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I B L : G T E -- -^

Agradecimientos

1.- Control de Calidad

2.- Costos

3.- Estructuras

4.- Mecánica de Suelos

5.- Geología

para mis papas, para el gordo,

ah... y para mi chanok.

1. control de calidad

1. Defina el concepto de Control de Calidad en la Construcción

El Control de Calidad consiste en certificar durante el proceso constructivo que se vaya asegurando el nivel de calidad establecido, especialmente en el producto ya terminado, debe incluir todas las operaciones inherentes al muestreo, el ensaye, la inspección y la selección de materiales, previa a y durante la ejecución de la obra, para asegurar que el procedimiento constructivo satisfaga las exigencias de la misma,

2. Mencione los beneficios que obtiene el constructor al llevar a cabo un Control de Calidad eficiente

Los beneficios que se obtienen con un buen Control de Calidad son;

• Reducción de tiempo en la ejecución de la obra. • Reducción de gastos extras por actividades mal realizadas. • Mayor seguridad en la obra. • Mayor durabilidad en los trabajos que se realicen. • Mejoramiento en el control de obra.

3. Mencione tas actividades principales que tienen los responsables que intervienen en lograr alcanzar un cierto nivel de calidad característico

Establecer los estándares de calidad, validar y elegir proveedores que cumplan con nuestras necesidades, de ser necesario, desarrollar dichos proveedores.

4. Defina que es Nivel de Calidad Característico

Son aquellas caracteristicas cuantitativas y evaluativas del bien o producto que satisfaga el comportamiento de la obra.

5. Enuncie la finalidad por la que se construye un pavimento, así como los conceptos ingenieríles que intervienen

La finalidad de construir un pavimento es para tener una estructura, la cual transmita las cargas de forma uniforme al suelo, para evitar que se tengan deformaciones en el mismo, además de que se tiene una mejor superficie de rodamiento.

6. Describa brevemente las etapas del Control de Calidad.

• Etapa de previsión: Actividades de conocimiento de los materiales. • Etapa de acción: Actividad de aceptación, corrección y/o rechazo durante la construcción. • Etapa de historia: Se refiere al registro histórico de la información requerida por el proyecto, después

de que el proceso constructivo ha concluido.

7. Mencione la calidad de los materiales que intervienen en la construcción de una cimentación a base de una losa de concreto hidráulico.

Concreto hidráulico:

Cemento: el cemento a emplear deberá ser de alguna marca, que acredite lo establecido en sus especificaciones, mediante pruebas y ensayes, como análisis químico, superficie específica y finura, tiempo de fraguado y resistencia a la compresión. No se aceptarán bultos de cemento, los cuales tengan rastros de humedad o endurecimiento y en caso de ser cemento a granel, se almacenará en silos herméticos e impermeables, con dispositivos para cargarlos sin que este se contamine.

Agregados: el agregado grueso será grava proveniente de la trituración de roca sana, densa de origen basáltico de forma uniforme. Su tamaño máximo será de 1.9 cm pero en ningún caso será mayor a un quinto de la separadón menor entre los lados de la cimbra del miembro a colar, ni mayor que tres cuartas partes del esparcimiento libre entre varillas.

La arena deberá provenir de depósitos de origen piroclástico, fluvial o de la trituración de roca basáltica sana y densa. La arena deberá pasar por la malla de Vt y no debe contener arcilla o materia orgánica. Los finos que pasen la malla No. 100 no excederán del 1%.

Agua: deberá ser limpia y estar exenta de aceite, limo, materia orgánica, ácidos, álcalis, sales y cualquier otra sustancia que pueda desmeritar la calidad del concreto.

Acero de refuerzo: las características fundamentales de! mismo serán tener esfuerzo mínimo de fluencia de 4,200 kg/cm2 exceptuando las varillas de Vi de diámetro, que serán de acero grato estructural con FLE = 2520 kg/cm2. Realizando las pruebas de diámetro, límite de fluencia, alargamiento a la ruptura, doblado y características de corrugaciones, tomando dos muestras de varillas escogidas al azar por cada 10 toneladas o fracción.

Cimbra: deberá estar proyectada para que cumpla con los aguientes requisitos; la forma deberá cumplir con las dimensiones de los elementos indicados en los planos correspondientes, no se producirán deformaciones importantes como flechas en trabes y losas, o desplomes en columnas; las juntas de la cimbra se harán herméticas para evitar fugas de lechada.

Tipo de suelo de cimentación: deberá cumplir con los aspectos fundamentales de capacidad de carga, resistencia al esfuerzo cortante y deformaciones permisibles de acuerdo a lo establecido en normas y reglamentos.

8. Describa brevemente las técnicas de muestreo existentes, así como las que se utilizan con más frecuencia

Criterio: Nos basamos en experienda de las personas que llevan el control de calidad, así como en las cartas y tomar en cuenta lo que sabemos del material.

Sistemático: Se juzga la distribución de las muestras por la obra, localización, etc. de acuerdo a la distribudón de los hechos.

Estratificado: Se selecdonan independientemente cada una de dos o más partes formadas de una pale correspondiente.

Aleatorio: Se selecciona la muestra de tal manera que cada parte de esta tenga la misma posibilidad de ser escogido.

Cuota: Se seleccionan las observaciones sucesivas, mediante una secuencia de intervalos uniformes,

9. Según las Normas de Calidad de los Materiales, mencione las características principales que deben cumplir aquellos materiales que intervienen en la construcción de un muro de contención de mampostería.

Materiales para mampostería

• Piezas

Las piezas usadas en los elementos estructurales de mamposteria deberán cumplir con la Norma Mexicana NMX-C-404-ONNCCE, con excepción de lo dispuesto para el limite inferior del área neta de piezas huecas. El peso volumétrico neto mínimo de las piezas, en estado seco, será el indicado en la tabla.

Peso volumétrico neto minimo de piezas, en estado seco

• Cementantes

tentó hidráulico

Tipo de pieza

Tabique de barro recocido

Tabique de barro con huecos verticales

Bloque de concreto

Tabique de concreto (tabicón)

Valores en kg/m^kN/m3)

1300 (13)

1700(17)

1700 (17)

1500 (15)

En la elaboración del concreto y morteros se empleará cualquier tipo de cemento hidráulico que cumpla con los requintos especificados en la norma NMX-C-414-ONNCCE. Quedan excluidos de esta Norma los cementos de fragúalo rápido.

Cemento de alhañilería

En la elaboración de morteros se podrá usar cemento de albañileria que cumpla con los requisitos especificados en la norma NMX-C-021-ONNCCE.

Ca/Mírafecfa

En la elaboración de morteros se podrá usar cal hidratada que cumpla con los requisitos especificados en la norma NMX-C-003-ONNCCE.

• Agregados pétreos

Los agregados deben cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-111.

• Agua de mezclado

El agua para el mezclado del mortero o del concreto debe cumplir con las especificaciones de la norma HMX-C-122, El agua debe almacenarse en depósitos limpios y cubiertos.

• Mortero para pegar piezas

Los morteros que se empleen en elementos estructurales de mampostería deberán cumplir con los requisitos siguientes:

a) Su resistencia a compresión será por lo menos de 40 kg/cm2 (4 UPa).

b) Siempre deberán contener cemento en la cantidad mínima

c) La relación volumétrica entre la arena y la suma de cementantes se encontrará entre 2.25 y 3. El volumen de arena se medirá en estado suelto.

d) Se empleará la minima cantidad de agua que dé como resultado un mortero fácilmente trabajabie.

• Acero de refuerzo

El refuerzo que se emplee en castillos, dalas, elementos colocados en el interior del muro y/o en el exterior del muro, estará constituido por barras corrugadas, par malla de acero, por alambres corrugados laminados en frío, o por armaduras soldadas por resistencia eléctrica de alambre de acero para castillas y dalas, que cumplan con las Normas Mexicanas correspondientes. Se admitirá el uso de barras lisas, como el alambrón, únicamente en estribos, en mallas de alambre soldado o en conectores. El diámetro mínimo del alambrón para ser usado en estribos es de 5.5 mm. Se podrán utilizar otros tipos de acero siempre y cuando se demuestre a satisfacción de la Administradón su eficiencia como refuerzo estructural.

El módulo de elasticidad del acero de refuerzo ordinario, Es, se supondrá igual a 2x1o6 kg/cm2 (2x1o5 MPa).

10. De acuerdo con /as Normas de las Estructuras, que es un estado límite, así como, cuantas categorías existen, defínalas

Existen dos tipos, el estado límite de falla y el estado límite de servido y se definen de la siguiente forma:

Se considera como estado límite de falla cualquier situación que corresponda á agotamiento de la capacidad de carga de la estructura o de cualesquiera de sus componentes, induyendo la dmentadón, o al hedió de que ocurran daños irreversibles que afecten significativamente la resistenda ante nuevas aplicaciones de carga.

Se considera corro estado límite de servicio la ocurrencia de desplazamientos, agrietamientos, vibraciones o daños que afecten el correcto funcionamiento de la edificación, pero que no perjudiquen su c^aaddad para soportar cargas.

11. Desde el punto de vista construcción, cuales son los tipos de normas que se tienen, y porque es conveniente conocerías

Algunos tipos de normas son de resistencia en materiales, procedimientos constructivos, pruebas de laboratorio, entre otras, y es conveniente conocerlas ya que al momento de realizar una construcción o cualquier actividad relacionada con la construcción, esta déte de cumplir cm las espedficadones que estén estipuladas en cada norma, dependiendo de la actividad a realizar.

12. Mencione y describa brevemente las cualidades de los ensayes para tí Control de Calidad

• Que separe las características de las accesorias de la obra, • Que distinga las defidendas o desviadones inherentes a problemas de la obra, de las que emanan

por las particularidades del muestreo de la ejecudón de pruebas de laboratorio. • Que establezca normas claras y seguras para la aceptación o el rechazo de los trabaos parciales en

las diferentes etapas de la obra. • Que se base en especificaciones realistas.

13. Describa los requisitos que se deben cumplir en un buen programa de Control de Calidad

• Basarse en ensayes de significación relevante, desde el punto de vista técnico, • Fundamentos en aspiradones realistas para condudr confusiones. • El sistema de inspección debe avocarse a los aspectos fundamentales del comportamiento de la

obra y no a los accesorios. • Que la interpretación del programa sea daro, para lo que enfoque dentifico es de vital importancia.

14. ¿Qué es una carta de Control de Calidad?, y describa los objetivos que se cumplen con éstas

Carta de control. Se define como la comparación gráfica cronológica (hora, hora, día, día) de la característica actual de la calidad del bien o producto con los límites que identifican de la posibilidad de la manufactura, de acuerdo con las experiencias anteriores que se han obtenido. Su objetivo es la aceptadón o el rechazo de los que se esta haciendo, de acuerdo a los resultados obtenidos y graficados, se determina si el comportamiento de un proceso mantiene un nivel aceptable de calidad mediante las desviaciones de variadones, y asi poder corregirlos.

15. Enuncie las etapas que se siguen para la construcción de las cartas de control, descríbalas

• Selección de la característica de la calidad más conveniente. • Recolección de datos tomados de cierto número de muestras. • Determinadón de los límites de control, de acuerdo con los datos proporcionados por las muestras. • Deddir si esos límites de control son económicamente satisfactorios para el trabajo, Son muy

amplios?, Son muy estrechos? • Trazar los límites de control sobre una hoja cuadriculada. Iniciar el registro de los resultados de las

muestras. • Cuando la característica de las muestras, queda fuera de los límites de control, tomar la acdón

correctiva necesaria.

16. Enuncie el método de muestreo aleatorio.

• Se enumeran los elementos de la población. • Se fija el criterio de selección de los números aleatorios, (p.ej. se define con renglones y con

columnas y estas se van a leer)

• Se indica con dígitos se van a eliminar en caso de que los números de la tabla tengan más dígitos de tos necesarios.

17. Mencione los tipos de cartas de control que existen, así como lo que miden cada una de el/as

Cartas de Control por Variables: mediciones numéricas de variables continuas (grados de compactación, fe, etc.) ^ ^ x

R

Cartas de Control por Atributos: datos que resultan de objetos, (defectos, cualitativas, etc.

18. Cuales son las cartas de control que miden la variabilidad del proceso

Las cartas de rangos R y cartas de desviaciones 0

19. ¿Cuándo se considera que ai proceso fe falta control y porqué?

Cuando los valores registrados en la gráfica el estado del proceso, se encuentran por tuera de los limites de control o muestra una linea recta.

20. ¿Porqué es importante controlar la variabilidad de un proceso?

• Un cambio brusco en la variabilidad es de consecuencias más serias que un cambio similar en la "calidad media".

• Un cambio brusco en su variabilidad ,se necesita a menudo ajustes más costosos y tardados. • Los cambios significativos en la variabilidad de un proceso afectan necesariamente el desempeño de

una carta X • Los cambios significativos que se refieren en la carta X no necesariamente provocan efectos

similares en las cartas R y • Es conveniente ejercer, cuando sea posible, control simultáneo sobre la "calidad media" y la

variabilidad de un proceso.

21. Ejemplo de muestreo aleatorio por tonelaje de material: supóngase que las especificaciones estipulan que se defina un tamaño de lote de 3,000 ton, y que deben obtenerse cinco sublotes. De acuerdo con el proyecto se requiere un tonelaje total de 15,000 ton.. Las muestras se tomarán de ¡as unidades de acero en la planta del producto. Obtenga la forma de muesfrear el acero utilizado.

Se toman los 5 sublotes de la siguiente forma, y se multiplican por los números aleatorios que son los siguientes:

0.515 0.142 0.331

0.653 0.516 0.951

0.623 0.548 0.523

0.937 i 0.739 0.977

0.139

0.714

0.298

0.172

0.993

0.864

0.925

0.230

0.256

0.396

0.482

0.250

0.271

Sublotes

600 309

1200

685 1800 1398

2400

1883

3000

2828

3600 3178

4200 3703

4800

4591

5400

5209

6000

5970

6600

6309

9600

9328

7200

7155

10200

10513

7800 7338

10800

10437

8400

8173

11400

11089

9000 8728

12000

11550

12600

12562

13200

13042

13800

13786

14400

13962

15000

14612

22. Cuates son las características que debe cumplir un buen laboratorio de control de Calidad?

El equipo deberá estar en buen estado, dándole mantenimiento periódicamente, calibrado y cumpliendo con lo especificado en los manuales de los mismos. Dándole el uso especificado a cada aparato, para cada prueba,

23, Describa brevemente la importancia de/ laboratorio de Control de Calidad en la Construcción.

Nos proporciona la base metodológica y técnica del programa, además de obtener resultados confiables, sin interferir o frena- los programas de construcción. Formar un criterio con el que habrán de manejarse los volúmenes de información que resulten de las pruebas de laboratorio y de los informes de quienes las interpretan, dicha información deberá estar a disposición de cualquier persona o institución, ya que forma parte de la experiencia institucional y la planeación de futuros trabajos de mantenimiento o reconstrucción.

2. costos

CUESTIONARIO DE COSTOS

1. Estimados de costos.

Existen tres tipos de estimados: Estimados de origen de magnitud son aquellos que requiere poca información. Poco tiempo, y sirven para dar una idea global del costo, razones por las que son empleados frecuentemente; dicho costo de acuerdo con lo anterior será muy impreciso. Estimados preliminares son los que se elaboran cuando el alcance de trabajo solamente se conoce a grandes rasgos y generalmente son empleados como auxiliares para la sección de diferentes alternativa de diseño o construcción. Estimados definitivos o detallados son aquellos que requieren para su preparación una información más completa y detallada del trabajo a desarrollar.

Margen de error. Estimado de origen de magnitud:! 30 - 35 % Estimado de preliminares: ± 2 0 - 2 5 % Estimado definitivo o detallado: ± 10 %

2. Contratos.

Precios unitarios Precio alzado (fijo) Llave en mano Proyecto por parte del cliente Proyecto por el contratista Ingeniería, procura y construcción {Capacitación, prueba y arranque} Por administración Obra concesionada - ^ Máximo garantizado Riesgo + 8,6, 5,4, 9 ,1 , 3 -

Contrato por administración. Nos pagan todo lo que gastemos. La utilidad y el % de of. Central baja. Todas las facturas y listas de raya a nombre del cliente.

- Indirecto de obra •]

- La utilidad puede ser % fijo sobre J

Personal obrero a nombre de a

Que lo pague el diente Que sea un % del costo directo Que se cobre una cantidad fija

Costo directo + costo indirecto de obra

Costo directo

Empresa Constmctora Factura a nombre de la Empresa

Todo está a nombre de la empresa o combinaciones

Al cliente le sale más barato facturando todo pero se manejan las facturas al cliente y la lista de raya a la empresa, porque el cliente no quiere arriesgar. Esto es así porque de facturar todo a la empresa el IVA se incluye la mano de obra por lo que sale más caro. Riesgos: El riesgo para la empresa es que si al cliente se le acaba el dinero, las deudas son para la empresa (cuando las facturas están a nombre de la empresa.

Precios unitarios. La cantidad de cada concepto es variable y se paga únicamente lo ejecutado (no hay riesgo en la volumetría) El precio unitario es escalable (el riesgo es al hacer el precio unitario). Se puede ajustan al costo total.

Máximo garantizado. Es una mezcla de varios contratos, casi no se usa en México. Se puede hacer el proyecto o te lo pueden dar. Debes cuantificar el proyecto. Poner precio a los insumos (CD.) en base a una especificación. Valorizas los indirectos de obra, de oficina central, fianzas y seguros y utilidad. Se controlan los gastos y compromisos para que no rebasen los costos sacados a costo directo. Se permite modificar proyecto y especificaciones para bajar el costo. La diferencia en costo directo se reparte entre el cliente y el contratista. Ventajas. El cliente se evita la supervisión. Como contratista tratas de bajar el costo por la misma calidad. Ei diente puede empezar sus predicciones con el máximo garantizado cuando le va a salir a un precio menor. Se maneja en dólares para que pueda salir más barato para el cliente en caso de devaluación. Riesgos. Errar en el máximo garantizado. Que ios cambios hayan sido contraproducentes.

Contrato a predo alzado (fijo). El cliente da el proyecto. El contratista da: Listado de conceptos Cuantificación Predo unitario Considerar. Contingendas (inesperados)

Ajustes (inflación) Riesgo. Cliente: Tal vez, la obra no fue lo que esperaba por malhechura del proyecto.

