C onst onstruc c iones de Adob dobe e Resistentes a los Terremotos: Tutor
ImágenesdeEl eEl Salvador : superior-Manuel Lopez Menjivar; inferior:-PRISMA
C onst onstruc c iones de Adob dobe e Resistentes a los Terremotos: Tutor Marcial Blondet Ponti Po ntifi fic c ia Univer nivers sid a d C a tóli tólic a d el Per Perú ú G la d ys Vil Villa G a rc ia M . Ponti Po ntifi fic c ia Univer nivers sid a d C a tóli tólic a d el Per Perú ú Svetlana Brzev Briti itish C o lumbia Insti Institute tute of of T Te e c hno hnolog logy y
Publiic a do c omo una c ontri Publ ontribuci buc ión a la Enc nciic lop oped ediia Mundi Mundia al d e Vivi Viviend end a d e l EERI/IAEE I/ IAEE,, www.world-housing.net
Abril 2003
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Reconocimientos adicionales: Las siguientes personas aportaron comentarios y material de utilidad para esta publicación: Sergio Alcocer, CENAPRED, Mexico Dominic Dowling, University of Technology, Sydney, Australia Jo José A. Ya Yab bar B., Pontific ficia Universidad Católica del Perú
2003 Ear 2003 Earthqua thquake ke Engineering Rese Resea arch Institute, Institute, O Oak akland, land, Ca Caliliffornia ornia 94612 94612--1934. 1934. Todos odos lo loss derechos derechos reserva reservados. dos. Ningu Ninguna na parte de este este lilibro bro puede ser ser reproducido en forma formaalguna alguna o por medio alguno sin la autorización escrita del editor. 499 14th S St.t.,, Suite Suite 320 320 Oakland, CA 94612-1934 Tel (510) 451-0905 Fax (510) 451-5411 e-mail:
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Contenido INTRODUCCIÓN C OMPO MPORTAMIENTO SÍSMIC ÍSMICO O C OMPO MPORTAMIENTO SÍSMIC ÍSMICO O MEJ MEJ ORADO DE C ONST NSTRUC C IONE IONES S NUEVAS Composición de los Adobes y Calidad de la Construcción Fac tores Relevantes Recomendaciones
Distribución Adecuada Tecnologías Constructivas Mejoradas Uso de Refuerzo V Vert ertic ic al y Horizont Horizontal al C ontr ontrafue afuert rte es y P Pil ilastras astras V ig a c ol olllar
REFORZAMIENTO SÍSMIC ÍSMICO O DE C ONST NSTRUC C IONES IONES DE ADOB DOBE EXISTENTES PROTECC ECC IÓN IÓN SÍS SÍSMIC MICA A DE CO CONST NSTRUC C IONES IONES HIST HISTÓRICA IC AS DE ADOBE CONCLUSIONES LEC TURA ADICIO DICIONA NAL L
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INTRODUCCIÓN El adobe adobe es uno uno de lo loss mate materiales riales de construcción construcción má máss anti antigu guos os y de uso uso má máss difundido. difundido. El uso de unidades unidades de ba barro rro seca secadas das al sol sol data desde desde 8 8000 000 B.C. (Ho (Houben uben y Gui Guillllar ard d 1994). 1994). El uso de adobe es muy común en algunas de las region ones es más propensas propensas a desastres desastres del mundo, tradicionalmente a lo largo de América Latina, Africa, el subcontinente de India y otras partes de Asia, el Oriente Medio y el Sur de Europa.
