Albañilería - Vargas

 

BIBLIOGRAFÍA  DISEÑO EN ALBAÑILERIA 1. Construcciones de Albañilería-Comportamiento Albañilería-Comportamiento Sísmico y Diseño Estructural A. SAN BARTOLOME 2.  Análisis, Análisis, Diseño y Construcción Construcción en  Albañilería

J. ARANGO

3.  Norma  Norma Técnica de Albañilería Albañilería E070 2006 SENCICO 4.  Albañilería Albañilería Estructural Estructural

 

R. KLINGNER

-1-

 

 A)) DE  A D E F I N I C I ON ONEE S  1.- ALBAÑI LE RÍ A  Material estructural conformado por unidades de albañilería de características definidas asentadas con morteros especificados.

 2.- A L B A Ñ I L E R Í A AR AR M A DA  Albañilería reforzada con armadura de acero, de acuerdo con las exigencias del reglamento, incorporada de tal manera que ambos materiales actúen conjuntamente para resistir los esfuerzos.

 3.- A L B A Ñ I L E R Í A CONF C ONF I N A D A  Albañilería reforzada con confinamiento de acuerdo con las exigencias del reglamento.

4.- ALB AÑI LE RÍ A NO RE F ORZADA RZADA  Albañilería sin confinamiento de acuerdo con las exigencias del reglamento.

 5.- A L B A Ñ I L E R Í A RE R E F ORZAD OR ZADA A  Albañilería armada o confinada con el propósito de proveerle alguna ductilidad.  

-2-

 

6.- ALTURA E F E CTI VA (h (h))  Para muros arriostrados en su parte superior es la distancia libre vertical entre elementos de arriostre. Para muros no arriostrados en su parte superior es el doble de su altura.

7.- ARR AR R I OSTR STR E  Elemento de refuerzo, horizontal o vertical o muro de arriostre, que cumple la función de proveer de estabilidad y resistencia a muros portantes y no portantes para cargas perpendiculares al  plano del muro.

8.- BORDE BORDE LI BR E  Extremo horizontal o vertical, no arriostrado arriostrado de un muro.

9.- COLUMNA COLUM NA  Elemento de concreto armado diseñado y construido con el  propósito de transmitir cargas horizontales y/o verticales a la cimentación.  Las columnas pueden ser simultáneamente arriostre y/o confinamiento.

 

-3-

 

10.- CONF CONF I NAMI E NTO Conjunto de elementos de refuerzo, horizontales y verticales, cuya función es la de proveer ductilidad a un muro portante.

11.- CONS CONSTRUCCI TRUCCI ÓN DE ALB AÑI LE RÍ A  Edificaciones constituidas predominantem predominantemente ente por muros  portantes de albañilería. albañilería.

12.- E LE ME NTO DE RE F UE RZO RZO  Arriostre o elemento elemento de confinamiento, de concreto concreto armado.

13.- E SPESOR SPESOR E F E CTI VO (t) (t)  Es igual al espesor real del muro, sin considerar revoques u otros acabados y descontando la profundidad de bruñas u otras endentaciones.

14.- LAR GO E F E CTI VO  Distancia horizontal entre elementos de arriostre verticales o entre un elemento de arriostre y el borde libre.

15.- MORTE MOR TE R O  Adhesivo empleado empleado para pegar unidades unidades de albañilería.  

-4-

 

16.- MOR MOR TE R O F LUI DO ( GRO GR OUT )  Mortero de cemento, arena y cal, de consistencia líquida, empleado para llenar los alveolos de las unidades de albañilería.

17.- MURO MUR O AR R I OSTRAD STR ADO O  Muro en el cual se han introducido elementos de arriostre,  satisfaciendo las condiciones indicadas para muros portantes y  para muros no portantes. portantes.

18.- MURO MUR O CONF I NADO NA DO  Muro que está enmarcado por elementos de refuerzo en sus cuatro lados satisfaciendo las condiciones indicadas en el reglamento.

19.- MURO DE ARR AR R I OSTRE  Muro portante transversal al muro al que provee estabilidad y resistencia lateral.

 20.-.- M URO  20 UR O PE R I M E TR A L DE DE CI E R R E

 

-5-

 

 Muro portante o tabique que integra la superficie que encierra los volúmenes de la edificación.

 21.-.- M URO  21 UR O POR TAN TA N T E  Muro diseñado y construido en forma tal que pueda transmitir cargas horizontales y/o verticales de un nivel al nivel inferior  y/o a la cimentación.

 22.-.- M URO  22 UR O N O POR TAN TA N T E  Muro diseñado y construido en forma tal que solo lleva cargas  provenientes de su peso propio. Son los parapetos, tabiques y cercos.

 23.-.- PAR  23 PA R A PE T OS  Muro perimetral de patio, de piso superior o azotea, que no está arriostrado por techo en su parte superior.

 24.-.- UNI  24 UN I D A D DE D E A L B A ÑI L E R Í A  Ladrillo de arcilla, bloque o ladrillo sílico-calcáreo y bloque de concreto. La unidad unidad de albañilería puede ser ser sólida, hueca o tubular.  

-6-

 

 25.-.- UNI  25 UN I D A D DE D E A L B A Ñ I L E R Í A HUE H UE C A (O PE RF ORADA) RA DA) Unidad de Albañilería cuya sección transversal en cualquier  plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área equivalente a menos menos del 70 % del área bruta eenn el mismo plano.

 26.-.- UNI  26 UN I D A D DE D E A L B A Ñ I L E R Í A SÓLI SÓL I D A ( O M A C I ZA ) Unidad de Albañilería cuya sección transversal en cualquier  plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área equivalente al 70 % o más del área bruta en el mismo plano.

 27.-.- UNI  27 UN I D A D DE D E A L B A Ñ I L E R Í A TUB TU B ULA UL A R Unidad de Albañilería con huecos paralelos a la superficie de asiento.

 

-7-

 

B) COMP COMPO ONENTE NENT E S DE LA ALBAÑI LE RÍ A 1.- MORTE MORT E R O

1.1   El mortero estará constituido de una mezcla de aglomerantes y agregados en las proporciones indicadas en el reglamento, a los cuales ssee añadirá añadirá la cantidad máxima de agua que proporcione una mezcla trabajable con el badilejo, adhesiva y sin  segregación de los constituyentes. constituyentes.

1.2   Los

materiales

aglomerantes

serán

:Cemento

 Pórtland y Cal hidratada. hidratada. 1.3   El agregado será arena natural, libre de materia orgánica, con las siguientes características:

a. Granulometría

 

 Malla  Nº 4

% que pasa 100

 Nº 8

95 –  100  100

 Nº 100

25 máximo

 Nº 200

10 máximo -8-

 

b.  Módulo Módulo de fineza: de 1.6 1.6 a 2.5 c.  Partículas quebradizas: quebradizas: máximo 1% por por peso. 1.4   El agua será bebible, limpia, libre de sustancias deletéreas, ácidos, álcalis y materia orgánica. 1.5   Los morteros tendrán las siguientes proporciones en volumen:

a. Cuando se emplea cemento Pórtland Tipo I y Cal hidratada:

T i po

C emento

C al

A r ena

 P1 –  C

1

1

4

 P2 –  C

1

1

5

 NP –  C

1

1

6

b. Cuando se emplea solo cemento Pórtland tipo I: T i po

C emento

A r ena

 P1

1

4

 P2

1

5

 NP

1

6

c. Se podrán usar otras composiciones de morteros  siempre y cuando se realicen pruebas de laboratorio suficientes para garantizar resistencias  

-9-

 

de la albañilería análogas a las que se obtienen con las proporciones ya descritas y se asegure la durabilidad.

