Post on 14-Jul-2016
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•Por: Angel San Bartolomég•E-mail: asanbar@pucp.edu.pe•Blog 1: http://pucp.edu.pe/albanileriaBl 2 htt // d / t d•Blog 2: http://pucp.edu.pe/concretoarmado
ALBAÑILERÍA CONFINADAAquella que se encuentrabordeada por concreto armado
ALBAÑILERÍA ARMADAAquella que lleva refuerzo
t i tbordeada por concreto armadovaciado después de laconstrucción del muro
en su parte internay cuyas celdasson rellenadas con grout
MUROS NO REFORZADOS
Chile, 2010
Albañilería No ConfinadaMéxico, 1985
Albañilería armada parcialmente rellena
MUROS NO PORTANTES
Son aquellos que noportan acciones de gravedad Tabique
CercoCercoParapeto
VD
γ = deriva
ENSAYO DE CARGA LATERAL CÍCLICA
Desplazamiento lateralcontrolado en varias fases V
3 ciclos/fase hasta estabilizar el lazo histerético
D
cuando el lazo histeréticocuando el lazo histeréticono se estabiliza, el murohabrá colapsado
Vlazos finos yorientados hacia
el origen“rigidez degradante”
D
ENVOLVENTE DE LOS LAZOS HISTERÉTICOS ESTABLES
V
D
Vf VfVf Vf
Estas fisurasson finas y noafectan a laresistencia,basta conresanarlas
Primera Fisura Visible de Tracción por Flexión (punto “f”)Primero fisura el concreto y después la albañilería
VR
ROTURA DIAGONAL (punto “R”)
RVR
γγ
El punto “R” ocurrepara una distorsiónp
angular γ delorden de
1 / 800R
1 / 800
Sismo de Pisco, 2007. En Lima el sismo fue “leve”(a = 0.07g), pero la tabiquería de los edificios flexiblespresentaron fisuras.
Deberíamos tener un diseño pori l d d lsismo leve, donde se cumpla
γ < 1/800
LÍMITE DE REPARACIÓN
Deriva = γ = 0.005
Esta es la derivai lá ti á iinelástica máximapermitida (0.005)por la Norma SísmicapE.030
Mas allá se trituran la albañileríay las columas perdiéndose laúltima línea de defensaúltima línea de defensa.
Unidades Peligrosas
P = 0
Ladrillo con 40% de huecos
P = 0
Hueco Sólido (Ok.)
Unidades Peligrosas
Pisco, 2007Pisco, 2007
KK artesanal Bloques vacíosa tesa a Bloques vacíos
REFORZAMIENTOC j t d did ti t lConjunto de medidas preventivas para aumentar laresistencia, rigidez, o ductilidad de las edificacionesantes que ocurra el evento.q
REFORZAMIENTO y REPARACIÓNREFORZAMIENTO y REPARACIÓNConjunto de medidas para restaurar o mejorar la resistencia,rigidez, o ductilidad de las edificaciones después de haber
id l tocurrido el evento.
En ambos casos se requiere saber las causas que generanlas fallas y realizar un rediseño estructural utilizando laspropiedades del muro reparado y reforzadopropiedades del muro reparado y reforzado.
dentadadentada(insuficiente) Pisco, 2007
arriostre
No arriostrado
Arriostramiento de tabiquesqexistentes empleandomalla electrosoldada
Segundo piso
Parapetos en Pisco-2007
Tercer piso
Chile, 2010
Disposición incorrectadel refuerzo verticaldel arriostre (alojadoen el eje del parapeto)
mejor disposición para aumentar elpara aumentar el momento resistente
Sismo de Pisco 2007Sismo de Pisco, 2007Chilca, arriostre de concretosin refuerzo
Sismo de Pisco, 2007Chilca, mocheta de,albañilería simple
Cerco de colegioCe co de co eg o
afirmado
Relleno mal compactado
compactación
La albañileríaes muy frágil,con una derivacon una derivade 1/800 se fractura
Antes de reparar al murohay que rigidizar previamenteal volado, por ejemplo, conp j pcartelas metálicas o deconcreto armado.
