Edificios Altos de Mamposteria
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4/12/2014 Construdata.com
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Materialesyconstruccin
Edificiosaltosdemamposteraenarcilla
LamamposteraestructuralenarcillaesunsistemaconstructivoqueofreceunaseriedeventajastcnicasyeconmicasquelohanconvertidoenelsistemaestructuraldemayorutilizacinenColombia.Estassonsusventajasylaspautasparapoderaplicarlaconxitoenedificiosaltos,encuantoasusaspectosdediseoyconstruccin.Ing.JessHumbertoArangoT.
Arazdelapromulgacindelaley1400delasNormasSismoResistentesNSR98,sehanvenidoconstruyendoenelpasedificiosaltosconsistemasestructuralesmsrgidos,detalmaneraquesudesplazamientolateralduranteuneventossmicoseamuybajoynopresentedaosenlosacabados.
Lamamposteraestructuralesunsistemaconstructivoquehacepartedelsistemadenominadomurosdecarga,ycomotalpuedecumplirdemaneraapropiadalafuncinderigidizarlosedificiosaltosparaquesemantenganenloslmitesdedesplazamientolateraldurantelosmovimientosssmicos.
Dentrodelosedificiosdemamposteraestructuralsedestacanloshechosconunidadesdearcillacocidaporcuantotienenunagranaceptacintantotcnicacomoesttica.
Definicin,tiposyusosdelamamposteraestructural
LamamposteraestructuralesunsistemaestructuralclasificadoporlasNormasSismoResistentesdentrodelsistemademurosdecarga.Estesistemasediferenciadelsistemadeprticosporeltipodeelementosverticalesutilizados,loscualessonelementosmuroytienenunadimensinmuydelgadaoespesorylasotrasdosdimensionesgeomtricasmuchomsgrandes.
Lamamposteraestcompuestadeunidades(ladrillosy/obloques),lascualessoncolocadasypegadasconmorterodepegaparaconformarelmuro.
Lasunidadespuedensermacizas,deperforacinverticalydeperforacinhorizontal.Lasunidadesdeperforacinverticalsonlasmsutilizadas,yaquepermitenlacolocacindebarrasderefuerzoatravsdeellaslascualessonfijadasalmuromediantemorteroderelleno(grout).
Lasunidadespuedenserdearcillacocida,deconcretoydeslicecalsiendolasdearcillacocidalascomnmenteutilizadas.
TiposdeMampostera
Lamamposteraseclasificasegnsealaformadereforzarla,as:
Mamposterareforzadatotalmenteinyectada
Esaqullaquetienetodaslasceldasinyectadasdemorteroderellenoogroutyelrefuerzoverticalescolocadoendichasceldasconespaciamientosmenoresa1.20m.
Mamposterareforzadaparcialmenteinyectada
Essimilaralaanteriorconladiferenciaquenotodaslasceldasdelasunidadesvaninyectadas.Todaslasceldasdondesecolocarefuerzovaninyectadas.
Mamposteraparcialmentereforzada
Sediferenciadelaanteriorenlacantidadderefuerzocolocado,elcualesaproximadamentelamitadyesespaciadohastaunmximode2.40m.
Trestiposdemampostera:
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Mamposterademurosconfinados
Losmurosconfinadossonuntipodemamposteradondeelrefuerzonoescolocadointeriormente,esdecirdentrodelasceldasdelasunidades,sinoqueserefuerzaelmuroperimetralmentemediantevigasycolumnasdeconcretoreforzado,lascualessonfundidas(vaciadas)posteriormentealaconstruccindelmuroparaquestequedeconfinadoadecuadamente.
Mamposteradecavidadreforzada
Estetipodemamposteraconsisteendosomsmurosdemamposteraquesecolocandeformaparaleladejandounacavidadentreelloslacualesinyectadaconmorterooconcretolquido.Elrefuerzoescolocadodentrodelacavidadinyectada.Losmurosdemamposteravanancladosalconcretoinyectadomedianteconectoresespeciales.
Mamposteranoreforzada
Esaqullaquenoserefuerzaylacualsepermiteutilizarestructuralmenteenviviendasdeunoydospisosenzonasdeamenazassmicabajaocomoelementosnoestructurales(murosdivisorios)encualquiertipodezonassmica.