Ingeniería, procura y construcción.

El contratista se encarga del proyecto, de las compras y de la construcción +: Las pruebas al inmueble sobre su funcionamiento. La capacitación del personal que lo va a operar. La garantía de que el inmueble va a producir lo acordado. La garantía de que el inmueble no va a consumir más de la energía especificada. Ventaja. El cliente tiene la garantía por parte del contratista de que el proyecto le va a satisfacer. Riesgo. Le puede salir más caro al cliente.

Obra concesionada.

El contratista se encarga del proyecto, de las compras y de la construcción +:

Las pruebas al inmueble sobre su funcionamiento. La capacitación del personal que lo va a operar. La garantía de que el inmueble va a producir lo acordado. La garantía de que el inmueble no va a consumir más de la energía especificada. El financiamiento de la obra hasta el término de ésta o al final de una plazo.

Ventajas. El concesionario maneja la concesión durante cierto tiempo (cobra). El concesionario tiene la garantía de que el cliente (gobierno) le va a comprar.

Riesgo. Que el cliente al garantizar cierta compra también puede exigir que le vendas antes en caso de necesitarlo.

3. Salarios, descripción.

ARTÍCULO 82. El salario es la retribución que debe pagar el patrón al trabajador por su trabajo. ARTÍCULO 83. El salario puede fijarse por unidad de tiempo, por unidad de obra, por comisión, a precio alzado o de cualquier otra manera. ARTÍCULO 84. El salario se integra con los pagos hechos en efectivo por cuota diaria, gratificaciones, percepciones, habitación, primas, comisiones, prestaciones en especie y cualquiera otra cantidad o prestación que se entregue al trabajador por su trabajo.

ARTÍCULO 87. Ei trabajador tendrá derecho a un aguinaldo anual que deberá pagarse antes del día veinte de diciembre, equivalente a quince días de salario, por lo menos. Los que no hayan cumplido el año de servicios, independientemente de que se encuentren laborando o no en la fecha de liquidación de aguinaldo, tendrán derecho a que se les pague la parte proporcional del mismo, conforme al tiempo que hubiera trabajado, cualquiera que fuere este. ARTÍCULO 90. Es la cantidad menor que debe recibir en efectivo el trabajador por los servicios prestados en una jornada de trabajo. JORNAL. Es la cantidad acordada inicialmente que recibe un trabajador por jomada de trabajo, cantidad que nunca sea menor que el salario mínimo. Ventajas. - Facilita el control del personal - Asegura la percepción de un trabajador. Desventajas. - Necesidad de vigilancia sobre cada hombre. - Dificulta la valuación del trabajo personal. - Proporciona tiempos perdidos y baja la productividad. DESTAJO. Es el precio unitario que se paga a un trabajador o grupo de trabajadores al ejecutar una cantidad de obra determinada, de tal manera que el pago resultante por jomada nunca resulte menor que el salario mínimo. Ventajas, - Elimina una parte de la vigilancia. - Evita tiempos perdidos y aumenta el rendimiento. - Facilita el sistema de pago y permite que a mayor trabajo, mayor percepción. Desventajas. - Necesidad de vigilancia en la calidad. - Presenta problemas para el control.

4. Costos directo e indirecto.

CONFORMACIÓN DEL COSTO

Costo directo Costo indirecto

En toda industria, el costo se divide en costo de producción y costo de operación. La industria de la construcción los Hoama costo directo y costo indirecto y están definidos de acerdo a los lineamientos para la integración de precios unitarios (LI.P.U.).

Costo directo. Son los cargos aplicables al concepto de trabajo que se derivan de las erogaciones por mano de obra, materiales, maquinaria, herramienta, instalaciones y por patentes en su caso, efectuadas exclusivamente para realizar dicho concepto de trabajo (regla 5.3.2. LI.P.U.).

Costo ¡ndirecto. Son, los gastos de carácter general no incluidos en los cargos en que deba incurrir "el contratista" para la ejecución de los trabajos y que se distribuyan en proporción a ellos (regla 5.3.2 LI.P.U.).

5. Costo de la Mano de Obra, cálculo y conceptos a incluir.

Es el que se deriva de las erogaciones que hace "el contratista", por el pago de salarios al personal que interviene exclusivamente y directamente en la ejecución del concepto de trabajo de que se trate, "incluyendo al cabo o primer mando". No se consideran dentro de este cargo las percepciones del personal técnico, administrativo, de control, supervisión y vigilancia que corresponde a los cargos indirectos.

El cargo de mano de obra MO se obtendrá de la ecuación: MO = S / R

"S" representa los salarios del personal que interviene en la ejecución del concepto de trabajo por unidad de tiempo. Incluirá todos los cargos y prestaciones derivados de la ley federal de trabajo, de los contratos de frabajo en vigor y en su caso de la Ley del Seguro Social.

"R" representa el rendimiento, es decir, el trabajo que desarrolla el personal por unidad de tiempo, medido en la misma unidad utilizada al valuar "S" (regla 5.4.1 LI.P.U.).

Factores de influencia que determinan el costo de la mano de obra: - Acarreos, Andamies, Limpieza y Operación física.

FACTOR DE INCREMENTO AL SALARIO.

DÍAS PAGADOS (D.P.) 1 año Aguinaldo (Art. 87 L.F.T.) Prima vacacional (25 % X 6 días) (Art.80 LF.T.)

D.P

DÍAS NO LABORADOS (D.N.L.) Descanso semanal (Art. 71 LF.T.) Ley (Art. 74 LF.T.) Vacaciones (Art. 76 L.F.T.) Enfermedad Mal tiempo

D.N.L

DÍAS LABORADOS (D.L.) Días en el año Días no laborados

D.L

365.00 15.00 Días

1.50 381.50

52.00 7.00 6.00 3.00 4.00

72.00

365.00 72.00

293.00

FACTOR DE INCREMENTO POR DÍAS NO LABORADOS (F.I.D.N.L) D.P. / D.L = 381.50

293.00

OBLIGACIÓN PATRONAL (O.P.) Seguro social y guarderías = 21.47875 Impuesto sobre nóminas (Art. 45-H = % LH.G.D.F.) O.P. = 2.00000% O.P. 23.47875

% FACTOR DE INCREMENTO (F.l.) F.I.D.NLXO.P.

1.60776

ANEXAR COPIA DE LAS CUOTAS OBRERO PATRONAL AL I.M.S.S.

6. Costo de Herramienta.

CARGOS POR HERRAMIENTA DE MANO ("HM") Este cargo corresponde al consumo por desgaste de herramientas de

mano utilizadas en la ejecución del concepto de trabajo. Este cargo se calculará mediante la fórmula:

HM = K. Mo "K" representa un coeficiente cuya magnitud se fijará en función de tipo de trabajo de acuerdo con la experiencia. "Mo" representa el cargo unitario por concepto de mano de obra.

CARGO POR MAQUINAS-HERRAMIENTAS. Este cargo se analizará en la misma forma que el cargo directo por

maquinaría.

CARGO DIRECTO POR EQUIPO DE SEGURIDAD ("ES"). Este cargo correpsonde la equipo necesario para la protección del

trabajador para ejecutar el concepto de trabajo. Este cargo se calculará mediante la fórmula:

ES = K. Mo "K" representa un coeficiente cuyo valor se fija en función del tipo de trabajo y del equipo requerido para la seguridad del trabajador. "Mo" representa el cargo unitario por concepto de mano de obra.

7. Costo del equipo de construcción.

Es eí que se deriva del uso correcto de las máquinas consideradas como nuevas y que sean las adecuadas y necesarias para la ejecución del concepto

de trabajo, de acuerdo con lo estipulado en las normas y especificaciones de construcción de "la dependencia" o "entidad" conforme al programa establecido.

El cargo directo unitario por maquinaria "CM" se expresa como el cociente del costo horario directo de las máquinas, entre el rendimiento horario de dichas máquinas, se obtendrá mediante la ecuación:

CM = H M D / R M "HMD representa el costo horario directo de la maquinaria, este costo se integra con cargos fijos, los consumos y los salarios de operación calculados por hora de trabajo. "RM" representa el rendimiento horario de la máquina nueva en las condiciones especificadas del trabajo a ejecutar, en las correspondientes unidades de medida.

CARGOS FIJOS Son los correspondientes a depreciación, inversión, seguros y

mantenimiento.

1. CARGO POR DEPRECIACIÓN. Es el que resulta por la disminución del valor original de la maquinaria,

como consecuencia de su uso, durante el tiempo de su vida económica. Se considera una depreciación lineal, es decir, en la maquinaria se deprecia una misma cantidad por unidad de tiempo.

D = (Va - Vr) / Ve "Va" representa el valor inicial de la máquina, considerándose con tal, el precio comercial de adquisición de la máquina nueva en el mercado nacional, descontando el precio de las llantas, en su caso. "Vr" representa el valor de rescate de la máquina, expresada en horas efectivas de trabajo, o sea el tiempo que puede mantenerse en condiciones de operar y producir trabajo en forma económica, siempre y cuando se le proporcione el mantenimiento adecuado.

2. CARGO POR INVERSIÓN. Es el cargo equivalente a los intereses del capital invertido en

maquinaria. l = (Va + V r ) i / 2Ha

"Va" y "Vr" representa los mismos valores enunciados en el punto anterior. "Ha" representa el número de horas efectivas que el equipo trabaja durante el año. " i " representa la tasa de interés anual expresada en decimales.

En los casos de ajustes por variación del costo de ios insumos que intervengan en los precios unitarios, el ajuste de este se hará en base al relativo de los insumos, conforme a los que hubiere determinado la Secretaría de Contraloría y Desarrollo Administrativo de la Federación en la publicación periódica que hace en el Diario Oficial de la Federación, en la fecha de la apertura técnica de la propuesta y el correspondiente a la fecha de revisión.

3. CARGO POR SEGUROS

Es el que cubre los riesgos a que está sujeta la maquinaria de construcción durante su vida económica por accidentes que sufra. Este cargo forma parte del precio unitario, ya sea que la maquinaria se asegure por una compañía de seguros, o que la empresa constructora decida hacer frente, con sus propios recursos, a los posibles riesgos de la maquinaria.

S = (Va + Vr) s / 2 Ha "Va" representa el valor inicial de la máquina, considerándose con tal, el precio comercial de adquisición de la máquina nueva en el mercado nacional, descontando el precio de las llantas, en su caso. "Vr" representa el valor de rescate de la máquina, es decir, el valor comercial que tiene la misma al final de su vida económica. "s" representa la prima anual promedio, fijada como porcentaje del valor de la máquina y expresada en decimales. "Ha" representa el número de horas efectivas que el equipo trabaja durante el año.

4. CARGO POR MANTENIMIENTO MAYOR O MENOR. Es el originado por todas las erogaciones necesarias para conservar la

maquinaria en buenas condiciones durante su vida económica. Cargo por mantenimiento mayor son las erogaciones correspondientes a

las reparaciones de la maquinaria en talleres especializados, o aquellas que puedan realizarse en el campo, empleando personal especialista y que requieran retirar la maquinaria de los frentes de trabajo. Este cargo incluye la mano de obra, repuestos y renovaciones de partes de la maquinaria, así como otros materiales necesarios.

T = Q . D "Q" es un coeficiente que considera tanto el mantenimiento mayor como el menor, este coeficiente varía según el tipo de máquina y las características del trabajo, y se fija en base a la experiencia estadística. "D" representa la depreciación de la máquina calculada de acuerdo con lo expuesto en la norma cargo por depreciación.

5. CARGOS POR CONSUMO. Es el derivado de todas las erogaciones originadas por los consumos de

gasolina y diesel para el funcionamiento de los motores. El cargo por combustible "E" se obtendrá, mediante la ecuación:

E = c. Pe "c" representa la cantidad de combustible necesario, por hora efectiva de trabajo, este coeficiente está en función de la potencia del motor, del factor de operación de la máquina y de un coeficiente determinado por la experiencia, que variará de acuerdo con el combustible que se utilice. "Pe" representa el precio de combustible puesto en la máquina.

6. CARGO POR OTRAS FUENTES DE ENERGÍA. Es el cargo por los consumos de energía eléctrica o de otros energéticos

distintos a los señalados en la regla anterior, la determinación de este cargo requirirá en cada caso de un estudio especial.

7. CARGO POR LUBRICANTES. ("Al") Son los motivados por el consumo y los cambis periódicos de aceites

lubricantes de motores. Al = (c + al) Pl

"al" representa la cantidad de aceites lubricantes necesaria por hora efectiva de trabajo, de acuerdo con las condiciones medias de operación; está determinada por la capacidad de recipiente dentro de la máquina y los tiempos entre cambios sucesivos de aceites. "Pl" representa el precio de los aceites lubricantes puestos en las máquinas, "c" representa el consumo entre cambios sucesivos de lubricantes,

8. CARGOS POR LLANTAS. Es el correspondiente al consumo por desgaste de las llantas. Cuando se

considere este cargo, al calcular la depreciación de la maquinaria deberá deducirse del valor inicial de la misma, el valor de las llantas.

N = Vn / Hv "Vn" representa el precio de adquisición de las llantas, considerando el precio en el mercado nacional de llantaas nuevas de las características indicadas por el fabricante de la máquina. "Hv" representa las horas de vida económica de las llantas, tomando en cuenta las condiciones de trabajo impuestas a las mismas. Se determinará de acuerdo con la experiencia, considerando entre otros los factores siguientes: velocidad máxima de trabajo, condiciones relativas del camino que transite, tales como pendientes, curvaturas, superficie de rodamiento, posición en la máquina; cargas que soporte y clima en que se operen.

9. CARGOS POR SALARIOS PARA LA OPERACIÓN ("Co"). Es el que resulta por concepto de pago de los salarios del personal

encargado de la operación de la máquina, por hora efectiva de trabajo de la misma.

Co = So /H "So" representa los salarios por turno del personal necesari para operar la máquina. "H" representa las horas efectivas de trabajo de la máquina dentro del tumo.

10. CARGO POR TRANSPORTE EXTRAORDINARIO DE MAQUINARIA Corresponde a tas erogacines necesarias para traslado extraordinario de

maquinaria ordenados por "la dependencia" o "entidad". Este cargo se analizará como un concepto de trabajo específico.

8. Financiamiento

Estará representado por un procentaje de la suma de los costos directos e indirectos; para la determianción de este costo deberán considerarse los gastos que realizará el contratista en la ejecución de los trabajos, los pagos por anticipos y estimaciones que recibirá y la tasa de interés que aplicará, debiendo adjuntarse el análisis correspondiente, (diario oficial del 15 de marzo de 1996).

En las bases de las licitaciones deberá especificarse además de lo dispuesto por el art. 33 de la L.A.O.P. que la tasa de interés aplicable por financiamiento deberá calcularse por el contratista con base en un indicador económico específico, el cual no podrá ser cambiado o substituido durante la vigencia del contrato.

INGRESOS Anticipo = 30.00 % Estimación = Estimación (1 - 0.30 - 0.007) = Estimación X 0.6930 4- Factor liquidez

INDIRECTOS Y UTILIDAD

9. Estructura de un precio unitario Se integra con; EL COSTO DIRECTO (incluirán los cargos por concepto de materiales, mano de obra, herramienta, maquinaria y equipo de construcción)

COSTO INDIRECTO (está representado como un porcentaje del costo directo, dichos costos se desglosarán en los correspondientes a la administración de oficinas centrales, a los de la obra y a los de seguros y fianzas)

COSTO DE FINANCIAMIENTO DE LOS TRABAJOS (estará representado por un porcentaje de la suma de los costos directos e indirectos; para la determinación de este costo deberán considerarse los gastos que realizará el contratista en la ejecución de los trabajos, los pagos por anticipos y estimaciones que recibirá y la tasa de interés que aplicará, debiendo adjuntarse el análisis correspondiente D.O.F.15 de marzo de 1996.

CARGO POR UTILIDAD (será fijado por el contratista mediante un porcentaje sobre la suma de los costos directos, indirectos y de financiamiento) Dentro de este rubro deberá incluirse únicamente el desglose de las aportaciones que eroga el contratista por concepto del sistema de ahorro para el retiro. (SAR) El desglose de las aportaciones que eroga el contratista por concepto dei INFONAVIT y el pago que efectué el contratista por el servicio de vigilancia, inspección y control que realiza la SECODAM,

CARGOS ADICIONALES son la erogaciones que realiza el contratista por estipularse expresamente en el contrato de obra como obligaciones adicionales, así como los impuestos y derechos locales y federales que se causen con motivo de la ejecución de los trabajos y que no están comprendidos dentro de los cargos adicionales se expresarán porcentualmente sobre la suma de los cargos directos, indirectos, financiamiento y utilidad.

Las obligaciones a que se refiere este cargo se determinan en base a un porcentaje sobre et precio final de los trabajos ejecutados y deberán incluirse en el rubro de la utilidad.

10.lnflación, naturaleza, causas e índices DEFINICIÓN;

INFLACIÓN: SE LE CONOCE COMO INFLACIÓN AL AUMENTO SOSTENIDO DEL NIVEL GENERAL DE LOS PRECIOS DE LOS BIENES Y SERVICIOS COMERCIALIZADOS EN LA ECONOMÍA DE UN PAÍS DETERMINADO. DICHO INCREMENTO ES MEDIDO POR EL ÍNDICE NACIONAL DE PRECIOS AL CONSUMIDOR. la inflación afecta a los resultados de las actividades de una empresa, más que todo porque estos resultados están expresados en pesos, y los pesos son una unidad de medida imperfecta, ya que su valor cambia a través del tiempo, y precisamente es la inflación el término que se utiliza para expresar la disminución del valor del peso, existen dos tipos de inflación:

• Inflación general o abierta, todos los precios y costos aumentan en la misma proporción.

<* Inflación reprimida o diferencial: la tasa de inflación dependerá de un sector económico del país, por ejemplo para una misma empresa los costos de la mano de obra y de la materia prima se pueden incrementar en diferentes proporciones.

NATURALEZA:

De una manera general, la inflación es la consecuencia directa de la expansión económica que caracteriza todas las economías occidentales desde 1945. La expansión se traduce en una distribución de ingresos, que se utilizan para comprar ciertos bienes o servicios preferidos por los consumidores, cuya oferta no puede hacer frente a la situación por razones técnicas. En numerosos casos, la expansión se manifiesta por una modernización de las empresas que suscita demandas muy específicas de bienes de equipó y mano de obra cualificad, lo que produce una escasez relativa de esos bienes generadora de un aumento de los precios y de los salarios.