Fi Figura 1 – D DiistribuciónMundial deAr eArq quitectura deAdobe(D e(DeSensi, 2003)
Fi Figura 2 – D DiistribuciónMundial deR eRiiesgoSísmicoModeradoyAlto Alto(DeSensi, 2003)
Alrededor del 30% de la población mundial vive en construcciones de tierra. Alr Aprroximadamente el 50% de la población de los países en desarrollo, incluyendo la mayoría Ap de la población rural y por lo menos el 20% de la población urbana y urbano marginal, viven en cas casas as de tierra tierra. (Ho (Houben uben y G Guil uillard lard 1994 1994).). Po Porr ejemplo ejemplo,, en Perú, Perú, 60 60% % de las casa sass son construida construi dass con adobe o con tapial. En India, India, de acuerd cuerdo o al Censo de 1 1971 971,, 73% de to toda dass las edificaciones son hechas de tierra (67 millones de casas habitadas por 374 millones de personas. persona s. En ge genera neral, este tipo de construcci construcción ón ha sido usada principalme principalmente nte por la
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población rural de bajo ingreso población ingreso económico. económico. En la Enci Enciclo clopedia pedia Mundial de Viv ivienda ienda se presentan prese ntan ejemplos de prá prácti cticas cas constructi constructivas vas en adobe de dif difere erentes ntes países. (www.world-housing.net) El adobe es un material de construcción de bajo costo y de fácil accesibilidad que es elaborado por co comunidades munidades locales. locales. Las estructuras de adobe so son n generalmente generalmente autoconstruídas, porque la técnica constructiva tradicional es simple y no requiere consumo ad adici icional onal de ene energ rgía. ía. Profesionales calif lificados (ingenieros y arq arquitecto uitectos) s) “construcción gene generalme ralmente nte no no están involucrados conProf esteesionales tipo de construcción y de allí la designación de ingenieril”.
El Salvador, Reporte #1 #14(Ló 4(López) pez)
Argentina, Reporte #2 #2(Ro (Rodrígue dríguez)
India, Reporte #23(Verma)
Perú Perú,, Reporte Reporte #52(L (Loaiza) oaiza)
Fi Figura 3 – C Ca asasTípicasdeAdobe(EE e(EER RI/ IAEE Enciclopedia Mundial deVivienda) (www.world-housing.net) et)
C OMPO MPORTAMIENTO SÍSMIC ÍSMICO O Además de ser una tecnología constructiva simple y de bajo costo, la construcción de adobe Ade ti tiene ene otras venta ventajas, jas, ttales ales como excelentes propi propieda edades térmicas térmicas y acústicas. acústicas. Sin embar embargo, go, llas as estructuras de adobe son vulnerables a los efectos de fenómenos naturales tales como terremoto terre motos, s, lluvi lluvias as e inundacio inundaciones. nes. La construcció construcción n tra tradici dicional onal de adobe tiene u una na respuesta respuesta muy mala ante los movimientos telúricos, sufriendo daño estructural severo o llegando al colapso, con ello pérdidas significativasn de en ad términos debevida humana y daño material. causando La de deffici iciencia encia ssísmica ísmica de la construcción construcció adobe obe se de debe al elevado peso de la
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estructura, a su baja rresistencia esistencia y a su comportam comportamiento iento frágilil.. Durante urante terre terremoto motoss severos, debido a su g gra ran n peso, esta estass estructura estructurass desa desarrol rrollan lan ni niveles veles eleva elevados de ffuer uerza za sísmica, que son incapa incapaces d de e re resisti sistirr y por ello fallan vio violentam lentamente. ente. Daño mate material rial y pérdidas pérdidas humana humanas considera consi derables han ocurrido en á área reas donde este material aterial se ha u usa sado. do. Est Esto o es confirmad confirmado o en lo loss informes informes de terrem terremot otos os recientes. En el terremot terremoto o de 2001 2001 en El Salv lvad ador, or, más de 200,000 casas de adob dobe e ffueron ueron severam severamente dañadas dañadas o colapsaron, colapsaron, 1 100 perso personas nas muri murieron eron bajo los escombros de estas edificaciones y más de 1000 000 personas quedaron sin hogar (USID El Salvador 2001). 2001). mismo año,viv eliendas terrem terremot oto oa en ele sur de causó la mu muerte ds,e 81 personas, la de la destrucci strucción ónEse de casi 25 000 viviendas de adob dobe y da daño ñoPerú ssevero evero en 36 000erte casas, casade dejando sin vivi vivienda endaa más más de220 000 000 per personas sonas (USAID (USAID Peru 20 2001). 01). Los modos típicos de falla durante terremotos son severo agrietamiento y desintegración de muros, mu ros, separa ració ción n de muros en las esquinas esquinas y separación de llos os techos techos de los los muros, lo lo que en la mayoría yoría de casos, casos, lleva lleva al colaps colapso. o. Alguna lgunass defi deficiencias ciencias caracte característi rísticas cas de construcciones de adobe se resumen a continuación.