 2.- M ORT OR T E R O F L UI D O 2.1   El mortero fluido estará constituido de una mezcla en volumen de 1 parte de Cemento Pórtland, 1 ½ partes de Cal hidratada y 3 partes de Agregado fino de las características indicadas en el reglamento, batidos con agua

hasta la consistencia de un líquido

uniforme, sin segregación de los constituyentes. 2.2   El agregado fino será arena natural, libre de materia orgánica, con las siguientes características: características:

a. Granulometría

 

 Malla 3/8” 

% que pasa 100

 Nº 4

95 –  100  100

 Nº 8

80 –  100  100

 Nº 16

50 –   85

 Nº 30

25 –   60

 Nº 50

10 –   30 - 10 -

 

 Nº 100

2 –   10

 Límite de sustancias deletéreas deletéreas b.  Límite  Susta  Sust anc ncii as delet letér ea

Porcentaje máximo del total, en peso

 Partículas quebradizas quebradizas y 3

 grumo de arcilla  Material más fino fino que la malla Nº 200. Carbón y lignito

5 1

 3.-UNI D A D DE DE AL B AÑI L E R Í A 3.1   La unidad de albañilería nnoo tendrá materias extrañas en sus superficies o en su interior, tales como  guijarros, conchuelas o nódulos de naturaleza calcárea. 3.2   La unidad de albañilería de arcilla estará bien cocida, tendrá un color uniforme y no presentará vitrificaciones. Al ser golpeada con un martillo u objeto similar producirá un sonido metálico.

 

- 11 -

 

3.3   La unidad de albañilería no tendrá resquebrajaduras,  fracturas, hendiduras o grietas u otros defectos  similares

que

degraden

su

durabilidad

y/o

resistencia. 3.4   La unidad de albañilería no tendrá manchas o vetas blanquecinas de origen salitroso o de otro tipo. 3.5   En el caso de unidades de albañilería de concreto, éstas tendrán una edad mínima de 28 días antes de  poder ser asentadas. 3.6   Se clasificara como tipo de unidad de albañilería normalizada

la

que

tenga

las

siguientes

características:

a mi

VARIACIÓN DE LA DIMENSIÓN *

ALABEO* (Máximo en

(Máxima en porcentaje)

mm) **

r P iar

TIPO et a M

o

.l li .

a al A

cr

C

Hasta

Hasta

Más

10 cm

13 cm

15 cm

Ladrillo I



 8



Ladrillo II



 7

Ladrillo III



 5

(f’b) *** 

 4

10



 4

8



 3

6

 6





 6



 4

ci lí S

 

- 12 -

RESISTENCIA DENSIDAD (mínima en A LA gr/cm3) COMPRESIÓN * (mínima en kg/cm2) --

1.50

60

--

--

1.60

70

--

95

--

 

ot er

Ladrillo IV



 4



 3



 2

4

130

--

Ladrillo V



 3



 2



 1

2

180

--

Bloque I



 4



 3



 2

4

140

1.70

Bloque II



 7



 6



 4

8

60

1.60

c onC

* Todas las pruebas pruebas se efect efectuarán uarán de acuerd acuerdoo a la Norma  pertinente del ITINTEC. ITINTEC. ** El alabeo se medirá para concavidad y convexidad. *** La resistencia a la compresión (f’b) se obtiene dividiendo

la carga de rotura entre el área neta para unidades de albañilería huecas y entre el área bruta para unidades de albañilería sólida o tubulares.

4. MANO DE OB R A  La mano de obra empleada en las construcciones de albañilería  será calificada, debiendo supervisarse el cumplimiento de las  siguientes exigencias exigencias básicas:

a. Que los muros se construyan a plomo y en línea b. Que todas las juntas, horizontales y verticales, queden completamente llenas de mortero

 

- 13 -

 

c. Que el espesor de las juntas de mortero sea como mínimo 10mm, y no más de dos veces la tolerancia dimensional en la altura de la unidad de albañilería más 4mm.

d. Que las unidades de albañilería se asienten con las  superficies limpias y sin agua libre, pero con el siguiente tratamiento previo:

- Para sílico-calcáreas

:

limpieza del polvillo  superficial.

- Para concreto : - Para arcilla de fabricación industrial.

:

ninguno inmersión en agua inmediatamente antes del asentado.

- Para arcilla de fabricación artesanal

: inmersión en agua,  por lo menos una hora inmediatamente antes del asentamiento.

e. Que se mantenga el temple del mortero mediante el reemplazo del agua qque ue se pueda haber evaporado. evaporado. El  

- 14 -

 

 plazo del retemplado no excederá la fragua inicial del cemento.

 f.   Que no se asiente más de 1.20 m de altura de muro en una  jornada de trabajo.

 g.  Que no atente contra la integridad del muro recién asentado.

h. Que en el caso de albañilería armada con el acero de refuerzo colocado en alveolos de la albañilería, éstos queden totalmente llenos de mortero o mortero fluido o concreto.

i .  Que las instalaciones se coloquen de acuerdo a lo indicado en la norma

 

- 15 -

 

C. MUROS NO POR POR TANTE S 1.   Los muros no portantes podrán ser de unidades de albañilería sólidas, huecas o tubulares. 2.   Los muros no portantes de albañilería no reforzada serán arriostradas a intervalos tales que se satisfaga las exigencias relativas a espesor mínimo. 3.   Los muros no portantes de albañilería armada serán reforzados de modo tal que la armadura resista el íntegro de las tracciones, no admitiéndose tracciones mayores de 8 kg/cm2 en la albañilería. 4.   Los arriostramientos serán diseñados de acuerdo a lo indicado en el párrafo relativo a arriostres. 5.   La cimentación de los cercos será diseñada por métodos racionales de cálculo. 6.   Están exonerados de las exigencias de arriostramiento los  parapetos de menos de 1.00 m de altura, que estén retirados  

- 16 -

 

del plano exterior de fachadas y/o patios interiores una distancia no menor de una vez y media su altura. 7.  Se compatibilizará el sistema de construcción de los tabiques con la deformación de la estructura que los enmarca, de manera de evitar daños por causa de deformaciones impuestas que los tabiques no pueden admitir. 8.   El espesor mínimo se calculará mediante la siguiente expresión: t = Usma2  donde: t = Espesor efectivo mínimo (en metros) U = Coeficiente de Uso del Reglamento Sísmico  s = Coeficiente dado en la la Tabla Nº 1 m = Coeficiente dado en la Tabla Nº 2 a = Dimensión crítica (en metros) indicada en la Tabla Nº 2 b = La otra dimensión del muro  Este espesor mínimo se verificará para las fuerzas de viento locales, usando los esfuerzos admisibles para tracción correspondientes a albañilería no reforzada.

 

- 17 -

 

T A B L A N º 1: V alor lor es de de s  ZONA SÍ SM SMII C A

TABIQUES CERCOS  PARAPETOS

1

2

3

0.28

0.20

0.09

0.20

0.14

0.06

0.81

0.57

0.24

a.  para para morteros con cal

 

- 18 -

 

b.  En En el caso de emplearse morteros sin cal, los valores de de s obtenidos en a. Se multiplicarán por 1.33. TA B L A N Nºº 2 V alor lor es de m C aso 1. Muro con cuatro bordes arriostrados a = Menor dimensión b/a =

1.0

1.2

m = 0.0479

1.4

0.0627

0.0755

1.8 0.0948

2 .0

3.00

0.1017 0.1180

00 0.125

C aso 2. Muro con tres bordes arriostrados a = Longitud del borde libre

b/a = 0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.5

2.00

00

m = 0.060 0.074 0.087 0.097 0.106 0.112 0.128 0.132 0.133

C aso 3. Muro arriostrado sólo en sus bordes horizontales a = Altura del muro m = 0.125

C aso 4. Muro en voladizo a = Altura del muro

m = 0.5

9.   Arriostres (Ver B7, B17, B19) 9.1  Cuando sea necesario los muros no portantes serán arriostrados por arriostres verticales, tales como muros de arriostre y/o elementos de refuerzo, y/o por  

- 19 -

 

arriostres horizontales tales como losas de techo o “vigas collar”. 

9.2   Los arriostres se diseñarán como apoyos del muro arriostrado, considerado éste como losa y sujeto a  fuerzas horizontales perpendiculares perpendiculares a él. 9.3  Un muro se considerará arriostrado:

a. Cuando exista suficiente adherencia, amarre y/o anclaje entre los muros y sus arriostres que  garanticen la adecuada adecuada transferenci transferenciaa de esfuerzos.

b. Cuando los arriostres tengan la resistencia, estabilidad y anclaje adecuados para transmitir las  fuerzas actuantes a elementos estructurales adyacentes o al suelo.

c. Cuando empleándose los techos para su estabilidad lateral, se tomen precauciones para que las fuerzas laterales que actúan en estos techo  sean transferidas adecuadamente adecuadamente al suelo.

