INTRODUCCIÓN

Como es de conocimiento la albañilería simple a tracción es reducida y

frágil. Por ello, si bien la albañilería es perfectamente competente para

ser utilizada en estructuras en que las cargas a ser transmitidas son

esencialmente gravitacionales, pero cuando ocurren significativos

esfuerzos de tracción, su competencia estructural es recortada y, en

casos de acciones sísmicas severas, nula. Para superar estas

limitaciones es necesario reforzar la albañilería. La albañilería

reforzada puede ser confinada o armada. En este informe se tratara

sólo el tema de la albañilería confinada.

Actualmente se han realizado importantes avances de la albañilería, lo

cual ha permitido que se diseñen y construyan edificaciones hasta de

cuatro pisos, donde los ladrillos constituyen la estructura principal, por

lo que se ha considerado importante hacer un diagnóstico sobre el

proceso constructivo de las edificaciones en albañilería confinada,

identificando y comparando con la norma E-070 de albañilería del

Reglamento Nacional de Construcciones las deficiencias mas comunes

cometidas en la construcción.

Se espera que este trabajo de investigación descriptiva contribuya a

acrecentar el conocimiento tanto para estudiantes, técnicos y

profesionales dedicados al área de la construcción.

A. IMPORTANCIA DEL LA INVESTIGACION

Las edificaciones en albañilería confinada, son las construcciones más

populares en la zona urbana de Nuevo Chimbote. Este tipo de

edificación constituye una buena alternativa de solución al problema de

la vivienda por ser relativamente económico y además constituir una

forma tradicional de construcción en el Perú, así como por su buen

comportamiento estructural durante los sismos.

Los resultados del presente trabajo de investigación servirán de aporte a

la carrera profesional de Ingeniería Civil, asimismo permitirá formular

nuevas propuestas en aras de mejorar el proceso constructivo.

Esta investigación servirá de información a estudiantes, técnicos y

profesionales dedicados al área de la construcción, de tal manera que

ayuden a difundir y cumplir lo indicado en la norma E-070 de albañilería

del Reglamento Nacional de Construcciones. Y a la vez darle la debida

importancia al muro de ladrillo, siendo éste el elemento estructural; ya

que para muchos es sólo un simple material de construcción, lo cual

permitirá mejorar el comportamiento estructural de las edificaciones de

albañilería confinada; de tal manera que se preserve la salud y vida de

la población.

B. OBJETIVOS

Objetivo General

Servir de información a los responsables directos de las

construcciones con albañilería confinada.

Objetivos Específicos

Identificar las deficiencias cometidas en el proceso

constructivo de las edificaciones con albañilería confinada en

el Distrito de Nuevo Chimbote, para contribuir a corregir estas

deficiencias y mejorar el proceso constructivo.

Demostrar si las edificaciones construidas con albañilería

confinada del Distrito de Nuevo Chimbote cumplen con lo

indicado en la norma E-070 del Reglamento Nacional de

Construcciones.

MARCO TEÓRICO

A. ASPECTOS GENERALES

1. Características Básicas

La albañilería es un material estructural compuesto que en su

forma tradicional está integrado por unidades asentadas con

mortero. En consecuencia es un material de unidades

débilmente unidas o pegadas. Este hecho permite afirmar que se

trata de un material heterogéneo y anisotrópico, y que tiene por

naturaleza, una resistencia a la compresión elevada,

dependiente principalmente de la propia unidad, mientras que la

resistencia a la tracción es reducida y está controlada por la

adhesión entre la unidad y el mortero.

Las sustantivas diferencias que existen, de país en país, entre

los componentes de albañilería (particularmente de las unidades

de albañilería); las distintas técnicas constructivas, muchas

veces enraizadas tradicionalmente y las configuraciones

estructurales propias de la edificación de cada país, hacen que

la tecnología de la albañilería no sea fácilmente adaptable de un

país a otro.

Por lo menos en los aspectos esenciales cada país debe

desarrollar su propia tecnología, y aunque sea útil apoyarse en

el conocimiento de la investigación y las técnicas de otros

países, la definición de las mejores técnicas de construcción y

las normas y reglamentos, que serán consecuencia de lo

anterior deberán desarrollarse localmente.

2. El Muro

El muro puede ser destinado a diferentes fines, puede ser el

elemento estructural portante correspondiente a un edificio

diafragmado; o simplemente un cerco, un tabique o parapeto. En

todos los casos, el diseño de estos muros debe poder hacerse

con métodos racionales. Determinadas las cargas y el tipo de

acciones a que estará sometido, deberá poder fijarse su

espesor, y, cuando corresponda, su esfuerzo para que sea

seguro ante las diferentes solicitaciones.