F Fiigura 4 – Deficiencias Sísmicas de Alb Albañilería de Ad Ado obe (CENAP ENAPR RED) ED)
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En varios reportes de la Enciclopedia Mundial de Vivienda (EERI 2003)se han identificado patrones típicos de daño.
Agrietamiento y separación de muros de adobe – Terremoto de 1997 en Jabalpur, India (Reporte #23)
Colapso de muro fuera de su plano – Terremoto de 1996 en Nazca, Perú (Reporte #52)
Colapso total de muros de adobe – Terremoto de Ap Apllastamiento de muros de adobe - Te Terrremoto de 1997 en Febrero 2001 en El Salv lvador ador (Reporte #14) J Ja abalpur, Ind India (Reporte #23)
Fi Figura 5 – Pa PatronesTípicosdeDa eDañopor Terremoto(EER EERI/ IAEE Enciclopedia Mundial deVivienda) (www.world-housing.net)
C OMPO MPORTAMIENTO SÍSMIC ÍSMICO O MEJ MEJ ORADO DE C ONST NSTRUC C IONE IONES S NUEVAS Debido a su bajo la construcción de adobe continuará en de alto riesgo riesg o sísmico delcosto, m mundo. undo. Para un porcentaje signif significativ icativo osiendo de lausada poblac població ión náreas glo lobal, bal, que actualme ac tualmente nte vi vive ve en edificacio edificaciones nes de adobe, adobe, es de suma import importa ancia el desarrol desarrollo lo de tecnologías constructivas de relación costo-beneficio eficiente, que sean conducentes a mejo me jora rarr el comportamiento sísmico de la construcción construcción de adobe. adobe. Basándose en el estado estado del arte de estudios de investigación y aplicaciones en campo, los factores clave para el comportamiento sísmico mejorado de la construcción de adobe son: Composición de la unidad de adobe y calidad de la construcción. 2. Distribución robusta. 3. Tecnolo ecnolog gías constructi constructivas vas me mejo jorad radas as incl incluye uyendo ndo refuerzo sísmico. 1.
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Composición de la Unidad de Adobe y Calidad de la Construcción (basado en Ref. 17) Fac tores C lave
La Las slclaasrarel cteacionadas rístonadas icas delo elcon osesluproc eloseq et nenacc maión yorpior nflse uecn ciaoencon lalla sisteste necnc iaiadel ela lblam ñat ileerri íaal.d.ead eadobeso eson aque relaci soueti deiceontr ontracc ado areresist resi secaaade ate rial – – –
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Arcilla: el cco Arc omponente más importante del su suelo; provee la resistencia seca y causa la contracción por secado del suelo. Control de la microfisuración del mortero de barro debida a la contracción por secado: requerido req uerido para para obtener albañil albañilería ería de a adobe dobe fuerte fuerte.. Adiitivos: paja y en una menor proporción arena gruesa son aditivos que controlan la Ad microfisuración del mortero durante la contracción por secado y por ende, mejoran la resistencia de la albañilería de adobe. Construcción: Construcci ón: la calidad de la mano de obra juega juega u un n papel papel iimportante mportante en en obtene obtenerr una albañilería de adobe fuerte, resultando en variaciones de resistencia globales del orden del 100%.
Recomendaciones –
Arcilla: Realizar el “e Arc “en nsayo de resistencia seca” – co con el suelo elegido hacer por lo menos tres bolit bolitas as de barro de apro aproxi xima madam damente ente 2 cm de diámetro. Una vez se han secado secado (despuéss de por lo (despué lo menos 24 horas), aplasta aplastarr cadabolit bolita a entre entre el dedo pulga pulgarr e índi índice. ce. Si ninguna de las bolitas se rompe, el suelo contiene suficiente arcilla como para ser usado en la construcción de adobe, siempre que se controle la microfisuración del mortero debida a la co contracci ntracción ón por por se secado. cado. Si alguna algunass de las bol bolititas as pueden ser aplastada aplastadas, s, el suelo no es adecuado, ya q que ue ca carece rece de la canti ntidad dad sufici suficiente ente de arci rcillla y debería ser ser descartado.