 

- 20 -

 

D) CONS CONSTRU TRUCCI CCI ONES NE S DE ALBAÑI LE RÍ A 1.- CONJ CONJUNTO UNTO E STRUCTURAL STRUCTURA L  El conjunto estructural de las construcciones de albañilería está compuesto de:

a. Cimentación  Muros portantes (Ver (Ver B21) b.  Muros c.  Elementos de refuerzo, refuerzo, cuando sean necesarios necesarios d. Techos

 2.- C I M E N T A C I ÓN  La cimentación para muros portantes será de concreto. La cimentación debe transmitir la carga de los muros al terreno de acuerdo el esfuerzo permisible sobre éste y con asentamientos diferenciales que nnoo originen originen rajaduras en la albañilería. La

 

- 21 -

 

cimentación de los elementos de refuerzo será monolítica con la cimentación de los muros.

 3.- M URO UR O POR TAN TA N TE ( V er B21 B 21)) a.   Las disposiciones de d e este acápite aplican a albañilería confinada, armada y no reforzada.

b.   Los muros portantes podrán ser de unidades sólidas ó huecas asentadas con mortero P1 ó P2, con cal o sin cal.

c.   El espesor mínimo de los muros muros portantes será:  Para muros de albañilería albañilería reforzada

: t=

 Para muros de albañilería albañilería no reforzada : t =

h 26  h 20

   

 En la que: t es el espesor efectivo efectivo del muro h es la altura efectiva

d.   Los muros portantes serán diseñados para las  siguientes acciones y combinaciones combinaciones de ac acciones: ciones: 1.  Carga vertical axial 2.  Carga vertical axial actuando conjuntamente con  fuerzas transversales al plano del muro y con los  

- 22 -

 

momentos originales por excentricidades de la carga vertical. 3.  Carga vertical axial actuando conjuntamente con momentos de volteo en el plano del muro. e.   Para los casos de flexocompresió flexocompresiónn (casos E3: d2 y d3), la compresión combinada de la carga vertical y el momento será tal que:  fa



 Fa

 f  ' m  Fm

 1 

en la que:  fa : es el esfuerzo resultante de de la carga vertical axial  Fa : es el esfuerzo admisible para para carga axial  Fm: es el esfuerzo resultante resultante del momento.  Fm: es el esfuerzo admisible admisible para compresión compresión por  Flexión.

 f.   Para el caso de albañilería armada y las condiciones de tracción por flexión, se colocará armadura que absorba íntegramente los esfuerzos de tracción.

 g.    En el caso de fuerzas cortantes, el esfuerzo actuante se obtendrá de la expresión: v=

V   Lt 

 

en la que :  

- 23 -

 

V : Fuerza cortante en el muro  L : Largo del muro t : espesor efectivo del muro

4.- TE CH OS Cuando los techos deban cumplir la función de distribuir las  fuerzas horizontales en proporción a la rigidez de los muros, ellos estarán formados por losas aligeradas, nervadas o macizas, llenadas en sitio o prefabricadas, diseñadas y construidas de tal forma que permitan un comportamiento integral con el resto de la estructura y que aseguren la transmisión de las cargas verticales y horizontales actuando como un diafragma.  En caso que esta acción de diagrama no sea posible por tratarse de techos de madera, acero o prefabricados sin conexiones adecuadas, la distribución de la fuerza horizontal  sobre los muros se efectuará efectuará en proporción a su área tributaria.

 5.- A R R I OSTR OST R E S 5.1  Cuando sea necesario los muros portantes serán arriostrados por arriostres verticales, tales como  

- 24 -

 

muros de arriostre y/o elementos de refuerzo, y por arriostres horizontales tales como losas de techo, vigas o “vigas collar”. 

5.2   Los arriostres se diseñarán como apoyos del muro arriostrado, considerado éste como losa y sujeto a  fuerzas horizontales perpendiculares a él. 5.3  Un muro se considerará arriostrado:

a.  Cuando exista suficiente adherencia, amarre y/o anclajes entre los muros y sus arriostres que

 garanticen la adecuada adecuada transferencia transferencia de esfuerzos.

b.  Cuando los arriostres tengan resistencia, estabilidad  y anclaje adecuados para transmitir las fuerzas actuantes a elementos estructurales adyacentes o al  suelo.

c.  Cuando empleándose los techos para su estabilidad lateral, se tomen precauciones precauciones para que que las fuerzas laterales que actúan en estos techos t echos sean transferidas adecuadamente al suelo.

 

- 25 -

 

6.- ALB AL B AÑI LE R Í A CONF CONF I NADA NAD A (Ver (Ver B 3, B 10 y B 18) 6.1   La albañilería confinada será diseñada de acuerdo detalle siguiente:

a.  En En las zonas sísmicas 1 y 2 se confinará como mínimo cualquier muro que lleve 10% de la fuerza  sísmica y un conjunto de muros que lleven el 70% de

la

fuerza

sísmica

total,

incluyendo

necesariamente dentro de éstos los muros  perimetrales de cierre. cierre.

b.  En En la Zona Sísmica 3 se confinará como mínimo los muros perimetrales de cierre.

c.  Las edificaciones de albañilería confinada se diseñarán con los esfuerzos admisibles en E.12.1. 6.2  Se considerará como muro confinado, aquel que  satisfaga las siguientes condiciones:

a.  Que puede enmarcado en sus 4 lados por elementos de refuerzo verticales y horizontales,  

- 26 -

 

aceptándose la cimentación de concreto como elemento de refuerzo horizontal para el caso de muros del primer nivel.

b.  Que la distancia máxima centro a centro (L) entre elementos de refuerzo verticales sea 2 veces la distancia libre entre elementos de refuerzo horizontales (H).

c.  Que todos los empalmes y anclajes de la armadura desarrollen plena capacidad a la tracción.

d.  Que los elementos de refuerzo funcionen integralmente con la albañilería. 6.3   Las características de los elementos de refuerzo serán las siguientes:

a.  Tendrán un espesor mínimo igual al del muro bruto o del techo según corresponda y su sección (en cm2) no será menor que el valor dador por la expresión.

 

- 27 -

 

0.9V   2 0t   Ac     f  ' c

( Ve Ver  r   E 6 .3.e )  

b.  El área (en cm2 ) de la armadura longitudinal del elemento de refuerzo horizontal se calculará de:  As(  H  ) 

1.4V   f   y

( Ver   E 6 .3.e )  

 y no será menor que el valor valor dado por la expresión: expresión:  As(  H  )  0.1

 f  ' c  f   y

 Ac

( Ver   E 6 .3.e )  

c.  El área (en cm2 ) de la armadura longitudinal del elemento de refuerzo vertical se calculará de:

 As( V  ) 

1.4V    H      f   y   L  

( Ve Ver  r   E 6 .3.e )  

 y no será menor que el valor valor dado por la expresión: expresión:

 

- 28 -

 

 f  ' c  As( V  )  0.1  Ac  f   y

d.  Los elementos de re fuerzo

( Ver   E 6 .3.e )  

vertical y las “vigas”

collar (Ver E6.3g) llevarán estribos de montaje.

 Adicionalmente se se colocarán estribos cerrados cerrados en una distancia mínima de 2.5d ó 50cm, la que sea mayor, arriba, abajo y el elemento de refuerzo horizontal, espaciados a no más de d/2 y calculados mediante la expresión:  Av 1.5V    s d f   y

( Ver   E 6 .3.e )  

e.  En las fórmulas anteriores: anteriores: V

= Fuerza cortante en el paño confinado (Kg)

(Ver 6.3f)  f’c  = Resistencia del concreto del confinamiento (kg/cm2 )  fy

= Esfuerzo de fluencia del acero del confinamiento (kg/cm2 )

 Av = Área del refuerzo por ccortante ortante (cm2 )  s  

= Espaciamiento del del refuerzo por cortante cortante (cm) - 29 -

 

d

= Peralte efectivo del elemento de refuerzo vertical (cm)

t

= Espesor efectivo del muro (cm). (Ver B13)

 f.  Para el caso de muros con varios paños confinados, el valor de V para cada paño será obtenido dividiendo la fuerza cortante total entre el largo total del muro y multiplicado por el largo del paño.

 g.   En el caso de losas macizas de concreto armado, la  sección de concreto y la armadura de los elementos de refuerzo horizontales podrán considerarse como  parte integral del techo, sin necesidad de sumarse o añadirse a las secciones o armaduras necesarias por otros motivos.  En el caso de no emplearse losas macizas será necesario colocar “vigas” collar como elementos de

refuerzo horizontal, las que pueden ser parte integral del techo. 6.4  Cuando los confinamientos deban cumplir la función de arriostre, sus dimensiones y armadura se verificarán de acuerdo con las exigencias del acápite

 

- 30 -

 

 E5. Las funciones de confinamiento confinamiento y arriostre no son  sumatorias, son alternativas. alternativas.  

