Albañileria Reforzada Joel

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1 INTRODUCCION Con el transcurrir de los años la tecnología en cuanto a los sistemas constructivos avanzó y se fue decantando algunos sistema como es el sistema de albañilería estructural o albañilería armada, ahora suplido por la construcción de Muros de Ductilidad Limitada (MDL), la utilización del sistema de Albañilería no desapareció del toda aunque poco a poco va dejando de estar presente en las principales ideas de un proyecto. El sistema constructivo como es el de Albañilería Estructural se caracteriza por tener elementos estructurales netamente reflejados en muros portantes cuya unidad de albañilería es el ladrillo de fabricación industrial y artesanal adecuándose a la realidad de nuestro país y sobre todo en la Región de Apurímac. La Albañilería Estructural engloba muchos aspectos a tener en cuenta así como los diferentes tipos que encierra este sistema constructivo, existen dos tipos claramente diferenciados que son albañilería armada o estructural (propiamente dicha) y albañilería confinada, en este informe nos dedicaremos exclusivamente al estudio de la albañilería armada, así como las diferentes variantes enfocándose en aspectos como el procesos constructivo, la unidad de albañilería que debera usarse para este tipo de sistema, asi como las ventajas y desventajas que posee este sistema y que podría influenciar en la decisión de optar o no por este sistema, también se tendrá en cuenta el comportamiento sísmico de este tipo de edificaciones, la contrastación con la Norma Peruana como es el Reglamento Nacional de Edificaciones, la Norma E.070 y también teniendo como base la Norma Mexicana que se adecua a la realidad peruana en cuanto a los materiales constructivos, la mano de obra u otros aspectos. Así como algunos criterios de construcción que son necesarios para la realización de este sistema.

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PARA EL CURSO DE ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL

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    INTRODUCCION

    Con el transcurrir de los aos la tecnologa en cuanto a los sistemas constructivos

    avanz y se fue decantando algunos sistema como es el sistema de albailera estructural o

    albailera armada, ahora suplido por la construccin de Muros de Ductilidad Limitada

    (MDL), la utilizacin del sistema de Albailera no desapareci del toda aunque poco a poco

    va dejando de estar presente en las principales ideas de un proyecto.

    El sistema constructivo como es el de Albailera Estructural se caracteriza por tener

    elementos estructurales netamente reflejados en muros portantes cuya unidad de albailera

    es el ladrillo de fabricacin industrial y artesanal adecundose a la realidad de nuestro pas y

    sobre todo en la Regin de Apurmac.

    La Albailera Estructural engloba muchos aspectos a tener en cuenta as como los

    diferentes tipos que encierra este sistema constructivo, existen dos tipos claramente

    diferenciados que son albailera armada o estructural (propiamente dicha) y albailera

    confinada, en este informe nos dedicaremos exclusivamente al estudio de la albailera

    armada, as como las diferentes variantes enfocndose en aspectos como el procesos

    constructivo, la unidad de albailera que debera usarse para este tipo de sistema, asi como

    las ventajas y desventajas que posee este sistema y que podra influenciar en la decisin de

    optar o no por este sistema, tambin se tendr en cuenta el comportamiento ssmico de este

    tipo de edificaciones, la contrastacin con la Norma Peruana como es el Reglamento

    Nacional de Edificaciones, la Norma E.070 y tambin teniendo como base la Norma

    Mexicana que se adecua a la realidad peruana en cuanto a los materiales constructivos, la

    mano de obra u otros aspectos. As como algunos criterios de construccin que son

    necesarios para la realizacin de este sistema.

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    RESEA HISTORICA DE LA ALBAILERIA:

    La Albailera o Mampostera se define como un conjunto de unidades trabadas o

    adheridas entre s con algn material, como el mortero de barro o de cemento. Las

    unidades pueden ser naturales (piedras) o artificiales (adobe, tapias, ladrillos y bloques).

    Este sistema fue creado por el hombre a fin de satisfacer sus necesidades, principalmente

    de vivienda.

    Bajo la definicin indicada en el prrafo anterior, se llega la conclusin de que la

    albailera existi desde tiempos prehistricos y que su forma inicial podra haber sido los

    muros hechos con piedras naturales trabadas o adheridas con barro, lo que actualmente en

    nuestro medio se denomina "pirca".

    La primera unidad de albailera artificial consisti de una masa amorfa de barro

    secada al sol; vestigios de esta unidad han sido encontrados en las ruinas de Jeric (Medio

    Oriente), 7350 aos a.C. Es interesante destacar que antiguamente las unidades no tenan

    una forma lgica, llegndose a encontrar unidades de forma cnica en lugares y pocas

    distintas: en la Mesopotamia (7000 aos de antigedad) y en Huaca Prieta, Per (5000

    aos de antigedad).

    El molde empleado para la elaboracin de las unidades artificiales de tierra, lo que

    hoy denominamos "adobe", fue creado en Sumeria (regin ubicada en el Valle del Eufrates y

    Tigris, en la Baja Mesopotamia) hacia los 4000 aos a.C. A raz de aquel acontecimiento,

    empezaron a masificarse las construcciones de albailera en las primeras civilizaciones.

    El adobe fue llevado al horno unos 3000 aos a.C. en la ciudad de Ur, tercera ciudad

    ms antigua del mundo (despus de Erid y Uruk, pertenecientes a la cultura Sumeria),

    formndose lo que actualmente se denomina el ladrillo de arcilla o cermico. A partir de

    aquel entonces se levantaron enormes construcciones de ladrillos asentados con betn o

    alquitrn, como la Torre de Babel ("Etemenanki", zigurat de 8 pisos); y en la poca del Rey

    Nabucodonosor II (Babilonia, 600 a.C), se construyeron edificios de hasta 4 pisos. Fue en

    Babilonia que el Rey Hammurabi (1700 a.C.) crea el primer reglamento de construccin,

    donde se especificaba que si por causas atribuibles al constructor falleca el propietario de

    una vivienda, se deba dar muerte al constructor de la misma.