CAUSAS En la mayor parte de los casos de inflación declarada se produce al mismo tiempo un incremento de los ingresos, de la demanda y de los costes, ligados entre sí muy estrechamente y responsables de un alza acumulativa. De ese modo, un aumento del coste de ciertas materias primas importadas, sí provoca un alza de precios, redundará en un aumento de salarios (que corresponden a la vez a ingresos y costes) y más, tarde, en una nueva alza de precios, que causará una nueva subida de salarios. Y el ciclo se repetirá.

INDICES: Los agentes económicos suelen utilizar IPC e inflación como si se trataran de sinónimos, sin embargo, el IPC (índice de Precios de Consumo) mide la variación de precios que sufren una serie de bienes y servicios, que son siempre los mismos y que se considera representativa del gasto de un consumidor urbano, mientras que la inflación se refiere a la variación de precios que sufre el PIB, es decir el conjunto de bienes y servicios finales producidos por un país en un determinado período de tiempo (normalmente un año)..

La verdadera inflación tendríamos que medirla por lo que se conoce como deflactor del PIB, que es la diferencia entre lo que costaba el conjunto de los bienes y servicios en un año, que se denomina año base y, lo que cuestan en la actualidad, y esto último sería lo que nos daría la verdadera variación en el coste de la vida. Suelen utilizarse indistintamente puesto que el IPC es un dato de fácil elaboración y, si la inflación es pequeña, no suele diferir mucho con el IPC.

1. Ejemplos de precios unitarios

ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIO NOMBRE: CLAVE | LUGAR (OBRA | FECHA 1 UNIDAD ! concepto: suministro y aplicación de pintura esmalte marca berel en elementos estructurales con brocha a 2 manos hasta 4 mts. de altura en horario nocturno de 22 hrs. a 6 hrs. incluye andamio (armado y desarmado diario, mobiliario, material de protección, thinner, estopa, herramienta y equipo. MA.TER CLAVE

IALES CONCEPTO pintura esmalte berel (19 Its) thinner (19 Its) estopa masking (go mts) plástico

UNIDAD cubeta

cubeta kg pza

pza

CANTIDAD 0.01316

0.0066 0.037 0.042

PRECIO 6.30

133 9 12

12 COSTO DIRECTO POR MATERIALES

IMPORTE 8.29 = 8.29

0.8778=0.88 ¡ 0.9 = .90 .444= .45

.504 = .51 11.03 |

MANO DE OBRA CLAVE CONCEPTO

cuadrilla (pintor más ayudante)

UNIDAD jomada

COSTO DIRECTO POR MANO DE 0

CANTIDAD 0.0459

PRECIO 541.43

BRA

IMPORTE 15.57

15.57 1 HERRAMIENTA Y EQUIPO CLAVE CONCEPTO

herramienta andamio

UNIDAD % %

COSTO DIRECTO POR HERRAMIEfs

CANTIDAD 3 5

PRECIO 15.57 15.57

ITA Y EQUIPO

IMPORTE .47 .78 1.25 i

COSTO DIRECTO INDIRECTOS % SUMA FINANCIAMIENTO % SUMA UTILIDAD

20.37

0

10

27.85 5.67

0

3.35

PRECIO UNITARIO 36.62

ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIO NOMBRE: CLAVE i LUGAR lOBRA | FECHA 1 UNIDAD ! CONCEPTO: salida hidráulica para salida de WC a base de tubería de cobre tipo M en planta baja, incluye: mano de obra, ate rial misceláneo, desperdicios, herramientas. MATERIALES CLAVE CONCEPTO

tubo cobre M 13 mmO tubo cobre M 19 mmO tubo cobre M 25 mmO cable 90° x 13 mmO cable 90° x 19 mmO vlv.compuerta sold. 13mm0

COSTO DIRECTO POR M

UNIDAD mt

mt

mt

pza

pza

pza

CANTIDAD 7.00

2.5

.75

5

2

1

PRECIO 13

21

37

3

4.5

38

ATERÍALES

IMPORTE 91

52.5

27.75

15

9

38

MANO DE OBRA CLAVE CONCEPTO

cuadrilla de plomería

COSTO DIRECTO POR M

UNIDAD jomada

ANO DE OB

CANTIDAD 0.5

PRECIO 341.43

!RA

IMPORTE 170.72

170.72 HERRAMIENTA Y EQUIPO CLAVE CONCEPTO

herramientas COSTO DIRECTO POR H

UNIDAD

ERRAMIEN"

CANTIDAD PRECIO 3 1170.72

FAY EQUIPO

IMPORTE 5.12 5.12

COSTO DIRECTO INDIRECTOS % SUMA FINANCIAMIENTO % SUMA UTILIDAD %

20.37

0

10

371.09 75.59

44.67

PRECIO UNITARIO 491.35

3. estructuras

CUESTIONARIO DE ESTRUCTURAS

1. ¿Cuál es el campo de acción del ingeniero constructor? Es un profesional apto para planear, organizar, dirigir y controlar la realización de obras de edificación, urbanización, construcción industrial y construcción pesada. Utiliza y administra de manera eficaz y eficiente, los recursos humanos, materiales, financieros y tecnológicos de que dispone. Realiza un trabajo especializado, necesario y fundamental para el desarrollo de la sociedad. 2. ¿Qué se entiende de manera general por estructura? Define la Geometría del edificio, tanto en planta como en elevación y se subdivide en cuerpos de tal manera que resulten formas regulares y simétricas, cuidando que se cumplan las especificaciones correspondientes a las relaciones permisibles: largo, ancho altura - ancho

3. Clasificación de estructuras. Por su peso se dividen en : Pesadas Ligeras

Por su comportamiento Rígidas Flexibles

4. ¿Qué se entiende por solicitación o carga de servicio? En los últimos 40 años se ha presentado una atención creciente a la evaluación de las propiedades inelásticas de los materiales y al cálculo directo de la resistenda última de un miembro. Esta información es útil para mejorar el procedimiento de esfuerzos permisibles, pero también permiten evitar el cálculo de los esfuerzos al utilizarse la resistencia calculada del miembro como una base directa del diseño de esto ha resultado un diseño. Las cargas de servicio máximas anticipadas se multiplican por un factor de carga. Para obtener la resistencia requerida, que se debe ser menor que la resistenda calculada directamente

5. ¿Qué es la resistencia de un material? El comportamiento de un miembro o elemento en que actúan fuerzas depende no sólo leyes fundamentales de la mecánica newtoniana que rige o gobierna el equilibrio de las fuerzas, sino también las características mecánicas de los materiales de los que esté hecho tal elemento, la información necesaria relativa a esto último proviene del laboratorio, donde los materiales se someten la acción de fuerzas conoddas y con exactitud se observa el comportamiento de probetas o especímenes de ensayo y se da atención especial a fenómenos tales como aparidón de rupturas, deformaciones.

6. ¿Cómo se define el factor de seguridad o factor de carga? Puesto que el producto de esfuerzo por arreas es igual a una fuerza, los esfuerzos permisibles y último se pueden convertir en las cargas permisibles y

última que un miembro puede resistir, así mismo se puede determinar una relación significativa.

F. S. = Carga última de un miembro Carga admisible de un cuerpo

7. Defina los siguientes materiales:

A) MANIPOSTERÍA: Es una construcción o pbrte de ella a base de piedras sin labrar o

semilabradas, aparejadas en forma irregular y unidas entre sí por un material cementante llamado mortero.

B) MADERA: Conjunto de células huecas y alargadas cimentadas entre sí. la madera que

se desarrolla en verano tiene las paredes de su células más gruesas que la que se desarrolla en primavera, por tal motivo es más densa y resistente, la madera de anillos anuales estrechos es más densa y resistente que la de anillos anchos por lo que la densidad de la madera se toma como índice de calidad.

C) CONCRETO: Es un material pétreo artificial obtenido de la mezcla en proporciones

determinadas de agregados inertes, cemento y agua. El cemento y el agua forman una pasta aglutinante que rodea los agregados constituyendo un material heterogéneo. Alguna veces se añaden ciertas sustancias llamadas aditivos o adicionantes, que mejoran o modifican las propiedades del concreto.

D) ARMADO POR AGREGADOS: Constituyen el 75% en volumen de una mezcla típica de concreto.

Comprende arena, grava natural, piedra triturada; utilizada para preparar concreto y morteros, se aplica a los materiales especiales utilizados para producir concreto ligero y pesado E) ACERO: Es un producto derivado del hierro. Su clasificación más general es la siguiente:

• aceros estructurales al carbono • aceros estructurales al carbono de baja aleación • aceros con tratamiento térmico

aceros al carbono con tratamiento térmico aceros de aleación con tratamiento térmico para construcción

• aceros de bajo contenido de carbono.

8. En el análisis estructural defina fuerza cortante, momento flexionante y fuerza normal.

FUERZA CORTANTE: es la suma algebraica de las fuerzas externas que actúan a la izquierda o derecha de una sección y perpendicularmente al eje de

la viga, es positiva si la suma de las fuerzas que actúan a la izquierda resulta hacia arriba o si la suma de las que ejercen a la derecha resulta hacia abajo.

MOMENTO FLEXIONANTE: es la suma algebraica de los momentos de todas las fuerzas externas que actúan ya sea a la izquierda o bien a la derecha de una sección en particular, entendiéndose que los momentos se toman con respecto a un eje perpendicular al plano de la viga y que pase por el centro de la sección transversal. Un signo positivo indica que el momento a la izquierda es en ei mismo sentido del reloj, o bien que el momento a la derecha es en sentido contrario.

FUERZA AXIAL O NORMAL: es la que actúa en el eje del elemento y puede ser comprensión y tensión.

9. ¿Qué se entiende por calidad y control de calidad? Calidad: es cumplir con los requisitos establecidos en un principio Control de Calidad : Obtener resultados satisfactorios respaldado por las especificaciones y laboratorio a un costo mínimo

10.¿Qué es el reglamento de construcciones para el D. F. y qué son las Normas Técnicas Complementarías? Son los documentos legales y oficiales establecidos por las autoridades de

esta ciudad para el diseño y construcción de edificios

11. Calcule el centroide de la siguiente área plana:

FIG. 1 2 Z

A 5 6 11

Xf

2.5 0.5

-

Ax/ 12.5

3 15.5

y" 0.5 4 -

Ayf 2.5 24

26.5

X = i :Ax / /ZA=15.5 /11 = X = 1.41 cm Y = 2 :Ay /7 I ^=26 .5 /11 = Y = 2.41 cm

12. Calcule el momento de inercia centroidal respecto al eje X de la siguiente figura:

I x = l x + d 2 A I x = 1 /12bh3

* í

£ o

I 0

I £ i o

o

'

O.Oln 0,04n í̂ ,

X

1

ID

1 2

i ¿ o

Y .' 1

1 y-

!

— j - — ,

^1 0,05n

) ¡ | ' i ^ ' 1 w •

X

I x1 = 1/12 {35)(5f = 364.58 cm 4 I x2 = 1/12 (5)(30f = 11,250 cm 4 I x3 = 1/12 (35)(5f = 364.58 cm 4

l x = 2 ( l x l +cl12A1) + (l x2 + d22A2) I x = 2 (364.58 + {32.52 * 175» + 11,250 I x = 370,416.66 + 11,520 l x = 381,936.66 cm4

13. Determine los diagramas de momento flexionante y cortante para la siguiente viga:

2 t a n / n

V

M

6 5

\ N

-4D

40 I

/

\ 2

- E :

\

\

\

£ 5

3

\

\ |

40 /

i /

/

40

A

- 6 5

Por simetría: RA = RB RA = %(4+8+5+4) RB = 10.5 ton

S M A = x (2) (x/2) = x2

de A-B' ZFY = 1 0 . 5 - X ( 2 )

X M A = - 1 0 . 5 ( X - 2 ) + X2

deA-C I F Y = 1 0 . 5 - 5 - X ( 2 )

Z M A = -10.5 ( x - 2 ) + 5 ( x - 4 ) + x2

14. Para la siguiente armadura, determine las fuerzas normales en cada una de sus barras, indicando si existe tensión y compresión.

A F 0 H B

Reacciones de barráis

Corvpresion Tensión

UBQ A

AC

~1\ . C ^ _ - ^

AF

?AY 7.5 T

NUDO C

i 3 -CD

\Z \7 CF

NUDD F

A CF

FD

FG

í>

5 T

\7

Por simetría: RA = RB; RA = % (5+5+5) RA = 7.5 Ton; RB = 7.5 Ton

Análisis por nudos:

Nudo A

AF -ACCos45 o = 0 AF-10.61 Cos 45° = 0 AF = 10.61 Cos 45° AF = 7.5 Ton (T)

2:FY = 0

7.5 T - AC Cos 45° = 0 - AC = -7.5 / Cos 45° AC = 10.61 Ton (C)

NudoC - C D + 10.61 Cos 45° = 0 CD = 10.61 Cos 45° CD = 7.5 Ton (C)

10.61 Cos45o-CF = 0 CF = 10Cos45o

CF = 7.5 Ton (T)

NudoF EFx = 0 AF + FG-FDCos45 o = 0 FG = FD Cos 45° + 7.5 FG = 10Ton(T)

NudoD CD + FD Cos 7.5 +3.54 Cos DE = 7.5Ton

NUDD G

<r FG

DG

GH

5 T

\7

45c

2:FY = O

FD = 7 . 5 - 5 / C o s

FD = 3.54 Ton (C)

45° - DH Cos 45° - DE = 0 45° - 3.54 Cos 45° - DE = 0 (C)

FD Cos 45° + DH Cos 45° - DG = 0 3.54 Cos 45° + DH Cos 45° - 5 = 0

DH = -3.54 Cos 45° + 5 / Cos 45° DH = 3.54 Ton (C)

NudoG FG - GH = 0 FG = GH GH = 2.5 Ton (T)

D G - 5 = Q DG = 5 Ton (T)

AC = 10.61 Ton (C) AF = 7.5 Ton (T) CF = 7.5 Ton (T) CD = 7.5 Ton (C) FD = 3.54 Ton (C) FG = 10Ton(T) DG = 5 Ton (T)

GH = 10Ton(T) DH = 3.54 Ton (C) DE = 7.5 Ton (C) Por simetría EB = 10.61 Ton (C) EH = 7.5 Ton (T) HB = 7.5 Ton (T)

15. EI peso de la barra AB es de 5,000 kg; dicha barra está apoyada mediante un perno en B y sobre una superficie vertical lisa en A. Determine el diámetro del perno más pequeño que puede usarse en B, si su esfuerzo cortante está limitado a 1,000 kg/cm*.

W = 5,000 kg ^ 1 , 0 0 0 kg/cm2

Cos 45° = 5/10 = 0.5 Cos'1 = 60° 0 = 60° a = 30° Cos 30° = x/5,000 5,000 Cos 30° = 4,330.127 kg P = 1,000 kg/cm2

F = 4,330.127 kg A =1,000 7 4,330.127 A = 0.23 cm2

16. Se colocan dos marcos distantes 250 mm sobre una varilla de aluminio con un diámetro de 15 mm; al aplicar una carga axial de 6;000 N, la longitud base inicial se convierte en 250.18 mm. Determine el módulo elástico del material.

A = 7 i d 2 / 4 5 = P L / A E

d = 1.5 cm A = 1.767 cm 2

P = 6,000 N

6,000 N = 611.62 kg £ = 611.63x25/1.767x0.018 E = 480,742.63 kg / cm 2

5 = alargamiento total de la barra P = fuerza total de extensión A = área de la sección recta de la barra L = longitud de la barra inicial E = módulo de elasticidad del material

17. Calcule el momento resistente de la siguiente sección de madera si su esfuerzo de trabajo es igual a 60 kg / cm 2.

M = Gx x g / 1 M = momento resistente Gx = esfuerzo de trabajo = 60 kg / cm2

I = momento de inercia con respecto a la base g = distancia ai eje neutro

M = 6 0 x 1 5 / 3375 M = 0.267 kg - cm

B t B L l H

I c T '"

18. Determine la deflexión máxima para la siguiente viga:

1500 tb 1500 tb 2,000 lb / f t

6

I = 394 in 4

E = 3 0 x 1 0 6 l b / i n 2

18 ft = 216 in W = 2,000 712=166.67 ib / i n Y MAX para una viga uniformemente distribuida Y M AX = (5/384) W L 4 / E l ; 5 x 166.67 x 216 4 / 3 8 4 x 3 0 x10 6 x 394 Y MAX = 0.3996

Para carga puntual: F M A X = F Í 3 / 4 8 E I

F = 3,000 Ib I = 216 in

E = 30x10 6 l b / i n 2

I = 394 in 4

C = E I=1 .182X10 1 0

ÍMAX = 3,000 X 2163 / 48 X 30 X 106 X394 ÍMAX = 0.05328 in Flecha máxima al centro del claro: 0.39965 + 0.05328 = 0.4529 in 0.4529x2.54= 1.15 cm

19. Sabiendo que aadm = 1,520 kg / cm 2 (tensión) y tadm = 1,010 kg / cm (cortante), elija el perfil más adecuado para la siguiente viga. Es = 2.1x106 kg / c m 2 .