6.5 Cuando la armadura de los confinamientos deba cumplir la función resistente exigida por la condición  E3:d3, ella pasará a formar parte de la armadura necesaria por dicho concepto.

7.- ALB AÑI LE RÍ A ARMADA AR MADA (Ver (Ver B2) B2) 7.1   La albañilería armada será diseñada de acuerdo al detalle siguiente:

a.   En las Zonas Sísmica 1 y 2 , se armará como mínimo cualquier muro que lleve 10% de la fuerza  sísmica y un conjunto de muros que lleven 70% de la fuerza símica total incluyendo, necesariamente, dentro de éstos los muros perimetrales de cierre.

b.   En la Zona Sísmica 3, se armará como mínimo los muros perimetrales de cierre.

c.   Las edificaciones de albañilería armada se diseñarán con los esfuerzos admisibles indicados en  E.12.2  

- 31 -

 

7.2   satisfaga Se considerará muro armado aquel que las siguientes siguiecomo ntes condiciones: a.  Que la cantidad de armadura incorporada ene le muro no sea menor que la exigida en el acápite  E.7.3.

b.  Que la albañilería y el acero de refuerzo se combinen de modo tal que actúen conjuntamente ante las diferentes solicitaciones.

c.  Que todos los empalmes y anclajes de la armadura desarrollen plena capacidad a la tracción.

d.  Que el recubrimiento mínimo libre de las armaduras armadur as  sea de 1 ½ vez el diámetro de la barra y no menor de 1cm. e.  Que el espesor del mortero de las juntas horizontales no sea menor que el diámetro de la barra más 6mm.

 f.  Que en el caso de incorporarse incorporarse la armadura armadura en alveolos de la unidad de albañilería, éstos tengan como diámetro o dimensión mínima en cualquier  

- 32 -

 

dirección 5cm por cada barra ó 4 veces el diámetro de cada barra por el número de barras, el que sea mayor.

 g.   Que en el caso de emplearse unidades de albañilería

huecas

la

armadura

horizontal

necesaria no se ubique en las hiladas. 7.3   La armadura de un muro armado se determinará de acuerdo a lo siguiente:

a.  La La armadura horizontal no será menor que el valor dado por la expresión:

 Av

(  H  )



2V .  s   f   y L

 

 En ésta fórmula: V

= Fuerza cortante en el muro (Kg)

 L

= Largo del muro (cm)

 Av (H)= Área del refuerzo refuerzo horizontal (cm2 )  s

= Espaciamiento del del refuerzo horizon horizontal tal (cm)

 f  y 

= Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo (kg/cm2 ) pero no más de 4200 4200 kg/cm2.

 

- 33 -

 

b.  La La cuantía mínima total será 0.0015. No menos de dos tercios de la misa será dispuesta horizontalme horizontalmente. nte.  

c.  Adicionalmente se reforzarán todos los bordes horizontales y los extremos e intersecciones de los

muros armados con las armaduras indicadas en la Tabla Nº 3, y se colocará 2    3/8 en todo borde de abertura cuya dimensión exceda de 60cm en cualquier dirección.

TABB L A Nº TA Nº 3 Piso

E di fi cacione cacioness de  5 pi so soss

4 pi so soss

3 pi so soss

2 pi so soss

1 pi so

5

2   3/8  3/8

----

----

----

----

4

2   3/8

2   3/8  3/8

----

----

----

3

4   3/8

2   3/8

2   3/8  3/8

----

----

2

4   3/8

4   3/8

4   3/8

2   3/8  3/8

----

1

6   3/8

4   3/8

4   3/8

2   3/8

2   3/8  3/8

d.  En En el caso de losas macizas de concreto armado la armadura horizontal (Ver E7.3.c) podrá considerarse como parte integral del techo, sin necesidad de

 

- 34 -

 

 sumarse a las armaduras necesarias por otros motivos.

 En el caso de no emplearse losas macizas será necesario colocar “vigas” collar como elementos de

refuerzo horizontal, las que pueden ser parte integral del techo. 7.4  Cuando la armadura de un muro deba cumplir la  función resistente exigida por las condiciones E3: d2  y d3, ella pasará a formar parte de la armadura necesaria por dichos concretos.

8.- ALB AÑI LE RÍ A NO RE F ORZADA RZADA (Ver (Ver B4 B 4) 8.1  Se considerará como albañilería no reforzada, aquella que no satisface los requisitos de la albañilería confinada (Ver E6) y/o armada (Ver E7). 8.2   En las zonas sísmicas 1 y 2, se limitará el uso de las construcciones de albañilería no reforzada a estructuras de un nivel.

 

- 35 -

 

8.3   Las edificaciones de albañilería no reforzada se diseñarán con los esfuerzos admisibles indicados en  E.12.3.

9.- CONSTRUCCI CONSTRUCCI ONE S DE VAR I OS PI SO SOSS 9.1   Las edificaciones de más de un nivel tendrán entrepisos que funcionen como diafragma rígidos. 9.2   Al construirse pisos sucesivos, los muros portantes encima del primer piso estarán directamente encima de los muros portantes inferiores. 9.3   Las armaduras de los elementos de refuerzo del piso  superior deberán ser continuación de las armaduras del piso inferior, estamos debidamente empalmadas entre si. 9.4   En el caso de que los muros portantes de un piso no coincidan con los del piso inmediato inferior, se les confinará en su propio nivel y sus cargas verticales y horizontales se transmitirán íntegramente al piso inferior. En este caso será necesario efectuar un  

- 36 -

 

análisis

detallado

de

la

compatibilidad

de

deformaciones del sistema estructura.

10.- CONS CONSTRUCCI TRUCCI ONE S SI N DI AF RAGMA RA GMA HORIZONTAL 10.1  Las construcciones sin diafragma horizontal sólo se emplearán en edificaciones de un nivel o en el último nivel de edificaciones de varios pisos. 10.2  Para determinar la estabilidad lateral de los muros,  se considerará adicionalmente a las fuerzas de sismo  generados por el propio muro las que se deriven de las cargas que apoyan sobre él. 10.3  Para el esfuerzo admisible de corte se considerará que f d d  es  es igual a cero.

 

- 37 -

 

11.- DE TER MI NACI NACI ÓN DE LA RE SI STENCI A DE LA  ALL B A Ñ I L E R Í A  A  La determinación de la resistencia a la compresión de la albañilería (f’m) será efectuada por uno de los métodos

 siguientes:

M étodo.- A partir de la resistencia de prismas de 11.1  Mé  prueba. Los prismas serán elaborados utilizando el mismo contenido de humedad de las unidades de albañilería, la misma consistencia del mortero, el mismo espesor de juntas y la misma calidad de mano de obra que no se empleará en la construcción definitiva.  Los especimenes no tendrán menos de 30 cm de altura y tendrán una relación altura/espesor no menor de 2 ni mayor de 5. E. Valor f’m será

calculado dividiendo la carga de rotura por  

- 38 -

 

compresión del prisma entre el área neta cuando se trate de unidades huecas de albañilería y divida entre el área bruta cuando se trate de unidades sólidas de albañilería o unidades huecas en las que se llenan los alveolos con mortero, mortero fluido o concreto. Se considerará como carga de rotura del prisma aquella que ocasione la primera fisura de tracción en la unidad unidad de albañilería. albañilería. El valor f’m será además

corregido multiplicándolo por un coeficiente que depende de la relación altura/espesor del prisma de acuerdo a la tabla siguiente:  Relación altura/espesor altura/espesor 2.0 Coeficiente *

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

0.73 0.80 0.86 0.91

0.95

0.98 1.00 

* Interpolar linealmente para obtener valores intermedios.  Los

prismas

serán

almacenados a

una

temperatura no menor menor de 18º C duran durante te 28 días. En la eventualidad que tenga que probarse los prismas a los 7 días se obtendrá el valor f’m multiplicando la

resistencia a los 7 días por 1.1.  El número mínimo de especimenes a probarse  será 5 y si el coeficiente de variación de las muestras  

- 39 -

 

obadas excede 0.10 el valor f’m será obtenido  pr obadas

multiplicando el promedio de todos los resultados por un coeficiente: C = 1-4.5(V-0.10), en el que V es el coeficiente de variación.