Wo = D/4
El puntal rigidiza a la estructura y puede crear problemas:
1. TORSIÓN
EDIFICIO UBICADOEN ESQUINA
calle
2. PISO BLANDO
Piso 1: -cocheras-tiendas-restaurante
Tomar medidas preventivasrigidizando al primer piso
Piso Blando + TorsiónPiso Blando + TorsiónPisco, 2007
cochera
3. COLUMNAS CORTAS
Nasca, 1996
larga
corta
REFORZAMIENTODE LOCALESESCOLARESEXISTENTES.Experimentope e toPUCP-SENCICO
resinalarga larga resinaepóxica
g g
t l
alféizar
corta larga(95%)
Hacer que todas sean cortasHacer que todas sean cortasy que c/u tome el 25% de V
Alféizar aislado
Columna cortacon ensanches
TIPOS DE FALLA EN LOSTABIQUES POR ACCIÓNTABIQUES POR ACCIÓNCOPLANAR
1.- TRACCIÓNDIAGONAL
2.- CIZALLE
3.-APLASTAMIENTO
degeneró en piso blando
Resistenciaúltima delúltima delpuntal(tabique dealbañilería))albañilería)) C
Compresión Actuante = C < mín (Rc, Rt o Rz)
SOLUCIONESSOLUCIONEScuando C > R
1. Agregar placas deconcreto paraatenuar laatenuar lainteracción(disminuir C)
2. Ductilizar al tabiquecon refuerzo
V
D
e = 0.007 h
3. Aislar los tabiques (se aplica cuando hay problemas detorsión o piso blando).
Ica, sismo de Pisco - 2007
Facultad de MedicinaUniversidad San Luis Gonzaga
í iguías para evitar el volcamiento
epóxico
4. Tabiques de FIBRABLOCK(fib d d l d(fibra de madera aglomeradacon cemento). Elamortiguamiento segincrementa a un 10%).
SISMO LEVE ENLOS TRES CASOS
P
δ P = 0
Alféi i l d
δ
Alféizar aislado
Este problema también seda en la unión de cercoscon muros portantescon muros portantes
cercocercoMP
La deriva nodebería excederd 0 005de 0.005
X-X
Pórtico muy flexible en la dirección de la fachada.yMuro longitudinal en voladizo no puede seguir ladeformación del pórtico, tampoco aporta resistencia.
Elevacióngrietagmuro
La albañilería nopuede seguir a lagran deformadacarga excesiva gran deformadade la columna depoco peralte.luz grande
F
FB
F
vigab
muroF = reacción de la viga
F / (B t) < 0.375 f´mt
B = b + 2t + 2t
Carabayllo,casas en laderacasas en ladera,arena suelta
Antes de la reparación, se debe estabilizarel suelo, por ejemplo, con inyecciones de, p j p , ygrout.
cuando no haycuando no hayasentamientodiferencial, elmuro no fisura
Pantanos de Villa, 2002
Tambo de Mora, 2007
Licuación delsuelo arenosocon napa freáticaalta.
pilote
1 d li i t1. deslizamiento
2 desgarro2. desgarro3. vaciamiento
TT
techo metálico noarriostra horarriostra hor.Chile, 1985
Falla por acciones sísmicas ortogonales al plano de la albañilería.
4. Falla por Corte
Chile 2010Chile, 2010
Chile, 1985
5. Dinteles peraltados discontinuos
6. Falla por Punzonamiento debido al empuje de la escalera
descanso
escalera
descanso
Vista FrontalAgregar columnetas
Chile, 2010Tarapacá, 2005
MurosNO CONFINADOS
é 198México, 1985
Muro Confinado. Norma E.070:
El concreto debe vaciarsedespués de haberseconstruido la albañilería
h
L < 2 h
Defecto en la técnica de construcción Muro NO Confinado
Pisco 2007Pisco, 2007
Falta de densidad de muros en la dirección de la fachada. Tacna, 2001.,
Pisco 2007Pisco, 2007
Techo metálico Chile 1985Techo metálico, Chile 1985
Chile, 2010
Falla por acción sísmica ortogonal al plano.Albañilería semi-confinada.
Pisco, 2007. Ausencia dediafragma rígidoy soleras
En el último nivel esposible usar techo demadera o metálico peromadera o metálico, perolas soleras de concretoson indispensables paraarriostrar horizontalarriostrar horizontal-mente a los muros.