En particular para el caso de muros portantes pertenecientes a

edificios diafragmados en zonas sísmicas, deberá poder

evaluarse, en adición a sus propiedades resistentes, las

características correspondientes a su comportamiento inelástico,

tales como su ductilidad y su capacidad de disipación de

energía.

3. Armadura

Si bien la resistencia a tracción de una determinada albañilería,

tiene una magnitud independiente de la incorporación de

armadura y de la cuantía de esta, el refuerzo impide la

propagación del agrietamiento y lo distribuye, reduciendo así el

tamaño de la abertura de las grietas; además aumenta la

resistencia última y, en ciertos casos, provee ductilidad. Es por

este motivo que la albañilería reforzada es indispensable en

situaciones en que las fuerzas de tracción son preponderantes.

El caso más crítico es el de la albañilería sometida a acciones

sísmicas, en la que resulta imprescindible la incorporación de

refuerzo. La experiencia sísmica de construcciones de

albañilería sin armadura ha sido desastrosa en muchas partes

del mundo.

Las formas de incorporar la armadura son esencialmente tres:

a) La armadura es colocada en elementos de concreto

armado, verticales y horizontales, que enmarcan el paño de

albañilería para formar lo que se llama albañilería confinada

b) La armadura es colocada difundida, vertical y

horizontalmente, en alvéolos o canales de las unidades de

albañilería o en las juntas de mortero, para obtener lo que se

llama albañilería armada.

c) La armadura es colocada, vertical y horizontalmente, en el

espacio entre dos muros de albañilería, para obtener lo que

se llama albañilería armada laminar.

4. Durabilidad y Mantenimiento

Existe la impresión, ciertamente equivocada, de que las obras de

ingeniería civil no requieren mantenimiento, y que se construyen

para que duren siempre. La corrosión del acero en el concreto y

en la albañilería y los daños causados por sismos severos han

puesto de manifiesto la gravedad de las consecuencias de no

tener en cuenta la necesidad de mantenimiento y reparación y,

en ciertos casos de reforzamiento.

En áreas sísmicas las edificaciones deben ser diseñadas

incorporando mecanismos dúctiles, de modo tal que las fallas

que se produzcan como consecuencia de sismos severos sean

fácil y económicamente reparables. Estas fallas, que se

presentan usualmente en la forma de agrietamientos y

desconchamientos si las edificaciones son correctamente

diseñadas, deben ser reparadas de modo de restituir, por lo

menos, la competencia estructural inicial, y no simplemente ser

cubiertas y escondidas. Deben tenerse en cuenta que los sismos

causan daños acumulativos y progresivos.

CONSTRUCCIONES EN ALBAÑILERÍA CONFINADA

A. CARACTERISTICAS GENERALES

Uno de los sistemas estructurales más empleados en nuestro medio

para la solución de los edificios multifamiliares de mediana altura

(máximo cuatro pisos), es el muro de albañilería confinada por

elementos de concreto armado.

En el caso de los muros confinados, primero se construye la albañilería,

luego se vacían las columnas y, finalmente se vacían las vigas soleras

en conjunto con la losa del techo. Esta secuencia hace que se desarrolle

una gran adherencia en la interfase albañilería-concreto y que, por lo

tanto, el sistema debe ser tratado como un elemento compuesto por dos

materiales, así mismo al desencofrarse finalmente el techo, el muro será

portante de carga vertical.

B. CONSTRUCCIÓN

La albañilería es mas dependiente que otros materiales estructurales

(particularmente que el acero y el concreto) de la calidad de la

construcción.

Existen varios hechos que contribuyen a que la albañilería pueda no

construirse bien, por ejemplo:

a) El proceso constructivo de la albañilería, que consiste en

operaciones simultaneas en muchos pequeños frentes de trabajo,

generalmente dispersos.

b) Por diferentes motivos, la albañilería ha sido tratada como

material de construcción cuando se trata, en realidad, de material

estructural, esto ha conducido a descuidar el control de los

componentes.

c) La significativa presencia en el mercado de unidades de

albañilería ergonicamente defectuosas y la tendencia a acelerar y

simplificar las construcciones han conducido a degradar la artesanía

tradicional.

Si se quiere mejorar la albañilería, los siguientes aspectos requieren ser

tratados a partir de conceptos correctos y de conocimiento detallado:

a) Determinación del espesor de las hiladas.

b) Tratamiento de la succión de la unidad de albañilería.

c) Control del temple del mortero.

d) Proceso de asentado de las unidades.

e) Tratamiento de juntas.

f) Ritmo de construcción.

g) Cuidado de los muros.

Ritmo de Construcción

Cuando se construye a ritmo exagerado es posible que se

coloque un numero excesivo de hiladas sobre un mortero que

aun no ha adquirido una rigidez adecuada, ocasionándose su

deformación. Como esta deformación no ocurre necesariamente

de modo uniforme, se atenta contra el plomo y/o alineamiento

del muro.