10 ion

wím?m>/mm&/tmífi'

• ton

- 5

5

V

10 ton

i o n

RA = 5 Ton RB = 5 Ton V = P / 2 M = P L / 4 = 10Ton-m Proponiendo una sección

IMCAA-36 1R24''X104 Propiedades: d = 61.1 cm

Alma tw = 1.27 cm Patín bf = 32.4 cm

t f=1.91 cm

f

"^

'y = 2,530 kg / c n 2

Requisitos para secdón <x)mpacta: 1. Simetría respecto al eje menor (cumple) 2. Carga al centro del eje menor (cumple) 3. Sección laminada (cumple) 4. Pandeo del patín b f / 2 tf < 545 / Vf y (cumple) 5. Pandeo del alma d / tw < 5370 Hf y (cumple) 6. Pandeo lateral general

L 1 = 6 3 7 b f N f y = 410cm La = 1,410,000 / f y d / Af = 564.46 cm

Lb = I = 400 cm Le = 410.3 cm es la menor de Li y L2 Lu = 564.46 cm es la mayor de Li y L2

Ib < Le y Ib < Lu 400 < 410.3 y 400 < 564.46

Fb = 0.66 x 2,530 = 1,669.8 kg / cm2

Revisión del elemento por cortante

Af = tf x bf

es una sección compacta

fv = V Q /11 < Fu d = 61.1 cm tf= 1.91 cm tw = 1.27cm

fu = cortante permisible = 1010 kg / cm2

fv = V / d - 2 t f X t w fv = 68.73

fv<fu 68.73 < 1010 .-. cumple

Deflexión 5adm < L / 360 §adm á 400 / 360 Sadm < 1.11 Cm

fmax = w L 3 / 4 8 E I E = 2 .1x10 bkg/cm 2

I = 131,112.89 cm4

fmax = 4.84 x 10"2 L = 400 cm w = 10x103kg

5adm > fmax 1.1 cm > 0.0484 cm /. cumple por flexión

Amax = P L / A E ; P / A = A m a K x E / L

aciiseño = P / A =0.0484 (2.1 x 106) / 400 cm = 254.1 kg / cm2

Odiseño< ̂ admisible •'• Cumple 254 kg/cm 2 < 1520 kg/cm2

20. Para la siguiente planta general de una casa habitación de dos niveles, determine la carga gravitacional que baja a la cimentación. Carga por entre piso = 1,000 kg / m 2 . Peso de los muros = 750 kg / m. Expresar el resultado por tramo o ejes.

Ai = ((8+5)/2) X 1.5 = 9.75 m 2 = A2 A3 = (1.5 X 1.5 / 2) 2 = 2.25 m 2 = A4 As = ((8+2) / 2) 3 = 15 m 2 = As A6 = ( 3 X 3 / 2 ) 2 = 9 m 2 = A7 Ag = (2 X 2 / 2) 2 = 4 m 2 = AIQ = A13 = A14 = Ats = Ais Ai i = ((5 + 1 ) / 2 ) 2 = 6 m 2 = A12

Tramo 2-3 Peso losa = 9.75 x 1 = 9.75 TON Peso muro = 0.75 x 8 = 6.00 TON

Tramo 1-2 Peso losa = 4 x 1 = 4 TON Peso muro = 0.75 x 4 = 3 TON

Tramo A-B Peso losa = Peso muro =

Tramo 2, A-B Peso losa = Peso muro =

Tramo 1, A-B' Peso losa = Peso muro =

Tramo 3, A-B Peso losa = Peso muro =

Tramo B, 2-3 Peso losa = Peso muró =

Tramo C, 2-3 Peso losa = Peso muro =

S = 15.75 TON

2.25 X 1 = 2.25 0.75 X 2 = 1.50

i : = 3.75T

(2.25+4) X 1 = 6.25 0.75 X 3 = 2.25

Z = 8.5T

4 X 1 = 4 T 0.75X4 = 3

E = 7 T

2.25X1 =2.25T 0.75X2 = 1.5T

Z = 3.75T

(9.75+15)X1= 24.75 T 0.75 X 7 = 5.25

S = 30T

15X1 =15T 0.75 X 8 = 6 T

2: = 21T

Tramo B-C Peso losa = Peso muro =

Tramo 2, B-C Peso losa = Peso muro =

Tramo 1, B'-C Peso losa = Peso muro =

Tramo 3, B-C Peso losa = Peso muro =

Tramo B, 1-2 Peso losa = Peso muro =

Tramo C, 1-2 Peso losa = Peso muro =

X = 7 TON

9 X 1 = 9 TON 0.75X5 = 3.75TON

2:= 12.75 T

(9+6)X1=15T 0.75X3 = 2.25

1 = 17.25 T

6 X 1 = 6 T 0.75X5 = 3.75T

Z = 9.75 T

9 X 1 = 9 T 0.75X6 = 4.5 T

E = 13.5T

(4+4) X 1 = 8 T 0.75X4 = 3 T

E = 1 1 T

4 X 1 = 4 T 0.75X4 = 3T

2: = 7T

21. De las siguientes secciones de viga de concreto simplemente reforzado, ¿cuál presenta una sección sobreesforzada?

f e = 250 kg / cm 2

fy = 4,200 k g / c m 2

4 Vs aÁ" para todas las vigas

o SI o o o o

0,2

T

H 0 S2

| o o o o

I 0 ,2^

{

J

S3 | o o o o [ 0,2

P mm = (0.7 VPc) / f y x reglamento = 0.00217 p max = 0.75 p b = 0.01425 f e = 0.85 f e f c = 170kg/cm2

f*c = 0.8 f e

f*c = 200 kg / cm2

Relación tensión y compresión Pb = ( fe / f y) 4800 / (f y + 6000) = 0.019

Porcentaje de acero 5 = A s /bc í 5i =0.0163; 52 = 0.0126; 53 = 0.0228 S i : pb < Si; 0.019 < 0.0163 -> subreforzada S2 : pb < 62; 0.019 < 0.0126 -> subreforzada S3: pb < 63; 0.019 > 0.0228 ->• sobrereforzada

La sección 3 es la sobrereforzada

22. Diseñe por flexión la siguiente viga (simplemente reforzada) donde f e = 200 kg/cm2, f y = 4,200 kg/cm2 (refuerzo longitudinal), f y * 2,000 kg/cm2 (alambrón refuerzo transversal), d/b = 2.5, zona sísmica.

V = P / 2

M = P L / 4

Proponiendo una sección:

\0 0

O O Q _

0,25

ID O O

'

f y = 4200 k g / c m 2

f e = 200 kg /cm 2

f*c = 0.8 f e f e = 0.85 f*c Tec = 5 cm fr = 0.8 (flexión)

p™,, = (0.7 >/rc) / f y = 0.00235 Prequerido = f e / f y x A / ( 2 M U / fr b (P f c) = 0.00876

Prequerido > pmin •*• Cumple

As requerida = preq b d = .00876 x 25 x 55 = 12.05 cm2

2 Vs #9 -> As real = 12.82 cm2

Preai = 12.82 / 25 x 55 = 0.00932

Ecuaciones del reglamento y N.T.C. 2.17 y 2.18 p < 0.01 (2.17) \ p > 0.01 (2.18) ' contribución del conaeto

VCR = fr b d (0.2 + 30 p) Vf*c VCR = 6,673 kg

Corte máximo Vu = 12ton Vu > VCR .-.se requieren estribos

Separación de estribos S = (fr Av f y d(sen 9 + eos G)) / Vu - VCR < fr Av f y / 3.5 b Se ponen estribos de alambran (2 ramas) Av = 0.32 cm x 2 =0.64 cm2

S = 22 < 24.57 .-. cumple 24 cm espaciados a cada medio peralte efectivo (separación al centro).

23. Dimensionar una columna con refuerzo en sus 4 caras en sección cuadrada para los datos siguientes:

Pu = 250 ton Mu = 45 ton-m f e a 300 kg/cm2

f y = 4,200 kg/cm2

Recubrimiento libre = 3 cms. Detalle el refuerzo longitudinal y transversal.

f*c = 0.8 (300) = 240 kg / cm 2

f e = 0.85 (240) = 204 kg / cm 2

Propuesta:

h = 60 cm d = 54 cm b = 40 cm

d / h = 54 /60 = 0.9

k = Pu /FRbh 2 f , c = 0.01215

R = M u / F R b h 2 f ' c = 0.2183

0,4

i

*

Se toma el menor valor y de la gráfica C2 se toma q = 0.5

5 = A s / b h ; q = 5fY/f"c 5 = f ' c / f Y q = 0.0242

As requerido As = (0.242)(60o x 40) = 58.29 cm2

USAR REFUERZO LONGITUDINAL 8 #10 = 63.36 cm2 real

SiPu<0.7f*cAg + 2000As Pu = 250 ton Pu = (0.7)(204)(40 x 60) + 2000 (63.36) Pu = 469,440 kg 5 flexión = 31.68 / 45 x 60 = 0.01173 > 0.01 VCR = 0.5 (0.8)(60 X 40) V240 [1 + (0.007) 250 X 1 / (40 X 60) ] VCR = 25.71 ton Vu > VCR

Separación de estribos S = F R A v f y d / V u - V c R < F R A u f y / 3 S b S = 0.8x1.42x4200/-25.71

E#3 (2 ramas) Av = 0.71x2

Smax = 850 í^¡fy = 2.78 480 = 48 x 0.71 = 34.08 3 0 / 2 = 15 cm

24.Determine la capacidad de carga axial de in tubo de acero A-36 de 1" de diámetro nominal, espesor = 3.38 mm, A = 3.15 cm2,1 = 3.64 cm4, r = 1.07 cm. Usar ecuaciones AISC.

f y = 2530 kg / cm2

r = ^ I / A k = 0.5

k L / r = 0.5 x 180 /1.07 = 84.11 Ce = ^ JC 2 (2x106) / 2530 = 124.92

Cc> k L / r .-. fec = [1 - (k L / r)2 / 2 Ce2] f y / C.S. C.S. = 5/3 + 3/8 ( k L / r ) / C c - ( k L / r ) 3 / 8 C c 3 = 1.3 ^ = 1,505.01 kg /cm 2

ÍCR = PCR / A PCR = Carga crítica ÍCR = esfuerzo crítico

/ / / /

03 T—t

\ \ \ \ i

PCR = 1,505.01 X 3.15 cm2 = 4,728.18 kg PCR = 4.73 ton

25. Diseñar el perfil tubular rectangular adecuado para resistir una carga de 10 tons a una altura de 3 m. Usar acero A-36, considerar extremos empotrados.

Proponiendo un esfuerzo de aproximadamente 50 % del f y, tenemos: f y = 2530 kg / cm2 .-. f a =1265kg/cm 2 f = P / A ; A = P / f Amín = 7.91 cm2

Proponiendo un perfil de 2 V* x 2" (6.35 cm x 5.08 cm) e = 4 mm; tenemos que A = 8.824 cm2

lext = 6.35 x 5.083 / 12 = 69.37 cm4

lint = 5.55 x 4.283 / 12 = 36.26 cm4

ITOTAL = 33.11 cm4

r = V33.11/8.824 = 1.94 k L / r = 0 .5x300/ r = 77.32 C o k L / r Ce = ̂ Tt2 (2x106) / 2530 = 124.92 C.S. =5/3 + 3/8 ( k L / r ) / C c - ( k L / r ) 3 / 8 C c 3 = 1.2 f« = [1 - (k L / r f / 2 Ce2] f y / C.S. = 1704.48 kg / cm2

PCR = f=cXA= 15.04 ton

26. Diseñar una zapata corrida de mampostería y en lindero para los siguientes datos:

Carga = 30 ton Capacidad de carga del suelo = 15 ton/m2

Factor de seguridad = 2

F.S. = 2 P = 30 F = 15 ton/m2

F = P/A; A = P / F = 30 /15=2 A = 2 m 2 x F . S . = 2 X 2 = 4m 2

para la base Considerando la capacidad máxima de una mampostería según las Normas Técnicas Complementarias f m = 5.95 kg / cm2 = 59.5 ton / m2

A = 30 / 59.5 = 0.504 m2 para la corona

0,06

i

in o o

f

I

o

l

1 jk 1

0.50x2 = 1

27. Determine la separación de varillas más adecuada para una losa maciza perimetralmente apoyada, colada monolíticamente, detallando el esfuerzo correspondiente.

h = 15 cm fe = 200 kg/cm* f y = 4,200 kg/cm*

1 ////////////////////

r̂

\ \\\\\\\\\\\\\\\\\\v

^ |

1 •v

Tablero con un borde discontinuo. Caso 1 de la tabla de coeficientes de momentos.

m= 400/700 = 0.57 «0.6

Según tablas de las N.T.C.:

//////////////////// -192.6 -148 - 3 4 8 . 4 N

-321 +285 -514

-192.6 -148 -348.4 N

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \XN? \ \ \ \ \ \ \

-294 .67

-442

-294.67

-94.67

+142

-94.67

-294.67 N.

-442

-294 ,67 íi 777777777777777/7777777777/77777777

CLARO CORTO CLARO LARGO

Si 0 Vs = 3/8"; as = 0.71 cm2

Sih = 15cmyr = 3cm;d = 12cm S = a s f yc l / 1 .4M S = 0.71 x 4200 x 12 /1.4 M = 25560/ M Smáx < 3 h; Smáx < 45 cm

Separación práctica de 45 cm en ambos lados; según el reglamento del D.D.F., la separación máxima debe ser de 30 cm.

faja central

fajas extremas

CLARO M

321 285 514

192.6 190

308.4

CORTO S

79.63 89.68 49.73 132.71 134.53 82.88

faja central

fajas extremas

CLARO M

442 142 442

294.67 94.67

294.67

LARGO S

57.83 180

57.83 86.74

269.99 86.74

28. Revisar por cortante el tablero de losa maciza perimetralmente apoyada por ios lados siguientes.

W = 3.5 ton/m* f e = 200 kg/cm2

f y = 4200 kg/cm2

d = 8cm

I ^

**

/ 3

¿ i

W = 3.5 ton/m2

f e = 200 kg / cm2

f y = 4200 kg / cm2

d = 8.0 cm Te = 200x 0.8 = 160 kg / cm2

f e = 160 x 0.85 = 136 kg / cm2

Esfuerzo normal que resiste el concreto al cortante: Ve = FR (0.5) A/TC = 0.8 X 0.5 X V160 = 5.05 kg / cm2

VCR = Ve b d VcR = 5.05 x 100 x 8 = 4040 kg

La fuerza cortante por carga de servicio según sección crítica V = W x L W = 3.5ton/m2 = 35kg/cm 2 L=100cm Vu = 35 kg / cm x 100 cm = 3500 kg

Vc R <V u CUMPLE

29. Definir el diagrama de interacción de miembros sujetos a flexocompresión y describa su diagrama correspondiente.

Para visualizar los efectos de la acción combinada sobre una sección de una carga axial y un momento es útil recurrir a las llamadas diagramas de interacción. Un diagrama de interacción es el lugar geométrico de las combinaciones de momento y carga axial que puede resistir la sección sin que se exceda ciertos esfuerzos prefijados.

Po

tensión

comprensión * SB

momento flexionante

Se pueden trazar dos tipos de diagramas: • La fibra más esforzada alcanza el límite de fluencia • Posteriormente cuando la sección plastificada o sea su resistencia última

30. Describa los mecanismos de falla a flexión y cortante en vigas de concreto reforzado.

Los requisitos de esta sección se aplican a miembros principales que frabajan esencialmente a flexión, se incluyen vigas y aquellas columnas con cargas axiales pequeñas (Pu < = Agi, F c/10)

Requisitos Geométricos: • El claro libre no debe ser menor que cuatro veces el peralte efectivo • En sistemas de vigas y losas monolíticas, la relación entre separación de

apoyos que eviten el pandeo lateral y ancho de la viga no debe exceder de 30

• La relación entre el peralte y el ancho no será mayor de 3.0 • ancho de la viga no será menor de 25 cms, ni excederá al ancho de las

columnas a las que llega. • El eje de la viga no debe separarse horizontalmente del eje de la columna

más de un décimo de la dimensión transversalmente de la columna normal a la viga.

4. mecánica de suelos

1. Definición de suelo: Suelo, es una delgada capa de ta corteza terrestre formada por partículas mineraies y orgánicas no sueltas o poco cohesionadas que provienen (te la desintegración o alteraeión física ó química de las rocas, así como de la descomposición de los organismos vivos. Cuando la erosión de las rocas se lleva a cabo por un medio físico se produce un suelo con la misma composictón de ellas. Cuando es erosión química el proceso por medio del cual se produce el suelo, la constitución mineralógica de él es diferente a la que poseía la roca madre.

2. Describa las diferentes estructuraciones del suelo. Tradicionalmente se han identificado las estructuras simple, panaloide y flocutenta como las básicas en los su^os reales. Con las nuevas técnicas de investigación se integra a las anteriores la estructura dispersa. • Estructura simple: Típica de suelos de grano grueso (gravas y arenas //mpías), las partículas

% disponen apoyándose directamente unas en otras y cada partícula posee varios puntos de apoyo. Desde el punto de vista ingenieril, el comportamiento de un suelo de estructura simple queda definido por dos características: La compacidad del manto y la orientación de partículas.

Estado más suelto Estado más compacto

• Estructura panaloide: Típica en suelos de grano, de pequeño tamaño donde la gravitación ejerce un efecto que hace que tiendan a sedimentarse, en base a fuerzas gravitacionales el conjunto de partículas puede llegar a formar celdas a modo de panal.

• Estructura floculenta: En forma semejante a la anterior pero las fuerzas de atracción son mayores provocando la formación de grumos. Se produce una estructura muy Wanda y suelta, con gran volumen de vacíos.

i

• Existen otras estructuras tetes como:

"Castillo de Napes'

"dispersa

3. ¿Cuáles son las fases de un suelo y sus diferentes condiciones de fase?

En un suelo se distinguen fres fases constituyentes. La sólida, la líquida y la gaseosa Donde en la fase sólida esta formada por las partículas minerales del suelo, la líquida por el agua y la gaseosa por el aire.

Las diferentes condiciones de fase son;

V

Vs

Gas Líquido Sólido

Vv Vs

Líquido Sólido

Parcialmente Saturado

Saturado

Vv

Vs

Suelos Seco

Gas

Sólido Vs I Sólido

Suelo compactado teóricamente

4. Describa tos conceptos efe: Contenido de agua, Peso volumétrico, Relación de vacíos, Densidad específica relativa, Grado de safurac/ón;

• Contenido de agua: ó humedad a la relación entre el peso del agua contenida en el suelo y el peso de su tese sólida

W(%)=Wwjc100 Ws

• Peso volumétrico: Se define como el peso de la muestra de suelo entre el volumen de la misma:

•ynpWm

2

Vm

• Relación de vacias: oquedad: la relación entre el volumen de vacíos y el de los sólidos de un suelo.

e=Vv Vs

• Densidad especifica relativa: es la relación de su densidad absolute a la densidad absoluta del agua destilada a la temperatura de 40C

D='&_ yw

• Grado de saturación: Es la relación entre el volumen de agua y el volumen de sus vacíos. Se expresa por porcentaje.

Gw(%)=Vwx1QQ Vv

5. ¿Que es una muestra alterada y una muestra inalterada?