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Fi Figura 6 – E En nsayodeR eRe esistencia Seca DryStrengthTest (PUCP/ CIID, 1995) –
Ensayo del rollo rollo:: Es una alterna lternati tiva va para eleg elegir ir el suelo suelo en el campo. campo. Usando Usando am ambas bas manos, hacer hacer u un n peque pequeño ño rolli rollito to de barro. barro. Si la lo longitud ngitud sin romperse del rollit rollito o producido está entre 5 y 15 cm, el suelo suelo es adecu decuad ado. o. Si el ro rollllit ito o se rompe con menos menos de 5 cm, el sue suelo lo no debe ser usa usado. do. Si lla a long longit itud ud sin romperse del rolli rollito to es mayor de 15 cm, se debeañadir arena arena gruesa gruesa. (CTA (CTAR/ CO COPA PAS SA 200 2002). 2).
Fi Figura 7 – Ensayodel Rollo(CTAR AR// COPAS ASA, A, 2002)
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Fi Figura 8 – C Co ontrol deMicrofisuraciónAñ Aña adiendoPaja (PUCP/ CIID, 1995) – Ad Adiitivos: paja; especialmente al preparar el mortero, añadir al barro la máxima cantidad
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de paj paja posi posibl ble e quepermita una adecua decuada da trabajabil abiliidad. Si no se dispone de paja, realiz realizar ar el “ensayo de cont control rol de microf microfisuración” isuración”.. Hacer dos o más empare empareda dados dos de ad adobe obe (dos (dos blo bloque quess de adobe adobe unidos unidos con mo mortero). rtero). Después espués de 48 48 horas de secado en la sombra, los emparedados se abren cuidadosamente y se examina el mortero. Si el mortero no mue muestra stra fisuración visi visible, ble, el suelo es adecuado cuado para la construcción construcci ón de adobe. Cuando Cuando lla a fisura fisuració ción n es noto notoria ria y a abunda bundante, nte, usar arena grues ruesa a (de 0.5 a 5 mm de tamaño aproximadamente) como aditivo para controlar la microfisuración debido a la contracción por secado. Adiitivos: arena gruesa; la Ad la proporción m má ás a ad decuada suelo-a -arrena gruesa se de determina realizando el ensayo de control de microfisuración con por lo menos 8 emparedados fabricados abricados usando usando morteros co con n dif difere erentes ntes proporciones proporciones de suelo y are arena na grues ruesa. a. Se recomienda recomi enda que las proporci proporcion ones es sue suelo lo--are arena na gruesa varíen varíen entre 1:0 1:0 (si (sin n arena) arena) hasta 1:3 en volumen. vo lumen. visible El empa redado conluego la míni mínima mahoras cantidad cantid de arena que no indica muestra microfisuración al ser abierto de 48 deadhaber sido fabricado, la propo pro porci rción ón suelo: suelo:are arena na gruesaque sedeberá usar en la construcci construcción ón de adobe. Temas constr constructi uctivo vos: s: humede humedecer cer las unidades de adobe antes de ser asentadas asentadas Todas la caras que estarán en contacto con el mortero deberían ser humedecidas superficialmente. Esto se puede lograr salpicando agua. “Dormido ormido”” del barro: barro: el ef efecto posi positi tivo vo de almacenar el barro barro durante uno o dos días antes de la fabricación de las unidades de adobe o del mortero es una práctica tradicional en Perú. Perú. Este Este procedimiento permite una mayor integ integra ració ción n y distribució distribución n del agua entre las partículas de arcilla, arcilla, logr logrando ando de esta manera activar ctivar sus pro propiedade piedades cohesivas. cohesivas. Otras recome recomendac ndacio iones nes generales: enerales: eli eliminar minar todos todos llos os elemento elementoss aj ajenos al al barro; mezclar meticulosamente tan uniformemente como sea posible, secar los bloques de adobe a la sombra; sombra ; limpiar limpiar os adobes antes de asentarlo senta s,omo. hacer uniformes y to totalmente talmente llenas; llenas;llos y asegura ase gurar que el muro estérlos, a pl plomo . juntas de mortero uniformes
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Disttribuc Dis ibución ión Robust Robusta a (basada (ba sada en Ref. 1 13, 3, 4) 4)
Uno de los principios esenciales de la construcción de adobe sismo resistente es el uso de distribucio distri buciones nes e en n planta compactas y tipo caja. Las recomenda recomendacio ciones nes principales se resum resumen en a continuación (Coburn y otros, 1995, EERI, 2003): !