    Por aquellas pocas, pero en otras

    civilizaciones, se efectuaban construcciones de

    albailera aprovechando la materia prima

    existente en la zona. Por ejemplo, en Egipto se

    asentaba rocas con mortero de yeso y arena

    (como las pirmides de Giza, con unos 4000

    aos de antigedad); mientras que en Grecia

    se usaba piedras asentadas con mortero de cal

    y revestidas con mrmol (como el templo a la

    diosa Atenea, "Partenn", 440 a.C).

    El mortero de cemento puzolnico fue inventado por Vitruvio (Arquitecto Romano,

    25 a.C). Para esto, Vitruvio mezcl con cal y agua a la "arena volcnica" del Vesubio

    (actualmente denominada "puzolana"). Fue a partir de aquel entonces que hubo una gran

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    innovacin en las formas estructurales, construyndose enormes estructuras con arcos,

    bvedas y lucemarios, tal como el "Panten" en Roma.

    Despus de la cada del Imperio

    Romano, el mortero puzolnico pas al

    olvido, hasta que Smeaton (Ingeniero

    britnico) lo rescat en el ao de 1756

    para reconstruir un faro en Inglaterra.

    En el siglo XVIII, en conjunto con

    la Revolucin Industrial (que comenz

    en Inglaterra), empez la

    industrializacin en la fabricacin de

    ladrillos, inventndose mquinas como

    trituradoras, mezcladoras y prensas

    para moldear mecnicamente al ladrillo; aunque, segn se dice, se empleaba 2 kg de

    carbn para hornear 1 kg de arcilla.

    En cuanto al Per, los ladrillos de arcilla llegaron en la poca de la colonia espaola,

    y la primera fbrica de ladrillos fue construida en Lima en el ao de 1856.

    La primera obra de albailera reforzada data del ao 1825. Bmnel (Ingeniero

    britnico), construy 2 accesos verticales a un tnel bajo el ro Tmesis (Londres), de 15 m

    de dimetro y 20 m de profundidad, con paredes hechas de albailera de 75 cm de

    espesor, reforzadas verticalmente con pernos de hierro forjado y horizontalmente con

    zunchos metlicos.

    Cerrando la historia, indicaremos que el estudio racional de la albailera se inici

    recin a partir de los ensayos llevados a cabo en los Estados Unidos (1913) y en la India

    (1920). En el Per, los primeros ensayos sobre elementos de albailera se realizaron en la

    dcada de los 70 y los escasos resultados alcanzados hasta el ao de 1982, fueron

    utilizados para la elaboracin de nuestro primer reglamento relativo especficamente a la

    albailera (Norma E-070, ININVI-82); a la fecha continan las investigaciones.

    Debe hacerse notar que a diferencia de otros materiales (como el acero y el concreto

    armado) la adaptacin de normas de diseo extranjeras resultan inaplicables al caso de la

    albailera peruana; esto se debe a la enorme diferencia que se presenta en los materiales

    de construccin, as como en la mano de obra y las tcnicas de construccin empleadas en

    otros pases. Sin embargo, se utilizar como referencia adicional el Reglamento Mexicano

    de Mampostera (Ref. 16), debido a nuestra similitud en materiales, proceso constructivo y

    porque los mexicanos cuentan con el respaldo de una gran cantidad de ensayos.

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    DEFINICION ALBAILERIA ESTRUCTURAL O ARMADA

    Los Muros Armados se caracterizan por llevar el refuerzo en el interior de la

    albailera. Este refuerzo est generalmente distribuido a lo largo de la altura del muro

    (refuerzo horizontal) como de su longitud (refuerzo vertical).

    Estos muros requieren de la fabricacin de unidades especiales, con alveolos donde

    se pueda colocar el refuerzo vertical; en tanto que dependiendo del dimetro del refuerzo

    horizontal, ste se coloca en los canales de la unidad (cuando el dimetro es mayor de 1/4",

    o en la junta horizontal (cuando el dimetro es menor o igual a 1/4". El dimetro del refuerzo

    horizontal depende de la magnitud de la fuerza cortante que tiene que ser soportada

    ntegramente por el acero.

    De acuerdo a la Norma E-070, todo muro armado debe satisfacer los siguientes

    requisitos mnimos:

    a) El recubrimiento de la armadura debe ser mayor que 1.5 veces el dimetro de la

    barra, y no debe ser menor de 10 mm.

    b) El espesor del mortero en las juntas horizontales no debe ser menor al dimetro de

    la barra horizontal (alojada en la junta) ms 6 mm.

    c) El dimetro, o dimensin mnima, de los alveolos debe ser 5 cm por cada barra

    vertical, o 4 veces el dimetro de la barra por el nmero de barras alojadas en el

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    alveolo.

    d) La cuanta mnima del refuerzo total debe ser 0.0015; no menos de 2/3 del refuerzo

    total debe repartirse horizontalmente. Esto es: ph (mn) = 0.001 = As / (s t). Por

    ejemplo, para un muro de espesor t = 14 cm y empleando 1 Vi" (As = 0.32 crfl), el

    espaciamiento mximo resulta s = 0.32 / (0.001x14) = 22 cm. Lo que equivale a: 1

    Vi" @ 2 hiladas, cuando se emplee unidades slico-calcrea (Fig. 2.18); o, 2 Vi"

    @ 2 hiladas en escalerilla electrosoldada (Fig. 2.22), cuando se use bloques de

    concreto con 19 cm de altura.

    e) En todos los bordes del muro y en las intersecciones de los muros ortogonales, debe

    colocarse el refuerzo especificado en la TABLA 3 de la Norma. Adems, en los

    bordes de toda abertura que exceda los 60 cm se colocar 2 3/8", o su equivalente

    1 1/2".

