparable a los de edificaciones de otros materiales que cumplan los requerimientos del Reglamento. Cuando esteReglamento se refiera a elementos, miembros o edificaciones de madera, se entenderá refiriéndose a una edificación totalmente de madera o a miembros o a elementos que conforman una edificación mixta en la cual la madera se combina con otros materiales, cobijados o no dentro del alcance de este Reglamento. G.1.1.3 — Esta norma se puede complementar con la Norma Técnica Colombiana NTC 2500: Uso de la Madera en la Construcción, publicada por el ICONTEC, Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, la cual se ocupa de la madera como material de construcción y de los procesos industriales y tratamientos, así como de los requisitos de fabricación, montaje, transporte y mantenimiento de elementos de madera. Se recomienda el uso simultáneo de ambas normas, pero para todos los aspectos priman las normas del presente Reglamento. 25/04/2024 13 G.1.3 — MATERIALES G.1.3.1 — REQUISITOS GENERALES DE CALIDAD Toda la madera aserrada utilizada en la conformación de elementos estructurales deberá cumplir los requisitos de calidad para madera estructural establecidos en G.1.3.2, y ajustarse rigurosamente a la clasificación visual por defectos según la tabla G.1.3.3 y ceñirse a la clasificación mecánica indicada en G.1.3.5. G.1.3.2 REQUISITOS DE CALIDAD PARA MADERA ESTRUCTURAL Estas maderas tendrán un uso básicamente resistente ya que constituyen el armazón estructural de las construcciones. Es decir, forman la parte resistente de muros, columnas, diafragmas, entrepisos y cubiertas. Las condiciones de calidad que debe cumplir este material son las siguientes: (a) Debe ser madera proveniente de especies forestales consideradas como adecuadas para construir, es decir, maderas aún no agrupadas estructuralmente deberán estudiarse de acuerdo con la metodología utilizada en el Apéndice G-A, de la presente norma. 25/04/2024 14 (b) Deben ser, en lo posible, piezas de madera dimensionadas de acuerdo con las escuadrías o secciones preferenciales indicadas en el Apéndice G.F en donde se indican las secciones nominales y reales, el área, el módulo de la sección, el momento de inercia y el nombre comercial. (c) La madera empleada en estructuras debe cumplir con los requisitos de calidad para madera de uso estructural, Capítulo 3.19 de la Norma NTC 2500. (RG.6) (e) La madera de uso estructural deberá tener buena durabilidad natural o estar adecuadamente preservada. Además se deben aplicar todos los recursos para protegerla mediante el diseño constructivo del ataque de hongos, insectos y focos de humedad. G.1.3.3 — CALIDAD DE LA MADERA ESTRUCTURAL — Se establecen dos categorías de madera aserrada de uso estructural: Estructural Selecta (E.S): Empleada en elementos portantes principales, como columnas, vigas maestras, vigas de amarre, cerchas, arcos, pórticos, viguetas de piso, dinteles, pies derechos de paneles portantes, voladizos, escaleras, cimbras y formaletas. 25/04/2024 15 Empleada únicamente y como segunda alternativa, en elementos portantes secundarios, como correas, cuchillos, contravientos, riostras, separadores, remates, pie- de-amigos, tacos, puntales y elementos temporales y con la reducción señalada en la tabla G.1.3.1. Estructural Normal (E.N.) Tabla G.1.3-1 Tolerancia de la madera aserrada de uso estructural 25/04/2024 16 APÉNDICE G-F PROPIEDADES DE SECCIONES PREFERENCIALES MEDIDAS NOMINALES TABLA DIMENSIONES REALES Y EQUIVALENTES COMERCIALES 25/04/2024 17 G.1.3.5 — GRUPOS ESTRUCTURALES — De acuerdo con los módulos de elasticidad y su capacidad de resistencia medida en sus esfuerzos admisibles, de flexión, compresión paralela, compresión perpendicular, cortante y tensión, se han clasificado en maderas tipo ES1, ES2, ES3, ES4, ES5, ES6, de acuerdo con las tablas G.2.2-1 y G.2.2-2 y su obtención es ampliamente explicada en el Apéndice G-A. Las maderas seleccionadas en cada grupo se encuentran en el Apéndice G.B. En el presente titulo se hace referencia también a la densidad básica de las maderas. G.1.3.5.1 — Densidad básica de las maderas. La densidad básica (DB) se define como el cociente entre la masa en estado anhidro (madera seca al horno) y el volumen de la madera en estado verde (VV). 