III. Ensayos en Sist. de Albañilería

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Msc. Ing. Maribel Burgos Namuche
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SISTEMAS DE ALBAÑILERIA

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  • Msc. Ing. Maribel Burgos Namuche

  • 1. PRISMAS DE ALBAILERA

    Los prismas de albailera (pilas y muretes) son pequeos especmenesfciles de almacenar y transportar desde la obra hacia un laboratorio.

    Las pilas: presentan una esbeltez (h/t) comprendida entre 2 a 5.

    Los muretes: de forma cuadrada con lados iguales a 60 cm (muretes de Los muretes: de forma cuadrada con lados iguales a 60 cm (muretes deladrillo) y 80 cm (muretes de bloque)

    M t d Alb il Si lPilas de Albailera Simple

  • Los ensayos en Pilas y Muretes permiten determinar:Los ensayos en Pilas y Muretes permiten determinar:

    Las resistencias caractersticas a compresin fm y a corte vm.

    Los mdulos de Elasticidad Em y de corte Gm utilizados en elanlisis estructural.

    Las formas de fallas.

    La calidad de la albailera y mano de obra La calidad de la albailera y mano de obra.

  • La edad estndar para ensayar los prismas es de 28 das.p y p 8

    Se utiliza la Tabla 8 de la Norma E.070 cuando los prismas se ensayana una edad menor que la estndar ( 28 das).q ( 8 )

    La resistencia caracterstica se obtiene incrementndola por los factoresde la tabla 8.8

  • 2. REFRENTADO ( CAPPING)

    El Capping se aplica en zonas del prisma en contacto con los cabezalesmetlicos del equipo de ensayo y tiene un grosor de aproximadamente 3mm.

    l l d l ( d d ) l Para el caso particular de los muretes (geometra no es cuadrada), lairregularidad se corrige con un capping ms grueso en el lado de menorlongitud.

    Para el caso de muretes (ladrillos huecos), taponear con mortero1:3 lasperforaciones de aquellos ladrillos en contacto con los cabezales angularesmetlicos a fin de evitar fallas locales por concentracin de esfuerzosmetlicos, a fin de evitar fallas locales por concentracin de esfuerzos(trituracin).

    Capping

  • L il d lb il i La pila de albailera son prismas compuestos pordos o ms hiladas de unidades enteras (ladrillos obloques).

    Asentadas sobre mortero con una altura total quefacilite su construccin, almacenaje y transporte.j y p

    Se ensayan a compresin axial.

    El ensayo de compresin en las pilas sirve para El ensayo de compresin en las pilas sirve paradeterminar la resistencia a compresin axial fmreferida al rea bruta de la seccin transversal. Pila de Albailera

  • 1. ESBELTEZ DE LA PILA La esbeltez se define como la relacin entre la altura de la pila y su

    espesor.

    El valor de la relacin (h/t) debe estarcomprendido entre 2 y 5.p y

    La Norma E.070 adopta como esbeltezestndar el valor 5.

    En Pilas pequeas, los valores deresistencia a compresin son mayores alos valores de pilas esbeltas.p

    Esbeltez de una Pila

  • 1. ESBELTEZ DE LA PILA

    La Tabla 10 de la Norma E.070 proporciona factores de correccin poresbeltez.

    Estos valores estn justificados mediante pruebas experimentales hechasen 60 pilas.

    Se recomienda que las pilas consten de por lo menos 3 hiladas.

  • 2. TCNICA DE ENSAYO

    Las pilas pueden ensayarse en los siguientes equipos:

    1. Mquina universal 2. Equipo de Ensayo de compresin axialq q p y p

  • 2. TCNICA DE ENSAYO

    El ensayo se realiza a velocidad uniforme.

    Sin producir impactos. Sin producir impactos.

    Su duracin est comprendida entre 3 y 4 minutos.

    Si el ensayo se ejecuta en un equipo de compresin axial la Si el ensayo se ejecuta en un equipo de compresin axial lavelocidad de aplicacin de carga puede ser de 5 ton/min.

    Si existe la posibilidad de medir el desplazamiento entre Si existe la posibilidad de medir el desplazamiento entrecabezales de la mquina universal la velocidad puede ser de1mm/min.

  • 3 RESISTENCIA CARACTERSTICA A COMPRESIN AXIAL (fm)3. RESISTENCIA CARACTERSTICA A COMPRESIN AXIAL (f m)

    La resistencia a compresin axial de cada pila (fm), se obtienedi idi d l d l b d l id d ddividiendo la carga de rotura entre el rea bruta de la unidad dealbailera (hueca o slida).

    E t l i l f t d b lt l T bl 10 d l Este valor se corrige por el factor de esbeltez en la Tabla 10 de laNorma E.070.

