ALBAÑILERIA CONFINADA.

En el Perú las edificaciones son generalmente de albañilería confinada debido a su bajo costo respecto a la albañilería armada. .

Consta la albañilería albañilería confinada de la : • unidad ( ladrillo), • portero (ligamento entre unidades) • concreto amado (confinamiento) • cimentación, la cual se encarga de transmitir los esfuerzos hacia el terreno. La principal característica de este tipo de construcciones es que su sistema estructural está formado por muros como elementos primarios, los que deben la acción de los sismos.

La albañilería confinada es aquel tipo de sistema constructivo en el que se utilizan piezas de ladrillo, de modo que los muros quedan bordeados en sus cuatro lados. Para lograr una buena integración entre los muros de albañilería y los refuerzos de concreto armado, se recomienda el siguiente proceso: • Se prepara y construye la cimentación • Luego, se levantan los muros • Se coloca la armadura de refuerzo de las columnas; •  Se encofra y se llena con concreto.

LA DRILL OS Y BLOQUES DE CONCRETO

Los ladrillos son piezas horneadas y fabricadas con arcilla, cuya resistencia a la compresión debe ser superior a 50 kg/cm2. fabricados con cemento, arena gruesa, piedrecillas chancadas y agua. Las unidades de albañilería pueden ser sólidas o huecas.

CONCRETO

Es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua. En la cimentación se utiliza “concreto pobre”,  con resistencia mínima a la compresión de unos 100 kg/cm2; y en las columnas, vigas y losas de techo de concreto, con una resistencia a la comprensión de 175 kg/cm2 o más. Se denomina concreto armado cuando se utilizan, como refuerzos, varillas de acero longitudinales -casi siempre se emplea un mínimo de cuatro varillas de 1/2”  ó 3/8”,  formando una canastilla- unidas por varillas transversales de menor diámetro, llamadas estribos, de 3/8” ó 1/4”, amarradas o “atortoladas”

MADERA, B AMB Ú Y CAÑA

Por razones de costo, las vigas de bambú y la cobertura de caña chancada son los materiales que más se utilizan en el techado de las viviendas, establecimientos públicos; sin embargo, su uso se está reduciendo debido al encarecimiento de la madera en la costa.

• En las columnas de confinamiento, vigas soleras y dinteles se empleará concreto con una resistencia última a la compresión f’c=175 kg/cm2, que es el utilizado en edificaciones de albañilería confinada.

•  La losa de techo armada en dos direcciones será de concreto con una resistencia a la compresión f’c=175 kg/cm2. El acero de refuerzo a utilizar es de Grado 60 con un límite a la fluencia de fy=4200 kg/cm2.

• Las unidades de albañilería a emplear serán unidades industriales de arcilla maciza con dimensiones 9x14x24cm y un peso de 3.25 Kg/pieza, con las siguientes características: f’m = 850 ton/m2 y v’m = 92 ton/m2.

• El mortero tendrá una cantidad de agua (slump 6 ”)  de modo que sea trabajable y se evite la segregación de los constituyentes, con la siguiente proporción de materiales:

 Los

objetivos buscados en el método de diseño, son fundamentalmente:

 que

la estructura se comporte elásticamente ante la acción de sismos moderados;

 que

ante la acción de sismos severos la estructura sea reparable.

Los muros de albañilería sin refuerzo presentan importantes limitaciones para resistir acciones sísmicas debido a la baja capacidad de la albañilería para resistir tracciones y a su comportamiento frágil una vez que se produce el agrietamiento.

. Para lograr el confinamiento, se deben (Gallegos, 987):

cumplir con los detalles siguientes

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El paño de albañilería se debe construir en primer lugar, dejando sus bordes verticales "endentados", para luego colocar el hormigón de los elementos de confinamiento.

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Los elementos de confinamiento no deben interrumpirse.

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Los paños de albañilería deben tener una forma aproximadamente cuadrada, debiéndose colocar pilares de confinamiento intermedios si es necesario.

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Los paños de albañilería no deben presentar fallas de aplastamiento por compresión.

