UNIVERSIDAD NACIONALSantiago Antnez de MayoloFACULTAD DE INGENIERIA CIVILFILIAL BARRANCA*CURSO: ALBAILERA ARMADA

TEMA : ESQUEMA ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES DE ALBAILERA CONFINADA

DOCENTE : ING. LEO LA BORDA DUEAS TOVAR ,

ESQUEMA ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES DE ALBAILERA CONFINADAINTRODUCCIN El aspecto ms importante en el diseo de una estructura sismo resistente es la seleccin de la configuracin, es decir, la forma del edificio y la ubicacin en forma balanceada de los elementos de arriostre.Los elementos de arriostre deben ser lo suficientemente rgidos para controlar los desplazamientos, dado que cuando estos son excesivos, causan daos a los elementos no estructurales del edificio.

INTRODUCCIN Deben evitarse las discontinuidades estructurales , tales como: los cambios bruscos en la rigidez entre los diferentes pisos, muros de corte discontinuos, primeros pisos flexibles (blandos), etc., que concentran esfuerzos y causarn un comportamiento inadecuado frente a un terremoto. Los diafragmas de entrepiso y techo deben ser cuidadosamente analizados y diseados para todas las fuerzas que deban resistir. La rigidez del diafragma o su flexibilidad es critica en muchas estructuras y deben ser considerada en el anlisis y diseo.El diafragma une todas las porciones del edificio para hacerlas actuar como un a unidad y debe resistir cortes y momentos resultantes de las fuerzas aplicadas y contener armadura que actu como colectora de fuerzas.

Al disear una estructura de albailera confinada, el ingeniero Proyectista debe hacerse algunas interrogantes, tales como:Existe suficiente cantidad de muros portantes en ambas direcciones?Existe una distribucin equilibrada de los muros portantes para evitar torsiones excesivas?Los muros portantes son continuos desde el primer hasta el ltimo piso?La losa que se est utilizando (diafragma rgido) esta repartiendo adecuadamente las fuerzas ssmicas hacia los muros portantes ?La cimentacin adoptada es la adecuada para el tipo de terreno donde se construir el edificio?Dnde se ubican los elementos no estructurales?Cules son los puntos dbiles?Se est coordinando con el arquitecto para modificar su diseo en caso de ser necesario?Se est compatibilizando los planos con las dems especialidades tales como arquitectura e instalaciones elctricas y sanitarias; para evitar modificaciones durante la etapa de construccin?

En los edificios de albailera la densidad de los muros en ambos sentidos es determinante para lograr un ptimo comportamiento tanto para cargas verticales como horizontales.Es necesario recordar que la ingeniera sismo resistente es tanto un arte como una ciencia y el ingeniero proyectista debe mantener en mente constantemente la naturaleza de las fuerzas para las que est diseando.Concluido el anlisis y diseo, estos sern plasmados en planos los cuales servirn para la construccin del edificio.

Uno de los roles ms importantes del ingeniero proyectista es asegurarse que su diseo ser interpretado correctamente por el constructor y que el edificio sea construido totalmente de acuerdo a sus planos.Es recomendable que el proyectista visite la obra semanal o quincenalmente y coordine con los ingenieros Residente de obra e Inspector.Cualquier modificacin debe contar con la autorizacin del proyectista estructural.La seguridad de la vida debe ser la primera consideracin en el diseo de estructuras sismo resistentes. El edificio no debe colapsar cuando es sometido a severas vibraciones del suelo.

CONFIGURACION ESTRUTURALLa estructura de los edificios de albailera esta conformado por los siguientes elementos estructurales:CimentacinMuros PortantesDiafragma Rgido Horizontal

CIMENTACINCualquier estructura apoyada sobre la tierra esta formada por dos partes denominadas: superestructura, que viene a ser la parte superior que sobresale del nivel del terreno y cimentacin o infraestructura, que es la parte inferior que se ubica bajo el nivel del terreno.La cimentacin es la parte comprendida entre la superestructura y el terreno sobre el cual se apoya un edificio, su funcin es transmitir al terreno las cargas provenientes de los techos, muros, vigas, tanques, acabados, sobrecargas; el cual debe ser capaz de soportarlas.

a) Definicin de cimentacina) Definicin

b) Condiciones a cumplirToda cimentacin deber cumplir las siguientes caractersticas:Deber ubicarse a una profundidad adecuada, es decir, sobre terreno firme, evitando que se apoye sobre rellenos.Se deber aprovechar la mxima capacidad portante del suelo.El sistema de cimentacin deber ser seguro contra el momento del volteo, rotacin, deslizamiento o ruptura del suelo (falla al esfuerzo cortante) y deber elegirse de acuerdo al tipo de terreno obtenido del estudio de suelo.Los asentamientos diferenciales debern ser tolerables para la cimentacin o para cualquier elemento de la superestructura.