Usosdelamamposteraestructural
ResumenlosusopermitidosparalosdiferentestiposdemamposteraestructuraldescritosporlasnormassismoresistentesNSR98.
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Lasconstruccionesdeunoydospisosenmamposteraestructuralenarcillaresultan
mseconmicasquecualquierotrosistemaestructural.
Mamposteravienedeltrminomampuestoquesignificapuestoconla
mano.
Ventajasdelosedificiosdemamposteraestructuralenarcilla
Sedescribenacontinuacinlasventajasdelosedificiosdemamposteraestructuralenarcilla.Algunasdeestasventajascorrespondenatodoslosedificiosdemuros,otrasalosedificiosenmamposterayotrasalosdemamposteraenarcilla:
Mayorrigidez
Losedificiosconsistemaestructuraldemurosdecarga,comolamamposteraestructuralenarcilla,poseenunaaltarigidezaldesplazamientolateralocasionadoporlasfuerzasssmicas,ycomoconsecuenciadeellosegeneraunmenormovimientoyunmenordaoenlosacabados.
Resuelveadecuadamenteelproblemadeloselementosnoestructurales
LasnormassismoresistentesNSR98exigendisearloselementosnoestructurales,entreloscualesseencuentranlosmurosdivisorios,detalmaneraquestosnosedaenenlossismosniafectenelcomportamientoestructuraldeledificio.Estosignificadesarrollareimplementarunaseriedeelementosdeconexinyotraseriedeelementosdeaislamientoquepermitanquedichosmurosdivisoriosfuncionenadecuadamentedurantelossismos,locualresultatediosoycostosoenlamayoradeloscasos.
Unaformaprcticayeconmicaderesolveresteproblemaesconvertirenmurosestructurales,losmurosdivisorios,esdecir,reforzarlosydisearloscomomurosdelsistemabsicosismoresistente.
Pocaoningunatendenciaalafisuracin
Latendenciaalafisuracinesunalimitacininherentealosedificiosdemurosdeconcretoyalosdemurosdemamposteraenconcretodebidoasuretraccinporsecadoquenodejadesermolestaparalafuncionalidadcuandonoafectalaresistenciayladurabilidadquetambinpuedenvolversepreocupantescuandonosonadecuadamenteresueltas.Estosproblemasnosepresentanenlosedificiosdemamposteraestructuralenarcilla.
Construccinmseconmicaenbajaaltura
Esunhechoincontrovertiblequelasconstruccionesdeunoydospisosenmamposteraestructuralenarcillaresultanmseconmicasquecualquierotrosistemaestructuralyporesoeselsistemamsutilizadoporlagentedelosestratossocioeconmicosbajos.Sloenzonasalejadasdeloscentrosdeproduccindeladrillosdearcillacocidapudieranresultarmseconmicosotrossistemas.
Enedificioshastadecincopisostambinresultamuycompetitivalamamposteraestructuralenarcilla.
Usointensivodelamanodeobra
Mamposteravienedeltrminomampuestoquesignificapuestoconlamano.Estoimplicaquelamamposteranecesitaserconstruidautilizandomuchamanodeobrayporlotantopermitedarempleoamuchaspersonas.Lautilizacindesistemasconstructivosindustrializadosimportadosreducenelusodelamanodeobra.
Mayoraceptacinpopular
Hoysedicequeexisteunaculturadelladrilloporcuantolasconstruccionespopularessehacenenmamposteradearcillayporcuantolagentedebajosrecursossabeconstruirconmamposterayesteconocimientosehavenidotransmitiendodegeneracinengeneracin.
Siseobservanvariasciudades,enlamayoradeellassevenmuchosedificioscuyasfachadassonenladrilloalavistalascualessondeexcelenteapariencia.Losarquitectosmanejanmaravillosamentelamamposteraalavistaobteniendoedificiosdeexcepcionalbellezaqueadornanhoynuestrasprincipalesciudades.
Razonesbsicasparasufactibilidad
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EnColombialamamposteraestructuralsehavenidoutilizando,talcomoseconoce
hoy,desdehacemsde30aos.