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Construir casas de sólo un piso. Usar un techo liv liviano iano y aislado aislado en lugar de un un techo de tierra tierrapesado pesado y compacto. Disponer la distribución de muros para proveer soporte mutuo por medio de muros transversales, en interv intervalo aloss regulares en en ambas ambas direcciones direcciones o usar contrafuertes. Mantener los vanos de los muros pequeños y bien distribuidos. Construir sobre una cimentación firme.
Fi Figura 9 – La La Forma Más Segura es una Casa Cuadrada deU eUn n soloPiso, con V entanas Pequeña y una Pl Planta Compacta yRegular, conAbu AbundantesMurosTransversales(Coburnyotros, 1995)
Los muros son lo Los loss principales e eleme lemento ntoss portantes en una edif edificació icación n de ad adobe. obe. Alguna lgunass recomendaciones empíricas relacionadas a la construcción de muros resistentes a los terremotos son las siguientes: La altura del muro no debería exceder ocho veces el espesor del muro en su base y en ningún caso debería ser mayor que 3.5 m La longitud sin arriostres de un muro entre muros transversales no debería exceder de 10 10 veces el espesor del muro, muro, co con n un má máxi ximo mo de 7 m. m. Los vanos no deberían exceder de un tercio de la longitud total del muro. Ningún Ningún vano debería tener u un n ancho superio superiorr a 1.2 m !
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Provee Prov eerr muros de 1.2 m de longitud mínima mínimaentre vanos. 12
Las recomenda recomendacio ciones nes relacio relaciona nadas das con lla a longitud longitud del muro y los los tam tamaños años y distribució distri bución n de lo loss vanos en una construcci construcción ón de adobe adobe se resumen en la Figura10.
Fi Figura 10 – Guía para losV anosenMuros(RESESCO, 1997) Tecnolo ec nología gías s C onst onstrruct uctivas ivas Mej Mejorad orada as (B (Ba asado En R Ref. ef. 1, 2, 8, 8, 12 12,, 13 13)) Uso de Refuerzo Horiz Horizont ontal al y V ertic ertical al
El reforzamiento puede hacerse con cualquier material dúctil, incluyendo: caña, bambú, ju juenrtcioca , lpaayrurad,asaogm a,anmtean deral,am ardidead gadlleinl em rou,romfij elp fu ve v inatlelg fialjláando oúaaslaocibmaerrnatsacdióenacyearol.a vEiglarecfue olelarrzoy restringe la flflexió exión n pe perpendicular rpendicular al plano y el corte copl coplana anar. El refuerzo horiz horizontal ontal ayuda ayuda a transmitir la flexión y las fuerzas de inercia en los muros transversales (perpendiculares al plano de la solicitación) hacia los muros que resisten el cortante (coplanares con la solicitación), también restringe los esfuerzos de corte entre muros adyacentes y minimiza la propagación propag ación de las fisuras verticales. verticales. El ref refuerzo uerzo vertical y horizo horizontal ntal debería debería estar estar u unido nido entre sí y a los otros elementos estructurales (cimentación, viga collar, techo) por medio de hilo hil o de nylo nylon. n. Est Esta a unió unión n prov provee ee una matriz triz estable, que es de por si más fuer fuerte te que sus componentes individuales. individuales. La colocación colocación del re reffuerzo debe ser cuidadosame cuidadosamente nte planificada planificada y las unidades deben ser fabricadas tomando provisiones especiales en cuanto a sus dimension dimensi ones. es. Una ilustració ilustración n de dell ref refuerzo uerzo de caña para muros de adobe se muestra muestra a continuación.
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Fi Figura 11 – Colocacióndel RefuerzodeCa eCaña enPerú(Blondet yotros, 2002)
Fi Figura 12 – Colocacióndel RefuerzodeCa eCaña enEl Salvador (Dowling, 2002)
En la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), Lima, Perú, se han realizado múltiples investigaciones en edificaciones de adobe reforzadas con caña (Blondet y otros, 2002). 200 2). El primer proyecto de investi investiga gació ción n desar desarrol rollado lado en la PUCP en 1972 1972 consistió consistió en el el estudio experimental experimental de varias a alt lterna ernati tivas, vas, con con ma materiales teriales dispo disponibl nibles es en zonas rurales, rurales, para para el refuerzo ref uer zo de estructura estructural casas asyodeconsistió ad adobe. obe. Lo Los s modelo m odelos s fueron construi plataforma platafo rma concreto. concretol .de Elcas ensa consi stió en incl inclinar inar lentame lenta mente nte laconstruidos plataforma platafodos rmasobre y medir mediruna e ell
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ángulo de incli inclinación nación en el m momento omento del colapso. La componente lateral lateral del peso peso del modelo fue fue usa usada da paracua cuanti ntifficar la m máxima áxima fuerza uerza sísmica. La conclusió conclusión n principal principal ffue ue q que ue un refuerzo interior logrado con caña vertical, combinado con caña horizontal aplastada colocada col ocada cada cuatro hilada hiladas, aume aumentaba ntaba considerableme considerablemente nte la la resistenci resistencia a de los los modelos.. modelos..