    Algunos aspectos interesantes de la Norma Mexicana (Ref. 16) relacionados con el

    refuerzo de los muros armados, que no estn especificados por la Norma E-070, son:

    El refuerzo horizontal debe ser continuo en toda la longitud del muro y anclado en

    sus extremos.

    El espaciamiento mximo del refuerzo, vertical u horizontal, debe ser 90 cm o 6

    veces el espesor del muro.

    Por lo menos en cada extremo del muro, cada 3 metros y en las intersecciones

    ortogonales de los muros, debe colocarse 1 ty 3/8" en 2 alveolos consecutivos (una

    barra en cada alveolo).

    La cuanta total de refuerzo (pv + ph) debe ser como mnimo 0.002 (en nuestro caso

    es 0.0015) y ninguna de las 2 cuantas debe ser menor a 0.0007 (en nuestro caso

    pv mn = 0.0005).

    Debe hacerse notar que esas cuantas mnimas (0.002 y 0.0007) no slo las seala

    la Norma Mexicana, sino tambin la Norteamericana, la Chilena y la de Nueva Zelandia;

    adicionalmente, en estas normas se especifica llenar todos los alveolos (contengan o no

    refuerzo vertical) con grout de resistencia mnima fc = 140 kg/cm2, y utilizar como longitud

    de traslape 60 veces el dimetro de la barra. Existiendo mayor experiencia sobre muros

    armados en el extranjero, se recomienda tomar 0.001 como cuanta mnima de refuerzo

    horizontal o vertical, llenando con grout todos los alveolos de los bloques, en previsin de

    fallas frgiles por concentracin de esfuerzos de compresin que se generan en los bloques

    vacos.

    En cuanto al Concreto o Mortero Fluido ("Grout") a vaciar en los alveolos, su con-

    sistencia debe ser similar a la de una sopa espesa de smola, con un revenimiento (slump)

    comprendido entre 8 y 11 pulgadas (Fig. 1.7). La intencin de emplear este gran

    revenimiento es que el concreto pueda circular y llenar todos los intersticios del muro, para

    de este modo favorecer la integracin entre el refuerzo y la albailera.

  • 6

    Dependiendo del tamao que tengan los alveolos de la unidad, el grout a emplear

    clasifica en:

    1) mortero fluido, usado cuando los huecos son pequeos, por ejemplo, el ladrillo

    slico-calcreo tiene alveolos de 5 cm

    2) concreto fluido, utilizado cuando los huecos son grandes, por ejemplo, los bloques

    de concreto vibrado con 19 cm de espesor tienen alveolos de 12x13 cm (Fig. 1.5). La

    diferencia entre el concreto fluido y el mortero fluido est en los agregados; mientras

    que en el concreto fluido se emplea confitillo de 3/8" (comercializado como piedra de

    %") ms arena gruesa, en el mortero fluido el agregado es slo arena gruesa. En el

    Captulo 6 se detallar las caractersticas del grout.

    Una variedad de los muros

    armados son los muros de Junta

    Seca o Apilables, stos son muros

    que no requieren el uso de mortero

    en las juntas verticales u

    horizontales. Esta variedad de

    muros armados se ver

    posteriormente en prrafos

    posteriores.

  • 7

    CLASIFICACION DE LA ALBAILERIA

    La albailera se clasifica en:

    a. POR LA FUNCIN ESTRUCTURAL (O SOLICITACIONES ACTUANTES)

    Los muros no portantes: son los que no reciben carga vertical cercos, los parapetos y los

    tabiques. Estos muros deben disearse bsicamente ante cargas perpendiculares a su

    plano, originadas por el viento, sismo u otras cargas de

    Los muros portantes: son los que se emplean como elementos estructurales de un edificio.

    Estos muros estn sujetos a todo tipo de solicitacin, tanto contenida en su plano como

    perpendicular a su plano, tanto vertical como lateral y tanto permanente como eventual.

    b. POR LA DISTRIBUCIN DEL ACERO

    MUROS REFORZADOS

    De acuerdo con la disposicin del refuerzo, los muros se clasifican en:

    Muros Armados.

    Muros Laminares.

    Muros Confinados.

    Segn la Norma E-070, en todo muro reforzado puede emplearse un espesor efectivo igual

    a: t = h /26 (para una altura libre h = 2.4 m, se obtendra t = 9 cm); sin embargo, en las Refs.

    1 y 2 se recomienda la adopcin de un espesor efectivo mnimo igual a: h / 20, a fin de evitar

    problemas de excentricidades accidentales por la falta de verticalidad del muro y para

    facilitar la colocacin del refuerzo vertical y horizontal.

    MUROS ARMADOS

    La estructura de una edificacin de Albailera Armada est

    compuesta por la cimentacin, los muros, las vigas y losas de

    techo. La diferencia principal entre el sistema confinado y el

    armado radica en los muros. En el caso de la Albailera

    Armada el refuerzo horizontal y vertical se aloja

    repartindolos en el interior de los muros, cuya albailera

    est compuesta por bloques asentados con mortero. Los

    alvolos (o celdas) de los bloques se rellenan con concreto

    lquido (grout) despus de haberse construido la albailera,

    para as integrar al refuerzo con la albailera en una sola

    unidad denominada Albailera Armada. De acuerdo a la

    Norma E-070, todo muro armado debe satisfacer los

    siguientes requisitos mnimos:

    El recubrimiento de la armadura debe ser mayor que 1.5 veces el dimetro de la

    barra, y no debe ser menor de 10 mm.