Muestra inalterada: Son aquellas en las que se conserva la estructura y humedad que tiene el suelo en el sito donde se tomó la muestra.

Muestra alterada: Son aquellas que están constituidas por material disgregado o en tozos en los que no se han tomado precauciones especiales para conservar las características de estructura y humedad

6. Menciona tos diferentes métodos de exploración de Suelos y Rocas

Los métodos de exploración se dividen en: D/nectos e Indirectos. Los Métodos indirectos o Geofísicos en los cuales no se obtienen muestras de suelo:

Geofísicos <

Resistividad eléctrica

Refracción sísmica

Tipos (te suelo, NAF, Estratos, discontinuidades

v

3

Los Métodos directos con obtención de muestras aiteradas e inalteradas. Con excepción del Método del Cono eléctrico donde no se obtienen muestras.

/ *

Método con obtención de muestras alteradas <

Pozo de cielo abierto (3m) Penetración estándar Posteadora Bátenos

Método con obtención de Muestras inalteradas

< Pozo a cielo abierto Tubo de pared delgada (Shelby)

^ Para la exploración en rocas contamos con métodos rotatorios: • Brajas de acero con aleación (Tungsteno) • Brocas de cabeza de diamante industrial

Donde se debe préster atención a la utilización de la broca adecuada, la presión del agua para lubricación y la velocidad de rotación para así obtener el índice de Calidad de Roca (RQD)

7. Describa el método de penetración estándar.

Este método es quizá el que rinde mejores resultados en la práctica. En Sustos puramente friccionantes la prueba pemwte conocer te compac/dacf efe tos mantos. En los suelos plésticos las pmeba permite adquirir una idea "Tosca" de la resistencia a la Compresión simple.

El equipo conste de: muestreactor especial (Penetrómetro estándar) de dimensiones establecidas. Es normalmente de media caña para facilitar la extracción de la muestra que baya penetrado en su interior. El penetrómetro se enrosca al extremo de la tubería de perforaciones y la prueba consiste en hacerlo penetrar a golpes, dados por un martinete de 63.5 Kg (140 Ib) que ese desde 76 cm (SO"), contendo el número de golpes necesaios para logra- una penetración de 30 cm (1 ft). En cada avance de 30 cm debe retirase el penetrómetro, removiendo al suelo de su interior, el cual constituye la muestra.

Que se obtiene con la prueba: Se obtienen valores aproximados de La Compacidad y el ángulo de fricción interna ,<|>, en las arenes y el valor de la resistencia a la compresión Simple, qu, en arcillas.

4

8, ¿ Cuáles son las pruebas índice de los suelos?

Las propiedades índice miden las características físicas generales del suelo, y se utilizan básicamente para fines de: • Identificación y Clasificación geotécnica, básica y general del suelo • Asociación con el orden de magnitud y range» de vaiación de las propiedades mecánicas y

las propiedades hidráulicas asi como la asociación con tos posibles comportamientos del suelo.

Las pruebas índice son:

r

Pruebas índice de los suelos

<

Granulometría

Limite liquido -^

plástico confracción

íncfice de plasticidad (solo en pavimentos)

Contenido de agua Peso volumétrico

Densidad

V.

9. ¿Cuates son las pruebas mecánicas de los suelos?

Las pruebas mecánicas miden las características físicas del suelo relacionadas directamente con los aspectos de Estabilidad, Seguridad, Funcbnaiidad, Mecánica de tímentaciones y de las Estniduras. Estas propiedades se utilizan particularmente para fines de: • Describir y explicar el Comportamiento mecánico del suelo (esfuerzo-deformación)

Las pruebas mecanices son:

r Resistencia

Pruebas Mecánicas ^s De los suelos i Deformación

V.

Triaxiales \ Compresión simple

Corte directo

r

<

Consolidación Expansión

v

Deformaciones de Módulo Elástico "E" Y Módulo de Poisson, y.

10. ¿Que es el SUCS y cual es su símbología?

SUCS: Sistema Unificado de Clasificación de Suelos La identificación de Suelos es de importancia fundamental en la ingeniería, identificar es en rigor, encasillar dentro de un sistema de clasificación. La clasificación permite conocer en forma cualitativa las propiedades mecánicas e hidráulicas del suelo atribuyéndole las del grupo en que se sitúe. En el SUCS los Criterios de tipo granulométrico y de investigación de características de plasticidad dan la ubicación del material suelo en el Sistema de Clasificación

Simbología del SUCS. G S M C H L P W 0 *Ce *Cu Pt

Cc=(D3o)2 Deox Dio

gravas arenas limos arcillas alta compresibilidad baja compresibilidad mal graduado bien graduado suelo orgánico coeficiente de curvatura Pdiade

coeficiente cte unnormtów Suelo turboso

_ CU=D60 Dio

de suelos gmesos

Donde D10, D30, D60 corresponden al 10,30 y 60 % del materia que pasa, según la curva granulométrica.

Los dividimos en grupos: a) Grupos GW y SW: Suelos gruesos bien granulados. b) Grupos GP y SP: Suelos gruesos mal granulados c) Grupos Gm y SM d) Grupos GC y SC e) Grupos CL y CH f) Grupos MI y MH g) Grupos Ol y OH h) Grupos Pt

6

11. Describa ta prueba triaxial de la resistencia de un suelo.

La prueba triaxial se realiza con ei objeto de determinar las características de esfuerzo-cteformación y resistencia al esfuerzo cortante del suelo. La prueba se lleva a cabo en un aparato especial llamado "Cámara Triaxiar, constituida de un cilindro de unos 10 cm de diámefro exterior y 6 mm se espesor de pared. Las bases de la Cámara son dos placas de acero redondas, selladas respecto al cilindro perfectamente por medio de goma o hule.

Dentro (te la cámara se ubican dos cilindros cortos, que sirven de base y cabezal del espécimen, con piedras porosas en los contactos con dicho espécimen. Cuando se coloca el espécimen sellado con membranas transparentes impermeables, el cilindro se llena de un liquido simulando las presiones a las que el suelo se encuentra confinando y se procede a cargar mediante el uso de pesas hasta alcanzar la falla. Obteniendo de aquí los datos de esfuerzo-deformación y los parámetros para trazar los círculos de Mohr para obtener ta resistencia al esfuerzo cortante.

12. ¿Cual es la ley de resistencia de Mohr-Coulomb y cual es la modificación propuesta por Terzaghi?

La ley de resistencia de Mohr-Coulomb trata de la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos. Coulomb conocido físico e ingeniero francés. La idea consistió en atribuir a la fricción entre las partículas del suelo la resistencia al corte del mismo. Coulomb admitió oue los suelos fallan por esfuerzo cortante a lo largo de planos de deslizamiento llagando con este razonamiento a la siguiente expresión:

S=T=atan<j) (1)

Donde automáticamente nace una ley de resistencia que dice: que la falla se produce cuando el esfuerzo cortante actuante j , alcanza un valor s, tal que:

S= atan(|> (2)

La constante de proporcionalidad entre s y o, tan (j>, se conoce en términos del ángulo é. al cual Coulomb Hartó "Ángulo de fricción interna' y este valor es una constante del maÉerial gueso.

Coulomb se dio cuenta que esta ley no se cumplía en las arcillas, Coulomb asignó arbitrariamente otro parámetro de resistencia al corte, a la cual llamó "Cohesión" y la consideró como una constante de los materiales. Llegando a la postulación de la siguiente expresión de resistencia:

?

s=c (3)

En general ios suetos presentan caracteristicas mixtas "Cohesión-Fricción", por lo que puede asignárseles una ley de resistencia que sea una combinación de las ecuaciones. (2) y (3) la cual puede expresarse como:

s=c+otan<|)

Conocida como ley de Coulomb.

Mohr al establecer sus teorías de: esfacfos de esfuerzos y deformaciones p/anos. El cual definiré de manera sencilla:

El problema de Mohr es: Encontrar en el plano coordenado (on .xn), el lugar geométrico de los puntos que representen esfuerzos actuantes en un punto P. De las siguientes ecuaciones partimos para determinar la ley de Mohr:

an=a1-KT3/2 + a1-CT3/2 eos 2a tn=(a3-a1)sen a cos a

Donde a1 = esfuerzo principal mayor a3 = esfuerzo principal menor

En base a una manipulación matemática que no demostrare por no ser de fines prácticos. Llegamos a:

(an - a1 +o3/2)2 + xn = (a1 -a3/2)2

que es la ecuación del lugar geométrico buscado, lo cual resulta en un círculo de centro (oí +o3/2,0) y de radio (o1-o3/2)

(círculo de Mohr)

Cabe decir que en mecánica de suelos el sentido del ángulo 2a es en el sentido contrario a las manecillas del reloj.

La interacción entre Coulomb y Mohr resulta de que en base a este círculo se pueden encontrar los valores de Cohesión y del ángulo <J).

8

Un vez comprendido el método clásico de deducción de resistencia de un suelo, pasemos a la importancia de la modificación propuesta por Terzaghi en el año de 1925:

Donde besado en señas investigaciones experimentales llegó a que en las ecuaciones (2) y (3) la presión total normal debería sustituirse por la presión intergranular, a la cual se define como: presión del agua intersticial; de modo que la presión que se admite controla los fenómenos de resistencia al esfuerzo cortante, o sea la presión efectiva, no es la total, sino la interangular por lo tanto la ecuación general de resistencia al esfuerzo córtente queda de la siguiente forma:

s=c+(0-Un)tan^

Donde Un = presión intersticial

13. ¿ Cual es la importancia de la modificación propuesta por Terzaghi?

La importancia de la modificación propuesta por Terzaghi radica en que se toma en cuenta la influencia del AGUA contenida en el suelo. Pronto se descubrió que el valor de Un, depende no solo de las condiciones de la carga, sino también de la VELOCIDAD de aplicación de ella Lo que conduce a distinguir ei valor de ¡a resistencia "lenta" de la "rápida".

9

14. ¿Que es el ángulo efe fricción interna y que aspectos intervienen en su valor?

Partiendo de la ley de ia resistencia del suelo, hablemos de suelos friccionantes, o mejor dicho "puramente friccionantes'' que son arenas limpias. La ley que representa a estos suelos es

s= atan(|>

O mejor dicho: s= (a-Un) tan <j)

Donde $, es el ángulo de fricción interna y este es un parámetro del material en estudio. El valor de (j) está en función (te tres factores principalmente: la compacidad, la forma de los granos y la distribución granulométrica.

15. ¿Que es la cohesión y diga si es un parámetro constante del suelo ó puede variar y en que casos?

El término "cohesivo" ha sido tradicionalmente usado en la mecánica de suelos, el térmioo nació porque en realidad se pensaba que estos suelos tenían una "liga" entre las partículas constituyentes. La resistencia al esfuerzo constente de los suelos "cohesivos" es de mucho más difícil determinación que en los suelos granulares. Los suelos cohesivos se ven afectados por factores que deben ser analizados mmuciosamente, haste llegar a determinar el valor que en cada problema haya de emplearse para garantizar la consecución de los fines del ingeniero. Ahora los factores que principalmente influyen en la resistencia son: Historia previa de consolidación del suelo, condiebnes del confen/do efe agua del mismo, velocidad de aplicación de cargas a que se le sujete y sensibilidad de su estructura. Por lo tanto No es un valor constante y su variación depende principalmente de los anteriores factores influyentes en su valor.

10

16. ¿Cuáles son tos dos grandes problemas que se le tienen qm analizar al suelo?

Los dos grandes problemas que se deben analizar en los suelos y que representan su comportamiento mecánico son:

/• Prueba triaxial

• Resistencia ^ compresión ampie Corte directo

• Deformación , Consolidación

Expansión Deformaciones (dependientes del módulo de elasticidad y de Poisson)

17, La deformación del suelo puede ser de diferentes formas ¿Cuates son?

Los suelos pueden presentar dos tipos de deformación este dependen de las condiciones de carga e hidráulicas, así como la composición mineralógica del suelo: Presentan deformaciones con aumento de volumen tales como: Expansiones y Bufementos. Y deformaciones con disminución de volumen ó asentamientos.

18. ¿Cuáles son las causas potenciales de deformación de suelo?

Las principales causas potenciales son: la carga aplicada, las condiciones hidráulicas, o de drenaje del estrato, el tiempo y las características del suelo.

19. físicamente ¿Cómo se manifíestan los hundimientos del suelo?

En las construcciones erigidas se observan principalmente por agrietamiento en las estructuras, por desnivelación de pisos y muros. Ahora estas deformaciones o hundimiento pueden ser uniformes ó diferenciales; de las cuales las diferenciales son las que ponen el alto riesgo las estructuras

20. ¿Qué información se obtiene de una prueba de consolidación para calcular los asentamientos?

De la prueba de consolidación obtengo dos curvas ó gráficas llamadas de consolidación y de compresibilidad. Para el cálculo de asentamientos de la curva de compresibilidad obtengo datos

n

de presión-relación de vacíos sin importar las condiciones de drenaje del estrato. Y conociendo el espesor del estrato, obtengo la siguiente expresión con la cual se calculan los asentamientos:

AH=Ae/1+e*H

Que podríamos llama" la expresión general

21. Con respecto al tiempo ¿Cuántos tipos de asentamientos se pueden term?

Asentamientos inmediatos o elásticos: característicos de las arenas y gravas. Asentamientos por consolidación o a largo plazo: característicos de los suelos finos.

22. ¿Que es una distribución de esfuerzos?

Los esfuerzos por sobrecarga presentados en la superficie siguiendo las tablas de Fadum y la teoría de Bussinesq disminuyen dependiendo la profundidad, (figura)

Nota: Sin tomar en cuenta las características de los estratos de material. Donde aparte tendría que realizar un estudio de presiones efectivas en la masa ¿te suelo donde obtendríamos una gráfica "por peso propio y sobreesfurezos Vs profundidad. De la siguiente forma:

23. Como podemos conocer el tiempo ote deformación por consolidación?

Un factor importante en el fenómeno de la consolidación en suelos es el tiempo, que aunque sea un concepto abstracto se puede analizar. De la resolución matemática (serie de Fourier, convergente que no demostraré pon no ser de fines prácticos) se llega a la siguiente expresión:

T=CvT/H2

Donde T = "factor tiempo" el cual se obtiene de tablas teóricas

Despegando t=tiempo obtengo t= H2T/Cv

para una T 90% de la consolidación primaia. Debido que para que se alcance el 100% de consolidaeión el factor T teórico es infinito por seguir la consolidación secundaria.

25.¿Qué es una deformación permisible?

Después de un análisis de deformaciones posibles en tos estratos de suelo al ser sometidos a una carga se deben comparar con las deformaciones aceptadas en el reglamento de construcciones del D,F. y con las Normas particulares de obra.

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26¿Como se decide si una deformación está dentro efe lo permisible?

Si las deformaciones obtenidas en mi estudio son menores a las del reglamento ó proyecto se dice que son permisibies.

27.¿Cual es la ecuación efe Terzaghi para calcular la deformación de consolidación y como se evalúan cada una efe sus términos?

La ecuación de Terzaghi es: AH=Ae/1 +e * H Forma general

Donde: AH = deformación o asentamiento Ae = diferencia entre la relación de vacíos e= relación de vacíos H = espesor del sustrato

Donde e y Ae se obtienen de la curva de compresibilidad, resultado de la prueba de consolidación.

Aplicando el coeficiente de compresibilidad

AH = av/1+eo*APH

Y aplicando el coeficiente de variación volumétrica

mv= av/1 +eo

Obtengo la forma: AH=mv APH que es la más empleada en la práctica.

28 .¿Qué es el coeficiente de permeabilidad de un suelo?

En las ecuaciones relacionadas con la de Darcy aparece una constante física de proporcionalidad k llamada coeficiente de permeabilidad del suelo, esta constante se ve con unidades de velocidad por lo tentó se puede definir al coeficiente de permeabilidad del suelo como la velocidad del agua a través del mismo, cuando está sujeta a un gradiente hidráulico unitario.

En este valor de k se reflejan propiedades físicas del suelo y en cierta forma indica la facilidad con que el agua fluye a través del suelo. Q= Av donde v=ki siendo i= gradiente hidráulico.

29.¿Como es la permeabilidad de un suelo grueso con respecto a un suelo fino?

Partiendo de las propiedades físicas de los suelos gruesos, que presentan una mayor relación de vacíos se puede inferir que la facilidad de flujo de agua es mayor por lo que el coeficiente de permeabilidad debe ester comprendido entre 10-3 y 10-5, respecto a los suelos finos, sin tomar en

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cuenta su plasticidad debe inferirse una mayor dificultad al flujo del agua por lo que tos valores de k deben estar comprendido entre 10 ̂ y 10 -7.

30. ¿Que es una red de flujo y como se forma?

Una red de fliqo, es una representación gráfica, que presume el comportamiento del fluido en una masa de suelo. Básicamente y sin entrar en formulismos matemáticos, la red de flujo se forma con dos familias de curvas: - Líneas equipotenciales y líneas de flujo, las cuales deten ser ortogonales {%"), basado en estas redes podemos encontrar el gasto unitario que se presenta en un estudio hidráulico del suelo.

31 ¿Que diferencia hay ente un muro de retención y un ademe o tablestaca?

En la actual ingeniería se usan generalmente dos tipos de elemento de soporte de tierras: las RÍGIDAS y las FLEXIBLES. Los primeros son denominados MUROS y los segundos TABLESTACA. Los muros se construyen genialmente de mampostería o de concreto, simple o reforzado. La tablestaca suele ser de acero. Un muro diséñalo con el propósito de mantener una diferencia en los niveles del sitólo de sus dos lados se llana de RETENCIÓN. La tierra que produce el mayor nivel se llama relleno y es el elemento generador de presión. En caso de ademes o tablestacas se conocen como obras de ademado provisional, que se ejecuten en excavaciones para garantizar la estabilidad de las paredes durante el tiempo necesario para la construcción. Por lo general, estos elementos son de malera o de una combinación de madera y acero, y solo en casos excepcionales son totalmente de acera. Las tablestacas también son elementos de retención del suelo generalmente en fronteras de agua, dependiendo de la profundidad de hincado se agrupan en tablestaca de apoyo libre y de apoyo fijo.

32. ¿Porque tipos efe Mas se revisan tos muros?

Los muros % revisan por las siguientes fallas: • volteo • deslizamiento • capacidad de caga • deformación

33. ¿Cuáles son los estados de empuje que pueden causar la falla de un muro y en que consisten?