En general, el ritmo de construcción en unidades asentadas con

mortero de cemento Pórtland no debe exceder 1.20 m de altura

por jornada de trabajo.

Debe evitarse, además, juntas frías, sin adhesión, entre la

continuación del muro y el muro ya construido. Para lograr la

adhesión correcta deben limpiarse las superficies de asiento de

las unidades del muro existente con aire comprimido y

humedecerse en el caso de que las unidades requieran dicho

tratamiento.

Cuidado de los Muros

Los muros tienen una estabilidad precaria y una resistencia a la

tracción muy reducida. En consecuencia, no deben ser

sometidos a golpes o vibraciones, y tampoco servir de apoyo a

otros procesos constructivos como los puntales de encofrado.

No es permisible romper o picar los muros, salvo que exista

indicación expresa autorizando esta operación en el proyecto,

pues evidentemente lo que se esta haciendo es romper un

elemento estructural y crear planos debilitados que limitan la

resistencia del muro. Esta rotura se hace principalmente con el

propósito de alojar tubos para instalaciones eléctricas o

sanitarias.

C. Generalidades de Muros de Albañilería no Portante

Los muros no portantes, son aquellos diseñados y construidos

en forma tal que solo lleven cargas provenientes de su peso

propio (parapetos, tabiques y cercos); pueden ser construidos

con unidades de albañilería sólidas, huecas o tubulares.

Si las unidades de albañilería son sólidas para el diseño de los

muros se podrá utilizar la expresión dada por la Norma de

Albañilería del Reglamento Nacional de Construcciones.

Si las unidades de albañilería son huecas o tubulares, los muros

deben ser diseñados por métodos racionales de cálculo usando

los esfuerzos admisibles para tracción correspondiente a

albañilería no reforzada. Todo muro no portante de albañilería no

reforzada debe ser arriostrado a intervalos tales que satisfagan

las exigencias del espesor mínimo de la Norma E-070 de

Albañilería.

El diseño de los arriostres se debe hacer considerando a estos

como apoyo del muro arriostrado, actuando el muro como losa y

sujeto a fuerzas horizontales perpendiculares a el. Los arriostres

deben tener la resistencia, estabilidad y anclaje adecuados para

transmitir las fuerzas actuantes a elementos estructurales

adyacentes, al suelo o a la cimentación.

D. PROPIEDADES DE LA ALBAÑILERÍA REFORZADA

La albañilería es un material compuesto, heterogéneo y anisotrópico,

en el que los planos de debilidad coinciden con las juntas verticales y

horizontales y en el que se integra, en un comportamiento único,

materiales con características elásticas disímiles. Las juntas

horizontales, en particular (debido a su naturaleza continua), dividen a

la albañilería en capas (las hiladas), dando a la albañilería la apariencia

de un material compuesto laminado.

En las estructuras reales las condiciones críticas de carga

corresponden usualmente a esfuerzos combinados. Esto es

particularmente cierto para muros de albañilería en los que las

combinaciones de esfuerzos provienen de la acción conjunta de

fuerzas laterales o coplanares, de sismo o de viento, y de las fuerzas

gravitacionales.

La resistencia de la albañilería simple a tracción es reducida y frágil.

Por ello, si bien la albañilería es perfectamente competente para ser

utilizada en estructuras en que las cargas a ser transmitidas son

esencialmente gravitacionales (en las que predominan los esfuerzos de

compresión), cuando se debe usar en estructuras en que ocurren

significativos esfuerzos de tracción, su competencia estructural es

recortada y, en casos de acciones sísmicas severas, nula. Para

superar estas limitaciones es necesario reforzar la albañilería.

La aplicación fundamental de la albañilería reforzada es la de muros

sometidos a diferentes solicitaciones, coplanares y laterales

construcción, en áreas sísmicas.

La albañilería reforzada puede ser confinada o armada. En este caso

solo tocaremos el tema de albañilería confinada.

Con el objeto de conseguir mayor ductilidad, o sea proporcionar

capacidad de deformarse en el régimen inelástico los muros deben

estar confinados por columnas y soleras de concreto armado,

constituyendo la denominada albañilería confinada. De esta manera se

prevee una ductilidad mayor, se absorben los esfuerzos a tracción

producidos por los momentos originados por las fuerzas de sismo y se

puede proporcionar mayor capacidad resistente ultima.

En el criterio clásico usual se disponen abundantes muros en una

dirección, a los cuales generalmente se les hace portantes del techo

aligerado armado sobre ellos, y cada cierta distancia se coloca

columnas que a su vez forman los pórticos de la dirección transversal

al estar unidos por vigas chatas “de amarre”.