Poredificiosaltosseentiendeaquellosde10omspisos,loscualeshansidotradicionalmenteconstruidosenColombiaconsistemaestructuraldeprticos.
RecientementeydebidoalaexigenciadelasnormassismoresistentesNSR98delimitarladerivadepisoal1%desualtura,sehanvenidoconstruyendoedificiosaltosconsistemaestructuralmixtoodual,oseaprticoscombinadosconmurosdeconcreto,yconsistemaestructuraldemurosdeconcretosolamente.
Estassonalgunasrazonesporlascualesesfactibleeldiseoylaconstruccindeedificiosaltosdemamposteraenarcilla:
Laarcillacocidatieneunaresistenciaigualomayorqueladelconcreto
Esconocidoquelaresistenciaalacompresindelaarcillahaalcanzadovaloresporencimadelos1.000kg/cm.EnColombiasehanhechomedicionesenunidadesdemamposteradehasta800Kg/cm.Laresistenciadelmaterial,noes,entonces,unlimitanteparaeldesarrollodeedificiosaltosdemamposteraenarcilla.
Existenempresasindustrialesconunbuenniveltecnolgico
LaindustriadeproduccindeunidadesdemamposteraenarcillasehadesarrolladoampliamenteenColombia,yposeeactualmenteunacapacidadinstaladasuficienteparaatenderlademandadeconstruccionesdeplanesmasivosdeconstruccindeviviendasadicionalmente,havenidotecnificandoymejorandolacalidaddesusproductos.
Enlaactualidadseproducenunidadesdemamposteradearcillacocidaconnivelesderesistenciaaceptablesysusceptiblesdesermejorados
ConlasexigenciasdelasNormassismoresistentes,yelapoyodelasnormasdematerialesNTCdelIcontec,sevienenproduciendo,cadavezms,diversasunidadesdeperforacinverticalenarcillacocidaconresistenciasaceptablesdelordendelos300Kg/cmenpromedio.
Esfactible,conlastecnologasdeproduccinactuales,conelmejoramientodelasmateriasprimas,conelincrementoenlosnivelesdecoccinyconeldiseodeformasapropiadasdeunidades,doblarestosnivelesderesistenciadetalmaneraquepermitandisearmurosmsresistentesquepuedansoportaralturasdeedificacionesdehasta20pisos.
Existenempresasconstructorasconlaexperienciayelconocimientorequerido
Lamamposteraestructuralesunsistemaconstructivoquerequieredeunmejorcontroldecalidaddelosprocesosdeconstruccinydelamanodeobraquelossistemasdeprticostradicionales.Porloanterior,essumamenteimportantequelasempresasconstructorastenganlaexperienciasuficientecuandoconstruyanconestesistema.Lamamposteraestructural,enColombia,sehavenidoutilizando,talcomoseconocehoy,desdehacemsde30aosporlotanto,hapermitidoquemuchasempresasconstructorasadquieranlaexperienciayconocimientosrequeridosparatrabajaradecuadamenteconestesistema.
TambinesimportantedestacarqueenlosltimasaossehanvenidoimplementandolossistemasdeaseguramientodecalidadISO9000enmuchascompaasconstructoras,locualcontribuyeanmsaqueelsistemademamposteraestructuralenarcillasepuedaconstruirconlasexigenciasdecalidadrequeridas.
Existenlaboratoriosdeensayosconequiposymediosparainvestigarestesistemaenvariasuniversidadesycentrosdeinvestigacin
YasetienenenColombia,laboratoriosdeensayoconmurosy/oprticosdereaccinquepermitenhacerensayosaescalanaturaldemurosdemampostera,loscuales,inclusiveyasevienenrealizando,atravsdetesisdepreypostgradoenIngenieraCivilenvariasuniversidades(UniversidadNacionalenBogotyMedelln,UniversidaddelosAndesyEscuelaColombianadeIngeniera).
Estopermiteverificarelcomportamientoestructuraldemurosdiseadosparatenerresistenciasmsaltassinquesecorraningntipoderiesgoalutilizarlosenedificiosaltos.