Los estados de empuje que pueden ocasionar la falla de un muro son: El empuje activo y el empuje pasivo.

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Los empujes consisten en : considerar ia teoría de "Estados PLÁSTICOS de equilibrio". Considerando un elemento suelo a una profundidad Z , en el interior de un semiespaeio de suelo en "reposo", encontrando la prestón efectiva en este punto. Obtenemos la siguiente expresión:

Pv= yZ y= peso volumétrico

Bajo presión vertical actuante el elemento de sueto se presiona lateramente originándose un esfuerzo horizontal PH, el cual se considera como directamente proporcional a Pv por tanto. Pv ~ PH, se requiere un constante de proporcionalidad a la cual se Hamo ko, y que es obtenida en laboratorio (en relación directa con el ángulo de fricción interna del material) quedando la expresión original de la siguiente forma:

Ph=koyZ

del diagrama de Mohr, si trazo la condición del sueto en reposo, existen dos posibilidades de llegar a la falla, una es reducir el esfuerzo horizontal, manteniendo el vertical constante, se llegará así al circulo B de falla, con un esfuerzo principal menor de a3=kAyZ, donde KA = coeficiente de presión activa. El segundo camino es tomar el esfuerzo yz como el esfuerzo principal menor, aumentando la prestón horizonte! hasta llegar a la falla donde la presión tenga un valor de kpy Z, donde kp = coeficiente de presión pasiva. De los valores de Ka y Kp se obtienen después los valores de empujes.

34, ¿Que es un empuje en un muro?

En el sentido práctico podemos decir que un empuje es el resultado de todas las presiones actuantes sobre el muro, aplicadas puntualmente sobre su centro de gravedad.

Puntualizando seña la resultante de presiones Aplicadas sobre el muro. Donde si obtenemos El diagrama de presiones ejercidas tendíanos: (ver figura) Obteniendo el área, de este triángulo obtenemos: (kaYH)H/2

Simplificando 14 ka y H2=Ea

De donde se obtiene el valor de Ea= 14 ka y H2, análogamente obtenemos Ep = 1/2kpyH2

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35. ¿Cuáles son tos diagramas de presiones activo /pasivo en un suelo cohesivo-fíccionante?

Partiendo de un diagrama de Mohr.

Partiendo de la teoría de esfuerzos tengo que

En el caso del estado activo tengo

Por lo que

Análogamente para el estado pasivo

Valuando para tengo

36. ¿Como se determina la altura crítica de un suelo que tiene cohesión?

Partiendo del diagrama de presiones:

El empuje activo seria

Y la altura crítica seria donde mis presiones son cero. Por lo tanto igualando ia expresión a cero obtengo:

Operando algebraicamente obtengo

La cud se denomina Altura Crítica del material "Cohesivo" en la práctica deberá ser afectada por un factor de seguridad de 2, como mínimo.

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37. ¿En que consiste el método efe Coulomb para calcularlos empujes?

Este método se considera como la primera teoría racional para el cáteuto de empujes de tierra sobre muros de retención. Donde se considera que el empuje sobre el muro se déte a un cufia se sueto limitada por el paramento del muro, la superficie del relleno y un superficie de falla desarrollada dentro del relleno a la que se supone plana

Es un método gráfico , que se simplifica en el teoría del triángulo de fuerzas, obteniendo la resultante (te falla por empuje de fierres, (recomendable principalmente par encontrar empuje activo),

38. ¿Como sería el diagrama real de presiones en una tablestaca y que es un diagrama efe presiones redistribuido?

La teoría y la observación permiten afirmar que la distribución de presiones horizontales en el respaldo de un tablestaca no corresponde a la ley de Coulomb, sino que depende del modo de deformarse que la estructura presente. Presento de modo esquemático los resultados de las observaciones hechas por distintos investigadores, sobre modelos para el caso de tras tipos de desplazamiento de la esfructura de soporte.

39. ¿Cuates son los elementos estructurales de un ademe o tablestaca?

En primer lugar se hincan una serie de postes o vigetas de acero de sección H, siguiendo el contomo de la excavación y hasta una profundidad mayor que el fondo de la misma, $ espacio enfre estos elementos se reviste con tablas horizontales que se añaden mienfras que la excavación progresa, según la profundidad aumenta, deberán afirmarse los elementos verticales hincados con puntales de acero ó fe madera, colocados transversalmente a la excavación, apoyados en largueros longitudinales.

40. ¿Que es un talud y para que sirve?

Se conoce con el nombre de taludes a cualquier superficie inclinada del suelo respecto a la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra, bien sea de forma natural o como consecuencia de la mano humana en una obra de ingeniería. Ei desarrollo de las vías de comunicación como: canales, caminos o ferrocarriles, así corro el impulso en la construcción de presas fe tierra, así como también la construcción de obras de protección confra la acción de ríos, por medio de bordos. Han puesto al diseño y construcción de taludes en un plano de relevancia ingenieril de primer orden, Pero a la vez exigen un mayor cuidado por parte del proyectista

4 1 ¿Che tipos de fa/Zas pueden tenerlos taludes?

Los tipos de fallas más frecuentes en taludes son: • falla por deslizamiento superficial

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• falla por movimiento de cuerpos de talud (rotacional, traslacional) • falla por erosión • falla por licuación • falla por capacidad de carga • falla local (pertenecen a las fallas rotacionales) • falla al pie de! talud (pertenecen a las fallas rotacionales) • falla de base (pertenecen a las fallas rotacionales)

42. ¿En que consiste el método de análisis del circulo de falla para un talud formado por suelos cohesivos?

Este método también conocido como "método sueco" es un sistema semigráfico y consiste en considerar que la superficie de falla es un cilindro, cuya traza con el plano en el que se calcula en un arco de circunferencia. Donde requeremos conocer el valor de la cohesión (s=c) y del peso volumétrico del material que conforma el talud. Se traza un arco de circunferencia de centro O y radio R encontrándose la superficie de falla (Sup. Rayada) y encontrando las fuerzas actuantes; momentos motores y momentos resistentes, los cuales se cáculan con las siguientes expresiones:

Mm = wd Mr = cLR

Estas fuerzas actuantes, tomadas como momentos: lo que indica que el momento de falla incipiente:

Mm=Mr Swd=cLR

Swd = Suma de todas las fuerzas actuantes (Pesos y Sobrecargas) Definimos un factor de seguridad.

F.S = cLR Swd

43. ¿En que consiste el método de las dovelas y a que suelo se aplica?

Este método se aplica a suelos con cohesión y fricción siguiendo la ley de resistencia al esfuerzo cortante s = c+ tan(|>. Derivado del método sueco, realizado por Fellenius en 1927. Donde se propone un circulo de falla y la masa de tierra se divide en dovelas, las cuales en número, es a criterio del ingeniero proyectista. Se analiza el equilibrio de cada dovela obteniendo Wi=peso de la dovela de espesor unitario, las fuerzas Ni y Ti = reacciones normales y tangenciales del suelo a lo largo de la superficie de deslizamiento. Calculando entonces los momentos motores y resistentes:

44. Menciona 4 métodos correcí/Vos de taludes

• Tender taludes • Empleo de bermas laterales o frontales

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• Empleo de materiates estabilizantes • Empleo de muros de retención • Precauciones de drenaje

45. ¿Cual es la ecuación genera/ efe Terzaghi de capacidad de carga y bajo que condiciones de suelo y cimiento se elaboró?

La ecuación general propuesta por Terzaghi es:

Aqc=cNc +Y&fNq VáyBNY

Donde se cubre el caso más genera, suelos con cohesión-fricción. Se aplica la expresión "Cimiento poco profundo" donde el ancho B es igual ó mayor que la distancia vertical entre el terreno natural y la base del cimiento (profundidad de desplante) Df. Donde se desprecia la resistencia al esfuerzo cortante arriba del nivel de desplante del cimiento, considerándola sólo de dicho nivel hacia abajo. El terreno sobre la base del cimiento se supone solo produce un efecto, que puede traducirse en un sobrecarga q= yDf actuando en un plano horizontal que pasa por la base del cimiento.

Con base en los estudios de Prandtl, para el caso de un medio "puramente cohesroo" Terzaghi propuso el mecanismo de falla para un cimiento poco profundo, de longitud infinita normal al plano del papel.

De un análisis de fuerzas, producidas por la Zona I, II y III y aplicando los factores de capacidad (que están en función del ángulo de fricción interna <|>) se obtiene la ecuación general propuesta por Terzaghi:

46. ¿En que consisten los criterios para aplicar los factores de seguridad aplicados a cimentaciones poco profundas?

Los criterios para asigna' valores de seguridad, conocictos como factor de seguridad, van de acuerdo a la importancia de la obra y al orden de incertidumbres que se manejen; siendo rigoristas estos valores deberían ser diferentes en cada caso, pero en aras de simplificar los cálculos se han establecido valores típicos aceptados por la costumbre y la experiencia que % aplican a las cimentaciones poco profundas. Uno de los criterios más aceptables en la práctica es el de la Comisión Federa de Electricidad (CFE); en términos de factor de resistencia (Fr) que matemáticamente es el recíproco del factor de seguridad.

Fr = I Fs

Tabla 1.1 (CFE).

47. ¿Como se considera la forma del cimiento según Terzaghi para evaluarla capacidad de carga?

La teoría propuesta por Terzaghi para evaluar la capacidad de carga se refiere a condiciones ideales tales como: Cimientos continuos, es decir, de longitud infinita normal al plano del papel.

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Esto por la simplicidad en la manipulación matemática; recordando que estes teorías son producto de la Teoría de la Elasticidad y del Medio continuo, de poca efectividad en mecánica de suelos.

48. ¿ Cuetes son tos tipos (fe falla por capacidad de carga?

De las teorías de capacidad de carga se deducen los siguientes estados o condiciones de falla: • Feria general —^suelos de "buen comportamiento" • Falla local -^suelos de resistencia media • Falla de punsonamiento -Suelos "malos"

49. ¿Cual es la clasificación general de las cimentaciones y como se clasifican en particular cada una de ellas?

Para empezar, definiremos lo que es una cimentación, la cual es :Un sistema producto de la interacción entre el suelo y el cimiento éste considerado como un elemento estructural para distribuir las cargas de la superestructura.

De este definición podemos clasifica' a las cimentaciones como ¡SUPERFICIALES y PROFUNDAS. Las cimentaciones superficiales a su vez se clasifican en:

• Zapatas aisladas • Zapatas Corridas • Losas de cimentación

Las cimentaciones profundas se clasifican en: • Pilotes • Pilas • Cilindros

Existe otra forma de cimentación conocida como cimentación COMPENSADA que a su vez se clasifica como:

• Compensada parcial • Compensada total • Sobrecompensaeión •

50. ¿En Que consiste el diseño de una cimentación?

Para que el proyectista realice un correcto diseño de cimentación, debe analiza- los siguientes puntos, que son los de mayor importancia: • Recopilar información del sitio y obras en la zona • Recorrido de campo • Topografia • Uso de fotografías aereas o satelitales • Reconocimiento geológico

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• Exploración • Laboratorio • Propuesta de tipo de cimentación, profundidad de desplante • Dimensionamiento • Revisión de la capacidad de carga • Revisión de las deformaciones • Análisis de estabilidad de excavaciones, NAF, empujes, etc.

51 Para la utilización del método semi-empírico de Terzaghi se requieren conocerlas características de la geometría y carga de relleno y del material de relleno. Diga cuales son.

El Dr. Terzaghi propuso la teoría para el cálculo de empujes contra muros de retención. La primera condición es que éste» muros deben ser de escasa altura; 7m, como máximo. El material de relleno se encasilla en los siguientes 5 grupos.

I. Suelo granular grueso sin finos II. Suelo granular grueso, con finos limosos III. Sueto residuo con cantos, bloques de piedra, gravas, arenas finas y finos arcillosos en

cantidad apreciabie. IV. Arcillas plásticas blandas, limos orgánicos o arcillas limosas. V. Fragmentos de arcilla dura o medianamente dura, protegidos de modo que el agua

proveniente de cualquier fuente no penetre entre los fragmentos.

Note: Los suelos IV y V deben ser considerados no deseables e incluso rechazables. Se debe conocer la geometría del relleno y la condición de cargas

1. La superficie del relleno es plana, inclinada o no y sin sobrecarga alguna. 2. La superficie del relleno es inclinada a partir de la corona del muro, hasta un cierto nivel, en

que se torna horizontal 3. La superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa una sobrecarga uniformemente

repartida 4. La superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa una sobrecarga linea paralela a la

corona del muro y uniformemente distribuida

52. Explique que es una cimentación compensada

Trataré de explicarla de manera sencilla, se trata de desplantar a una profundidad tal que el peso de la tierra excavada iguale al peso de la estructura, por lo que el nivel de desplante, no sienta la sustitución efectuada por no llegarle ninguna presión en añadidura a la origina. Este tipo de cimentaron exige, por supuesto, que las excavaciones efectuadas no se rellenen posteriormente.

53. ¿Que problemas puede causar una cimentación sobrecompensasda y que se podría considerar para evitarlo?

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Ocasionaría problemas de "Emersión de la estructura'', por lo que la estructura no b^aria con la velocidad de la consolidación regional.

En lo referente a una carga adicional a la carga compensada que el suelo pueda tomar por capacidad de carga, el análisis se reduce a las teorías de capacidad de carga. El problema o punto crítico sería el análisis de asentamientos que produzca la parte de presión no compensada, que frecuentemente limita la parte de la presión de la estructura que pueda quedar sin ser compensada, lo cual obliga a realiza- excavaciones (te la profundidad necesaria para la compensación suficiente-

Por lo que el problema principal serían asentamientos fuertes por lo que se déte limitar el incremento de presión, y de preferencia excavar a la profundidad necesaria para que los efectos de sobrecarga no produzcan asentamientos por arriba de lo permisible.

54. ¿Como se clasifican las cimentaciones profundas y cual es la principal diferencia entre ellas?

Las cimentaciones profundas se clasifican, como ya se dijo, en: • pilotes • pilas • cilindros • cajones

donde la principal diferencia es la geometría, es decir, en la magnitud de su diámetro o lado, según sean de sección, circular ó rectangular, que son los más comunes.

Clasificación por diámetros: • Pilotes: 0.30 a 1.0 m, pueden ser de madera, concreto ó acero. • Pilas: 1.00 a 2.0 m, pueden ser de mampostería ó concreto • Cilindros: 3.00 a 6.0 m, son de concreto • Cajones: 3.00 a 6.0 m, son de concreto

55. Considerando la forma de trabajo efe fas c/menfac/ones profundas estas pueden ser las siguientes:

Generalizando la forma de trab^o y aplicando a pilotes, tenemos que por forma de trab^o, los pilotes se clasifican en: DE PUNTA, DE FRICCIÓN y MIXTOS. Los pilotes de punta desarrollan su capacidad de carga con apoyo directo en un estrato resistente Los pilotes de fricción, desarrollan su resistencia por la fricción lateral que generan contra el suelo que los rodea. Los pilotes mixtos, aprovechan a la vez estes dos efectos.

Según el procedimiento de construcción y de colocación, los pilotes de concreto (que son los más empleados) pueden ser prefabricados e hincados a golpes o a presión, ó colocados en el lugar.

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56. ¿ Cuáles son tos aspectos de un pilote por fricción y que se debe efe considerar para que íenga un buen frabajo?

Se consideran pilotes de fricción a aquellos que están totalmente embebidos en material blando, de modo que su resistencia proviene total o casi totalmente de la adherencia que % desatolla en el fuste, en el caso de suelos cohesivos o de la fricción entre suelo y pilote, en el caso de suelos friccionantes.

Por lo que; para que un pilote de fricción tenga un buen confortamiento se deben considerar los siguientes puntos:

• RUGOSIDAD • SECCIÓN (que desarrolle un mayor perímetro y por lo tanto obtener una mayar área lateral) • FORMA DE COLOCACIÓN

57. ¿Que es la fricción negativa y como se puede tomar en cuenta en el diseño?

Si un pilotaje atraviesa una capa de terreno que se ve sometida a un proceso de consolidación ó, en general a un asentamiento se producirá un descenso del suelo inmediatamente próximo al fuste de los pilotes con respecto a estos. Como los pilotes se moverán menos que el terreno circundante, éste tenderá a "colgarse" de sus fustes, induciendo en aquellos una sobrecarga que puede considerarse producida por un cierto rozamiento de signo contrario al resistente.

Las conpresiones asi inducidas en un pilote van aumentando a medida que lo hace el asiento relativo del terreno con respecto del pilote, hasta alcanzar unos valores máximos en cada sección, correspondientes al momento en que los movimientos del terreno alcanzan tal magnitud que se produce un deslizamiento o rotura al fuste del pilote y las más alejadas, por lo que se tiene mayor carga actuando sobre el pilote y terreno de apoyo del pilote.

Estos valores máximos y su distribución a lo largo del pilote son lo que; con efectos prácticos, interesa usualmente estimar, también puede ser interesante estudiar la evolución de esos esfuerzos con el tiempo, aunque ello suele resultar más dificultoso.

El "rozamiento negativo" inducido supondrá que el pilote se verá sometido a unas cargas que, junto con la carga exterior transmitida por la estructura, habrán de ser resistidas por el terreno de los estratos interiores en que se apoye el pilote. Con ello la capacidad resistente del pilotaje como cimiento se verá reducida puesto que, por un lado, no se dispondrá del rozamiento positivo del fuste en la zona en que el terreno se ha movido más que el pilote y, por otro, las zonas más profundas del terreno habrán de resistir la carga exterior más la dada por el razonamiento negativo.

Qt =QfM - Qf(-) (Zeevaert, 1973) Qf=cAL

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El análisis de equilibrio y estabilidad estructural para que el rozamiento negativo no cause problemas sería: 58. Explique como es el procedimiento constructivo de una pila de c/meníactón?

Las pilas suelen ser preexcavadas a mano o con maquinaría especial, pues sus dimensiones prohiben el hincado a golpes. El procedimiento se conoce con el nombre de 'Pom Seco", que consiste en excavar un pozo hasta el estrato resistente, convenientemente ademado y de dimensiones tales que un hombre pueda trateyar en su interior, solo puede aplicarse en terrenos secos o en las que las filtraciones sean pequeñas.