En el criterio actual, se busca muros también en la dirección

transversal, a los cuales también debe confinárseles con columnas y

soleras, puesto que al sismo no se le podrá forzar a que actué solo en

la dirección donde uno prevee los muros portantes.

1) Albañilería Confinada

La albañilería confinada puede ser reforzada confinándola con

elementos de concreto armado que enmarcan los paños de

albañilería. Este procedimiento se aplica casi exclusivamente

con ladrillos macizos o perforados con no mas de 25% del área

bruta como área alveolar, para evitar fallas frágiles en

compresión.

En algunos casos se coloca armadura en las hiladas

horizontales, con el propósito de diseminar el agrietamiento,

evitando la formación de una única grieta y el vaciamiento del

paño agrietado. Su aplicación, esta restringida a la construcción

de muros; por eso se habla, mas que de albañilería confinada,

de muros confinados de albañilería.

Para que un muro portante de una edificación diafragmada,

sometido prioritariamente a cargas coplanares, califique como

confinado debe estar enmarcado en sus cuatros bordes por

elementos de concreto armado. Además, es necesario que los

paños sean aproximadamente cuadrados. Es usual que para

muros que tienen un largo superior a dos veces la altura del

entrepiso, se coloque elementos verticales de confinamiento

intermedios que mantengan esa relación máxima de dos entre

los elementos de confinamiento verticales y horizontales.

En el caso de muros portantes de edificios sin diafragmas o de

muros no portantes, las cargas son prioritariamente laterales,

perpendiculares al plano del muro y los confinamientos

constituyen realmente arrostramientos del paño de albañilería.

Ellos proveen estabilidad y resistencia para dichas cargas

prioritarias, y las restricciones (de enmarcado en todo el

perímetro y de proporción máxima de paño) indicadas

anteriormente no son aplicables. En el caso de muros portantes

de edificaciones diafragmadas la función del confinamiento para

cargas coplanares, crea una segunda línea resistente que

comienza a trabajar una vez que el muro se agrieta. Hasta el

momento del agrietamiento se puede presuponer un

comportamiento elástico, asimilable al de una viga de gran

peralte o al de un sistema triangulado con la albañilería actuando

como arriostre diagonal en compresión.

El marco de concreto se llene con posterioridad a la construcción

del muro, el cual, además, se deja con indentaciones de medios

ladrillos para lograr una integración mecánica con el concreto.

Esta etapa del comportamiento ha sido tema de considerable

investigación para determinar y evaluar los posibles modos de

falla, estos pueden tipificarse así:

a) Falla en tracción por flexión: Que se inicia en los

confinamientos verticales y culmina con el aplastamiento del

talón comprimido del muro. Esta forma de falla solamente es

posible en muros de esbeltez o aspecto elevado, y conduce a un

comportamiento apreciablemente dúctil con la formación de una

rotula plástica en la base del muro.

b) Falla de corte por cizalle: En el paño de albañilería a lo largo

de una junta horizontal, cercana a la mitad de la altura, seguida

de falla en flexión o corte de los elementos de confinamiento

verticales. En este caso el arriostre diagonal supuesto deja de

existir y es sustituido por un arriostre en K.

c) Falla en tracción diagonal del paño de albañilería seguida de

falla en compresión diagonal, o aplastamiento en las

esquinas del paño de albañilería, y falla por flexión o corte

en los elementos verticales de confinamiento: Esta es la

secuencia de la destrucción de las esquinas del paño de

albañilería, en sucesivos ciclos de carga, es usual que el

arriostre diagonal termine también modificado a un arriostre en

K, con formas de falla terminales en flexión dúctil o corte frágil en

el confinamiento vertical.

2) Estructuras con Muros de Albañilería

En muy variadas edificaciones y principalmente en viviendas

unifamiliares o multifamiliares de mediana altura (cuatro pisos),

se estructura considerando muros de ladrillo como elementos

portantes de cargas de gravedad y de sismo. En estos casos los

muros tienen una participación muy significativa en la repartición

de fuerzas de sismo, pues tienen una rigidez lateral importante,

muchas veces muy superior que la de los pórticos de concreto

armado que casi siempre existen en algunos ejes, recibiendo

además las cargas de gravedad de los techos.

Lo único que puede ser nuevo es la búsqueda de una adecuada

densidad de muros en las dos direcciones de la edificación de tal

manera que los esfuerzos que absorben los muros sean

menores a los que la albañilería puede resistir.

3) Muros de Cabeza y de Soga

Tradicionalmente se usaban muros de cabeza para los muros

portantes de cargas de gravedad, y muros de soga para los

tabiques no portantes.