Espécimen sin refuerzo
Espécimen de ensayo ref reforz orzad ado o con caña
Fi F0ig0u2ra) 13- ComportamientoSísmicodeEd eEdificacióndeAdobeSinRefuerzoyReforzada (Blondet yotros, 20 2
En 1992, ocho modelos a escala natural de una edificación consistente en una habitación de un piso fueron fueron ensay ensayad ados os en un simula simulador dor de sismos. Los Los re resultados sultados de estos estos ensayos ensayos han demostrado que el refuerzo horizontal y vertical de caña, combinado con una sólida viga collar, pueden prevenir la separación de los muros en las esquinas debido a un sismo severo y de esta manera pueden mantener la integridad estructural aun después que los muros estén muyy da mu dañad ñados. os. Se probó que e ell ref reforz orzam amiento result resultó ó muy e effectiv ectivo o en prevenir el cola colapso de las edificaciones durante los ensayos. Grabaciones cortas de video mostrando los ensayos de simulación sísmica del modelo de edificación de adobe sin refuerzo (MnoR_D120) (MnoR_D120) y del modelo reforzado con caña (Mr_D140) (Mr_D140).. (www.world-housing.net “Tutorials”) Contrafuertes y Pilastras (basado en Ref. 8)
El uso de contrafuertes y pilastras en las partes críticas de una estructura aumenta la estabil esta bilidad idad y el es esffuerzo resist resistente. ente. Lo Loss contrafuertes actúan como soportes soportes q que ue pueden prevenir el volteo volteo del mu muro ro hacia ad adentro entro o hacia fuer uera. a. Lo Loss contrafuertes y las pilastras también tam bién mejoran la int integ egra ració ción n de los los mur muros os que conv converg ergen en las esquinas esquinas.. Las seccio secciones nes críticas incluyen: -
Esquinas, donde las pil pilas astras tras toma toman la forma de muros muros cru cruzados zados y
- muros Ubicacio Ubicaciones nes int interm ermedias edias muros muros que la larg rgos, os, lo loss contra cont fuertes uertes toman la forma de perpendiculares deenarriostre sondonde integrados a laraf estructura del muro.
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El uso de co contraf ntrafuertes uertes y pilastra pilastrass para la resistencia resistencia mejo mejorada rada de construccion construcciones es de adobe ad obe ha sido reportado reportado en El Salvador, como como parte de un un esfue esfuerzo rzo de educa educació ción n de base bas e y reconstrucció reconstrucción n posterior posterior a los los terremoto terremotoss del 2001 2001 (Dowli (Dowling ng 200 2002, 2, Dowli Dowling ng en en proceso).
Fi Figura 14 – EdificacióndeadobeconContrafuertesyPilastrasenEl Salvador (EquipoMaiz, 2001, Do D owling, 2002)
Las recomendaciones acerca de las dimensiones de los contrafuertes y las pilastras se resumen en las figuras que siguen (IAEE 1986).
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Fi Figura 15 - Guia para la ConstruccióndeMurosconContrafuertesyPilastras(IAEE 1986 ) Viga Collar (basado en Ref. 2, 4)
Una vigasísmica) collar (también conocida como viga corona,una vigaestructura de amarre,tipo viga anillo, viga de solera o banda que amarra los muros formando caja es uno los componentes esenciales esenciales para la resistenci resistencia a ante ante terrem terremot otos os de la construcció construcción n de albañilería albañilería portante. Para as aseg egura urarr el buen comportam comportamiento iento sísmico de una edif edificació icación n de adobe, se debe col colocar ocar una una viga viga col collar lar conti continua nua como un cinturón. La viga collar collar debe debe ser fuerte, uerte, continua conti nua y m muy uy bien a ama marrada rrada a los muros y debe debe re recibi cibirr y soportar soportar el el ttecho. echo. La vi viga ga col collar lar
madera.