 M étodo 2.- A partir de la resistencia de unidades 11.2  Mé normalizadas.  En la eventualidad de que no sea posible efectuar ensayos de prismas, se podrán emplear los valores f’m que se detallan en la Tabla Nº en función

del tipo de unidad de albañilería y del tipo de mortero.  En este caso el fabricante de la unidad de albañilería deberá proveer un certificado de las características de su producto adecuadamente respaldado por ensayos periódicos que garanticen la conformidad de las características del mismo o alternativamente,  

el - 40 -

usuario

verificará

la

 

conformidad de cada lote efectuando los ensayos  pertinentes.

TABLA Nº 4: VALORES DE f’m 

TIPO DE LA UN UNII DAD DE  A  ALL B A Ñ I L E R Í A

 MOR  M ORTE TE R O P1 ó P 1C

P2 ó P2C

 Ladrillo I

15

15

 Ladrillo II II

25

25

 Ladrillo III III

35

35

 Ladrillo IV IV

45

40

 Ladrillo V

55

45

 Bloque I

45

40

 Bloque II

25

25

12. E SFUE RZO RZOS ADMI SI BLE BL E S 12.1  C álculo de de esf esfuer uerzo zoss a.   Para el cálculo de esfuerzos se emplearán las dimensiones reales de la unidad de albañilería definida como las nominales menos las tolerancias dimensionales y el espesor efectivo (Ver B13) de la albañilería.  

- 41 -

 

b.   En el caso de unidades de albañilería sólida se empleará la sección bruta sin descontar vacíos.

c.   En el caso de unidades de albañilería hueca se empleará la sección neta, teniéndose en cuenta como sección resistente aquellas cavidades que se especifican llenas de mortero, mortero o concreto.

12.2  Alb A lba añiler ñiler í a confina nfi nad da a.  Compresión acial (Fa) 0.20 f  ' m

   h  2     1     35t   

b.  Compresión por flexión (Fm) 0.40 f’m 

c.  Corte (Vm)  Morteros con cal

: 1.8 + 0.18 f d d  , , pero no más de 3.3 kg/cm2 

 Morteros sin cal

: 1.2 + 0.18 f d d  ,   , pero no más de 2.7 kg/cm2 , donde f d d   es el esfuerzo de compresión causado

 

- 42 -

 

 por las cargas muertas actuantes  sobre el muro en kg/cm2.

d.  Tracción por flexión (F  )t   Mortero con cal

: 1.33 kg/cm2 

 Morteros sin cal

: 1.00 kg/cm2 

e.  Compresión de apoyo (Fca) Carga en toda el área

0.25 f’m 

Carga en 1/3 del área o menos con distancia de los bordes mayores de 1/4 del espesor

 f.   Módulo de elasticidad elasticidad (Em)  g.    Módulo de rigidez (Ev) (Ev) 12.3  Alb A lba añiler ñiler í a ar mada a.  Compresión axial (Fa) 0.20 f  ' m

   h   2     1     35t   

b.  Compresión por flexión (fm)  

- 43 -

0.375 f’m 

500 f’m 

0.4 Em

 

0.40 f’m 

c.  Corte (Vm)

 Morteros con cal : 1.8 +0.18 f d d  , , pero no más de 3.3 kg/cm2.

 Morteros sin cal

: 1.2 + 0.18 f d d ,  pero no más de 2.7 kg/cm2 , donde f d d   es el esfuerzo de compresión causado  por las cargas muertas actuantes  sobre el muro en kg/cm2.

d.  Compresión de apoyo (fca) Carga en toda el área

0.25 f’m 

Carga en 1/3 del área o menos con distancia de los bordes mayores de 1/4 del espesor.

e.   Acero (fs)

0.375 f’m 

0.5 fy  pero no más de 2100 kg/cm2.

elasticidad (Em)  f.   Módulo de elasticidad  

- 44 -

500 f’m 

 

 g.    Módulo de rigidez (Ev) (Ev)

0.4 Em

12.4  Alb A lba añiler ñiler í a no r efor for zada a.  Compresión axial (Fa)

0.20 f  ' m

   h   2     1   35 t       

b.  Compresión por flexión (Fm) 0.40 f’m 

c.  Corte (Vm)  Morteros con cal : 0.9+ 0.09 f d d ,  pero no más de 1.6 kg/cm2   Morteros sin cal : 0.6 + 0.09 f d d ,  pero no más de de 1.3 kg/cm2 , donde f d d   es el esfuerzo de compresión causado  por las cargas muertas actuantes  sobre el muro en kg/cm2.

d.  Tracción por flexión (Ft)  

- 45 -

 

 Morteros con cal : 1.33 kg/cm2   Morteros sin cal : 1.00 kg/cm2 

e.  Compresión de apoyo (Fca) Carga en toda área

0.25 f’m 

Carga en 1/3 del área o menos con distancia de los bordes mayores de 1/4 del espesor  

elasticidad (Em)  f.  Módulo de elasticidad g. 

 

 Módulo de rigidez (Ev)

- 46 -

0.375 f’m 

500 f’m 

0.4 Em 

 

E ST STRUCT RUCTU URAS DI AF RAGMADAS RAG MADAS Y NO DIAFRAGMADAS  La estructuración estructuración de los edificios de muros portantes se  puede agrupar en dos tipos: tipos:

E DI F I CACI CACI ÓN DI D I AFR AGMADO AGMADOSS

Son aquellos en que todos los muros están interconectados

entre si, por la losa de de ent entrepiso. repiso. Esta los losaa debe tener la  suficiente rigidez para “transmitir” toda la fuerza horizontal de

 sismo, sin deformarse, de manera que a cada muro absorbe la  parte que le corresponde, de acuerdo a su rigidez. A mayor rigidez tomará mayor fuerza horizontal.  En estas condiciones todo el entrepiso, (muros y diafragmas) tiene una deriva horizontal común.

 

- 47 -

 

 Debe destacarse que en este tipo de edificaciones todos los muros “contribuyen solidariamente” a resistir las fuerzas

horizontales ocasionadas por el sismo o el viento.

E DI F I CACI CACI ONES NO DI AFR AGMADAS AGMADAS  En este caso, como no existe el diafragma rígido, cada muro se comporta aisladamente, es decir independientemente y tomará la fuerza horizontal que esta directamente relacionada con la carga vertical que incida sobre el.  El caso más común, dentro de un edificio es el de los tabiques, cercos y parapetos que solo soportan la carga de su  peso propio.

DE TER MI NAC NACII ÓN DE LA RI GI DE Z DE LOS LOS MURO MUROSS PORTANTES  Rigidez Un muro es más rígido mientras sea menos deformable.  La deformación de un muro de sección rectangular, por efecto de una carga horizontal está dada por:  

- 48 -

 

 R 

 E m t  3

  h    h    4   L   3    L 

 Deducción de esta expresión: expresión:

 Asumimos:

 



   fle  fl e x i ó n





 Ph 3  3 E m I 

 Ph 1 .2 GA



G = 0.4 E m 

- 49 -



corte

 

 

3

 I 

Sección rectangular

td 

 



12

 A = dt

 Definimos rigidez R como como la inversa de esta deform deformación ación  R

1   



 Para P = 1 Luego:  R 

 

 E m t  3

  h      h  4   3    L    L 

(Esta fórmula solo es válida para muros de sección rectangular)

 

- 50 -

 

DI STRI BUC BUCII ÓN DE F UE RZ RZAS AS HO HORI RI ZONT NTALE ALE S (sismo)   D i st strr i bució uci ón Pr P r opor cio ci ona nall a K : efecto cto de tr asla slaci ció ón 1.   Las cargas paralelas a la superficie del muro, que  puede ser transmitidas transmitidas a este a través de otros miembros  por acción de diafragma , inducen esfuerzos cortantes en el muro.  