c) Necesidad del estudio de suelosEn general cuando se comienza a calcular una cimentacin, lo primero que debemos tener en cuenta es el Estudio de Suelos, el cual debe ser hecho por un especialista en mecnica de suelos, que nos proporcionar la siguiente informacin respecto al terreno donde vamos a construir:Ubicacin y descripcin del rea en estudio.Caractersticas del proyectoTrabajos de campo (habilitacin de calicatasEnsayos de laboratorioClasificacin de suelosPerfiles estratigrficosProfundidad (Df) y tipo de cimentacin a considerarseClculo de la capacidad portante admisible (t)Determinacin de los asentamientosAnlisis qumico de sales agresivas al concretoConclusiones y recomendaciones.

d) Cimentacin en las estructuras de Albailera Las edificaciones de albailera son frgiles y los asentamientos diferenciales pueden causar rajaduras afectando seriamente al edificio; por lo tanto, el criterio es elegir una cimentacin que provea suficiente rigidez y al mismo tiempo, actu como un primer diafragma rgido para que la estructura funcione como una sola unidad frente al sismo.Para elegir el tipo de cimentacin, previamente se debe contar con el estudio de suelos respectivo, el cul nos indicara las caractersticas del terreno.

d) Cimentacin en las estructuras de Albailera La cimentacin de este tipo de estructuras esta formada bsicamente por cimientos corridos hecho de concreto ciclpeo y sobrecimientos, construidos con concreto simple.

La profundidad mnima del nivel de fondo de cimentacin (N.F.C.) ser de 1.00 m, siempre y cuando se encuentre terreno firme, en caso contrario se excavara hasta encontrarlo.El sobrecimiento es la parte de la cimentacin que se ubica encima del cimiento y tiene un ancho igual al del muro que soportar; debe tener una altura de tal manera que aleje la humedad del suelo, siendo 0.30 m la mnima.Su nivel superior puede coincidir con el nivel del falso piso (N.F.P.), con el nivel del piso terminado (N.P.T.) o estar generalmente a unos 0.10 m del nivel del piso terminado. En el caso de terrenos con excesiva presencia de humedad es recomendable echar en la cara superior del sobrecimiento una capa de asfalto para evitar que la humedad suba al muro y evitar el fenmeno de la eflorescencia.

El ancho del cimiento corrido depende de la capacidad portante del terreno y de la carga que soportar; el anlisis generalmente se hace para un metro lineal de muro, de acuerdo a la siguiente expresin:Donde:P = Carga actuante en Kg {carga muerta (Pd) + sobrecarga (Pt)} = Ancho de cimiento en cm.t = Resistencia del terreno en Kg/cm2

Si analizamos la expresin , observamos que conforme la Resistencia del terreno (t ) disminuya el ancho del cimiento ser mayor, para una misma carga.Los suelos tienen la capacidad portante de aproximadamente varia entre 0,5 a 0,4 Kg/cm2 y en el caso de rocas es mucho mayor.Por ejemplo, para la ciudad de Lima se tiene un suelo gravoso conocido como hormign con una resistencia aproximada de 4 Kg/cm2 para la parte cntrica; mas no as para los actuales conos Norte y Sur o distritos como Chorrillos, La Molina, etc., generados por el crecimiento de la ciudad donde se tienen arenas sueltas y limos arcillosos con una resistencia de 1Kg/cm2 o menos.Pero tambin existen zonas intermedias de gravas ms sueltas donde el terreno tiene aproximadamente una resistencia de 2 Kg/cm2.

MUROS PORTANTES ALBAILERA CONFINADALa albailera simple es resistente frente a cargas verticales que originan esfuerzos de compresin; pero cuando las fuerzas son laterales, producto del viento o sismo que originan esfuerzos de traccin, entonces su resistencia es mnima. Para superar esta deficiencia es necesario reforzar la albailera simple.La albailera confinada nace al reforzar la albailera simple en todo su permetro con elementos de concreto armado llamados confinamientos; los cuales al construirse llenando el concreto con el pao ya asentado garantizan un comportamiento monoltico de ambos materiales estructurales. De esta maneras se ha obtenido el llamado muro portante confinado, cual podrs estar solicitado por cargas verticales y horizontales en reas ssmicas o en otras palabras sometido a esfuerzos de compresin, traccin y corte.a) Definicina) Definicin

Los confinamientos horizontales reciben el nombre de vigas soleras o vigas collar y a los verticales se le denomina columnas de amarre.Cuando un muro confinado esta sometido a cargas laterales perpendiculares a su plano, al funcin de los confinamientos es arriostrar al muro, actuando como apoyo.a) Definicin

b) Condiciones a cumplirPara que un muro portante de una edificacin diafragmada, sometida a cargas coplanares fundamentalmente sea considerado como muro confinado; debe cumplir necesariamente las siguientes condiciones:Debe estar rodeado en sus cuatro lados por elementos de refuerzos horizontales y verticales de concreto armado, aceptndose la cimentacin de concreto como elemento de refuerzo horizontal para el caso de muros del primer nivel.Para un pao se debe cumplir que las distancias mximas entre ejes (L) entre elementos de refuerzo verticales sea dos veces la distancia libre entre elementos de refuerzo horizontales (h).