puede ser construida de concreto o de
Fi Figura 16- Construccióndeuna V iga Collar deC eCo oncretoReforzadoenEl Salvador (Dowling, 2002)
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Fi Figura 17 – Guía para la Construcción dela Vi (PUCP/ CP/CIID CIID,, 1 199 995) 5) V iga Collar Collar deMad deMadera (PU
Además de la viga collar, el uso de conectores de madera tipo tijeral entre el dintel y la viga Ade collar demostraron ser efectivos en los ensayos realizados en la PUCP, Peru (Blondet, 2002). El comportamiento de una edificación de adobe no reforzada y de un modelo con refuerzo horizontal y vertical de caña, viga collar y conectores tipo armadura se ilustra a continuación.
Fi Figura 18 – C Co omportamientoSísmicodeun MódulodeAdobesinRefuerzo(Izquierda) ydeunMódulode adobe becconRefuerz rzo oIInte nteri rio orde deCaña Caña yV Viiga Col Colllar(D (Derecha) ((Bl Blon ondet yotros, 2002) 2002)
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Fi Figura 19 – Guía para la Construccióndelo elosConectoresdeMadera yla V iga Collar (PUCP/ CIID, 1995)
Para una carti rtilllla a detall detallada ada en Español Español acerca de la construcción construcción de adobe resistente a los terre terremoto motoss usando usando las las técnicas antes descritas, refiérase refiérase a docum docu mento 13 en en la “, PUCP/CII PUCP/ CIID D, 1995 1995..
REFORZAMIENTO SÍSMIC ÍSMICO O DE C ONST NSTRUC C IONES IONES DE ADOB DOBE EXISTENTES ( basado en Ref. 18, 19, 20) En la la PUCP se e ensay nsayaron aron técnicas simples pa para ra reforzar reforzar viviendas viviendas de adobe existentes. El refuerzo externo propuesto fue desarrollado con el propósito de retardar el colapso de la estructura dura durante nte un sismo severo. Se ensay ensayar aron on dif difere erentes ntes materiales de ref refuerzo uerzo,, como como tablas dede ma madera dera,, so soga ga de ½ pulga pulen gada, malllla aen deforma gall allin inero ero malllla a electroso electro ldada. Secomo hicieron hicieron ensayos simulación sísmica muros dey“U”, con y sinsoldada. refuerzo, se muestra mue stra en la la Figura 20.
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Fi Figura 20 – EnsayoDinámicodeMurosenForma de“ e“U U” (Zegarra yotros, 1997)
Los ensayos di Los dinám námicos icos demostraron demostraron que la mejor soluci solución ón para viviendas viviendas de ad adobe obe existentes es un reforz reforzam amiento consistente consistente en malllla a electrosolda electrosoldada da (alambre (alambre de 1 mm mm espaciado cada ¾ pulgada) clavado, mediante tapas metálicas de botella, contra el adobe como se muestra mue en n la Figura La malllla acon es es m col colocada ocadade encem franjas hori zontales ntales yaverticales simulando vigstra vig as ye col columna umna s, y21. es cubierta mortero ortero cemento entohorizo ya arena rena . Est Esta solució solución n demostró dem ostró ser a alt ltam amente efectiva efectiva en retarda retardarr el col colaps apso o de la estructura.
Figura 21 – 1997).
Colocaciónde della Mall Malla E Ellectrosoldada en un Muro deA dobeTradicional (Ze (Zegarra y otros,
Durante el terremoto de Arequipa en Perú (2001), las viviendas de adobe existentes que habían había n sido sido refo reforzada rzadas externamente externamente con malla lla electrosol electrosolda dada da recubierta recubierta con mortero cemento-arena, como parte de un programa de reforzamiento piloto, soportaron el evento sísmico sin sin daño alguno. alguno. Sin em embar bargo go la lass vivienda viviendass sin refuerzo refuerzo colapsa colapsaron ron o fueron fueron severamente severam ente daña dañadas, das, co como mo se puede apreciar en la ffigura igura que sigue. sigue.