En actualidad, con un conocimiento real de las propiedades de

las unidades de albañilería, clasificadas en diferentes tipos

según su resistencia en compresión, y con ensayos reales de

muros sometidos a cargas verticales y horizontales en su plano,

se conocen los esfuerzos admisibles de la albañilería en su

conjunto (ladrillo y mortero) de modo tal que el cálculo de los

esfuerzos actuantes en una edificación es el que determinara

realmente si son necesarios algunos muros de cabeza o todos

podrán ser de soga.

Para luces normales en viviendas de interés social (3.5 m

aproximadamente) es factible tener muros portantes de carga

vertical de soga, incluso en edificios de cuatro pisos,

dependiendo del tipo de ladrillo y mortero a usar y dependiendo

de la cantidad de ellos (densidad) para lograr una adecuada

resistencia sísmica.

4) Densidad Mínima de Muros

Es importante proveer una densidad de muros en las dos

direcciones de las viviendas, con el fin de poder absorber los

esfuerzos de sismo de manera eficaz y económica.

Como los muros debe confinarse con columnas en sus

extremos, o cada cierta distancia, no será conveniente tener

mochetas o tramos muy pequeños, sino por el contrario buscar

longitudes mínimas que permitan aportar rigidez y resistencia y

que pueden ser confinados por columnas sin ocasionar gastos

excesivos

Un ejemplo claro de cómo obtener longitudes de muros

adecuadas en un ambiente tipo dormitorio, es considerar la

ventana hacia un extremo en lugar de colocarla al centro, de

manera de conseguir un muro de aproximadamente 2m., en

lugar de dos muros de 1m cada uno (para una habitación de 3m

de ancho y una ventana de 1m).

En base de este tipo de recomendaciones simples y buscando

otros muros transversales en las paredes del baño o en las

paredes laterales de la escalera o de la cocina, es factible

proveer una densidad adecuada de muros, incluso en casos de

poco ancho.

E. COMPORTAMIENTO SÍSMICO

1. El Problema

El comportamiento de estructuras de albañilería sometidas a

sismos no siempre ha sido exitoso. Las principales razones de

las fallas ocurridas, algunas de ellas de magnitud catastrófica,

han sido las siguientes:

a) Carencia de refuerzo.

b) Muros portantes que no llegan al suelo. Esta característica

genera edificaciones con un primer piso blando.

c) Diafragmas incompetentes. En todo tipo de edificaciones la falla

de los diafragmas es grave, pues no solamente se desarma la

edificación, sino que se modifica el comportamiento estructural

de los muros, pasándose de uno predominantemente coplanar a

otro en que dominan las cargas perpendiculares al plano.

d) Albañilería construida con unidades frágiles. El empleo de

unidades excesivamente perforadas y de unidades tubulares

conduce a fallas explosivas de compresión.

2. Condiciones Básicas de Sismo-Resistencia

a) La albañilería debe ser reforzada.

b) En el caso de edificaciones de muros portantes, los muros

deben llegar a la cimentación.

c) Las edificaciones diafragmadas deben tener diafragmas

competentes que integren permanentemente la totalidad de los

muros y los carguen uniformemente.

d) La albañilería portante debe ser elaborada con unidades sólidas

o perforadas en las que el área alveolar no sea mayor que el

25% del área bruta.

e) La construcción de la albañilería confinada debe ser

supervisada.

3. Característica de los Muros

El concepto básico en este aspecto de los requisitos sismo-

resistentes es que los muros, particularmente los

correspondientes a edificaciones diafragmadas, se comporten

dúctilmente. Esto implica que debe ser conducidos a formar

mecanismos en flexión y no en corte, por lo que es necesario

considerar los siguientes aspectos para estructuras

diafragmadas: La sección transversal de los muros en

edificaciones de mediana altura (hasta cuatro pisos) debe ser

preferentemente rectangular; es decir, debe evitarse los cruces o

intersecciones entre muros en direcciones ortogonales, y

además los muros deben tener una esbeltez (a=Hr/Lw) siempre

mayor que 1, y preferentemente mayor que 2.

4. Características de las Edificaciones

Como en toda estructura diafragmada en áreas sísmicas la

configuración estructural debe ser correcta. Esto implica que la

forma de la edificación en planta y elevación y la disposición de

los muros sea tal que exista razonablemente simetría,

para evitar efectos torsionales, y continuidad, para evitar

concentraciones de fuerzas y esfuerzos.

En las edificaciones con muros de albañilería confinada, los

mecanismos plásticos adecuados para ductilidad y reparabilidad

durante sismos severos dependen de la altura de la edificación.

Cuando se trata de edificaciones de mediana altura, debe

evitarse el acoplar los muros a nivel del entrepiso, lo que implica

separar los alfeizares eliminar o separar los dinteles, conectando

los muros solo mediante las losas de los entrepisos y techo. Esta

concepción dúctil fue planteada por Priesley en Nueva Zelanda,

y ha sido adaptada y aplicada exitosamente en el Perú.