Los elementos de concreto deben llenarse despus de haberse construido el muro; al cual en sus extremos verticales se deja indentaciones de medios ladrillos en forma alternada para lograr una adherencia ptima con el concreto.Cuando los muros tienen un largo mayor a los veces la altura del entre piso, se deben colocar elementos de confinamiento verticales intermedios que mantengan la relacin recomendada (l/h 2) entre los elementos de confinamiento horizontales y verticales.El espesor mnimo del muro confinado debe ser igual a t h/20; donde t = espesor efectivo del muro y h = distancia vertical libre entre los elementos de arriostre.Debe ser construido siempre con unidades slidas hechas a maquina, evitando utilizar unidades huecas o con excesivas perforaciones (rea de orificios > 25%); de esta manera se evitar fallas por aplastamiento de la albailera.

c) Elementos de concreto armado: columnas de amarre y vigas soleras o collarLos elementos de confinamiento tienen como funcin principal aumentar la capacidad de deformacin despus que los muros se agrieten; es decir proporcionar ductilidad y no necesariamente mayor resistencia.

c.1 Columnas de amarreLas columnas de amarre influyen en la resistencia a carga vertical de los muros, porque absorben una fraccin de la carga vertical que se trasmite al muro, y porque su rigidez disminuye las deflexiones laterales del mismo.En el anlisis estructural no se toma en cuenta la contribucin de las columnas de amarre, obtenindose as un factor de seguridad adicional.El efecto de las columnas de amarre sobre la resistencia, a la flexin de los muros es considerada tanto cuando sta acta en el plano del muro como cuando lo hace en direccin perpendicular a ste.

c.2 Vigas solerasLas vigas soleras o collar es un elemento de concreto armado que se coloca encima del muro confinado y cumple tres funciones:Cuando los extremos superiores de los muros no estn confinados, al presentarse un terremoto vibran libremente originndose en las caras del muro esfuerzos de traccin y compresin, y como sabemos que la resistencia de la albailera a la traccin es mnima, se producirn rajaduras en la zona superior del muro. Esta falla por flexin se evita impidiendo que el muro oscile libremente para lo cual se utiliza la viga solera como elemento de arriostre.

c.2 Vigas solerasSostiene y distribuye uniformemente las cargas verticales.

c.2 Vigas solerasUne los diversos muros resistentes conformando un armazn horizontal cerrado.

DIAFRAGMA HORIZONTAL (LOSAS)a) DefinicinLas losas son estructuras de concreto armado que se utilizan como entrepisos o techos de una edificacin. Pueden apoyarse sobre muros de ladrillo, vigas y/o placas.

b) FuncinLas losas cumplen dos funciones principales:Transmitir hacia los muros y/o vigas cargas verticales tales como: peso propio, tabiquera, acabados, sobrecarga y otras cargas eventuales apoyadas en ella.Obtener la unidad de la estructura; es decir, lograr que los muros y columnas se deformen en una misma cantidad en cada nivel frente a un movimiento ssmico.Dadas las dimensiones de las losas de una edificacin se pueden considerar prcticamente indeformables en su plano, por lo que en los anlisis se asume que la losa es un diafragma rgido. Sin embargo, la hiptesis anterior puede resultar incierta cuando las losas tienen grandes aberturas o reducciones significativas en sus dimensiones en planta, puesto que en estos casos ya no es factible asegurar que la losa siga siendo un elemento prcticamente indeformable en su plano, y probablemente los esfuerzos que tenga que transmitir excedan su capacidad resistente.

c) Tipos de LosasLas losas pueden ser:

AligeradasMacizasNervadas

c.1 Losas AligeradasEsta constituida por viguetas de concreto armado distanciadas 0.40 m entre ejes y conectadas por una losita superior de concreto de 5 cm de espesor. El espacio entre viguetas est rellenado por ladrillos de arcillas o bloques huecos de concreto que sirven para aligerar la losa y para conseguir una superficie plana de cielo raso.Las losas aligeradas constituyen un caso particular de las losas nervadas.