Confinada, refuerzo vertical continuo
espigasAlbañilería armada enPopayán, 1983.
ExperimentoExperimentoFalla porDeslizamiento
Edificio real Moquegua 2001Edificio real, Moquegua, 2001
losa
PP
Disminución sustancial del área de corte en una falla tipo relojde arena, causada primeramente por deslizamiento. Northridge.
La finalidad de las espigas es facilitar el asentado de los bloques
espi
gae
Una vez que se ha construido la albañilería, Ref. continuoq ,se insertan las varillas verticales traslapándolacon las espigas, sin amarrarlas.
En el Perú no existen bloques H,por lo que habría que recortarlos: Ref. Vert.por lo que habría que recortarlos: Ref. Vert.
continuo
amoladora
bloques recortadosH i ten H, se asientan
horizontalmente
Albañilería Armada, Chile 1985
Trituración de los bordes libres
Chile 2010Chile 2010
CHILE-1985
Confinamiento con estribos
año
peld
aConfinamiento con mallaConfinamiento con mallaelectrosoldada
Confinamiento conespirales continuasp
“se debe confinar unaregión y no solo la celdaextrema”
E i l di tEspiral discretaen cada unidaddel borde libre
Sílico calcáreo apilableSílico-calcáreo-apilable
Confinamiento conplanchas perforadasplanchas perforadas
Cuatro muros confinados que fueron ensayados a carga lateralcíclica, hasta alcanzar derivas de 0.01 mayores al límite dereparación permitida por la Norma E.070 (0.005), fallaron porcorte, y luego se repararon y reforzaron aplicando 4 técnicasdistintas, apuntalándolos previamente.
Muro Originalhecho conladrillos KKladrillos KKartesanalantes de la
ióreparación yreforzamiento
Técnica 1. Tradicional:2
1) Reemplazo de ladrillospor otros de mayor calidad,
2
adheridos a la albañileríaexistente con mortero 1:1:4.
2) Reparación de los extremos
13
2) Reparación de los extremosde las columnas, usandoepóxico para unir el concretonuevo con el existente
4nuevo con el existente.
3) Resane de grietas importantes,profundizándolas, para luegolimpiarlas h medecerlaslimpiarlas, humedecerlas ytaponarlas con mortero 1:1:4.
4) La zona central triturada se2rellenó con concreto simple. 2
En el paso 2, esconveniente emplearun encofrado enforma de embudo(cachina), para querebalse el concretonuevo y de estaforma, al secar, nose separe del concretoexistente.
col epóxico
cachina
cim. El concreto nuevo debe rebalsar, ya que alsecar se contrae y se separa del existente.
Técnica 2. Tradicional +Refuerzo Horizontal:
A los 4 pasos de la técnicaTradicional, se agregó un
i t i t t 51
quinto paso, consistente en:
-Abrir ranuras en las 2 carasd l l d ill d 4 hil d
4
de los ladrillos, cada 4 hiladas,de 1” de profundidad.
3
-Perforar los extremos de lasranuras. Luego limpiar,humedecer y colocar 1 φ ¼”,
2
anclándolo a 90º en la perforación.
-Taponar perforaciones yp p yranuras con mortero 1:4.
Técnica 3. Tradicional +Refuerzo Diagonal:perforación 2 Refuerzo Diagonal:
Esta técnica es similar a la1
3 Esta técnica es similar a laanterior, pero el refuerzode ¼” se colocódiagonalmente en lasdiagonalmente en las2 caras de la albañilería,anclándolo en laperforación
4
refuerzo diagonal ortogonal
perforación.5
refuerzo diagonal ortogonalen la cara opuesta.
Técnica 4. Reemplazo total de la albañilería:
En el cuarto muro se eliminó la albañilería reemplazándola porotra de mejor calidad. Sólo se aprovechó a los confinamientos,reparando los extremos de las columnas. El problema radicó enreparando los extremos de las columnas. El problema radicó enintegrar la nueva albañilería con el concreto existente:
1) Se dejó un espacio de 7cm entre la nuevaalbañilería (dentada) y las columnas.