    El espesor del mortero en las juntas horizontales no debe ser menor al dimetro de

    la barra horizontal (alojada en la junta) ms 6 mm.

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    El dimetro, o dimensin mnima, de los alveolos debe ser 5 cm por cada barra

    vertical, o 4 veces el dimetro de la barra por el nmero de barras alojadas en el

    alveolo.

    La cuanta mnima del refuerzo total debe ser 0.0015; no menos de 2/3 del refuerzo

    total debe repartirse horizontalmente. En todos los bordes del muro y en las

    intersecciones de los muros ortogonales, debe colocarse el refuerzo. Adems, en los

    bordes de toda abertura que exceda los 60 cm se colocar 2 3/8", o su equivalente

    1 1/2".

    El refuerzo horizontal debe ser continuo en toda la longitud del muro y anclado en

    sus extremos.

    El espaciamiento mximo del refuerzo, vertical u horizontal, debe ser 90 cm o 6

    veces el espesor del muro.

    Por lo menos en cada extremo del muro, cada 3 metros y en las intersecciones

    ortogonales de los muros, debe colocarse 1 3/8" en 2 alveolos consecutivos (una

    barra en cada alveolo).

    La cuanta total de refuerzo (pv + ph) debe ser como mmlmo 0.002 (en nuestro caso

    es 0.0015) y ninguna de las 2 cuantas debe ser menor a 0.0007 (en nuestro caso pv

    mn = 0.0005).

    UNIDADES.

    En nuestro medio se acostumbra utilizar para la construccin de los muros armados

    las unidades alveolares slico-calcreas y los bloques de concreto vibrado con una edad

    mnima de 28 das despus de su fabricacin.

    Hace algunos aos se empleaba unidades de arcilla (bloques "PREVI"); sin embargo,

    stas fueron discontinuadas, aunque es posible solicitar su preparacin. Tanto las unidades

    slico-calcreas como los bloques de concreto deben asentarse en seco, por lo que es

    necesario utilizar mortero con cal para proporcionar retentividad a la mezcla. Las razones

    por las cuales estas unidades se asientan en seco son:

    La unidad slico-calcrea tiene baja succin natural.

    De saturarse el bloque de concreto, ste puede contraerse al secar, agrietndose el

    muro; sin embargo, es conveniente humedecer su cara de asentado con una brocha

    con agua para reducir su alta succin (40 gr /200 cm2-min) y de paso, eliminar las

    partculas sueltas.

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    La unidad debe absorber el aglomerante del grout, con el objeto de que ambos

    elementos se integren.

    En algunos pases se utilizan bloques de concreto en forma de H (Fig. 1.5), los que

    permiten instalar primeramente el refuerzo vertical, para luego insertar horizontalmente los

    bloques. Esta operacin no es posible realizarla con las unidades que actualmente se

    producen en el Per, por lo que es necesario asentar las unidades mediante uno de los dos

    procedimientos siguientes:

    a. Colocado el refuerzo vertical en su altura necesaria (incluyendo el traslape en el piso

    superior), se insertan verticalmente los bloques desde arriba, para finalmente

    rellenarlos con grout.

    b. Colocadas las espigas verticales ("dowell"") en la cimentacin, o los traslapes de los

    pisos superiores, se asientan las unidades del entrepiso; posteriormente, se inserta

    el refuerzo vertical traslapndolo con la espiga y finalmente, se rellenan los alveolos

    con grout.

    CONCRETO Y MORTERO FLUIDO ("GROUT'l

    En cuanto al Concreto o Mortero Fluido

    ("Grout") a vaciar en los alveolos, su

    consistencia debe ser similar a la de una sopa

    espesa de smola, con un revenimiento

    (slump) comprendido entre 8 y 11 pulgadas La

    intencin de emplear este gran revenimiento es

    que el concreto pueda circular y llenar todos

    los intersticios del muro, para de este modo

    favorecer la integracin entre el refuerzo y la

    albailera.

    Dependiendo del tamao que tengan los

    alveolos de la unidad, el grout a emplear

    clasifica en:

    El mortero fluido: usado para rellenar los pequeos alveolos de las unidades slico-

    calcreas) est compuesto por cemento portland tipo I o II (no debe usarse el puzolnico

    IP), cal hidratada normalizada, arena gruesa y agua que le proporcione la consistencia de

    una sopa espesa de smola.

    El concreto fluido: empleado para rellenar los alveolos de los bloques de concreto, tiene

    los mismos componentes que el mortero fluido, pero adems debe agregarse confitillo de

    3/8" (comercializado como piedra de 1/4").

    El grout debe ser preparado en una mezcladora y su resistencia a la compresin debe ser

    mayor que 140kg/cm2 a los 28 das de edad.

    Para el colocado de concreto-mortero se cuenta con dos procesos de vaciado:

  • 10

    Llenado por Etapas (Low-Lift Grouting):

    En este proceso se construye el muro hasta la mitad del

    entrepiso (1.3 m). Al da siguiente se vacia el grout hasta

    alcanzar una altura de 1.5 pulgadas por debajo del nivel

    superior del muro (para crear una llave de corte, dejando que

    el refuerzo vertical se extienda una longitud igual a la de

    traslape; luego, se construye la mitad superior, repitiendo el

    proceso.

    LLenado Continuo ("High-Lift Grouting")

    Este proceso se recomienda para un avance

    rpido de la obra y tambin porque as se elimina la

    posibilidad de formacin de juntas fras en la mitad de

    la altura del entrepiso. En este proceso se levanta la

    albailera de todo el entrepiso; luego, estando

    colocado el refuerzo vertical, se vacia el grout hasta

    1.3 m de profundidad, de manera que llegue hasta la

    mitad de la hilada central para crear una llave de

    corte. Posteriormente, se espera un tiempo

    prudencial, entre 15 a 60 minutos, de manera que el grout tenga tiempo para asentarse y

    tambin para evitar posibles roturas de las unidades por la presin hidrosttica del grout.