El comportamiento de un muro de albañilería confinada depende de la calidad de la albañilería, de las dimensiones y de la cuantía de refuerzo de los elementos de confinamiento, del trabajo conjunto que se logre entre el paño de albañilería y los elementos de confinamiento, de la esbeltez del muro y de la existencia de armadura horizontal en el paño de albañilería

Falla de flexión: 

En muros esbeltos, cuando se generan tracciones importantes en los pilares de confinamiento, produciéndose la fluencia de las armaduras longitudinales y una falla de compresión por flexión en el talón comprimido del muro

Falla de corte po r d eslizamiento: 

Este modo de falla se produce por un deslizamiento a lo largo de la junta horizontal de mortero como consecuencia de una falla de adherencia por corte en la junta. Este deslizamiento produce un mecanismo del tipo "columna corta" en los pilares

Falla de co rte: 

Esta falla se caracteriza por un agrietamiento diagonal del paño de albañilería como se muestra en la fig. 3 y es consecuencia de las tensiones de tracción diagonal que se producen en el paño. Para evitar la propagación de la grieta diagonal en los elementos de confinamiento es necesario reforzar las zonas críticas de estos elementos, especialmente cuando la albañilería es de buena calidad y el paño de albañilería es largo.

Falla de aplastam iento po r com presión d iagonal: 

Esta falla es producto del efecto de puntal que se produce cuando se separa el paño de albañilería de los elementos de confinamiento, como se muestra en la fig 4. Esta situación genera grandes tensiones de compresión en las esquinas del muro, las que pueden provocar la falla por aplastamiento de la zona cuando la albañilería es de baja calidad o cuando se usan unidades del tipo rejilla de paredes delgadas.

Para la construcción del modelo a escala reducida se debe hacer uso de mano de obra calificada teniendo cuidado en cumplir las exigencias básicas que especifica la Norma E0.70, manteniendo proporción entre el modelo real y el escalado.

• Los muros deben construirse a plomo y en línea, y no se atentará contra la integridad del muro recién asentado.

• Todas las juntas horizontales y verticales quedarán completamente llenas de mortero. El espesor de las  juntas de mortero será 5mm.

• Se mantendrá el temple del mortero mediante el reemplazo del agua que se pueda haber evaporado, por una sola vez. El plazo del retemplado no excederá al de la fragua inicial del cemento.

• Las unidades de albañilería se deben asentar con las superficies limpias de polvo y sin agua libre. Se recomienda para unidades de arcilla regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas.

• La superficie de asentado de la primera hilada debe prepararse previamente de tal modo que quede rugosa, luego debe limpiarse de polvo e impurezas y humedecerse antes de asentar la primera hilada.

• Las juntas de construcción entre jornadas de trabajo deben estar limpias de partículas sueltas y deben ser previamente humedecidas.

• Se utilizará unidades sólidas de albañilería, estas unidades deben tener una sección transversal tal que en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tengan un área equivalente igual o mayor que el 70% del área bruta en el mismo plano.

• La conexión columna-albañilería podrá ser dentada o a ras, en el caso de ser dentada debe ser limpiada antes de vaciar el concreto de la columna; si se emplea una conexión a ras, debe adicionarse chicotes o “mechas” de anclaje.

• El refuerzo horizontal, debe ser anclado en las columnas de confinamiento 5cm con un gancho vertical de 3cm a 90º. Debe usarse estribos cerrados a 135º.

• El concreto debe tener una resistencia a compresión ( f’c) mayor o igual a 175 kg/cm2, debe ser una mezcla fluida con un revenimiento de 5 pulgadas.

• El concreto de las columnas de confinamiento debe vaciarse luego de la construcción del muro, y debe comenzar desde el borde superior de la cimentación.

• La parte recta de la longitud de anclaje del refuerzo vertical debe penetra al interior de la viga solera o cimentación. El recubrimiento mínimo de la armadura debe ser de 1cm. 6.8.

El proceso de diseño que se plantea consta de cinco etapas: 1. Verificación de la densidad mínima de muros en las direcciones principales del edificio. 2. Diseño por carga vertical. 3. Análisis elástico ante sismo moderado. 4. Determinación de la resistencia al corte vr.

1) Verificación de la densidad mínima de muros Se debe proporcionar a cada dirección principal del edificio, una cantidad de muros tal que cumplan con la ecuación. 2) Diseño por carga vertical :

Se debe evaluar la fuerza axial producida por las cargas de gravedad (Pg) en cada muro. Luego, el esfuerzo axial (   = Pg /(L t)) actuante deberá ser menor que el 15% de la resistencia a compresión axial de los prismas de albañilería f´m.