25/04/2024 18 CAPÍTULO G.2 BASES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL G.2.1 — REQUISITOS DE DISEÑO G.2.1.1 — Todos los elementos de una estructura deberán ser diseñados, construidos y empalmados para resistir los esfuerzos producidos por las combinaciones de cargas de servicio consignadas en B.2.3.1 del presente Reglamento, dentro de las limitaciones de deflexión estipuladas en G.3.2.1. G.2.1.2.1 — El diseño estructural deberá reflejar todas las posibles cargas actuantes sobre la estructura durante las etapas de construcción y servicio; además de las condiciones ambientales como humedad o temperatura que puedan generar cambios en las suposiciones de diseño, o que puedan afectar la integridad de otros componentes estructurales. 25/04/2024 19 Los esfuerzos producidos por las cargas aplicadas serán calculados considerando los elementos como homogéneos y de comportamiento lineal. En el diseño de estructuras de madera todos los cálculos se harán con base en las dimensiones reales de los elementos utilizados, teniendo en cuenta las reducciones por secado y procesamiento de la madera. Las dimensiones indicadas en la tabla G.1.3-1 ya incluyen tales reducciones. MÉTODO DE DISEÑO ESTRUCTURAL El diseño de estructuras de madera se hará por el método de los esfuerzos admisibles y el presente Título G contiene provisiones para su utilización. ESFUERZOS ADMISIBLES Y MÓDULOS DE ELASTICIDAD — Los grupos de madera estructural que cumplan las normas de clasificación visual para madera aserrada dentro de los parámetros de Estructural Selecta (E.S.), utilizarán, para efectos de cálculo, los esfuerzos admisibles y los módulos de elasticidad de las tablas G.2.2-1 y G.2.2-2 respectivamente que corresponden a las tablas del Apéndice G.B y que fueron obtenidos de acuerdo con el Apéndice G.A. 25/04/2024 20 Tabla G .2.2-1 Esfuerzos Admisibles, Fi , (MPa) C.H = 12% Para el análisis y diseño de elementos estructurales se debe utilizar E'0.5, como módulo de elasticidad del material. El E´min, se utilizará para calcular los coeficientes de estabilidad de vigas (CL) y de columnas (Cp) y E’0.05 se podrá utilizar para deflexiones cuando las condiciones de servicio sean de alto riesgo o críticas. 25/04/2024 21 G.2.2.3 — ESFUERZOS ADMISIBLES Y COEFICIENTES DE MODIFICACIÓN Con base en los esfuerzos admisibles, de la tabla G.2.2.1 y los módulos de elasticidad de la tabla G.2.2.2, afectados de los coeficientes de modificación a que haya lugar por razón de duración de la carga, contenido de humedad, temperatura, estabilidad, altura, uso a lo ancho, incisión, acción de conjunto, estabilidad de columnas, rigidez al pandeo, área de soporte y cualquier otra condición modificatoria, se determinarán los esfuerzos admisibles modificados según las prescripciones de los capítulos siguientes y la fórmula general: F'i = FiCDCmCtCLCFCfu ... (G.2.2-1) En donde: Fi = esfuerzo básico para la solicitación CD = coeficiente de modificación por duración de la carga. Cm = coeficiente de modificación por contenido de humedad. Ct = coeficiente de modificación por temperatura. CL= coeficiente de modificación por estabilidad lateral de vigas. CF = coeficiente de modificación por forma. Cfu = coeficiente de modificación por uso en cara ancha. Cin = coeficiente de modificación por incisiones. Cr = coeficiente de modificación por acción de conjunto. Cp = coeficiente de modificación por estabilidad de columnas. CT = coeficiente de modificación por rigidez al pandeo. Cb = coeficiente de modificación por área de soporte. Los coeficientes de modificación de aplicación general se indican en los numerales siguientes; los que dependen de la clase de solicitación, se estipulan en los capítulos correspondientes. En la tabla G.2.2-10 se estipulan algunos valores dedichos coeficientes. 25/04/2024 22 El diseñador, constructor e interventor deberán tener cuidado en razón a que el diseño es elaborado previo a la construcción y en ese momento no se conocen las desviaciones del grano, pero durante el proceso de construcción, si se conocen tales desviaciones del grano, por lo que se hace necesaria la interrelación del diseñador con la obra durante la construcción, para efectuar los ajustes necesarios, si es que estos se requieren.