    Finalmente, se procede con el vaciado de la mitad superior del muro. En el caso que la

    albailera sea parcialmente rellena (con grout slo en los alveolos que contengan refuerzo

    vertical), es conveniente rellenar previamente a media altura todos los bloques que no

    contengan refuerzo y que correspondan a la ltima hilada; el objetivo de esta operacin es

    crear llaves de corte entre el techo y la ltima hilada, as como evitar que el concreto del

    techo (o solera) se desperdicie en el interior del muro. Cabe recalcar que el empleo de

    muros portantes parcialmente rellenos no es recomendable en zonas ssmicas.

    REFUERZO VERTICAL:

    Segn la Norma E.070 (Ref.1), para que una varilla quede adecuadamente

    recubierta y pueda transferir sus esfuerzos al grout, as como para evitar la formacin de

    cangrejeras, se requiere que la dimensin mnima de las celdas sea: 5cm por cada varilla o

    4 veces el dimetro de la barra por el nmero de barras alojadas en la celda. Por ejemplo, si

    el tamao mnimo de la celda fuese 7.5 cm, podr colocarse hasta una varilla de 5/8. Para

    el caso que se haya empleado espigas (acpite 2.1), o exista traslapes en la parte inferior de

    los pisos superiores, una vez terminada de construir la albailera, se inserta la barra

  • 11

    vertical, sin amarrarla contra la espiga para que no se congestione la celda. Para evitar que

    la barra insertada se mueva durante el vaciado del grout, se le amarra a una barra horizontal

    temporal, que se retira despus que el grout haya endurecido.

    REFUERZO HORIZONTAL: Durante la construccin del muro, debe instalarse el refuerzo

    horizontal que se especifique en los planos de estructuras. Este refuerzo puede ir colocado

    en las juntas horizontales en forma de escalerilla electrosoldada, o en el eje del muro.

    Cuando se coloca escalerilla electrosoldada en las juntas horizontales, debe considerarse:

    1) que los escalones de la escalerilla estn distanciados como mximo a 40cm (20cm

    cuando se usa como confinamiento); 2) que el recubrimiento medido al borde del refuerzo

    longitudinal sea mayor que 1cm, para protegerlo de la corrosin; 3) que los escalones y el

    refuerzo longitudinal estn contenidos en el mismo plano horizontal; y, 4) que el dimetro del

    refuerzo longitudinal no exceda de . Los tems 3 y 4 se especifican para que las juntas de

    mortero no tengan un grosor excesivo (mximo 1.5cm), de lo contrario la resistencia del

    muro a compresin y a cortante ssmico decrecer significativamente.

    PROCESO CONSTRUCTIVO

    LA CIMENTACIN

    Podra emplearse cualquiera de las

    cimentaciones que se utilizan para la

    Albailera Confinada, pero en la Norma E.070

    se recomienda no emplear la cimentacin

    corrida de concreto ciclpeo, porque las

    grandes piedras que se utilizan podran

    desplazar al refuerzo vertical, haciendo que

    ste no encaje en el interior de las celdas del

    bloque. El refuerzo vertical debe colocarse con

    gran precisin, amarrndolo a varillas

    horizontales y transversales. En caso no encaje en las celdas del bloque, se recomienda

    recortar sus tapas transversales, pero, de ninguna manera debe doblarse la varilla porque

    se perdera su capacidad de trabajar a traccin, producida por momento flector y corte-

    cizalle.

  • 12

    ESPIGAS

    Usualmente se dejan espigas

    verticales (dowell) ancladas en la

    cimentacin, para facilitar la construccin de la

    albailera.

    Cuando se usa espigas, al terminar de

    construir la albailera y antes de vaciar el

    grout, se inserta la barra vertical traslapndola

    con la espiga. Estos traslapes generan

    congestin de refuerzo en las celdas que

    podran provocar cangrejeras en el grout.

    Adems, cuando los traslapes tienen la misma

    longitud, ha podido notarse fallas por

    deslizamiento en la zona donde termina la espiga. Por estas razones, en la Norma E.070 se

    recomienda que al menos en el primer piso, el ms esforzado ssmicamente, se utilice

    refuerzo vertical continuo y para facilitar la construccin, puede recortarse las tapas del

    bloque formando una H.

    EL SOBRECIMIENTO

    El sobrecimiento se considera como una

    extensin de la albailera, tiene el grosor del muro y

    abarca una altura por encima del nivel natural del

    terreno de por lo menos 30cm, a fin de proteger a la

    albailera de la humedad natural del suelo. En la

    construccin del sobrecimiento debe emplearse

    encofrados y unas 3 horas despus de haberse

    vaciado el concreto, la zona a ser ocupada por el

    muro debe rayarse en una profundidad de unos

    5mm, a fin de mejorar la unin albailera-

    sobrecimiento

    RECORTE DE BLOQUES

    El recorte de los bloques se realiza antes de asentarlos con una amoladora (Fig.16) en seco

    y en el lugar de la obra. Estos recortes se hacen para:

    1. Formar ventanas de limpieza (ratoneras) en los bloques de la primera hilada de

    todos los pisos. Su funcin es eliminar los desperdicios de mortero que hayan cado

    durante el asentado sobre la base del muro (losa o cimiento), para lo cual debe

    colocarse un retazo de plstico en el interior. De otro modo, se producir una junta

    fra en la unin grout-base.