c.2 Losas macizasUna losa es maciza cuando est constituida por concreto en toda su extensin y espesor.

c.3 Losa NervadaEs aquella que est constituida por nervaduras o viguetas de concreto armado, ubicadas en una o dos direcciones, sin elementos de relleno.

d) Esfuerzos en las LosasLos esfuerzos principales a los que estn sometidas las losas son:

d.1 FlexinOcasionadas por las cargas que actan sobre ella, tales como: peso propio, tabiquera, acabados, sobrecargas, etc.; la losa se deforma estirndose en la parte inferior (traccin) y comprimindose en la parte superior (compresin).

d.2 CorteSe presenta perpendicularmente a la superficie de la losa; es un esfuerzo por el cual las cargas actuantes sobre la losa tratan de separarla (cortarla) en dos.

e) Comportamiento de las Losas frente a cargas de gravedade.1 Losas apoyadas en dos lados (unidireccional)Una losa apoyada solamente en dos de sus bordes, en una misma direccin, funcin esencialmente como una viga rectangular, con una anchura relativamente grande respecto a su espesor. Como toda la carga que acta sobre la losa debe ser transmitida a los apoyos, se deduce que todo el acero de armadura debe colocarse perpendicularmente a estos apoyos (acero principal). Por lo tanto, una losa de este tipo se compone de un conjunto de vigas rectangulares unas al lado de otras.Adicionalmente en las losas de concreto armado en que la armadura principal se extiende en una direccin nica, hay que disear una armadura normal a la principal para absorber las tensiones trmicas y de retraccin.

El espesor de las losas se estima, en primer lugar, teniendo en cuenta los requisitos mnimos, para el control de deflexiones. En segundo lugar, el espesor de la losa debe estimarse de modo que el concreto ste en capacidad de resistir por si solo los esfuerzos de corte, pues no se estila colocar refuerzo transversal (estribos) en losas.Cuando la carga es uniforme es valido considerar una franja de losa de ancho unitario con un peralte igual al espesor de la losa y longitud igual a la distancia entre apoyos y disearla como viga; tomando en cuenta algunos criterios adicionales, tales como: el espaciamiento mximo del refuerzo principal el cual no deber ser mayor que tres veces el espesor de la losa ni mayor a 45 cm.

e.2 Losas apoyadas en todo su permetro (bidimensional)Una losa con apoyos rgidos en todo su permetro se flexiona con doble curvatura y su comportamiento puede visualizarse considerando que una fraccin de la carga se transmite por flexin en una direccin y el resto por flexin en la otra. Esto significa que en cualquier punto, la losa esta curvada en dos direcciones principales (bidimensionales ). Y como quiera que los momentos de flexin son proporcionales a las curvaturas, existen tambin momentos en ambas direcciones.Para resistir estos momentos, la losa debe ser armada en ambas direcciones mediante capas de barras dispuestas perpendicularmente entre si y paralelas a los pares de bordes.La losa debe proyectarse para que absorba en cada direccin la parte de carga que le corresponde y que depende de la relacin de luces.

CASO 1Si la relacin del largo al ancho de un pao de una losa es superior o igual a dos aproximadamente, la mayor parte de la carga es transmitida en la direccin ms corta y se obtiene, efectivamente, una accin unidireccional aunque existan soportes en los cuatro lados.Por lo tanto, en este caso, es suficiente considerar armadura principal en la direccin corta, y para la direccin larga colocar solamente refuerzo mnimo para absorber esfuerzos trmicos y/o de contraccin de fragua.Se pueden presentar dos casos:

CASO 2Si la relacin del largo al ancho de un pao es menor a dos; siempre debe tener armadura en sus dos direcciones.

f) Refuerzo por Contraccin y Temperatura en LosasLas estructuras de extensin considerable, como las losas estn sometidas a esfuerzos altos ocasionados por los cambios de temperatura y por la contraccin de fragua, los que pueden ocasionar agrietamientos. Para evitar este fenmeno se requiere una cierta cantidad de refuerzo transversal al acero principal, que en los planos se suele indicar como refuerzo de temperatura.

El esfuerzo de temperatura tambin tiene la funcin de distribuir las cargas concentradas aplicadas sobre las losas y sujetar el acero principal formando una malla con cierta rigidez.El refuerzo de temperatura recomendado por el cdigo A.C.I 318-99 es:Si fy = 2,800 - 3,500 Kg/cm2 Ast = 0.0020 b x t Si fy = 4,200 - 3,500 Kg/cm2 Ast = 0.0018 b x t Si fy = 4,200 - 3,500 Kg/cm2 Ast = 0.0018 b x t

Donde: b = ancho de la losat = peralte total de la losa