2. Si varios muros están conectados a un diafragma rígido  y éste es desplazado por una fuerza ( P ) , los diferentes muros también se mueven (en su punto de conexión) en esa misma cantidad , salvo que ocurra una falla en algún lugar del sistema. 3.   Asumiendo que no hay hay falla, la porción de la fuerza ( P ) que absorbe cada muro es proporcional a su rigidez relativa. 4.   La rigidez del muro se define como la inversa de la deflexión resultante de momento y corte (usualmente  para una carga unitaria unitaria ) y es función:

 

- 51 -

 

 De  De

las dimensiones del muro. Altura (h), largo

(L) y espesor (t).

Módulo de Elasticidad: E m  , y Módulo de  Rigidez : E v.

 Del   Del

 Del  Del

grado de fijación (usualmente empotrado

arriba y abajo o libre arriba y empotrado abajo)

5.  Simplificación. Para llaa defor deformación mación por momento sólo  se tiene en cuenta el alma del muro para muros que tienen forma I ó L en planta. Teniendo la rigidez de cada muro se evalúa el  porcentaje de fuera horizontal que absorbe de acuerdo a las rigideces relativas, en cada piso.

 

- 52 -

 

C or r ecci cci ón p po or tor si sió ón

- 53 -

53

 

 

 Hasta ahora hemos asumido que el Centro de Masa (o de aplicación de la fuerza horizontal) coincide con el Centro de  Rigidez. Esta coincidencia puede no presentarse en la práctica, aunque la apariencia geométrica de la edificación así lo indique, una asimetría por diferencia de densidades, ubicación real de la sobrecarga, deterioro de elementos, determinan una excentricidad.  Esta distribución (real o asumida) da origen al efecto de torsión en planta de la edificació edificación. n.  La deformación   no será igual para todos los m muros. uros.

C entro ntr o de de M asa  Es el C. G. De todas las cargas. cargas. Se puede considerar como el centro geométrico para edificaciones con muros simétricamente distribuidos.

54

 

 

 X  G

Y   G





  Ai  Xi   Ai 

 Ai Yi

 

 Ai



C entr ntr o de R i g i dez  Es el C. G. de las rigideces. Es el centro resistente. resistente.

55

 

 

 X   R



  R  X     R i

i

ii

Y    R



  R Y     R i

i

 

i

 La no coincidencia del punto de aplicación de H y C  R produce un par efecto: CR

  R =   Hi  e

CG

e x = X G –    –  X   X  R    –  Y   Y  R  e y = Y G –   Mo  M oment nto o To Torso rsorr M T  =  = H . e 1 1

 

 - 2 

Disminución de    

CR

 

 

CG

56

 

Aumento de  

 En el reglamento existe un concepto de excentricid excentricidad ad accidental. e = 0.05 D  Donde : D = Mayor dimensión dimensión de la edificación en en la dirección de la excentricid excentricidad. ad.  Luego, el momento torsor M T T   está dado por las siguientes  fórmulas:  M T T  =  = H i ( 1.5e + 0.05D )  M T T  =  = H i ( e –  0.05  0.05 D )  El momento torsor producirá incrementos y decrementos de la fuerza cortante en los muros, considerándose únicamente los incrementos.  Las fuerzas sobre el muro muro debidas al M T  serán evaluadas:

57

 

 

 H iT iTx x 

 Ri ( Y i  Y  R  )  P 

 M T 

 

 R (  X    X   ) iTy y   H iT

 Donde:

i

i

 P 

 R

 M T 

P = Momento polar de rigid rigideces eces (Propiedad intrínseca de la edificación)  P  

   Riy (    X i   X  R )    Rix ( Y i  Y  R  )   2

 

2

R i gi deces ces eenn Se Ser i e y eenn PPa ar alelo lelo:: diafragma

serie

R

R 1 

R 2 

R 3 

combinadas

R 1   paralelo

R 2  R 3 

a) En Serie  R 

b) En Paralelo

 R

i

   Ri       H i    Ri  H       

diafragma

- 58 -

 

 

 R 

1 1 1 1    R1  R2  R3

 H i   H 

 

E j emplos H4 

H1 –  2 2 –  3 3  R 1 

 R1-2 = R1 + R2   R1  2  3 

R 2 

1 1  R1   R2

R 4  R 3 

 H 3

   R    R  

123

1234

    H   

   H 4

     R   R

4

1234

   H   

H R 1  R 2 

R 3  R 4 



 R1-2-3-4 =R1-2-3+R4 

1  R3

 

- 59 -

 

 

 R1234 

1  R1



1 1  R2   R3



1  R4

 H 4   H   R2     H   H 2      R2   R3  

 R3       H   H 3      R2   R3  

 H 1   H 

DI SE ÑO DE MURO MUROSS DE ALBAÑI ALBAÑ I LE RÍ A NO PORTANTES

- 60 -

 

 

GENERALIDADES  

 Los muros no portantes, son aquellos diseñados y construidos en forma tal que sólo lleven cargas  provenientes de su peso propio (parapetos, tabiques y cercos); pueden ser construidos con unidades de albañilería sólidas, huecas ó tubulares.

 

Si las unidades de albañilería son sólidas para el diseñe de los muros se podrá utilizar la expresión dada por la  Norma de albañilería del Reglamento Nacional de Construcciones.

 

Si las unidades de albañilería son huecas o tubulares, los muros deben ser diseñados por métodos racionales de cálculo usando los esfuerzos admisibles para tracción correspondiente a albañilería no reforzada.

 

Todo muro no portante de albañilería no reforzada debe  ser arriostrado a intervalos tales que satisfagan las exigencias del espesor mínimo de la Norma de Albañilería.

 

 El diseño de los arriostres se debe hacer considerando a estos como apoyo del muro arriostrado, actuando el muro como losa y sujeto a fuerzas horizontales perpendiculares a él.

- 61 -

 

 

 

 Los arriostres deben tener la resistencia, estabilidad y anclaje adecuados para transmitir las fuerzas actuantes a elementos estructurales adyacentes, al suelo o a la cimentación.

 

 La cimentación de los cercos debe ser diseñada por métodos racionales de cálculo

 

 El espesor mínimo se calculará mediante la siguiente expresión: t = U s m a2

DEDUCCIÓN DE LA FÓRMULA INDICADA EN EL REGLAMENTO  El peso por m2 de muro:

- 62 -

 

 

q =    t q = 1800 t

( t  en m )  

 La carga sísmica perpendicular al plano del muro esta dada por: W h = ZUC 1 q (Normas de Diseño Sismo-Resistente) W h = ZUC 1  1800 t ( Kg/m2 )  El momento actuante actuante se puede definir por:  M a = mW h a2 (Kg m/m) M a = m(ZUC 1 1800t) a2   Donde m es un coeficiente de momento y a  es la luz de cálculo  M a = ma2 (ZUC 1 1800t)  Los criterios para a  y los valores de m  para diferentes disposiciones de apoyo, son los valores elásticos del libro Teoría de la Elasticidad de S. Timoshenko.

- 63 -

 

 

 El momento resistente resistente (Unidades de Albañilería Albañilería Sólida)

 f    t 

 M r  S 

  M   S   f    r 

t 2 6 

t 

 f   (  Kg  cm /  m ) t 

 

Usando f tt  =    = 13300 kg/m2 para morteros con cal e igualando el momento resistente al momento actuante podemos hallar el espesor:  M a = M r   ma 2 (  ZUC 1 1800 t  ) 

t 2 6 

t   U  ( 0.81 812 2  ZC 1 ) ma

13300

2

de donde

 

 La Norma E-070 de albañilería del Reglamento Nacional, llama

 s al factor encerrado entre paréntesis, de esta manera se obtiene la expresión: T = U s ma2 

- 64 -

 

 

 Donde: t = Espesor efectivo m mínimo ínimo (en (en metros) U = Coeficiente de uso del Reglamento Sísmico  s = Coeficiente dado en la la Tabla Nº 1 m = Coeficiente dado en la Tabla Nº 2 a = Dimensión crítica (en metros) indicado en la tabla Nº 2 d = La otra dimensión del muro

T abla Nº Nº 1 : V alore lores de de s cal: a.   Para morteros con cal:

Tabiques

 Zona Sísmica 3 2 1 0.28 0.20 0.09

Cercos

0.20

0.14

0.06

 Parapetos

0.81

0.57

0.24

b.   En caso de emplearse morteros sin cal los valores de s indicados, se multiplican por 1.33