    2. Alojar cajas elctricas. En este caso, los tubos se instalan antes asentar los bloques.

  • 13

    3. Colocar el refuerzo horizontal en el eje del muro. Para esto se hacen ranuras de 5cm

    de longitud en las tapas transversales que se eliminan golpendolas con un martillo.

    ASENTADO DE BLOQUES

    El primer paso consiste en limpiar y humedecer la

    superficie rayada del sobrecimiento o losa de techo en los

    pisos superiores al primero, no debe emplearse lechada de

    cemento porque tapona los poros del concreto, e impide la

    succin del material cementante de la primera capa de

    mortero.

    ENCUENTRO DE MUROS Y BORDES LIBRES

    Todos los muros deben ser construidos en

    simultneo y el encuentro entre paredes

    transversales debe hacerse traslapando los

    bloques (dentada), excepto cuando se

    especifique en los planos de estructuras. El

    construir en simultneo permite arriostrar entre s

    a los muros que se interceptan, adems, permite

    aumentar el rea de compresin en los talones.

  • 14

    VIGAS DE CONCRETO ARMADO Y DE ALBAILERA ARMADA

    Por la tcnica de diseo estructural que se utiliza en la Norma E.070 (Ref.1),

    buscando que los muros armados fallen por flexin ante los sismos severos, es preferible

    que las vigas que cubren los vanos de puertas y ventanas (dinteles), tengan un peralte

    igual al de la losa de techo (vigas chatas), lo cual permite magnificar el momento flector en

    los muros.

    Usualmente, en nuestro medio se utiliza dinteles de concreto armado. Cuando estos dinteles

    necesitan ser peraltados,

    INCORRECTO

    LOSA DE TECHO

    En las edificaciones de Albailera Armada

    puede emplearse losas aligeradas o macizas,

    armadas en uno o dos sentidos, o viguetas

    prefabricadas. Especial cuidado debe tenerse con

    el recubrimiento del refuerzo que deber ser por

    lo menos de 2cm para evitar su corrosin.

  • 15

    VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ALBAILERIA ESTRCTURAL O ARMADA

    Al igual que la utilizacin de cualquier sistema constructivo predestinado para la

    construccin de cualquier edificacin, es necesario reconocer tanto aspectos negativos

    como aspectos negativos, de esta manera poder visualizar un panorama futuro y evaluar si

    el sistema es el que se debe usar o no, a continuacin se indicaran algunas ventajas y

    desventajas que presenta este sistema constructivo:

    1) VENTAJAS DE LA ALBAILERIA ESTRUCTURAL O ARMADA:

    Al no existir columnas en los muros armados, no se requiere de encofrados para

    esos elementos. Sin embargo, el problema de cizallamiento (Fig. 2.29), que

    puede producirse por fuerza cortante a la altura de la junta de construccin entre

    jornadas de trabajo al levantar la albailera, resulta menos crtico para los muros

    confinados, ya que el concreto de las columnas de confinamiento se vacia de

    una sola vez en toda la altura del entrepiso.

    Los conductos para las instalaciones elctricas pueden colocarse en el interior

    de los alveolos de las unidades.

    Presentan mejor acabado y, de emplearse unidades caravistas, no necesitan de

    tarrajeo ni de pinturas; algo que tambin podra lograrse en los muros confinados

    empleando unidades caravistas y enchapando (si se desea) las columnas.

    Al emplearse refuerzo vertical uniformemente distribuido se mejora la

    transferencia de esfuerzos por corte-friccin entre el techo y el muro; y tambin,

    entre el muro y la cimentacin.

    2) DESVENTAJAS DE LA ALBAILERIA ESTRUCTURAL O ARMADA:

    Las unidades que se emplean son ms costosas que las tradicionales, ya que

    stas son especiales. En una investigacin desarrollada por la Ing. Liliana Ugaz,

    se observ en un edificio de 4 pisos que la solucin estructural con muros de

    Albailera Armada y unidades slico-calcreas era 25% ms costosa que la

    Confinada con unidades de arcilla.

    El concreto fluido requiere de un 50% ms de cemento para lograr la misma

    resistencia que un concreto normal. Adems, en las regiones ssmicas, es

    recomendable rellenar todos los alveolos de los muros portantes, a no ser que se

    usen unidades slidas en las zonas del muro donde no exista refuerzo vertical, lo

    que evidentemente complica el proceso constructivo.

    En todos los entrepisos se requiere utilizar refuerzo mnimo (horizontal y

    vertical), para evitar que los muros se fisuren por contraccin de secado del

    grout.

    Se requiere de una mano de obra especializada y de un trabajo de alta precisin,

    para no terminar grifando el refuerzo vertical al forzar su penetracin en los

    alveolos de la unidad.

  • 16

    Se requiere que los ambientes tengan dimensiones modulares que encajen con

    las medidas de las unidades alveolares.

    No es recomendable el uso de concreto ciclpeo en la cimentacin, ms bien

    debe usarse un sistema de cimentacin ms caro, como el solado o el concreto

    simple corrido.

    Para evitar la falla de los talones flexocomprimidos (Figs. 2.29, 3.12 y 3.24) se

    utilizan planchas de acero con perforaciones (Fig. 2.26), que son elementos ms

    costosos que los estribos convencionales empleados en las columnas de los

    muros confinados.

