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  • Oscar Ogaz*, Maximiliano Astroza** y Guillermo Sierra*

    Ensaye de muros de albailera estructural construdos conbloques de hormign y cuanta reducida de refuerzos

    Cyclic tests of concrete masonry walls with reduced quantity ofreinforcement

    *IDIEM, Facultad de Ciencias Fsicas y Matemticas Universidad de Chile, Santiago, CHILE**Departamento de Ingeniera Civil, Facultad de Ciencias Fsicas y Matemticas, Universidad de Chile, Santiago, CHILE

    oogaz@idiem.uchile.clFecha de recepcin: 14/ 09/ 2005Fecha de aceptacin: 03/ 12/ 2005PAG. 159 - 170

    Ensaye de Muros de Albailera

    Resumen

    En este trabajo se analiza el comportamiento de muros de albailera construidos con bloques huecos de hormign y con cuanta reducida de refuerzo,

    refuerzos que corresponden a las dos modalidades ms utilizadas en el medio nacional, como son: la albailera confinada y la albailera armada. En

    particular se analizan los resultados obtenidos de los ensayos de cuatro muros de albailera confinada y armada, los cuales son parte de un estudio

    experimental desarrollado para obtener informacin con la cual se pueda establecer las bases de diseo para viviendas de albailera de uno y dos pisos.

    El comportamiento de los muros se analiza evaluando la capacidad resistente, la rigidez lateral inicial, la capacidad de deformacin y de disipacin de

    energa.

    Palabras Clave: Muros de albailera reforzada, ensayos cclicos, bloques de hormign, diseo ssmico

    Abstract

    The results of an experimental study of two confined masonry walls and two reinforced masonry walls with reduced quantity of reinforcement are presented.

    The full scale walls were made of hollow concrete blocks and were tested with horizontal cyclic loads. The dimensions of the walls were 3650x2250 mm

    and the thickness of the walls was 140 mm. The cross-sectional area of horizontal reinforcement is 0.0003 times the gross-sectional area of the reinforced

    masonry wall. The cracking and damage patterns, strength and stiffness degradation and deterioration, energy dissipation capacity and displacement capacity

    after the cracking are analyzed. The conclusions are useful for the seismic design of one and two stories masonry dwellings.

    Keywords: Reinforced masonry walls, cyclic tests, hollow concrete blocks, seismic design

    El sistema estructural ms usado en la costaoeste de Latinoamrica para construir viviendas de bajao mediana altura es con muros de albailera, destacndosedos modalidades de refuerzo: la albailera confinada yla albailera armada. La diferencia entre ellas radica enla forma de materializar el refuerzo para resistir lasacciones a las cuales estn sometidos, especialmentecuando se trata de la accin de terremotos.

    En particular, la albailera confinada incorporarefuerzos que corresponden a elementos esbeltos dehormign armado (pilares y cadenas) que confinan oenmarcan el pao de albailera; en cambio, la albaileraarmada incorpora barras de refuerzo colocadas en formadistribuida en los huecos de las unidades y en las juntashorizontales de mortero. Actualmente ambas modalidades

    de refuerzo cuentan con un marco normativo en lamayora de los pases de la regin, en particular en Chilelas normas NCh1928 (INN, 1993) y la norma NCh2123(INN, 1997) establecen las disposiciones y limitacionesque regulan el clculo y diseo de este tipo deconstrucciones.

    Teniendo en cuenta la necesidad de reducir loscostos de las viviendas de albailera de uno y dos pisosconstruidas en los programas locales de vivienda social,se han reducido los requerimientos mnimos de refuerzoque establecen las normas existentes (NCh1928 yNCh2123), considerando las demandas que imponen lossismos en este tipo de edificios y sus caractersticasarquitectnicas, especialmente su densidad de muros yla regularidad de la configuracin estructural.

    Revista Ingeniera de Construccin Vol. 20 No3, Diciembre de 2005 www.ing.puc.cl/ric 159

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    b) Muro de albailera armada

    Figura 1. Dimensiones de los muros de albailera confinada yarmada

    2.2. Materiales empleadosEn la construccin de los muros se utilizaron

    morteros predosificados en seco, a los cules slo se lesagreg agua durante el proceso de construccin. Enambos casos se utiliz el mismo mortero de pega dealbailera. El hormign utilizado en los pilares y vigasde los muros de albailera confinada fue grado H20,con un tamao mximo nominal del rido de 8 mm.Este mismo producto fue utilizado en los muros dealbailera armada como material de relleno de los huecosdonde se ubican las armaduras verticales de refuerzo.La resistencia a la compresin promedio de estosmateriales se resume en la Tabla 1.

    Tabla 1. Resistencia promedio a la compresin del mortero,material de relleno y hormign

    Las unidades empleadas en la construccin delos muros se muestran en la Figura 2, correspondiendoa bloques huecos de hormign de cemento de la claseA segn la clasificacin de la norma NCh180 (INN,1965). Las caractersticas dimensionales y mecnicas sepresentan en la Tabla 2.