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Fi Figura 22 – Una Casa con Refuerz rzo o Exteri rio or deMall deMalla a El Electrosoldada Sin Sin Daño Daño(primer plano).
Detrás Apa De Apareceuna Casa Sin RefuerzoSeveramenteAfe eAfectada por el TerremotodeAre eArequipa, Perú en2001 2001 (Zegarra y otros tros, 2001)
PROTECC ECC IÓN IÓN SÍS SÍSMIC MICA A DE CO CONST NSTRUC C IONES IONES HIST HISTÓRICA IC AS DE ADOBE (basado en Ref. 21) Durante los terremotos, las edificaciones históricas de adobe, independientemente de su alto va valor arquitectónico o ccu ultural, sso on vu vulnerables a sufr friir el mi mismo da daño qu que cualquier otra estructura de adobe. En consecuenci consecuencia, a, es importante importante prov proveer eer protecci protección ón adecuada adecuada a estas edific edif icacio aciones nes para para asegurar la prot protecció ección n de vi vidas das huma humanas nas y al al mismo tiempo tiempo preservar preservar su autenticidad. El Instituto Getty para la Conservación llevó a cabo el Proyecto Getty de Adobe Sísmico (PGAS) con el propósito de desarrollar procedimientos técnicos para prevenir la inestabilidad estructural de las edificaciones históricas de adobe durante terremotos, con un mínimo de intervención en su material original. Como parte de este proyecto, nueve modelos a escala pequeña (1:5) de edificaciones de adobe fueron ensayados en la mesa vibradora del Centro Sismológico John A. Blume de la Universidad Universida d de Stanf tanford en Pa Palo lo Alto, lto, Calif California, ornia, U.S U.S.A .A.. Dos modelos a gra ran n esca escala la (1:2) (1:2) fueron ensayados durante la fase final del programa de investigación del PGAS en el Instituto de Ingeniería Sísmica y de Ingeniería Sismológica (IZIIS) de la Univesidad “SS. Cyril Methodius” de Skopje, República de Macedonia.. Los elementos de reforzamiento que demostraron ser efectivos fueron: #
Tiras de nylon, nylon, hechas de nylon nylon tejido fflexi lexible ble de 0.3 cm de ancho. Éstas Éstas fueron colocadas y verticalmente, formando toda de la edificació edif icación n horizontal o alrededor alrededor de un muro indi indivi vidua dual.l. un Laslazo tirasalrededor pasaban adetravés 21
pequeños huecos en el pequeños el muro y lo loss dos extremos ffueron ueron ama amarrados rrados firmem firmemente. ente. Las tira ti rass verti verticales cales fueron muy efectiv efectivas as para re reducir ducir el ri riesg esgo de co colapso lapso del muro fuer fuera a de su plano.
Fi Figura 2 23 3 – P Pllanta del Áti Ático del Módulo Ensayado, Mostrando Medidas de Reforzamiento Apllicadasal nivel del Piso(Tollesyotros, 2000) Ap
Fi Figura 24 – E EllevacióndeMódulos Mostrandoel Sistema deR eRe efuerzoAp Apllicadoal MuroExt Exterior (Tolles y otros, 2000) #
Elementos Elem entos verticales verticales en el el núcleo central consi consistentes stentes en varil varillas las de ace acero ro de 0.30 0.30 o 0.48 cm de diáme diámetro tro anclados con mort mortero ero e epóx póxico ico.. Las va varil rillas las son taladra taladradas das directam dir ectamente ente dentro del adobe después de cavar en for orma ma de V cada extremo. Se encontró que elementos fueron especialmente efectivos en retardar y limitar el daño tanto enestos los muros paralelos como perpendiculares a la solicitación.
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Vigas de Vig de am amarre de de m ma adera ancladas a los m mu uros co con to tornillos de de hi hilo gr grueso o di diafragm afragmas as parciales de made madera. ra. Tirantes de cordón de nylon fueron instalados para reducir el desplazamiento diferencial entre fisuras y para proveer una conexión a través del muro.
CONCLUSIONES Algunas reglas para el comportamiento sísmico mejorado de las construcciones de adobe se Alg resumen a continuación.
Fi Figura 25 – Guía para una Construcción deA eAd dobe Resistente a los Terremotos (Esquema por Equipo Ma M aiz, 2001, textopor Dowling, 2002)
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