Sin embargo, la forma de falla de los muros confinados tiende a

ser preferentemente en corte, con la formación de pisos blandos

donde esta rotura ocurre. El mecanismo plástico adecuado a los

muros de albañilería confinada con fallas en corte, consiste en el

acople de los muros mediante elementos horizontales de rigidez

controlada; por ejemplo, con dinteles estructurales de concreto

armado en los vanos que son continuación del elemento de

confinamiento horizontal del muro. Estos dinteles se conducen a

formar rotulas de flexión en sismos severos, mientras que el

muro se diseña para permanecer elástico prácticamente hasta el

limite de la carga máxima.

Los subsistemas de instalaciones deben ser incorporados a la

edificación siguiendo procedimientos preestablecidos y que no

debiliten los muros.

5. Ductilidad

Los ensayos de albañilería confinada señalan que estos tienen,

cuando están correctamente diseñados y construidos,

ductilidades confiables pero limitadas. Esto implica que la

demanda de ductilidad, para un mismo factor de

comportamiento, es mayor para estructuras de albañilería que

para estructuras flexibles. Los valores recomendados por la

mayor parte de las normas sísmicas actuales están, usualmente,

alredor de 2.5 a 3, siendo poco conservadores a la luz de la

información existente.

6. Limitación de Daños

Si bien el muro en las edificaciones de muros portantes cumple

principalmente funciones estructurales, es también el elemento

de cierre, división, aislamiento acústico y térmico y acabado. Por

ello, los daños que ocurren en los muros en movimientos

sísmicos severos pueden ocasionar graves problemas sociales,

además de requerir difíciles y costosas reparaciones.

Estos hechos demandan que se limite las rotaciones o los

desplazamientos máximos de los muros ante sismos severos. Es

recomendable que en ningún caso los muros conectados,

actuando en voladizo, alcancen rotaciones de 1/200 (δØ / Hr) y,

en muchos preferiblemente 1/300. En el caso de muros

acoplados las rotaciones admisibles, para la misma limitación de

daños, no deben exceder la mitad de los valores precedentes.

Se utilizó la Tabla Nº 06 (creación de los autores), para

determinar si las edificaciones cumplen o no con el debido

procedimiento constructivo, tomando en consideración la

actual norma E-070 de albañilería del Reglamento Nacional

de Construcciones del Perú.

Tabla Nº 06: Requisitos Básicos según Norma E-070 de

Albañilería

Características Norma E-070 de Albañilería

1.- Tipo de unidad de albañilería (Ladrillo) Ladrillo sólido en todos los niveles

2.- Espesor de la junta de mortero 9mm – 12mm

3.- Distancia entre columnas de confinamiento Menor a 6.00m.

4.- Altura del muro asentado en una jornada de

trabajo

Hasta 1.20m.

5.- Limitación de la albañilería Hasta 4 pisos o 15m. de altura, la

que sea menor

6.- Columnas de confinamiento Va entre muros dentados

7.- Elemento estructural Muro de ladrillo

8.- De la instalaciones Sanitarias y Eléctricas Por ningún motivo se picará o se

recortará el muro para alojarlas

9.- Tratatamiento

de la succión de la

unidad de

albañilería

(Ladrillo)

a.- Ladrillo de arcilla de

fabricación artesanal

Inmersión en agua, de por lo

menos una hora, inmediatamente

antes del asentado

b.- Ladrillo de arcilla de

fabricación industrial

Inmersión en agua,

inmediatamente antes del asentado

c.- Ladrillo de concreto Debe asentarse secos (no

necesitan mojarlos)

Fuente: Elaborada por los Autores

PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN ADECUADA

La Norma previa indicaba que para unidades sílico calcáreas bastaba una limpieza del polvillo superficial; ninguna acción para unidades de concreto; en el caso de unidades de arcilla industrial, la inmersión en agua inmediatamente antes del asentado; y en el caso de unidades de arcilla artesanal, la inmersión en agua por lo menos una hora inmediatamente antes del asentado. Estas inmersiones conducen a ladrillos de arcilla saturados en la superficie, sin lograr una correcta adhesión con el mortero.

El artículo 10.4 de la Norma 2006 especifica el nuevo tratamiento a darle a las unidades previamente al asentado (fig. 11).

Para concreto y sílico-calcáreo: pasar una brocha húmeda sobre las caras de asentado o rociarlas.

Para arcilla: de acuerdo a las condiciones climatológicas donde se encuentra ubicadas la obra, regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas.

Fig. 11. Tratamiento deunidades antes del asentado:regado de ladrillos de arcilla(izq.) y limpieza conescobilla húmeda enbloques de concreto (der.).