2) Se picó la parte central de las columnas,para que allí ancle 2 φ ½” horizontales deuna solera intermedia de 7cm de peralte.p
3) En la parte superior intermedia de lanueva albañilería, se dejó un espacio en, j plas 3 últimas hiladas.
l
muro4. Se perforó verticalmente a la solera superior,para vaciar por allí grout formando una losa
llavepara vaciar por allí grout, formando unallave de corte con la nueva albañilería. Deexistir un muro encima, la perforación puedehacerse por un costado del muro El área
llave
hacerse por un costado del muro. El áreade las llaves + las columnas,debe ser suficiente parab b t f i ió llave
albañilería nueva
absorber por corte-fricciónal cortante de agrietamiento.
5 S li ó i ó i l
epóxico
solera
5. Se aplicó resina epóxica en ellado interno de las columnas, yse vació grout en el espacio
grout
existente entre la nuevaalbañilería y las columnas,para así integrar ambos
columna existente
materiales.
REENSAYO DE CARGA LATERAL CÍCLICAEN MUROS REPARADOSEN MUROS REPARADOS
Técnica 1. Tradicional:
No sirvió. La uniónentre la albañilería nuevay la existente fue muy débily la existente fue muy débil.
Debería investigarse eluso de morteros con aditivosuso de morteros con aditivos(Vinnapas + Culminal) omortero epóxico que permitamejorar la adherencia entremejorar la adherencia entrela nueva albañilería y laexistente.
Chile, 2010,
Técnica 2. Tradicional + Refuerzo Horizontal:
Este refuerzo siempretrabaja a tracción directa,pero lo hace después de haberseformado la grieta diagonal:
cargapositivapositiva
carganegativa
La resistencia máxima superó en 37% a la del muro original, peroesta resistencia se alcanzó recién para grandes desplazamientos.
En la técnica 2 el muro reparado tuvo buen comportamiento,pero la rigidez inicial y la carga de agrietamiento diagonal fueronpero la rigidez inicial y la carga de agrietamiento diagonal fueronel 50% de los valores originales. En consecuencia, esta técnicadebe ser acompañada por el uso de placas de concreto armado,
it t l l i t i i id i i lque permitan restaurar o elevar la resistencia y rigidez original.
original
d
cortante
reparado
desplazamientodesplazamiento
Técnica 3. Tradicional + Refuerzo Diagonal:
No sirvió. Este refuerzotrabaja a traccióno a compresión. Cuando
pandeo
o a compresión. Cuandotrabajó a compresión, elrefuerzo pandeó y expulsóal recubrimientoal recubrimiento.
cargapositiva
cargacarganegativa
Técnica 4. Reemplazo total de la albañilería:
llave decorte
En este muro se logrórecuperar el 100% de la
i t i l i id
albañileríanueva
resistencia y la rigidezoriginal.
L ll d t d ió
solera
nueva La llave de corte desviódiagonalmente una fisurahorizontal presentada entrela solera existente y la nuevaalbañilería.
La unión grout-columna-nueva albañilería trabajóperfectamente.
REPARACIÓN DE UN MURO CONFINADO EMPLEANDOMALLA ELECTROSOLDADA DE ¼” CON COCADA 15 cm
encamisado en cols.
M O i i lMuro Original
Estado del muro originaldespués del ensayo dedespués del ensayo decarga lateral cíclicacon deriva 0.005
1) Picado y rellenadocon concreto ycon concreto ymortero 1:3 sólo enfisuras principales
2) Pañeteo conmortero 1:4(arena gruesa)(arena gruesa)
3) Perforaciones con cincel)@ 45 cm
4) Instalación de lamalla amarrándola
l ta los conectores(alambre #8). Lamalla no se conectócon la columna nia la cimentación.
Con la malla sólo se pretendíamejorar la resistencia al cortemejorar la resistencia al corte.Si se hubiese deseado mejorarla conexión con la columna,d á d fi l d
malla Uen extremosademás de confinarla, pudo
agregarse malla en forma de “U”en extremos
Si se hubiese pretendidopelevar la resistencia aflexión, pudo habersesoldado el refuerzosoldado el refuerzovertical de la malla apernos expansivosclavados en laclavados en lacimentación.
inyector
5) Taponado de lasperforaciones conperforaciones conlechada de cemento1:3 (arena fina)
6) Tarrajeo del murocon mortero 1:4con mortero 1:4(arena fina)
Muro Confinado ReparadoMuro Confinado Reparadocon Malla Electrosoldadadespués del reensayo
L fi di l f fiLas fisuras diagonales fueron finas,la falla principal se concentró en launión muro-columna, pero estafalla se presentó para grandesdesplazamiento laterales.