También, existen los métodos de Chicago y de Gow y de nuevo empleo los métodos neumáticos ó de aire comprimido.

59. ¿Que problemas se pueden generar en una cimentación en una zona minada y amo se pueden resolver?

La explotación de ninas en la zona de Lomas del Distrito Federal pueden cruzar muchos predios, muchas de estes galerías pueden estar actualmente rellenas de material arenoso suelto, lo cual, sin disminuir mucho su peligrosidad, hace muy difícil su localizactón. Cuando las zapatas de cimentación quedan asentadas en estas zonas falsas se producen asentamientos diferenciales fuertes entre columnas, lo cual ha sido fuente de problemas que incluso llegan al colapso de la estructura.

La forma de resolver estos problemas sería un adecuado estudio geotécnico, en base a sondeos y métodos geofísicos para encontrar zonas cavernosas, y si estas se encuentran controladas. Si se encuentra una galería mi determinación sería no construir en dicha área.

Si se decide cimentar en esta zona, para un análisis de capacidad de carga en Zapatas, se ha usado un factor de seguridad hasta de 6, sobre todo para limitar las asentamientos diferenciales.

Lo más adecuado es dale un tratamiento a las minas.

60. Explique como es el sistema efe pilotes de control diseñados por el Ing. Manuel González Flores.

Estos pilotes son, en esencia, pilotes de punta del tipo que atraviesa libremente la cimentación, sobre cuya cabeza se coloca un puente unido a la losa de cimentación de la estructura; este puente consiste de una vigueta de acero anclada a la tosa con tornillos largos de acero. La unión entre la cabeza del pilote y la vigueta del puente se establece con un dispositivo formado por superposiciones sucesivas de placas delgadas de acero y sistemas de cubos pequeños de madera con características especiales.

Lo anterior con la finalidad de hacer trabajar al pilote a la carga que se deseé, siempre y cuando sea interior a la carga de falla. El objetivo principa es lograr que la estructura baje simultáneamente con la superficie del suelo.

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5. geología

CUESTIONARIO DE GEOLOGÍA

1. Define los siguientes conceptos: GEOLOGÍA. Es la ciencia que trata del origen, historia y estructura de la Tierra tal como aparecen registradas en las rocas y de las fuerzas y procesos que actúan modificando éstas.

Son objeto de la geología todos los estudios referentes a la atmósfera, hidrosfera (comprensiva de todas las aguas terráqueas) y litosfera (rocas, suelos y demás constituyentes del Globo propiamente dicho) de la Tierra.

ESTUDIAR PRINCIPIOS DE GEOLOGÍA KRYNiNE 15-16

GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENIERÍA. Es la rama del saber humano que utiliza la información geológica, en combinación con la práctica y la experiencia, para auxiliar al ingeniero en la solución de problemas en los que tal conocimiento puede ser aplicable. La diferencia entre Geología Ingenien! y la Geología propiamente dicha reside esencialmente en sus alcances respectivos.

KRYNINE 16-17

GEOTECNIA. El advenimiento de la mecánica de suelo despertó entre los ingenieros un gran interés por la geología, desde el momento en que se dieron cuenta de que la eficacia de la mecánica del suelo puede incrementar ampliamente combinándola con la geología.

De este modo la Geología Ingenieril reforzada con información útil, sacada de otras dencias del suelo y con adecuadas nociones de Ingeniería, se transforma gradualmente en una rama del ser humano: la GEOTECNIA.

KRYNINE 17-21

2. ¿Cuál es la causa de terremotos o sismos en el mundo?

Un terremoto es una vibración y oscilación de la superficie del terreno por una alteración pasajera del equilibrio elástico o gravitacional de las rocas en la superficie o por debajo de ella. El terremoto puede ser artificial si la alteración la ha produddo el hombre. En el caso de un terremoto natural, la alteración y los movimientos consiguientes que dan lugar a impulsos elásticos, u ondas se producen por procesos naturales en la tierra. Los terremotos naturales se clasifican en tectónicos, plutónicos y volcánicos, según si las fuerzas que producen el movimiento en la fuente son, respectivamente, de origen estructural, provenientes de cambios profundos o consecuencia de actividad volcánica.

El lugar de la corteza terrestre donde se origina el terremoto es un foco. La proyecdón del foco en al superficie del terreno o un área limitada de dicha superficie es el epicentro del terremoto. La teoría de repercusión elástica de los terremotos tectónicos explica la aparición de un terremoto por acumuladón gradual de tensión en una zona dada y aumento gradual en la cantidad de

fuerzas elásticas almacenadas. Una tensión suficientemente grande rompe la corteza terrestre con la formación de una falla.

La fricción entre los lados en movimientos de la falla da lugar a las ondas elásticas. Otra opinión es que las ondas se producen por las vibradones de la masa sometida a tensión. La energía almacenada en la roca antes del terremoto se libera al producir estas ondas y parcialmente se gesta en calor. La cantidad de energía liberada es loa medida de la magnitud de un terremoto.

KRYNINECAP18

3. En México, ¿dónde y cuál es la causa principal de los sismos de mayor intensidad?

Hay dos zona principales en el mundo donde es más frecuente la actividad sísmica: el cinturón circumpacífico y el cinturón alpino.

Buena parte de nuestro país está dentro del Cinturón Circumpacífico, por lo que frecuentemente es sacudido por fuertes sismos. Los principales sismos en México son causados por la subducción de la Placa de Cocos por debajo de la placa americana, frente a las costas de los edos. de Chiapas, Oaxaca, Guerrero, Michoacán, Colima y Jalisco. Se tienen también problemas sísmicos causados por la falla de Sn. Andrés en Baja California y Norte de Sonora, así como también a lo largo del Eje Neovolcánico, que atraviesa el país de lado a lado en su parte central. La intensidad sísmica decrece en franjas paralelas a la costa, como indica la figura, siendo las zonas menos sísmicas del país las correspondientes a los edos. de Durango, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas y la penínisula de Yucatán.

EXPERIENCIAS DE LOS SISMOS DE SEPT. GENERACIÓN, PROPAGACIÓN Y EFECTOS DE TEMBLORES

4. ¿Cuáles son los minerales más importantes para la construcción?

Un mineral es una sustancia inorgánica natural de composición química y estructuras definidas.

NO SOLUBLES Calcita. PG. 30 Dolomita 30 Yeso 30 Anhidrita 30 Sal Zeolita 26 M. INESTABLES Moscovita 2S,36 Pirotita MP. INESTABLES Montmorillonita 34-36 Nefelina

Leocita MAC. SULFÚRICO Pirita 316 Pirotita BAJO COEF.DE FRICCIÓN Montmorillonita Talco 25-26 Elorita Serpentiontta29,60164 Micas 26 Grafito 25 Molibdenita MP. EXPANSIVOS Montmorillonita Anhidrita M. C. PORTLAND Opalo 55 Vidrio volcánico Pedernales Yeso 30 Eolitas Micas

PG. 22-36 KRYNINE CUADRO 1-1 PG.25

CUADRO 1-2 PG.26-27

5. ¿Cuál es el ciclo de las rocas?

Las rocas se constituyen de varias maneras: 1) Por enfriamiento de magma, es decir, del fluido caliente (roca fundida) que procede de profundidades considerables bajo la superficie de la Tierra; 2) por precipitación de materia orgánica contenida en las aguas; 3) por deposición de conchas de diversos organismos; 4) por condensación de gases que contengan partículas minerales; 5)por desintegración de otras rocas y consiguiente recombinadón de los minerales restantes, que constituyen nuevos tipos de roca y; 6) por acción de intenso calor o presión, actuando por separado o de consumo sobre tipos de roca preexistentes.

tariEAs Erosión, arrastre, condensación de

^ - gases, deposición de conchas,

i reatmbinación, precipitación de mat

^inorgámcos en Jas aguas.

SEDIMENTARIAS

6. ¿Cómo se forman las rocas ígneas?

Provienen de la actividad volcánica y han surgido a flor de tierra por las presiones del núcleo central en fusión. Se solidificaron en profundidad en montones subterráneos, desde donde dueron proyectadas por los orificios volcánicos. Por enfriamiento, pasaron del estado líquido (ígneas) atestado sólido. Entre duchas rocas figuran los granitos, rocas de profundidad, cuyos macizos profundos afluyeron como consecuencia de la desaparición de la cubería sedimentaria desaparecida por erosión, las traquitas y los basaltos, rocas volcánicas formadas por lavas que se enfriaron, tec. Al enfriarse estas rocas compactas , han dejado cristalizar una parte de sus elementos, y así su rotura presenta pequeños corstales que se distinguen a simple vista o con ayuda de un microscopio.

FIG. 1-13 PG 45 CUADRO 1-3 PG.46 KRYNINE

Las rocas ígneas se han formado en la superficie de la Tierra o a diversas profundidades. Este hecho ejerce influencia sobre su textura y, en algunos casos, sobre su estructura.

Intrusivas. Son las rocas ígneas que se han formado a grandes profundidades se presentan en contravetas de profundo asiento, batolitos, chimeneas (stocks) y lacolitos. Estos términos se refieren a diversos tipos de intrusiones magmáticas en la corteza terrestre. Por lo general estas rocas constituyen excelentes materiales de apoyo a sustentación, pero deberán examinarse con mucho detalle si han de soportar construcciones pesadas tales como presas de sillerías.

Hipoabisales Se forman a profundidades maoderadsa. Debe mencionarse la diabasa (dolerita). Buena para carreteras y pavimentos.

Extrusivas. Las rocas volcánicas se forman en la superficie o próximas a ella. Pueden ser duras y competentes, o bien, aparecer interestratificadas con amteriales volcánicos incoherentes tales como tobas, cenizas y arenas. Estos materiales, sueltos y desgregados, pueden ocasionar dificultades para la construcción tales como hundimientos en túneles, grandes pérdidas por fugas en los embalses y taludes inestables. En cuanto a las ventajas, existe la posibilidad de que los materiales incoherentes puedan usarse como puzolanas que reemplacen parcialmente al cemento enel hormigón.

KRYNINE 44-52

7. ¿Cuáles son las rocas piroclásticas?

Todos los materiales no coherentes que lanzan los volcanes, se conocen, en general, como cenizas (las rocas de gran tamaño que ocasionalmente arrojan los volcanes pueden denominarse bombas). Si los gragmentos

independientes de las cenizas quedan soldadas o aglomeradas por presión o mediante cualquier otro agente, se forman las tobas. Es un material de grano fino, ligero de peso, de color gris-amarillo. Puede ser blando o muy duro, según sea el grado de aglomeración experimentado. Las partículas de mayor tamaño arrojadas por un volcán pueden soldarse íntima y estrechamente entre sí y constituyen entonces una brecha o aglomerado volcánico.

Generalmente las brechas volcánicas o de deposición constituyen buenos materiales de sustentación. Las brechas de falla, compuestas de fragmentos de rocas que han resultado rotas o desagregadas como consecuencia de fallamiento, se aceptan raramente como material de cimentación y apoyo, a menos que estén bien cimentadas y resulten competentes.

Bombas > 32 mm 32 mm > Pilli >4 mm

Cenizas < 4 mm

8. Mencione algunas rocas ígneas importante para la construcción.

INTRUSIVAS Granito (feldespato, cuarzo y mica). La textura granítica se extiende entre

tamaños de grano de medio a grueso.. El color del granito depende del color del feldespato prefominante y, puede extenderse desde el blanco algris oscuro, sin que sean raros los rojos, rosas y color carne. Su estructura es compacta, o masiva, aunque su adiaclasamiento lo cuartee con frecuencia en bloques bastante grandes.

Monzonita. Es una roca de grano grueso a fino, de tonalidades reises claras, compuesta de feldespato y algo de biotita y lornablenda.

Sienita. se compone de los mismos minerales que el granito, pero tiene poco o nada cuarzo. Por lo demás, es semejante al granito, al que pasa lateralmente con frecuencia.

Otros miembros de este grupo son las rocas duras y pesadas diorita, gabbro y peridotita, de las cuales las dos últimas se presentan con frecuencia asociadas. Por lo que se refiere a su aptitud para la construcción, las peridotítas deben considerarse con precaución, ya que corrientemente se alteran y se transforman en serpentina.

HIPOABISALES Diabasa (dolerita). Es una roca resistente, muy aporpiada para carreteras

y pavimentos, pero debería juzgarse con precaución como asiento de cierres de embalse, ya que por su modo de formación puede acarrear numerosas cavidades o fisuras.

EXTRUSIVAS Felsitas. Dentro del grupo de la felsita son muy semejantes la riolita y la

traquita, que difieren solamente por su contenido de cuarzo. Su color se extiende entre el gris claro y el oscuro. También la andesita, de tonos oscuros, pertenece al grupo. Suelen ofrecer una masa de fondo vitrea con cristales empastados.

Basalto (trapock). El término se emplea para designar rocas oscuras de grano fino. Desde el punto de vista petrográfico, el basalto es una roca caracterizada por el predominio de plagiodasa, la rpesencia de cantidades considerables de piroxeno y algo de olivino, y por la falta de cuarzo. Es de grano fino, y a veces lo es tanto que no se percibe ni con lupa. Su color varía de gris oscuro a negro. Una característica bien conocida es su adiadasamiento o crucero columnar, prácticamente hexagonal. Cuando se metioriza, el basalto adquiere tonalidades de rojo de herrumbe (canteras de basalto).

Piedra pómez (pumita). Es una de lar rocas volcánicas vitreas, pero está dotada de textura pétrea o terrea con falta absoluta de cristales. Su estructura es muy vesicular o esponjosa, y su peso específico permite que floten sus fragmentos en el agua. Como material de sustentación es francametne dudoso, como consecuencia de su reducida densidad y alta porosidad.

KRYNINE 46-50

9. ¿Qué es el intemperismo y cuántas clases de éste existen?

Son transformaciones debidas a fenómenos lentos cuya importancia no suele ponerse de relieve instantáneamente (desgaste de las rocas por la lluvia, depósito de las aguas calcáreas, derrumbamietno de acantilados) pero cuya repetcición constante y su continuidad contribuyen a la modificación de la corteza terrestre.

ACCIÓN DEL AIRE En reposo, el aire obra sobre las rocas, merced a los elementos activos

de que está constituido; el oxígeno y el gas carbónico. Las diferencias de temperatura contribuyen también a la disgragación de las rocas.

En movimiento. El aire produce la disgragaciónde las rocas a causa de sus diversos movimientos, debidos a las diferencia de temperatura que experimenta y las diferencias de presión que se establecen en el seno de la atmósfera.

La erosión. La arena transportada por el viento obra sobre las rocas puliéndolas y labrándolas.

La edificación. Las arenas transportadas llenan los cauces de los ríos y forman dunas.

ACCIÓN DEL AGUA CORRIENTE Agua de infiltración. Cuando la lluvia cae sobre un suelo permeable, el

aguase infiltra en él y disuelve las materias sólidas, sobre todo las calcáreas, merced a la presencia del anhídrido carbónico; las partes disueltas de al roca son arrastradas.

Agua de superficie. Para abrir su lecho, los ríos disuelven las materias solubles, desgastando mecánicamente las rocas menos duras.

ACCIÓN DEL AGUA SOLIDA Erosión. Los glaciares ejercen presiones considerables. Se abren un

lecho, arrancando todos los materiales que encuentran a su paso.

Edificación. El hielo ha arrastrado en su avance ios detritus que encontraba, incorporándolos a su morena de fondo, la cual se prolonga desde el punto de partida del bloque, en la dirección del hielo.

ACCIÓN DEL MAR El mar está en constante movimiento (olas, mareas, corrientes marinas) y

produce efectos comparables a los de las aguas corrientes, pero mucho más intensos.

Erosión. El agua desgasta todas las rocas blandas, provoca el desprendimiento de las partes más duras y corroe constantemente las costas.

Edificación. Todos los materiales arrancados son arrastrados durante mucho tiempo por las olas y reducidos al estado de guijarros o de arena fina, constituyendo las playas.

Depósitos químicos. En las costas llanas y bajas, forma lagunas. El agua se estas lagunas deposita, por evaporación, la sal y el yeso que lleva en suspensión. Tal fenómeno se aprovecha en las salinas.

ACCIÓN DE LOS ORGANISMOS VIVOS Acción de los vegetales. Ante todo, los vegetales modifican la naturaleza

del suelo donde arraigan. Mueren en el lugar donde nacen, constituyendo capas más o menos profundas de residuos que pueden quedar luego cubiertos por sedimentos, y conservarse en el seno de la Tierra.

Acción de los animales.

FACTORES QUE AFECTAN EL SERVICIO DE LA ROCA EN INGENIERÍA Acción del hielo. Si una roca está saturada la congelación de ésta

produce esfuerzos de tensión en la capa, que puede agrietarse por tal causa. El diámetro de los poros influye tanto como el grado de saturación en la acción del hielo.

Destrucción química. En muchas grandes ciudades, la piedra de construcción quizá se vea más afectada por los gases atmosféricas que por cualquier otro agente destructivo.

Destrucción física. A veces aparecen por cristalización de sales (sulfatos y cloruros) unas manchas blancas llamadas eflorescencias, en la superficie exterior de los edificios. Habrá un crecimiento de los cristales que puede producir un exceso de presión hidrostática y la desintegración correspondiente de la piedra.

El calentamiento cíclico a alta temperatura y su enfriamiento subsiguiente puede también destruir una roca, sobretodo si los minerales constituyentes son calcita o feldespato.

Las variaciones de temperatura pueden también producir la exfoliación de una roca.

KRYNINE 362-366, 113-115

10. ¿Porqué es importante el intemperismo en la ingeniería de construcción?

Todas las obras de construcción están expuestas a los efectos del imtemperismo, los cuales debemos considerar en la construcción y mantenimientos de las estructuras.

También influye en la selección de materiales y por ende, en el costo de la obra.

11. ¿Qué es la erosión?

Desgaste y modificación sobre las partes sólidas de la corteza terrestre por agentes o factores exógenos o epigénicos.

Eólica. La producida por la acción del viento y que se manifieste principalmente por el transporte de arena y formación de dunas y médanos.

Hídrica. La producida por las corrientes de vapor o agua, los glaciares, los torrentes, etc.

Marina. La producida en las costas por la olas y comentes marinas. Mecánica y química. La producida por grandes oscilaciones de

temperatura, heladas, vientos, agua del ácido carbónico, ácidos lumínicos, etc,

12. ¿Porqué es importante la erosión en la ingeniería de la construcción?