    Si la edad de las pilas es distinta a 28 das se corrige por el factor de Si la edad de las pilas es distinta a 28 das se corrige por el factor dela Tabla 8.

  • 3. RESISTENCIA CARACTERSTICA A COMPRESIN AXIAL (fm)

    La resistencia caracterstica fm en pilas se obtiene como el valorpromedio de la muestra ensayada menos la desviacin estndar:

    'f m fm R l f i ifi l 84% d l il i i i Restar al fm significa que el 84% de las pilas tienen una resistencia >que el valor caracterstico.

    Puede obtenerse la dispersin porcentual de resultados como:

    100 ( / )fm

    Una dispersin superior al 30% es inaceptable: existen fallas en la manode obra o los materiales no tienen buena calidad.

  • 4. FORMAS DE FALLA

    El comportamiento y tipo de fallas de las pilasante cargas axiales estn influenciados por lainteraccin que se desarrolla entre las caras deinteraccin que se desarrolla entre las caras deasiento de las unidades y el mortero.

    Las nidades el mortero tienen diferente Las unidades y el mortero tienen diferenterigidez.

    Al ser sometidos al mismo esf er o normal las Al ser sometidos al mismo esfuerzo normal lasunidades restringen las deformacionestransversales del mortero introducindoleesfuerzo de compresin en la direccintransversal y dan lugar a las grietas verticales.

  • 4. FORMAS DE FALLA

    La falla ideal: Es una grieta vertical en la cara de menor dimensinque corta unidades y mortero producida por traccin debida a laexpansin lateral ( efecto Poisson).

    Falla Ideal de una Pila

  • 4. FORMAS DE FALLA Las fallas por trituracin: Son indeseables por ser frgiles y

    explosivas y se presenta cuando se utilizan unidades huecas es decirmateriales frgiles no reforzados.materiales frgiles no reforzados.

    Trituracin de ladrillos huecosUnidades huecas

  • 4. FORMAS DE FALLA

    La falla por aplastamiento local: Ocurre para unidades de bajaresistencia por ejemplo, ladrillos King Kong Artesanal.

    Aplastamiento Local de las Unidades

  • 4. FORMAS DE FALLA

    Aplastamiento por pandeo de la pila: Ocurre cuando existen efectosdistintos a los de compresin pura, en particular cuando aparecencomponentes de flexin (pandeo).

    La Flexin se da por:

    Imperfecciones en la construccin(configuracin geomtrica)

    Falta de paralelismo entre lascaras de asiento extremas.

    Falta de alineamiento entre el

    Aplastamiento por pandeo

    Falta de alineamiento entre eleje de carga y el ejelongitudinal de la pila.

  • 4. FORMAS DE FALLA

    Para el caso de ladrillos ranurados: Las fisuras atraviesan los bordesde las ranuras.

    Fisuras en Ladrillos ranurados

    Ladrillos ranuradosLadrillos ranurados

  • 5. MDULOS DE ELASTICIDAD (Em)

    Para determinar el Mdulo de Elasticidad (Em) senecesita instrumentar las pilas.

    ( )

    Para ello se colocan 2 instrumentos LVDT que midan ladeformacin axial de una porcin central

    equidistante de los extremos de la pilaequidistante de los extremos de la pila.

    Pila tpica con LVDT

  • 5. MDULOS DE ELASTICIDAD (Em)

    Durante el ensayo se registra la grfica carga vertical (P) desplazamientoaxial (D).

    Al ll d l 60% d l d t ti d ti l Al llegar a una carga del 60% de la carga de rotura estimada se retiran losLVDT para que no se daen durante la falla de la pila.

    Grfica P - D

  • 5. MDULOS DE ELASTICIDAD (Em)

    Para calcular Em, se trabaja con la parte ms lineal de grfica P-D.

    La porcin de la grfica en anlisis est comprendida entre el 10% y50% de la carga de rotura.

    Si L es la distancia entre bases de LVDT y A es el rea bruta de la l d l lseccin transversal de la pila, se tiene:

    //

    Esfuerzo axial:

    Deformacin unitaria asociada a

    :

    P AP D L

    / Em

  • 1. TCNICA DE ENSAYO

    El ensayo se realiza segn lanorma NTP 399.621 (INDECOPI,2004)

    Celda

    RtulaCabezal00 )

    Los dispositivos para generar lacarga (P) en la diagonal del Muretemurete se observan en la figura.

    La carga P se aplica en formamonotnicamente creciente, avelocidad = 1ton/min hastaalcanzar la rotura del murete.