T ab abla la Nº Nº 2: V alore lor es de de m C aso 1:  Muro con cuatro cuatro bordes arriostrados a = Menor Dimensión

- 65 -

 

 

b/a = 1.0 0.0479

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0627

0.0755

0.0862

0.0948

2.0

3.0

00

0.1017 0.1180 0.125

C aso 2 :  Muro con tres bordes bordes arriostrados a = Longitud del borde libre b/a = 0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.5

2.00

0.060 0.074 0.074 0.087 0.087 0.097 0.106 0.112 0.128 0.132

C aso 3:  Muro arriostrado sólo sólo en sus bordes horizontales horizontales a = altura del muro m = 0.125

C aso 4:  Muro en voladizo a = altura del muro m = 0.5

00 0.133

- 66 -

 

 

E JE MPLO MPLOSS DE DI SE ÑO  A.. E j emplo de D i seño  A seño N º 1  Determinar distancia máxima entre arriostres en un muro de cerco:  Datos:  Espesor t = 14cm  Mortero con cal  Altura del muro h = 2.00 m U = 1.0  A construirse en Lima, Lima, (Zona sísmica 3)  En este caso, se trata de un muro de cerco con tres bordes arriostrados a

 Arriostre

h = b = 2.00

 Expresión del Reglamento: Reglamento: t = U s ma2 

- 67 -

 

 

 Para cerco con mortero con cal en zona sísmica 3 de la tabla

Nº1  s = 0.20  Entonces: 0.14 = (1) (0.20) ma2 

ma2 = 0.70

Utilizando la Tabla Nº 2 tantearemos para varios valores de a  y m:

B

a

B /a

m

ma 2 

2.0 2.0 2.0

2.0 3.0 2.85

1.0 0.67 0.70

0.112 0.083 0.87

0.448 0.7470 0.7067

 Es decir se requeriría colocar colocar arriostres cada cada 2.85 m.

- 68 -

 

 

B . E j emplos los d dee D i seño seño N º 2  Determinar espesor mínimo de un muro, para un espaciamiento espaciamiento dado de arriostres y con viga solera en extremo superior  Datos:  Mortero con cal  Dimensiones del paño paño L = 3.50 h = 2.00  A construirse en Lima Lima (Zona sísmica 3) Considerando U = 1, nuestro problema es hallar el espesor mínimo para las condiciones dadas.  En este caso, se trata de un muro de cerco, con 4 bordes Solera

arriostrados.

Arriostre

h = 2.00

L = 3.50

 Expresión del Reglamento: Reglamento: t = U s ma2 

- 69 -

 

 

Nº 1  Para cerco y mortero con con cal en zona sísmica 3, de la tabla Nº  s = 0.20

D e la tabla tabla N º 2 C aso 1:  Muro con cuatro cuatro bordes arriostrados a = la menor dimensión a = 2.00 m  Entonces : b = 3.5 m b/a =

3.50 2.00

 1.75  

interpolando linealmente (tabla Nº 2) m = 0.0927  Entonces t = (1) (0.20) (0.0927) (2.00)2 t = 0.074 mts.  El espesor mínimo del muro, para las condiciones dadas, es de 7.4 cm.

- 70 -

 

 

C . E j emplos los d dee D i seño seño N º 3  Determinar espesor mínimo requerido para un cerco ddee 2m 2 m de alto, sin arriostres. Datos: 2.00

Mortero con cal Altura del muro h = 2.00 mt A construirse en Lima U = 1.0

 En este caso tenemos un muro en voladizo voladizo  Expresión del Reglamento: Reglamento: t = U s ma2 

N º1  Para acero y mortero con con cal en zona sísmica 3 de la T abla Nº  s = 0.20

D e la tabla tabla N º 2: Muro en voladizo (caso 4) a=2.00 m = 0.5 t = (1) (0.20) (0.5) (2.00)2  t = 0.40 m.  El espesor mínimo para un muro de 2m. de alto, sin arriostres es de 0.40 mt.

- 71 -

 

 

D . E j emplo de D i seño seño N º 4.4. Determinar el espesor mínimo de un muro para un parapeto de azotea de 1.0 m. de altura, sin arriostres.  Datos:  Mortero con cal  Altura parapeto = 1.0  A construirse en Lima Lima U = 1.0

D e acuer cuer do al Re R eg lam lamento: nto: t = U s ma2 

D e la tta abla Nº Nº 1:  s = 0.81

D e la tta abla Nº Nº 2: m = 0.5  Luego: t = (1.0) (0.81) (0.5) (1.0)2  t = 0.40 m.

- 72 -

 

 

COMPO CO MPORR TAMI E NTO SÍ SMI CO E L PRO PROBLE BLE MA    El comportamiento de estructuras de albañilería sometidas a  sismos no siempre hhaa sido exitoso. Las principales razones de

las fallas ocurridas, algunas de ellas de magnitud catastrófica, hann si ha sid do las las si siggui uieentes: ntes: a. Carencia de refuerzo b.  Muros Muros portantes que no llegan al suelo.

Esta

característica genera edificaciones con un primer piso blando.

c.  Diafragmas incompetentes.

En

todo

tipo

de

edificaciones la falla de los diafragmas es grave, pues no solamente se desarma la edificación, sino que se modifica el comportamiento estructural de los muros,  pasándose de uno predominantemente predominantemente coplanar a otro en que dominan las cargas perpendiculares al plano.

d.  Albañilería Albañilería construida

con unidades frágiles.

El

empleo de unidades excesivamente perforadas y de unidades tubulares conduce a fallas explosivas de compresión.

- 73 -

 

 

e.  Relleno de alvéolos con mortero en vez de concreto líquido. En muchos muchos paíse paísess se inic inició ió la práctica de la albañilería armada utilizando unidades con alvéolos  sólo verticales de sección reducida, donde se aloja el acero. Ellos eran llenados llenados en el proceso de asentado asentado con mortero. La consecuencia de este procedimiento constructivo ha sido una escasa (sino nula) integración de la la arm armadura adura a llaa al albañilería. bañilería. El resultado resultado es el equivalente, prácticamente, a tener albañilería simple, con las consecuencias consiguientes ante acciones  sísmicas.  El análisis y racionalizació racionalizaciónn de las situaciones  precedentes ha conducido a precisar los lo s requerimientos requerimientos  para la utilización de la albañilería en áreas sísmicas.  Estos requerimientos se pueden ordenar de acuerdo a tres aspectos de sismo-resistenci sismo-resistencia. a.

 

Condiciones básicas de sismo-resistencia.

 

Características de los muros.

 

Características de las edificaciones.

- 74 -

 

 

CONDI CO NDI CI ONE S BÁS BÁSII CAS DE SI SMO MO--RE SI STENCI A  Estas condiciones son las siguientes:

a.  La albañilería debe ser ser reforzada. b.  En el caso de edificaciones de muros portantes, los muros deben llegar a la cimentación.

c.  Las edificaciones diafragmadas deben tener diafragmas competentes que integren permanentemente la totalidad de los muros y los carguen uniformemente. d.  La albañilería portante debe ser elaborada con unidades  sólidas o unidades huecas llenas con concreto líquido o  perforadas en las que el área alveolar no sea mayor que 30% del área brut bruta. a. No son aceptables ppara ara este fin las unidades huecas (sin llenar), las perforadas (que exceden el área alveolar antes indicada) y las tubulares. e.  La armadura debe integrarse totalmente con la albañilería. La utiliz utilización ación de armadura en en las hiladas es adecuada siempre y cuando el mortero de asentado tenga una resistencia (f’ c )  )

de por lo menos 140 kg/cm2. las

armaduras, en este caso deben ser alambres delgados. albañilería debe ser supervisada. supervisada.  f.    La construcción de la albañilería

- 75 -

 

 

CARACTER Í ST STII CAS DE LLO OS MURO MUROSS  El concepto básico en este aspecto de los requisitos sismoresistentes es que los muros, particularmente los correspondientes a edificaciones diafragmadas, se comporten dúctilmente.  Esto implica que debe ser conducidos a formar mecanismos mecanismos  plásticos en flexión y no en corte (ver figura 10.3.1) por lo que es necesario considerar los siguientes aspectos para estructuras diafragmadas:

a.  la sección transversal de los muros en edificaciones de altura

media

(hasta

cuatro

pisos)

debe

ser

 preferentemente rectangular; es decir, debe evitarse los cruces o intersecciones entre muros con direcciones ortogonales.

b.   En edificacion edificaciones es de mayor altura (más de 4 pisos), cuando la demanda del momento lo exige, debe  preferirse los muros que tengan secciones en I. Los muros de secciones asimétricas (en L ó T) no siempre  son adecuados.