Estrategiasparasudesarrollo
Estasestrategiasdeberanimplementarseafindelograrundiseomsapropiadodelsistemademurosdemamposteraenarcillaparaedificiosaltos:
Mamposteradealtaresistencia
Alteneredificiosdemayoralturasehacenecesarioincrementarlaresistenciadestostantoacargasverticalescomoacargaslaterales.Acontinuacinsedanalgunaspautasparaello:
Unidadesdealtaresistencia
Laresistenciaalacompresindelamampostera(fm)sedeterminamedianteelensayodemuestrasdemuretesoprismasquesonpequeosmurospreparadosenlasmismascondicionesdeobradichosmuretesdebenserhechoscon2omsunidadespegadasconmortero,unasobreotra,detalmaneraquesualturaseamayorde30cm.yquesurelacindeesbeltez(alto/menor
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dimensin)estcomprendidaentre1.5y5.0.
Estossondiferentesarreglosdemuretes,correspondientesavariostiposdeunidades,quecumplenconloslmitesdimensionalesanteriores.
Dicharesistenciadependeprincipalmentedelaresistenciaalacompresindelasunidades(fcu)quelaconformanesevidentequeunincrementoenlaresistenciaalacompresindelasunidadessetraducirenunincrementoenlaresistenciaalacompresindelamampostera.
Paramejorarlaresistenciadelasunidadesdemamposteradearcillaesnecesariodisearlasadecuadamentebalanceandolosespesoresyformasgeomtricasdeparedesconlosvacosadecuadosquepermitanunaptimacoccindelaunidad.
Tambinesimportanteincrementarlaresistenciaalcortedelamampostera,lacualdependedelarazcuadradadelaresistenciaalacompresindelamamposteraportanto,alincrementarlaresistenciaalacompresinseincrementatambinlaresistenciaalcortanteaunqueenmenorproporcin.
Esconvenienterealizarensayosderesistenciaalcorteutilizandomuretesespecialesquesonfalladosdiagonalmente.
Morterosdealtaresistencia
Laresistenciaalacompresindelamampostera(fm)dependeenmenorproporcindelaresistenciaalacompresindelmorterodepega(fp)yesmenossensibleenunidadesconalturasdemsde20cm.Enlafigura6semuestrademaneragrficalainfluenciadelaresistenciaalacompresindelmorterodepegaenlaresistenciaalacompresindelamampostera.
Ntesequeenunidadesdealturaspequeas(10cm.omenos)lainfluenciadelaresistenciadelmorterodepegaenlaresistenciadelamamposterasevuelveapreciablesiendoestetipodeunidadeslasmsutilizadasenlamamposteraenarcilla,sehaceimportanteelhechodeutilizarmorterosdemsresistenciaparaincrementarlaresistenciaacompresindelamampostera.
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Cambiarelmecanismodefalla
Cuandolamamposteraessometidaaunensayoderesistenciaalacompresinmediantemuretes,segeneraunmecanismodefallaenelquelasunidadesfallanporesfuerzosdetraccingeneradosporelmayordesplazamientolateralquesufreelmorterodepegadentrodelasunidadesestemecanismoesvlidosiempreycuandolaresistenciaalacompresindelmorteroseainferioralaresistenciaalacompresindelasunidades(figura7),detalmaneraqueelmorteroseacerqueasuresistencialtimaprimeroquelasunidadesgenerandocomoconsecuenciaunincrementoensudesplazamientolateral,produciendoesfuerzosdetraccinenlasunidadeshastallevarlasalafalla.
Cuandoseutilizanmorterosdemayorresistenciaquelasunidades(fp>1.4fcu),primerolleganlasunidadesalafallaporcompresinantesdequeelmorterodepegaseempieceadeformarlateralmente.Deestamaneraselograunamayorresistenciadelamamposterallegandoavaloressimilaresalosdelaresistenciadelasunidades.
UtilizarelmtododediseoporResistencia
EnlasnormasNSR98seestablececomomtododediseo,elmtododediseoporresistenciaydemaneraalternasepermiteutilizarelmtododelosefuerzospermisibles,queeselquetradicionalmentesehavenidoutilizandoeneldiseodelamamposteraestructural.