    CabezalRtula

    GataGata

    Dispositivos en el ensayo de compresin diagonal

  • 2. RESISTENCIA CARACTERSTICA A CORTE PURO (vm)

    La resistencia a corte puro de un murete (vm) se obtiene:

    /vm P D tDonde:P : carga diagonal de roturaDt : rea bruta de la diagonal cargada

    De otra forma vm se obtiene:

    / 2P / 2PvmLt

    Clculo de la resistencia unitaria a corte puro

    Dividir la carga diagonal proyectada en ladireccin de las hiladas entre el rea bruta dela hilada (L t) en muretes cuadrados.

  • 2. RESISTENCIA CARACTERSTICA A CORTE PURO (vm)

    La resistencia caracterstica vm se obtiene restando el valorpromedio (vm) de la muestra una desviacin estndar:

    'v m vm Restar una desviacin estndar al promedio significa que el 84% de

    los muretes tienen una resistencia > valor caracterstico.

    Una dispersin superior al 30% es inaceptable: existen fallas en lamano de obra o los materiales utilizados no tienen buena calidad.

  • 3. FORMAS DE FALLA

    La resistencia a corte puro y la forma de falla depende del grado deadherencia que se desarrolle en la interfase unidad mortero.

    Falla por traccin diagonal: Cuando la adherencia es ptima, la fallaatraviesa tanto a la unidad como al mortero logrndose maximizar la

    i t i f t tresistencia a fuerza cortante.

    Falla por traccin diagonal en murete (izquierda) y en muro (derecha)

  • 3. FORMAS DE FALLA

    Falla escalonada: Es cuando no se ha logrado optimizar la adherenciaunidad - mortero, la falla es a travs de las juntas.

    Ladrillos Slicos - clcareos

    Falla escalonada en murete (izquierda) y en muro (derecha

  • 3. FORMAS DE FALLA

    Fallas mixtas: entre falla escalonada y cortando unidades.

    Ladrillos de concreto vibradoLadrillos de arcilla

    Fallas mixtas en muretes (izquierda) y en muros (derecha)

  • OTRAS FORMAS DE FALLA

    Falla por deslizamiento o cizalle: se presenta cuando la adherenciaunidad mortero de la junta horizontal es muy dbil.

    Fallas por cizalleFallas por cizalle

  • OTRAS FORMAS DE FALLA

    Falla por trituracin local de la unidad:ubicada en la zona de contacto con elubicada en la zona de contacto con elcabezal angular del equipo de ensayo.

    Se presenta cuando los ladrillos son huecos.p

    Se recomienda rellenar con morterocemento : arena 1:3 los huecos de lasunidades que estn en contacto con elcabezal del ensayo. Fallas local

  • 3. MDULO DE CORTE (Gm)

    Para determinar el Mdulo de Corte dela albailera (Gm), se necesita:

    Instrumentar una cara de los muretes con2 LVDT (Figura).

    stas miden la deformacin en ambasdiagonales.

    La base de los instrumentos se coloca enla parte intermedia de las unidades

    Instrumentacin para calcular Gmseparadas por 2 juntas horizontales demortero.

  • 3. MDULO DE CORTE (Gm)

    Durante el ensayo se registra la grfica carga vertical (P) desplazamiento(D).

    Al llegar a una carga del 60% de la carga de rotura se retiran los LVDTpara que no se daen durante la falla del murete.

    Para calcular Gm se trabaja con la parte ms lineal de grfica P-D.

    Se elimina la porcin inicial Se elimina la porcin inicial.

    La porcin de la grfica en anlisis est comprendida entre el 10% y50% de la carga de rotura50% de la carga de rotura.

  • 3. MDULO DE CORTE (Gm)

    Si L es la distancia entre bases de LVDT y A es el rea bruta de ladiagonal cargada y se tiene:P P P diagonal cargada y , se tiene:50% 10%P P P

    //

    Esfuerzo cortante:

    D f i i i i d

    d d LVDT

    P AP D L

    /Deformacin unitaria asociada a de cada LVDT: P D L

  • 3. MDULO DE CORTE (Gm)

    P

    La deformacin angular es igual a:

    P

    1 2 Donde:

    Deformacin angularDeformaciones unitarias

    :1 2, :

    Clculo de la deformacin angular

    registradas por c/LVDT

    Gm es igual a:

    /Gm

  • La Tabla 9 de la Norma E.070 permite determinar los valores de fm yp yvm.

  • Frmulas Empricas:p

    El mdulo de elasticidad Em:

    f Unidades de arcilla Em = 500 fm

    Unidades slico calcreas Em = 600 fm

    Unidades de concreto vibrado Em = 700 fm

    El mdulo de Corte Gm:

    Para todo tipo de unidad de albailera Gm = 0.4Em=Em/[2(1+v)] Para todo tipo de unidad de albailera Gm 0.4Em Em/[2(1+v)]

    mdulo de Poisson para la albailera v = 0.25