Otros temas de construcción son:

Para el asentado de la primera hilada, la superficie de concreto que servirá de asiento (losa o sobrecimiento según sea el caso), se preparará con anterioridad de forma que quede rugosa; luego se limpiará de polvo u otro material suelto y se la humedecerá, antes de asentar la primera hilada (fig. 12).

Todas las juntas horizontales y verticales quedarán completamente llenas de mortero. A mayor espesor de junta, la albañilería será más débil, por lo que es importante controlar su grosor. El espesor de las juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15 mm (fig. 12 der). En las juntas que contengan refuerzo horizontal, el espesor mínimo de la junta será 6 mm más el diámetro de la barra.

No se asentará más de 1,30 m de altura de muro en una jornada de trabajo. En el caso de emplearse unidades totalmente sólidas (sin perforaciones), la primera jornada de trabajo culminará sin llenar la junta vertical de la primera hilada, este llenado se realizará al iniciarse la segunda jornada (fig. 13).

Fig. 12. La primera hilada debe tener la superficie rugosa (izq.). Las juntas gruesas o nulas debilitan la albañilería (der.)

Fig. 13. Accionesentre la primera y lasegunda jornada detrabajo.

La conexión entre columnas de confinamiento y albañilería puede ser a ras o dentadas. El detalle y algunos problemas se observan en la fig. 14.

Las columnas de confinamiento se deben vaciar después de haber levantado el muro de albañilería. Si la sección es pequeña, los estribos tradicionales de las columnas pueden interrumpir la caída de la mezcla, entonces se sugiere para estas columnas usar estribos de 1 vuelta + ¾ vuelta, dejando el núcleo libre para el paso del concreto (fig. 15).

Fig. 14. Conexión dentada y conexión a ras.

Fig. 15. Detalles de columnas de confinamiento.

Verificación de la necesidad de colocar refuerzo horizontal en los muros Todo muro confinado cuyo cortante bajo sismo severo sea mayor o igual a su

resistencia al corte (Vu Vm), o que tenga un esfuerzo a compresión axial producido por la carga gravitacional considerando toda la sobrecarga, σm= (Pm)/(Lt), mayor o igual que 0,05 f’m, deberá llevar refuerzo horizontal continuo anclado a las columnas de confinamiento (fig. 16).

En los edificios de más de tres pisos, todos los muros portantes del primer nivel serán reforzados horizontalmente.

FALLAS QUE OCURREN EN ALABAÑILERIA CONFINADA:

A. FALLAS POR CORTEEn edificios bajos, de 1 a 3 pisos, la deformación por corte es predominante y se manifiesta por grietas diagonales en el paño del muro (fig. 17). 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 así se logra una mayor capacidad resistente del muro. Si en cambio las grietas son escalonadas, pasando básicamente por las juntas dejando las unidades enteras, la adherencia es baja, y la resistencia del muro es baja (fig. 18). Los ensayos en muretes pequeños ayudan a observar esta propiedad.

Fig. 16. Refuerzo horizontalcontínuo en la hilada

Fig. 17. Muros con grietas diagonales: sismo real(izq.) y ensayo de laboratorio (der.).

B. FALLAS DE TRACCIÓN POR FLEXIÓNSe dan mayoritariamente en muros no portantes, tales como cercos, tabiques y parapetos (fig. 19). Se debe mejorar el diseño con la inclusión de arriostres más cercanos.

C. INTERACCIÓN TABIQUE –PÓRTICOLa falla por la interacción tabique-pórtico se manifiesta con el problema de columnas cortas en edificios flexibles. Estas columnas cortas se generan al tenerse una ventana alta, con muros de albañilería que no llegan al techo. Entre las columnas y el muro de albañilería no hay junta o ésta 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 sólo 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 núcleo y pandear el refuerzo vertical(este fenómeno de columnas cortas es típico verlo en colegios antiguos) (anteriores a 1997) y en algunos otros como hospitales. Se puede obviar aumentando la rigidez de la edificación o protegiendo las columnas con una ampliación del muro.

Fig. 18. Grietas escalonadas en muretes y muro a escala realindican poca adherencia y resistencia baja.

Fig. 19. Fallas de cercos y tabiques por carga ortogonal al plano del muro en Pisco e Ica, 2007

Fig. 20. Columnascortas, colegio enChimbote, 1970 (izq).Colegio en Palpa sindaños, 1996 y colegioen Nazca, 1996.