Eldiseoporresistenciaesmuchomsracionalypermitemantenerunfactordeseguridadadecuadoparatodotipodecombinacindeesfuerzosactuantes.Sinembargo,requieredelcontroldelosesfuerzosmximosdecompresinenlosextremosdelosmurosaunvalorlmitedefa+fb=0.20fm.
Encasodequeestevalorseamayor,esnecesariocolocarelementosdebordeenlosextremosdelosmurosqueimplicanunidadesespecialesdemayorespesorqueelrestodelmuroyunconfinamientodelmorterodeinyeccinconestriboscerradosdentrodedichasunidadesstoesposibleperorepresentaunmayorcostoyuninconvenientearquitectnicodifcilderesolverenlaprctica.
Unamaneraprcticaderesolverelproblemayqueesmuyutilizadaenlosedificiosdemurosdeconcreto,consisteenincrementarlaresistenciadelamamposterayasmantenerlosesfuerzosmximosdentrodeloslmitesestablecidosdeahlaimportanciadeincrementarlaresistenciadelamamposteraexplicadaanteriormente.
Anlisisydiseoqueincluyaelaportedelasaletasy/oretornosenlarigidezyresistenciadelmuro
Eldiseodeedificacionesdemamposterasehaceparacadaunadelasdireccionesortogonales,esdecir,setomanlosmurosensusentidolongitudinalparaleloalplanodelmuroynosetieneencuentasuaporteenladireccinperpendicularalplanodelmuro.Llosmurosseconsiderandeseccinrectangular,independientesdelosmurosperpendicularesestoesasporcuantonoexisteunavinculacinefectivaentreellos,sloseutilizanconectoresmetlicoscomoseindicaenlafigura9,loscualescumplenlafuncindeevitarunaseparacinexcesivaquepermitaelpasodelaguaoquedeunasensacindeagrietamientoantiesttica.
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Cuandohayaunaverdaderaconexinentreunmurolongitudinalyunmurotransversalenladireccinperpendicularsepuedecontarconelaporteenrigidezyresistenciadeunapartedelmurotransversal,conformandoseccionesenL,IoTquetienenunmejorcomportamientoestructuralenelsentidodeposeermayorinerciaymayorrearesultandoportantoenmenoresesfuerzossobreelmuroy/oenunamayorresistenciaaflexocompresin.Enlasfiguras10y11sepuedeapreciarmsfcilmentedichoconcepto.
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UnaformaadecuadadeconectarlosmurosperpendicularesestrabandolasesquinasdndolecontinuidadalmuroconsuformanormaldetrabaestoesposibleenlasunionesenLdondelosmurosestnhechosdeunidadescuyoanchosealamitaddellargosegnsemuestraenlafigura12a.
Cuandolasunidadestienenanchosqueseanlaterceraocuartapartedesulongitudesposiblehacerelajustedelatrabaconunaunidadespecialdelongituddiferentealasusualesesnecesarioutilizarunidadesmedias,dosterciosytrescuartos.Loanteriorpuedeapreciarsemejorenlafigura12b.
ParalasunionesenTesnecesariorealizarlaconexinsegnseindicaenlafigura13siendonecesarioutilizartambinunidadesespecialesdelongituddiferentealasusualescomolasyamencionadasunidadesmedias,dosterciosytrescuartos.Enalgunoscasoshabrquedisearlaunidadespecialdeajusteenlafigura13sepuedeobservarlaformadelograrloanterior.
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Califiqueesteartculo (41votos)
Combinacindemurosdemamposteraconmurosdeconcreto
Cuandosetengaunedificioaltocuyosistemaestructuralseaeldemurosdecarga,esposiblecombinarmurosdemamposteraconmurosdeconcreto.
Losmurosdeconcreto,engeneral,poseenmayorrigidezdebidoaunmayormdulodeelasticidadquelosmurosdemampostera,yportanto,alcombinarlosconmurosdemampostera,aquellostomarnmayorfuerzassmicaystossevernmenosexigidosdeestaformasepuedenlograredificiosdemayoralturasintenerquesobrecargarlamamposterapuesseledejaalosmurosdeconcretoconunamayorresponsabilidadenlaresistenciassmicaaprovechandosufacilidaddeconfinamientoyreforzamientoacortante.Enlasfiguras14secomplementaelconceptoexpresado.
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