3. Análisis elástico ante sismo moderado :  Aquél que produce fuerzas sísmicas iguales a la mitad de las causadas por el sismo severo. El análisis sísmico se realiza empleando cualquier procedimiento reconocido. Una vez determinadas las fuerzas internas producidas por el sismo moderado, debe verificarse que la fuerza cortante (Ve) en cada muro no exceda el 55% del cortante de agrietamiento diagonal VR, con la finalidad de que los muros se comporten elásticamente en esta etapa.

4. Determinación del cortante de agrietamiento diagonal VR : La evaluación de la resistencia al agrietamiento diagonal de muros confinados construidos con ladrillos de arcilla. Esta ecuación depende de la resistencia de muretes de albañilería sometidos a cargas de compresión diagonal (v´m), del espesor del muro (t), de la carga axial Pg, y de la esbeltez ante efectos coplanares medida como la relación entre el momento flector (Me) y el producto de la fuerza cortante (Ve) por la longitud del muro (L). Los valores de Me, Ve son las fuerzas internas obtenidas del análisis sísmico elástico. El valor de VR debe calcularse en cada muro y en todos los pisos de la edificación.

Basándose en las especificaciones de la Norma E.070 ,se pre dimensionan los ELEMENTOS , el espesor efectivo “t” para muros de albañilería confinada, es igual al espesor del muro sin tarrajeo y deberá ser como mínimo:

t≥ h 20 Se toma un espesor de muro de 0.14m. Columnas y Vigas de , debe ser igual al espesor efectivo del muro. Asimismo el peralte mínimo para las columnas de confinamiento es 15cm y el peralte mínimo de las vigas soleras debe ser igual al espesor de la losa de techo. En resumen para el predimensionamiento se tiene: Muros de albañilería: t = 14cm Columnas: 14x15cm Vigas Soleras: 14x20cm

Previo al análisis estructural es necesario verificar que la edificación cumpla con algunos requerimientos, tales como la densidad mínima de muros, el esfuerzo axial máximo permitido y otras características que debe tener una edificación de albañilería confinada

 Área de Corte de los Muros reforzados Σ L t Z U S N = ≥ Área de la Planta Típica

Dónde: Ap = área de la planta típica N = número de pisos del edificio L t = espesor efectivo del muro: 62.514 m2 :4 : 0.14 m = longitud total del muro confinado (en metros)

Se analiza el comportamiento estructural del edificio a escala natural, obteniendo los esfuerzos a los que está sometido cada elemento y los desplazamientos de la estructura. Asimismo se verifica los esfuerzos y desplazamientos máximos permitidos según la norma E-030, para luego proceder al diseño de los elementos

La experiencia peruana y la internacional coinciden en señalar que la albañilería confinada es la solución más económica, segura y de fácil desarrollo para la construcción de viviendas de uno o dos pisos.

• Las deficiencias, en la construcción de viviendas de albañilería, pueden ser corregidas a través procesos de capacitación a técnicos y maestros de obra.

• El Perú, debido a su ubicación, está expuesto permanentemente a efectos de los fenómenos naturales ,por ello, no debemos ubicar nuestras viviendas en lugares peligrosos y es imperativo que construyamos con estricta sujeción a las normas de sismoresistencia

•   La esbeltez es un factor importante en la capacidad de deformación de un muro de albañilería confinada, siendo su efecto más notorio en los estados límites asociado con los niveles de daños mayores.

• En cuanto al efecto de la armadura horizontal de refuerzo, los resultados de los ensayos realizados en permiten destacar que su efecto es claro para los estados límites de daño controlado, de resistencia y último, produciéndose un aumento de los niveles de deformación asociados con estos tres estados cuando la cuantía de refuerzo horizontal es mayor que un 0.05%.

  Aguilar,

G (1997), "Efecto del refuerzo horizontal en el comportamiento de muros de mampostería confinada ante cargas laterales", Tesis de Licenciatura, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F., México.

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https://www.ucursos.cl/ingenieria/2007/1/CI52H/1/material_alumnos/bajar?id_mat erial=27

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http://www.youtube.com/watch?v=d-3M4KN4ZSc

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http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S037623X2007000200004&script=sci_arttext