    MODIFICACIN DE LA NORMA E-030

    Para el diseo y anlisis del comportamiento ssmico de una edificacin de

    albailera armada nos tenemos que revocar en la norma E-030 diseo sismo resistente

    del Reglamento nacional de edificaciones la cual es desarrollada a continuacin:

    LAS NORMAS DE DISEO SISMO-RESISTENTE, PARTE DEL RNC DEL

    MINISTERIO DE VIVIENDA Y CONSTRUCCIN (OIN 1977)

    Esta norma nos muestras una diferente zonificacin ssmica del Per

    ZONIFICACION 1997

  • 17

    El diseo ssmico se basaba en la fuerza cortante basal H:

    Respecto a la expresin del reglamento anterior, se ha separado el factor de zona Z

    del factor de uso U, se ha introducido el factor de suelo S, y se ha aclarado que el factor C

    es el coeficiente de amplificacin ssmica, mientras que el divisor Rd se denomin factor

    de reduccin por ductilidad. En el caso de albailera confinada o armada, se

    especificaba que Rd=2.5.

    EJEMPLO: Para un edificio comn de 3 o 4 pisos, ubicado en la zona de mayor

    sismicidad, sobre buen suelo, los factores son; Z=1, U=1, S=1, C=0.4, con lo cual la fuerza

    H (comn) = 0.4/2.5 P = 0.16 P. En un edificio de uso pblico, U=1.3, por lo que la fuerza

    aumentaba a H (pblico) = 0.208 P. Si adems estaba sobre suelo malo, S=1.4, y H =

    0.224P y 0.291P, respectivamente.

    Para el diseo ssmico se mantena la misma fuerza cortante basal H de la norma 1977.

    Con la modificacin de la Norma Ssmica en 1997 y en el 2003, la fuerza cortante basal se

    denomina ahora V y los valores de los factores se modificaron.

    Para un edificio comn de 3 o 4 pisos,

    ubicado en la zona de mayor sismicidad, sobre

    buen suelo, los factores son; Z=0.4, U=1, S=1,

    C=2.5, R=6, con lo cual la fuerza V (comn) =

    0.4x2.5/6 P = 0.167 P. En un edificio pblico,

    U=1.3, y V (pblico) = 0.217 P.

    Si adems est sobre suelo malo,

    S=1.4, y V = 0.233P y 0.303P,

    respectivamente. La Norma Ssmica del 2003

    indica que en las edificaciones de albailera

    se debe usar R=6 si se mantiene el diseo

    por esfuerzos admisibles, mientras que R=3

    para diseos a la rotura. Como se puede ver, las fuerzas ssmicas de diseo han ido

    aumentando de valor conforme los sismos permiten conocer los defectos en construcciones

    que se daan y el avance tecnolgico permite realizar ensayos y conocer el comportamiento

    estructural.

    ZONIFICACION 1997-2003 VIGENTE

  • 18

    COMPORTAMIENTO SSMICO

    La albailera no confinada ni reforzada, en sismos reales y en ensayos de laboratorio,

    muestra:

    a) fallas por corte debido a fuerzas de sismo en el mismo plano del muro.

    b) fallas de traccin por flexin debido a fuerzas de sismo ortogonales al plano del

    muro.

    c) De otro lado, la interaccin entre tabique y prtico ha ocasionado numerosas fallas

    por Columna corta.

    FALLAS POR CORTE

    En edificios bajos, de 1 a 3 pisos, la deformacin por corte es predominante y se

    manifiesta por grietas diagonales en el pao del muro. Si las grietas atraviesan unidades y

    juntas de mortero en forma pareja, esto indica que la adherencia es adecuada entre las

    unidades, lo cual es ideal puesto que as se logra una mayor capacidad resistente del muro.

    Si en cambio las grietas son escalonadas, pasando bsicamente por las juntas dejando las

    unidades enteras, la adherencia es baja, y la resistencia del muro es baja. Los ensayos en

    muretes pequeos ayudan a observar esta propiedad.

    Esta imagen nos

    muestra grietas

    escalonadas lo cual

    nos indica que la

    adherencia no es la

    adecuada ya que la

    grieta solo es dirigida

    por las juntas.

  • 19

    FALLAS DE TRACCIN POR FLEXIN

    Se dan mayoritariamente en muros no portantes, tales como cercos, tabiques y parapetos.

    Se debe mejorar el diseo con la inclusin de arriostres ms cercanos.

    Esta imagen nos

    muestra grietas

    continuas lo cual nos

    indica que la

    adherencia es la

    buena ya que

    atraviesa las

    unidades y juntas.

    En la imagen izquierda se observa el colapso del muro por arriostres muy lejanos al igual que

    del cerco perimtrico del lado derecho.

  • 20

    INTERACCIN TABIQUE PRTICO

    La falla por la interaccin tabique-prtico se manifiesta con el problema de columnas

    cortas en edificios flexibles. Estas columnas cortas se generan al tenerse una ventana alta,

    con muros de albailera que no llegan al techo. Entre las columnas y el muro de albailera

    no hay junta o sta es insuficiente. En un sismo moderado o severo, las columnas se deben

    desplazar lateralmente, pero los muros lo impiden a lo largo de su altura, y la columna slo

    se deforma en la parte de la ventana. Esto ocasiona grandes fuerzas y deformaciones por

    corte que las columnas no tienen capacidad de soportar, produciendo grietas que pueden

    romper el ncleo y pandear el refuerzo vertical. Este fenmeno de columnas cortas es tpico

    verlo en colegios antiguos (anteriores a 1997) y en algunos otros como hospitales. Se puede

    obviar aumentando la rigidez de la edificacin o protegiendo las columnas con una

    ampliacin del muro.

    Esta imagen nos muestra el fenmeno conocido como columnas cortas en el

    hospital de Ica 2007.

  • 21

    OTRAS FALLAS

    La falla por piso blando se ha visto en edificaciones en los sismos del 2001 y 2007. Se debe

    fundamentalmente a falta de rigidez en una direccin principal, usualmente en el primer piso.

    ESTRUCTURACION

    Las especificaciones de este Captulo se aplicarn tanto a la albailera confinada como a la

    albailera armada.