    Con el propsito de reunir informacin quepermita respaldar las reducciones destacadas, el Institutodel Cemento y del Hormign de Chile conjuntamentecon la Comisin de Diseo Estructural en HormignArmado y Albailera desarroll el Proyecto FDIdenominado Desarrollo de Recomendaciones Especialespara el Diseo de Viviendas de 1 y 2 Pisos. En esteproyecto, el Instituto de Investigacin y Ensayes deMateriales de la Universidad de Chile, IDIEM, participen dos programas experimentales orientados a evaluar lainfluencia de la armadura vertical en el comportamientode muros de albailera armada con baja cuanta derefuerzo (Sierra, 2002) y la influencia de la presencia deaberturas en el comportamiento de muros de albaileraconfinada (Ogaz, 2004).

    En el presente trabajo se entregan los resultadosobtenidos del ensaye de 4 muros de albailera construidoscon bloques huecos de hormign, dos de los cualescorresponden a muros de albailera confinada y los otrosdos a muros de albailera armada con una cuanta derefuerzo vertical de 1,3 y de refuerzo horizontal de0,33.

    2.1. Caractersticas de los especimenesPara el desarrollo del estudio se construyeron

    muros de albailera confinada de 3650 mm de largo y2250 mm de alto y muros de albailera armada de 3630mm de largo y 2250 mm de alto, con un espesor de 140mm, el cual corresponde al ancho de las unidadesempleadas. La Figura 1 muestra detalle de las dimensionesde los muros ensayados.

    a) Muro de albailera confinada

    2. Programa experimental

    O. Ogaz, M. Astroza, G. Sierra

  • Figura 2. Bloques de hormign hueco

    Tabla 2. Propiedades promedio de los bloques de hormign

    2.3. Refuerzos de los murosLos muros de albailera confinada se reforzaron

    con pilares de 200 mm de ancho, 150 mm de espesor ylargo igual al alto del pao de albailera, y una cadenade 200 mm de alto y 150 mm de espesor. Los pilares sereforzaron con 4 barras longitudinales de 10 mm dedimetro y estribos de 6 mm dimetro distanciados a 150mm. La cadena se reforz con 4 barras longitudinales de10 mm dimetro y estribos de 6 mm dimetro espaciadosa 150 mm. El tipo de acero fue A63-42H.

    Los muros de albailera armada se reforzaroncon barras verticales de acero A63-42H, colocando unabarra de 18 mm dimetro en cada borde y 3 barras de 8mm de dimetro distribuidas en el pao. Adems, sedispuso refuerzo horizontal constituido por dos escalerillaselectrosoldadas de 4,2 mm de dimetro de acero AT56-50. En la Figura 3 se detalla el refuerzo utilizado tantoen los muros de albailera confinada como en los murosde albailera armada.

    Revista Ingeniera de Construccin Vol. 20 No3, Diciembre de 2005 www.ing.puc.cl/ric 161

    a) Muro de albailera confinada

    b) Muro de albailera armada

    Figura 3. Refuerzo de los muros de albailera confinada yarmada

    2.4. Propiedades ndices de la albaileraLas propiedades mecnicas de la albailera se

    determinaron ensayando prismas en compresin axial ymuretes en compresin diagonal, segn los procedimientosrecomendados en las normas NCh1928 y NCh2123. Elmodo de falla tpico de las probetas ensayadas se muestraen la Figura 4, en ella se aprecia que el agrietamiento delos muretes se propaga por las juntas de mortero, productode la baja adherencia entre el mortero y la unidad. En laTabla 3 se entregan los valores promedios de laspropiedades de la albailera medidos sobre rea bruta.

    Ensaye de Muros de Albailera

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    a) Prisma de albailera

    b) Murete de albailera

    Figura 4. Ensayo de caracterizacin de la albailera. Modos defallas tpicos

    Tabla 3. Propiedades promedio de la albailera

    2.5. Construccin de los murosLa construccin de los muros comenz

    prefabricando las vigas de fundacin. En el caso de losmuros de albailera confinada se dejaron insertas vainasque permiten la posterior instalacin de las armadurasverticales antes de iniciar la construccin del pao dealbailera; en cambio, en el caso de los muros dealbailera armada las armaduras verticales se dejaronancladas durante el proceso de construccin de las vigas.

    La construccin del pao de albailera serealiz en dos etapas, correspondiendo cada una a lamitad de la altura del pao, lo que equivale a 5 hiladas.De acuerdo con las tcnicas de construccin, las unidadesde albailera no fueron humedecidas antes de sucolocacin.

    La materializacin de la junta horizontal demortero se llev a cabo disponiendo filetes o cintaslongitudinales de mortero en las paredes externas de lasunidades. La junta vertical fue materializada colocandoel mortero en las paredes laterales del bloque antes dela colocacin de la unidad, la cual posteriormente esempuja