Todas las obras de construcción están expuestas a los efectos de la erosión, los cuales debemos considerar en la construcción y mantenimientos de las estructuras

También influye en la selección de materiales y por ende, en el costo de la obra.

13. Define los siguientes conceptos:

SUELO. Todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. Quedan excluidas de la definición las rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos sedimentarios altamente cementados, que no se ablanden o desintegren rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe considerarse como parte integral del mismo.

SUELOS RESIDUALES. Los productos del ataque de los agentes de intemperismo pueden quedar en el lugar, directamente sobre la roca de la cual se derivan, dando así origen a suelos llamados residuales.

Existen dos conceptos que juegan un papel muy importante. Son éstos ei perfil de meteorización y el conjunto de estructuras heredadas. El primero es la secuencia de materiales con diferentes propiedades que se ha formado en el lugar donde se le encuentra y que sobreyace a la roca no meteorizada. Se forma, tanto por ataque mecánico como por descomposición química, y puede vairar considerablemente de un punto a otro, sobre todo por variaciones locales en el tipo y estructura de la roca, topografía, condiciones de erosión, régimen de aguas subterráneas y clima.

Las estmcturas heredadas consisten en diaclasas, exfoliaciones, juntas, grietas, fallas y otros defectos estructurales que muestran el suelo como herencia de los que tenía la roca original. Su influencia es tal que frecuentemente las propiedades mecánicas de una muestra "intacta" del material no puede considerarse en absoluto representativa de las propiedades del conjunto.

SUELOS TRANSPORTADOS. Los productos del intemperismo pueden ser removidos del lugar de formación, por los mismos agentes geológicos y redepositados en otra zona. Así se generan suelos que sobreyacen a otros estratos sin relación directa con ellos; a estos suelos se les llama transportados.

Existen numerosos agentes de transporte: los glaciares, los vientos, los ríos y corrientes de agua superficial, los mares y las fuerzas de gravedad, estos actúan a menudo combinándose,

Escurrimiento de aguas y gravedad. Forma los depósitos de talud. Escurrimiento de torrentes. Produce arrastre de materiales de gran

tamaño que se depositan gradualmente a lo largo de su curso. Los ríos acarrean materiales de muy diversas graduaciones

depositándolos a lo largo de su perfil, según la velocidad del curso. Depósitos lacustres. Son generalmente de grano muy fino por la poca

velocidad del flujo de las aguas de los lagos. Depósitos marinos. Estratificados. Depósitos glaciares. Formados por suelos heterogéneos desde grandes

bloques hasta materiales muy finamente graduados por las presiones y abrasión por el movimiento del hielo.

Los vientos, arrastra desde limos hasta arenas gruesas. Puede depositarlos a muchos kilómetros (loess y médanos).

SUELOS GRUESOS. En los suelos gruesos el comportamiento mecánico e hidráulico está principalmente condicionado por su compacidad y por la. orientación de sus partículas, por lo que la constitución mineralógica es, hasta cierto punto, secundaria.

En los suelos gruesos los minerales predominantes son: silicatos (feldespato, micas, olivino, serpentina, etc.); óxidos (cuarzo, limonita, magnetita, corindón); carbonates (calcita, dolomita) y sulfates (anhidrita y yeso).

SUELOS FINOS. Partiendo de los numerosos minerales (principalmente silicatos) que se encuentran en las rocas ígneas y metamórficas, los agentes da la composición química llegan a un producto final: la arcilla.

El comportamiento mecánico de las arcillas se ve decisivamente influido por su estructura en general y constitución mineralógica en particular.

Las arcillas están constituidas básicamente por silicatos de aluminio hidratados, en algunas ocasiones, silicatos de magnesio, hierro u otros metales, también hidratados. Estos minerales tienen una estructura cristalina definida, cuyos átomos se disponen en láminas. Existen dos variedades de láminas: la silícica y la alumínica

FIG. 1-1 Y 1-2 PG 38-39 MEC. DE SUELOS T-1

Oxígeno ¿xigenos

Silicio

mi

De acuerdo con su estaictura reticular los minerales de arcillas se encasillan en tres grandes grupos:

caolinitas, montmorillonitas e ilitas.

Caolinitas. Relativamente

estables en presencia del agua. Montmorillonitas. Presentarán fuerte

tendencia a la inestabilidad en presencia del agua.

Ilitas. su constitución interna manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen el área expuesta al agua por unidad de volumen; por ello, su expansividad es menor que la de las montmorillonitas y en general, las ilíticas, se comportan mecánicamente en forma más favorable para el ingeniero.

MECÁNICA DE SUELOS. Ciencia que se apoya en conocimientos físicos y mecánicos y, más especialmente en el estudio de esfuerzos y tensines y deformaciones en los suelos. Los métodos de la mecánica de suelos van penetrando gradualmente en el campo de geología. Debe subrayarse que la mecánica de suelos, además de ser una ciencia de la Tierra, es una ciencia básica de la ingeniería. Lo mismo de la mecánica de rocas.

14. ¿Cómo se forman las rocas sedimentarias?

Se forman cuando los productos de desintegración y descomposición de cualquier tipo de roca son tansportados, se vuelven a depositar y se consolidan o cimentan parcialmente.

Esta clasificación abarca también lar rocas que resultan de la precipitación química o la deposición de restos orgánicos en el agua. Los depósitos abandonados por al acción sedimentaria se suelen reconocer por su estructura en lechos o capas ( estratificados), en oposición a la estrucura generalmente compacta o masiva de las rocas ígneas. La designación generalmente de sedimento, se aplica comúnmente a depósitos procedentes de acción de aguas, viento o glaciares.

Los minerales, fragmentos de rocas o restos orgánicos que constituyen una roca sedimentaria se denominan componentes. La roca está constituida por partículas o granos formados de estos componentes los tamaños y, a veces, la

distribución de esos granos constituyen la base parar la clasificación de las rocas sedimentarias.

Conforme avanza la erosión de una masa de roca por acción de los agentes atmosféricos o químicos, va siendo gradualmente destruida y los fragmentos que resultan varían mucho por lo que a sus tamaños se refiere. Cuanto más avanzado esté el proceso de abrasión tanto más pequeño será el tamaño de los fragmentos resultantes. De hecho, este tamaño (no arcillas) suele proporcionar una clave en lo referente a la distancia del transporte experimentado; cuanto más pequeño es el tamaño tanto mayoría sido la distancia de transporte. Los diversos tamaños de granos encontrados en las rocas sedimentarias son, en orden descendente, el de bolos, cantos, gravas, arenas, limos y arcillas.

CUADRO -MPG. 53 KRYNINE 52-60

15. ¿Cuáles son las rocas sedimentarías clásticas?

Clásticas o detríticas, compuestas de fragmentos de rocas y minerales preexistentes.

CUADRO 1-5 PG. 55 KRYNINE (clásticas)

16. ¿Cuáles son las rocas sedimentarías químicas y bioquímicas?

Químicas, (finamente cristalinas) la mayor parte de ellas con adiciones orgánicas.

CUADRO 1-5 PG. 55 KRYNINE (cristalinas) Bioquímicas (amorfas, biofragmentarias) compuestas por fragmentos de

pequeños invertebrados. CUADRO 1-5 PG. 55 KRYNINE (amorfas y biofragmentarias)

17. Menciona algunas rocas sedimentarías importantes en la construcción.

Desde un punto de vista ingenieril las rocas más importantes entre las sedimentarias son las areniscas, calizas y margas.

Areniscas. Es variable el tamaño de los granos en las areniscas; según su textura pueden variar de grno fino a grueso. La estructura de una arenisca puede ser compacta, horizontalmente estratificada o de estratificación cruzada. En este último tipo de estructura, la estratificación aparece inclinada con respeto a las capas originales superior e inferior limítrofes del cuerpo pétreo. En general se admite que las areniscas constituyen un material bastante apropiado para basamentos. Deberían examinarse en razón de la posible existencia de materiales más blandos (limo), que están intercalados entre las capas más duras. Las areniscas arcillosas pueden estar sujetas a descascarillado por la acción del aire o del agua.

Ejemplos: cuarcita, arcosa, grauwacka, conglomerado.

Margas. Rocas constituidas por minerales del grupo de las arcillas (marga pizarreña).

Roca sedimentaria de textura laminar, con frecuencia de tonos oscuros, compuesta de manera predominante por partículas del tamaño de las arcillas, aunque puede contener una pequeña porción de tamaños arenosos o limos. El grado de endurecimiento es extremadamente variable y puede extenderse desde el de una roca blanda, lo bastante blanda como para poder ser rayada con la uña, hasta el de una roca tan dura que sólo puede arañarse con la hoja de una navaja. Su característica predominante es la elevada proporción de partículas finas de arcillas (2n o menos).

Ejemplos: argilitas, limonitas.

Calizas. Las más importantes de entre las rocas sedimentarias del grupo de los sedimentos finos, denominados "cristalinos", son la caliza y la dolomía.

Dolomía. Se compone del mineral del mismo nombre y es un material apropiado para sustentación y basamento.

Caliza. Se compone esencialmente de carbonato de Ca. Puede ser fría y cristalina pero su textura es variable y puede incluso aparecer brechificada. En algunas calizas los granos de calcita están ligados entre sí por cemento arcilloso. El color varía de blanco a amarillo y a pardo, pero el gris es el más corriente. La roca también puede variar desde ser impermeable al agua hasta ofrecer una textura floja y porosa. Generalmente la caliza es un buen material de sustentación a menos que sea cavernosa. Puede esperarse la presentación de abundantes filtraciones si existieran calizas cavernosas bajo un cierre de presas o en un embalse,

18. ¿Cómo se forman las rocas metamórficas?

Son las rocas formadas como consecuencia de recristalizaciones completa o incompletas (cambios en la forma de los cristales o en su composición) de rocas ígneas o sedimentarias debidas a influencia de agentes tales como temperaturas elevadas, altas presiones e intensos esfuerzos cortantes, obrando conjuntamente o por separado.

La existencia de estructuras laminares o foliáceas en rocas tales indica que los principales agentes que han intervenido en su formación son intensos esfuerzos cortantes. La foliación no es siempre apreciable a simple vista, pero el microscopio puede señalar líneas que denotan el esfuerzo o deformación. Aquellas rocas metamórficas que se han constituido sin estar sujetas a la acción de intensos esfuerzos cortantes ofrecen una estructura masiva.

CUADRO 1-6 PG. 60 KRYNINE PG. 60-63

19. ¿Cuáles son las rocas metamórficas regionales?

involucra cientos de km2 y es producto de la sepultación de masas de roca bajo cientos metros de otras rocas que ejercen una altísima presión litoestática.

20. ¿Cuáles son las rocas metamórficas de contacto?

Cuando las rocas en contacto con intrusivas ígneas se transforman o metamorfizan ordinariamente por la acción del calor y de los fluidos circulantes.

Involucra la transformación de rocas aledañas, ésta, en las proximidades de estructuras plutónicas como son: las batolitas. Este metamorfismo desarrolla zonas con diferentes grados de metamorfismo en función de la cercanía o lejanía del cuerpo magnético.

21. ¿Cuáles son las rocas metamórficas cataclásticas?

Cataclástica o dinámica. Se refiere a rocas locales relacionadas con desplazamientos de la corteza terrestre denominados fallas geológicas. El movimiento produce fricción y por consiguiente altas temperaturas. El movimiento mismo genera grandes esfuerzos produciendo roca metamórfica.

22. Menciona algunas rocas metamórficas en la construcción.

Regional, filitas, pizarras, gneiss. Contacto, mármol, hosfels, Cataclásticas. milonita, cataclastas,

23. Describe el ciclo hidrológico.

FIG. 10 PG. 223 QUILLET T-ll

El agua suministrada por la lluvia y la nieve procede de los grandes depósitos oceánicos. Partes de las precipitaciones vuelven al mar por medio de los ríos y corrientes, pero otra parte es absorbida por la tierra y de vuelta ala superficie por las fuentes naturales, por medios mecánicos artificiales y por la actividad vegetal. Antes de cumplir su ciclo de retomo al mar del que procede, cieta cantidad de agua se incorpora a los tejidos orgánicos, de los que es constituyente esencial. Pone en relación además todos los tejidos de los seres vivos y es vehículo que transporta, disueltas e interpuestas, todas las sustancias nutritiva o de desecho. Es también el medio laubricante más general de que disponen los organismos y el líquido disociante por excelencia. Se libera finalmente en los procesos de descomposición, etc.

El ciclo completo es sostenido por la energía que dimana de la luz del sol, que produce la evaporación del agua y su consiguiente circulación y distribución.

QUILLET 223-224 T-l!

24. Define los siguientes conceptos:

POROSIDAD. La porosidad de una roca es la relación exitente entre el volumen de huecos (poros) y el volumen total de la muestra. Para determinarla, se divide

el volumen de agua que rellena los poros por el vol total de la muestra, que se obtiene por medida directa.

CAPILARIDAD. Un tipo especial de agua de absorción lo constituyen las aguas capilares (o humedad capilar) que se desplaza en general de los suelos húmedos a los secos cuando ambos materiales están en contacto. El movimiento capilar dentro del terreno en su estado natural comienza a partir de una superficie de aguas libres (nivel freático), los cuales generalmente se desplazan en sentido vertical ascendente, aunque puedan moverse en una dirección cualquiera.

El agua capilar puede correrse también de una masa de suelos saturada por completo, si la masa ofrece una cara expuesta a la intemperie de modo tal que su contenido en agua pueda evaporarse.

La superficie del agua que se traslada forma un menisco en forma de copa, exactamente desde una media esfera, si es que tanto el agua como las paredes del tubo están limpias; de otro modo el menisco es más aplastado.

FIG. 4-3 PG. 164 KRYNINE

Si se detiene el movimiento capilar a determinada altura h, es evidentre que ha "tirado" del agua una fuerza igual a su peso.

La causa de la fuerza que tira del agua capilar puede explicarse de manera elemental, por la acción de la tensión superficfial del agua y por (a fuerza de tracción del menisco.

El potencial capilar se mide por la altura h de la columna de agua trasladada.

En una auténtica masa de tierra no existen canales rectos, pero el agua capilar se corre a través de una intrincada red porosa.

Cuando la humedad capilar invade un suelo, seco y en polvo, las partículas son retenidas con firmeza más contra otras por una cuerza omnipresente de comrpesión. Esta es la presión capilar.

Cuanto más delgadas son las películas capilares que rodean las partículas del suelo, tanto más intensa es la presión capilar.

KRYNINE 163-166

PERMEABILIDAD. La permeabilidad de un suelo expresa su capacidad para permitir el paso, a través de él, de aguas libres (que son de absorción). Cuanto mayor sea K tanto más permeble es el suelo. Por lo general las arenas son más permeables que los limos y éstos, a su vez, más que las arcillas.

25. Dibuja las redes de escurrimientos superficiales hidrológicas siguientes*.

FIG. 7-12 PG. 352 KRYNINE

El agua en movimiento erosiona la superficie del terreno y produce redes hidrográficas, es decir sistemas de corrientes de agua, o de cementes y

barrancos, grandes y pequeños. La forma o disposición de la red hidrográfica es característica de un suelo, de una roca o de un complejo de varios terrenos dados, y un cambio del suelo o de la roca tipo da lugar a un cambio en la forma de la red,

DENTRITICA. (arborescente o en forma de árbol). Se desarrolla en rocas horizontales homogéneas y manifiesta una uniformidad en todas direcciones.

PARALELO. Las comentes son casi paralelas entre sí (cola de caballo). Pueden desarrollarse en terrenos bastante suelots, más o menos homogéneos, como los rellenos de valles. ESPALDERA. Puede compararse con un frutal de espaldera (forma de viña) y se desarrolla generalmente en rocas plegadas, o buzando, con una serie de fallas paralelas. Los tributarios primarios de la comente de agua principalmente son largos y rectos, y frecuentemente paralelos entre sí y a la corriente principa!. Los tributaris secundarios son cortos y tiesos y generalmente cortan a los tributarios principales en ángulo recto.

RECTANGULAR. Producida por las corrientes que siguen las fallas y grietas en rocas fracturadas. ENRREJADO CIRCULAR. RADIAL. Consiste en una serie de corrientes que fluyen radialmente de un centro (ej. cono volcánico) o hacia él (cubeta). ANGULAR. Las corrientes principales son radiales y los tributarios son angulares, corriendo alrededor de un domo, por ejemplo. ANGULADA, (no es básica) es uan variación de la espaldera, pero, como la

rectangular, refleja la influencia de las diaclasas.

26. Define los siguientes conceptos:

ROCA. Materiales naturales duros y compactos de la corteza terrestre. Se denomina así a un conglomerado de diferentes minerales que

constituye una parte geológica. Estrictamente cualquier agregado o mas de material mineral formado

naturalmente sea o no coherente constituyendo una esencial y apreciable parte de la corteza terrestre. MACIZO ROCOSO. Esta formado por rocas de distinto origen geológico con diferentes condiciones de fracturamiento grado de alteración variable y discontinuado por fallas tectónicas o carenas, además los movimientos de la corteza terrestre. MECÁNICA DE ROCAS. Es la ciencia y teoría aplicada que trata del comportamiento mecánico de las rocas y es la rama de la mecánica que estudia la reacción de las rocas a los campos de fuerza de su entorno físico. 27. ¿Cuáles las principales discontinuidades que existen en un macizo rocoso?

Diaclasas.

28. Dibuja una falla normal y una falla inversa.

i / / ¿ o

. i-*- + + + +

, Q o~o~o/ ro_o ' J c> w o w Q. M H-^ ^ '^•"A TV

£ / /*

FQUQ n o r n a l Falla i n v e r s a

29. Dibuja un pliegue sinclinal, uno anticlinal y uno monoclinal.

Sincbna l An i ; ¡ c l i na l M o n o c l i n a l

30. ¿Cuál es una clasificación geotécnica de las rocas de la construcción?

Rocas ígneas R. Metamórficas R. Sedimentarias a) Granito b) Diorita c) Gabro d) Rioiita e) Andesita f) Basalto

a) Gneiss b) Esquisto c) Cuarcita d) Mármol e) Serpentita

a) Conglomerado b) Brecha c) /^-enisca d) Lutita e) Caliza f) Dolomita