 

- 76 -

 

c.   Los muros deben tener una esbeltez (a = H r  /L r  w ) donde  H rr    es la altura del muro hasta la ubicación de la resultante ficta de la acción sísmica equivalente, y , L w  es su largo) siempre mayor que 1, y preferentemente mayor que 2.

F i g . 1. D i se seño ño d dee muros ur os p por or capa capaci cida dad d pr pr op opue uesto sto po porr P r i estle stley, y, de mane nerr a de ase asegg ura ur ar a la for form maci ació ón de dell me meca cani nism smo op plást lástii co eenn fflexi lexió ón y evi evita tarr la ffa alla  po  por cco or te.

- 77 -

 

 

CARACT CA RACTEE RÍ ST I CA CASS DE LAS E DI F I CA CACI CI ONES a.  Como en toda estructura diafragmada en área sísmicas la configuración estructural debe ser correcta. Esto implica que la forma de la edificación en planta y elevación y la disposición de los muros sea tal que exista razonable  simetría, para evitar efectos torsionales y continuidad,  para evitar concentracio concentraciones nes de fuerzas y esfuerzos (ver  figura).

P lant lanta a ttíí pi ca de edi fi ci cios os d dee cuat cuatrr o y cinco ci nco ni nive veles les eenn el PPeer ú 

 

- 78 -

 

E di fici fi cios os de alba lbañi ñile lerr í a ar mada en lilim ma ( P er ú)  

b.   El área de muros de la edificación puede estimarse para evitar fallas prematuras de corte en:  Am /A p = Área de Muros /Área en Planta    Z U S N / 56  Esta expresión se ha obtenido asumiendo un esfuerzo o cortante promedio en los muros de 1.8 kg/cm 2 y en un peso  promedio de la planta de 0.8 ton/m2  (reduciendo la  sobrecarga “s/c” al 25%) 25%) 

- 79 -

 

 

 La expresión se ha deducido deducido de la siguiente manera: manera: Cortante basal sísmico H = Z U S c P  Peso total de edificio edificio P = w A p N  Número de pisos del edificio N  Peso promedio de la planta planta w   0.8  0.8 ton / m2   Área de la planta típica típica Ap Coeficiente sísmico = c = 2.5/Rd  =  = 2.5/6 = 0.417    0.4  Esfuerzo cortante promedio promedio en los muros = v= H/Am   18  18 ton/m2 

 Am =

suma de las áreas de corte de los muros (de existir placas de concreto, trasformarlas en muros equivalente de albañilería a través de la relación de los módulos de elasticidad).

 H = 0.40 ( 0.80 ) Z U S A p N = 0.32 Z U S A p N V = 18 = H/Am = (0.32 Z U S A p N) /Am  De la cual: Am /A p = Z U S N/56

c.   En el caso de edificaciones con muros de albañilería armada, los mecanismos plásticos adecuados para ductibilidad y reparabilidad durante sismos severos dependen de la altura de la edificación.

- 80 -

 

 

Cuando se trata de edificaciones de altura media, debe evitarse acoplar los muros a nivel del entrepiso, lo que implica separar los alféizares eliminar o separar los dinteles, conectando los muros sólo mediante las losas de los entrepisos y techo. Esta concepción dúctil fue  planteada por Priestley en Nueva Zelanda, y ha sido adaptada y aplicada exitosamente en el Perú.

d.  Cuando se trata de edificios de albañilería armada más altos, este, mecanismo plástico se vuelve muy ineficiente,  por la pérdida de dductilidad uctilidad de los muros con el aumento de su esbeltez esbeltez (a). En este caso debe recurrirse a acoplar los muros utilizados los dinteles y/o alféizares para que las primeras rótulas plásticas se formen en ellos.

e.   En el caso de eificaciones con muros de albañilería confinada, cuando se puede obtener un comportamiento dúctil de los muros (semejantes al de los muros de albañilería armada), aplican las condiciones antes dichas.

- 81 -

 

 

 f.   Sin embargo, la forma de falla de los muros confinados tiende a ser preferentemente en corte, con la formación de pisos blandos donde esta rotura ocurre.

Esta

 situación limita la aplicación de los muros de albañilería albañi lería confinada a edificaciones de mediana altura.

 g.    El mecanismo plástico adecuado a los muros de albañilería confinada con fallas en corte, consiste en el acople de los muros mediante elementos horizontales de rigidez controlada; por ejemplo, con dinteles estructurales de concreto armado en los vanos que son continuación del elemento de confinamiento horizontal del muro. Estos dintel dinteles es se conducen conducen a formar formar rótulas de  flexión ene sismos severos, mientras que el muro se diseña para permanecer elástico prácticamente hasta el límite de la carga máxima.

h.   La cimentación debe actuar como primer diafragma evitando las rotac rotaciones iones de acople m muro-suelo. uro-suelo. Para es este te  fin, los solados generales de concreto armado, con  sardineles perimetrales de protección de borde, han sido empleados con éxito.

 

- 82 -

 

i .   Los subsistemas de instalaciones deben ser incorporados a la edificación siguiendo procedimientos procedimientos preestablecidos  y que no debiliten los muros.

F i g . 2. Me M ecani canism smo os plá plást stii cos cos

 

- 83 -

 

DUCTILIDAD  Los ensayos de muros de albañilería reforzada señalan que estos tienen, cuando están correctamente diseñados y construidos, ductilidades confiables pero limitadas. Más aún: debido al sistema estructural se producen edificaciones de  período reducido (T < 0.5 seg), en el rango de las aceleraciones a celeraciones constantes.  Esto implica que la demanda de ductilidad, para un mismo  factor de comportamient comportamiento, o, es mayor para estructuras de albañilería que para estructuras flexibles. Los vales recomendados por la mayor parte de las normas sísmicas actuales están, usualmente, alrededor de 2.5 a 3, siendo poco conservador a la luz de la información existente existente..

LI MI TA TACI CI ONE S DE DAÑ DAÑO OS Si bien el muro en las edificaciones de muros portantes cumple  principalmente funciones estructurales, es también el elemento de cierre, división, aislamiento acústico y térmico y acabado.  Por ello, los daños que ocurren en los muros en movimientos  sísmicos severos pueden ocasionar graves problemas sociales, además de requerir difíciles y costosas reparaciones.

 

- 84 -

 

 Estos hechos demandan que se limite las rotaciones (o los desplazamientos) máximas de los muros ante ssismos ismos severo severos. s. Es recomendable que en ningún caso los muros conectados, actuando en voladizo, alcancen rotaciones de 1/200 (      / H r  ) r  y, en muchos preferiblem preferiblemente ente 1/300.

en el el caso de muros

acoplados las rotaciones admisibles, para la misma limitación de daños, no deben exceder la mitad de los valores precedentes.

 AN  A N Á L I SI S EEST STRR UC UCTU TURR A L  El objetivo de este capítulo es explicar, utilizando un ejemplo muy sencillo, la manera de analizar estructuralm estructuralmente ente un edificio  sujeto a cargas sísmicas, de manera de establecer la carga que le corresponde a cada uno de los muros.

 

- 85 -

 

E j emplo. lo.  El edificio de 4 pisos, a construirse en Lima cuya planta típica  se muestra, calcular: cortante basal, distribución del cortante en la altura, rigidez de muros, centro de Rigideces, cortante directo y corrección por torsión corresponde a los muros 4x e 2y . (en el primer piso).

Todos los muros son de 15cm con excepción de los indicados en  planta (3x-2y).

- 86 -

 

 

 ESPECIFICACIONES:  ESPECIFICACIO NES: - Albañilería:

 f’m = 50 kg/cm2 

- pp. Albañilería:

  =  = 1800 kg/m3 

- Entre pisos y techo: losa maciza e = 12.5 cm - Piso terminado = 100 kg /m2  - Sobre carga entrepisos = 200 kg/m 2  - Sobre carga techo

= 100 kg/m2 

- Edificación en Lima - Uso : Vivienda - Suelo: Tipo 2 - No existen vigas ni parapetos - R =6.0