0.005
Incremento de resistencia: 40%
Reparación deReparación deun Murode Albañileríade AlbañileríaArmada empleandoMalla ElectrosoldadaMalla Electrosoldada
Ranurado y taponadode las grietas principales
amoladora
Perforación con taladro en lasPerforación con taladro en lasuniones entre juntas horizontalesy verticales, donde no hay refuerzo
i G tni Grout.
conector
Taponado de perforacionescon lechada 1:3
Malla en U paraconfinar los
t El tiextremos. El tipode falla iba a cambiarde corte a flexo-compresión.
pañeteo
tarrajeo
pañeteo
0.005
talón muro repatalón muro repa.
muro reparado
CANGREJERAS INTERNAS EN ALBAÑILERÍA ARMADA
ObraObra
Detector de Cangrejeras con Ultrasonido
Chile 2010Chile, 2010
El problema se debióa la congestión delgrefuerzo en celdaspequeñas. Se detectarondespués de desencofrardespués de desencofrarlas ventanas de limpieza.
3taladro
22
1Reparación:Ef t f i dEfectuar perforaciones en cadahilada, de abajo hacia arriba,hasta la hilada que esté llenaqde grout.
Inyección con lechada1:3 (cemento-arena fina)
¼”3/8”
Proyecto UMR(Universidad de Missouri))
•Requieren poco recubrimiento.•Son de alta resistencia.
σ = 8000 kg/cm2•Su peso es reducido.•Carecen de ductilidad.
Tabique hecho conBloques de ConcretoBloques de Concreto
Relleno de la celdaextrema con grout
Ranurado de lasjuntas horizontalesjuntas horizontalescon amoladora yafinamiento coni lcincel
anclaje del ref. hor.
Perforación delas columnas conlas columnas conbroca de 3/8” ylimpieza con aire
i idcomprimido
Masking Tape(cinta adhesiva)en los bordesen los bordes de las ranuras
Primera capapde epóxico
•Instalación de la varilla ¼”•Segunda capa de epóxico•Enrase con espátula•Retiro del masking tapeg p
derivamáxima = 0.7%
Deslaminación del bloqueDeslaminación del bloque
Falla en las conexionescon las columnas
Reforzamientodde un
Tabique Aislado
tecnoportecnoportecnopor
En este caso no se requiere refuerzo por corte ya queEn este caso, no se requiere refuerzo por corte ya queel tabique está independizado de la estructura principalpara acciones coplanares, pero se necesita estabilizarlo
t i di l l l d á d tante acciones perpendiculares al plano, además de tenerque soportar los esfuerzos de tracción por flexión queproducen esas acciones.
hh
Para soportar la flexión sePara soportar la flexión seintrodujo refuerzo vertical
•Ventanas en última hilada•Refuerzo vertical 3/8”•Relleno con groutg
Perfiles para evitar elPerfiles para evitar elvolcamiento transversal
•Perforaciones en la viga•Instalación de pernos•Instalación de perfilessta ac ó de pe esangulares
guías para evitar elvolcamiento
RR guía
Soportó 1.4gdi lperpendicular
al plano
Luego fue sometido a cargal t l í li l
Aplastamientodel tecnopor
lateral cíclica coplanar.
Tabiques integradosTabiques integradosal pórtico
Reparación de un muro de albañileríaconfinada empleando varillas de fibrapde vidrio y mortero de cemento.
Original
Reparado
0.005
Mortero lanzado manualmentesella superficialmente la grietasella superficialmente la grieta
Lanzadora neumática de mortero
REPARACIÓN Y REFORZAMIENTO CON FIBRA DE CARBONO
Muro originalMuro original
Deriva = 0.006
resane
lijado
pegamento3 bandas en una cara y pegamento3 bandas en una cara y4 bandas en la otra cara
Pegamento con rodilloinstalación
10cm10cm
aplanado con rodillo
= 0 005γ = 0.005
Reensayo
γ = 0 008
γ = 0.007
γ = 0.008
Deriva = 0.01
Envolvente V-D
0.005