    ESTRUCTURA CON DIAFRAGMA RGIDO

    Debe preferirse edificaciones con diafragma rgido y continuo, es decir, edificaciones en los

    que las losas de piso, el techo y la cimentacin, acten como elementos que integran a los

    muros portantes y compatibilicen sus desplazamientos laterales.

    Esta imagen nos muestra el fenmeno conocido como PISO BLANDO en el sismo

    de pisco 2007.

  • 22

    Los diafragmas deben tener una conexin firme y permanente con todos los muros para

    asegurar que cumplan con la funcin de distribuir las fuerzas laterales en proporcin a la

    rigidez de los muros y servirles, adems, como arriostres horizontales.

    CONFIGURACIN DEL EDIFICIO

    El sistema estructural de las edificaciones de albailera estar compuesto por muros

    dctiles dispuestos en las direcciones principales del edificio, integrados por los diafragmas

    y arriostrados. La configuracin de los edificios con diafragma rgido debe tender a lograr:

    Plantas simples y regulares. Las plantas con formas de L, T, etc., debern ser evitadas o, en

    todo caso, se dividirn en formas simples.

    Irregularidades en elevacin, deben evitarse en la medida que sea posible, subdividiendo al

    edificio en bloques.

  • 23

    Cercos y alfizares de ventanas deben ser aislados de la estructura principal, debindoseles

    disear ante acciones perpendiculares a su plano.

    CRITERIOS GENERALES DE ESTRUCTURACION EN EDIFICIOS DE ALBAILERIA

    Aparte de los requisitos reglamentarios y recomendaciones que se han dado para los muros

    armados y confinados, se sugiere lo siguiente:

    1. Por la importancia que tienen los muros ubicados en el permetro del edificio (son los

    que aportan la mayor rigidez torsional), y todo aqul que absorba ms del 10% del

    cortante basal ssmico, stos debern ser reforzados. Al respecto, en la Norma E-

    070 se especifica que como mnimo un 70% de los muros que conforman el edificio

    (en cada direccin) deben ser reforzados.

    2. El espesor efectivo (sin recubrimientos) mnimo de los muros debe ser h I 20, donde

    "h" es la altura libre del muro (altura de pandeo).

    3. Los techos deben ser diafragmas rgidos, de manera que permitan uniformizar los

    desplazamientos laterales de los muros. De preferencia, debe emplearse como

    sistema de techado la losa (aligerada o maciza) armada en 2 sentidos, con el objeto

    de que todos los muros porten una carga vertical que no sea excesiva.

    4. De preferencia, las vigas aisladas y copian ares con los muros no deben ser chatas,

    ya que las vigas (de un peralte Suficiente) son elementos dctiles que pueden

    aprovecharse como disipadores de energa antes que ocurra la falla por corte en los

    muros; adems, las vigas peraltadas atenan las concentraciones de esfuerzos en la

    losa del techo (producto del giro de los muros) e incrementan la rigidez lateral del

    sistema. De seguirse esta recomendacin, se lograr una reduccin en las

    dimensiones de la cimentacin, al disminuir los momentos basales; adicionalmente,

    los efectos de flexo compresin en los talones de los muros se atenuarn.

    5. El alfizar de las ventanas debe separarse de la estructura principal con una junta

    ssmica no menor de 1/2 pulgada Y disearse ante acciones perpendiculares a su

    plano. Conviene indicar que de no realizarse esta independizacin, se crear

    problemas de "muros cortos" Y adems, el modelaje matemtico del muro ser muy

    complicado.

  • 24

    6. En los Muros Armados deber rellenarse todos los alveolos con grout (contengan o

    no refuerzo vertical), o en su defecto deber combinarse unidades slidas con

    alveolares. No deber traslaparse el refuerzo vertical en el primer entrepiso. Deber

    usarse como cuanta mnima de refuerzo (vertical u horizontal) 0.001, distribuido

    uniformemente a lo largo de la altura y de la longitud del muro. Deber tenerse

    especial precaucin con los talones flexo comprimidos, se sugiere colocar planchas

    de acero en las zonas del muro donde el esfuerzo axial ltimo (producto de la carga

    vertical y el momento ltimo) exceda de 0.2 fm. No deber emplearse cimientos de

    concreto ciclpeo, sino cimientos de concreto normal (simple o reforzado) o solados.

    De preferencia, deber utilizarse bloques de concreto vibrado.

  • 25

    CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    Conforme el avance tecnolgico y los nuevos sistemas constructivos que ahora se

    utilizan, se dej de lado el sistema de albailera armada, pero tomando en cuenta

    las ventajas que posee este mtodo es una alternativa vlida siempre y cuando

    cumpla con requisitos mnimos como mano de obra calificada, materiales de

    construccin adecuados etc.

    Independizar los vanos de los muros, para evitar las fallas denominadas muros

    cortos.

    Las unidades de albailera debern contar con la certificacin adecuada para que

    esta sea utilizable en el proyecto que se destine, esto debera ser corroborado con

    ensayo in situ como son: absorcin, prueba de consistencia (a travs del sonido),

    etc.

    Debe tenerse en cuenta antes de la construccin de un muro armado el alveolo de

    las unidades de ladrillo ya que de esta depende que tipo de mezcla se le introducir

    en las unidades y el dimetro del acero.

    En cuanto al comportamiento ssmico de la estructura, debera cumplir con los

    parmetros bsicos de cualquier edificacin tales como, la simetra estructural tanto

    en planta como en altura, estructura robusta sin presentar esbeltez, regularidad de

    masas en altura evitando as el fenmeno de pisos blandos, etc.

    En Abancay este sistema constructivo no fue y no es empleado dado que las

    edificaciones de carcter inmobiliaria estn basadas en el sistema constructivo de

    Albailera Confinada.