Fig. 21. Columnas cortas en colegio de Arequipa, 2001

Fig. 22. Columnas cortas en colegio de Pisco y en hospital de Ica, 2007

D. OTRAS FALLAS

1. Piso Blando y Torsión. El problema de piso blando se produce cuando hay un cambio muy brusco de rigidez entre los pisos consecutivos. Por ejemplo, en la dirección corta del edificio de la Figura 10, los muros del primer piso fueron discontinuados para transformar el primer piso en cochera, quedando en la dirección corta sólo los muros del perímetro, hechos con ladrillos de baja calidad, y un gran muro longitudinal que no aporta resistencia en la dirección corta, sino más bien genera torsión en planta. Al fallar los muros de la dirección corta, se formó el problema de piso blando, volcándose el edificio.

2. Falta de Densidad de Muros. En la Norma E.070 (Referencia 5) se obliga a que los edificios tengan por lo menos una densidad mínima de muros en cada dirección, y a verificar que la resistencia que aportan estos muros, sea por lo menos igual a la fuerza cortante que imprime el sismo severo en el piso en análisis. A simple vista, el edificio de la Figura 11, construido con ladrillos de baja calidad, no debe haber cumplido en su dirección corta con la disposición reglamentaria.

Fig. 23. Fallas de piso blando, Pisco 2007 (A. San Bartolomé)

Fig. 24. Fallas por escasa densidad de muros: Tacna 2001 y Pisco 2007 (A. San Bartolomé)

3. Tabiques en Voladizos de Fachadas. Para ganar espacio en los pisos superiores, se recurre a voladizos en las fachadas de los edificios, cerrando el ambiente con tabiques de ladrillo pandereta. La conexión dentada entre los tabiques transversales es insuficiente como para soportar las acciones sísmicas perpendiculares al plano y terminan volcándose (Figura 12), pudiendo aniquilar a las personas que escapan por el primer piso. Estos tabiques deben arriostrarse, por ejemplo, usando mallas electrosoldadas (Referencia 6).

Figura 12.- Tabiques sobre voladizos en Pisco y Chincha.

¿CUÁLES FUERON LAS CAUSAS EL CUAL PRODUJERON EL VOLCAMIENTO DE LOS MUROS ARMADOS DEL CERCO PERIMETRICO QUE SE CONSTRUYERON EN EL CAMPUS DOS DE LA UNS?

Como primer punto diremos que se volcaron un total de seis paños de dimensiones (4.80m de luz y 3.60m de altura); derrumbándose aproximadamente a la mitad cada paño.

Como segundo punto diremos que dicho volcamiento de muros fueron producidos por un sismo ocasionado al momento de dinamitar una parte de suelo rocoso para así poder colocar la cimentación y continuar con la construcción.

Luego de visitar los paños volcados se pudo observar lo siguiente:

1. Dicho sismo provoco rajaduras de forma escalonada en el mortero y algunas partes hizo que se desmoronara por completo el mortero dejando a la intemperie la unidad de albañilería.

2. En los paños mencionados no se rellenaron de concreto líquido o grout como se debía en los alvéolos del bloque de concreto.

3. En los muros derrumbados se observo que algunos paños no tenían refuerzo horizontal.

4. En las ratoneras dejadas para limpieza se pudo observar que en algunos paños el refuerzo vertical tenían pequeñas deflexiones.

CONCLUSIONES:

No se trabajó muy bien en las dosificaciones para la elaboración del mortero lo cual produjo una pobre adherencia unidad-mortero.

A falta de concreto líquido en los alvéolos del bloque ocasiono una pobre resistencia en el muro.

A falta del refuerzo horizontal ocasiono que no hubiera un mutuo trabajo con el refuerzo vertical ya que dicho trabajo producía una buena resistencia a la tracción (considerando que el refuerzo horizontal absorbe la totalidad de esfuerzo de corte) eso hizo que el muro este indefenso ante los esfuerzos de corte provocados por el sismo .Esta hipótesis fue la mas aceptada por el grupo de trabajo por ser mas convincente.

El hecho de que ocurriera un sismo al poco tiempo de ser asentado el muro, influyo en el derrumbe de los paños debido a que el mortero no había secado por completo y por tanto no había alcanzado su resistencia máxima y no pudo resistir el sismo.

Al generarse flexión en las bases del refuerzo vertical, el acero pierde su resistencia.

RECOMENDACIONES:

Tener una adecuada supervisión para las dosificaciones en la elaboración del mortero.

Al no contar con mano de obra calificada para este tipo de estructura y siendo escaso la mano de obra con experiencia en nuestro país se tiene que dar una adecuada capacitación a dichos obreros.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, y SENCICO, 2006. Reglamento

Alva Jorge, 2007. Sismo de Pisco-Ica del 15 de agosto 2007. CISMID – Universidad Nacional de Ingeniería. http://www.cismid-uni.org/

Nacional de Edificaciones. Norma E.070 “Albañilería”.

San Bartolomé Ángel, 2007. Blog. de Investigaciones en Albañilería: http://blog.pucp.edu.pe/albanileria