DEFICIENCIAS CONSTRUCTIVAS EN MUROS DE ALBAÑILERIA

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DEFICIENCIAS CONSTRUCTIVAS EN MUROS DE ALBA ÑILERIA ARMANADA Y CONFINADA

Integrantes:  SÁNCHEZ VALLE JONH K.  MENDOZA ARAUJO ANTHONY  GIRÓN PEREZ GEINER

Curso:

Docente:

ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL

ING. GUMERCINDO FLORES

INTRODUCCIÓN Como es de conocimiento la albañilería simple a tracción es reducida y frágil. Por ello, si bien la albañilería es perfectamente competente para ser utilizada en estructuras en que las cargas a ser transmitidas son esencialmente gravitacionales, pero cuando ocurren significativos esfuerzos de tracción, su competencia estructural es recortada y, en casos de acciones sísmicas severas, nula. Para superar estas limitaciones es necesario reforzar la albañilería. La albañilería reforzada puede ser confinada o armada. En este informe se tratara sólo el tema de la albañilería confinada. Actualmente se han realizado importantes avances de la albañilería, lo cual ha permitido que se diseñen y construyan edificaciones hasta de cuatro pisos, donde los ladrillos constituyen la estructura principal, por lo que se ha considerado importante hacer un diagnóstico sobre el proceso constructivo de las edificaciones en albañilería confinada, identificando y comparando con la norma E-070 de albañilería del Reglamento Nacional de Construcciones las deficiencias mas comunes cometidas en la construcción. Se espera que este trabajo de investigación descriptiva contribuya a acrecentar el conocimiento tanto para estudiantes, técnicos y profesionales dedicados al área de la construcción.

A. IMPORTANCIA DEL LA INVESTIGACION

Las edificaciones en albañilería confinada, son las construcciones más populares en la zona urbana de Nuevo Chimbote. Este tipo de edificación constituye una buena alternativa de solución al problema de la vivienda por ser relativamente económico y además constituir una forma tradicional de construcción en el Perú, así como por su buen comportamiento estructural durante los sismos. Los resultados del presente trabajo de investigación servirán de aporte a la carrera profesional de Ingeniería Civil, asimismo permitirá formular nuevas propuestas en aras de mejorar el proceso constructivo. Esta investigación servirá de información a estudiantes, técnicos y profesionales dedicados al área de la construcción, de tal manera que ayuden a difundir y cumplir lo indicado en la norma E-070 de albañilería del Reglamento Nacional de Construcciones. Y a la vez darle la debida importancia al muro de ladrillo, siendo éste el elemento estructural; ya que para muchos es sólo un simple material de construcción, lo cual permitirá mejorar el comportamiento estructural de las edificaciones de albañilería confinada; de tal manera que se preserve la salud y vida de la población.

B. OBJETIVOS Objetivo General

 •

Servir de información a los responsables directos de las construcciones con albañilería confinada.

 •

Objetivos Específicos Identificar

las

deficiencias

cometidas

en

el

proceso

constructivo de las edificaciones con albañilería confinada en el Distrito de Nuevo Chimbote, para contribuir a corregir estas deficiencias y mejorar el proceso constructivo. •

Demostrar si las edificaciones construidas con albañilería confinada del Distrito de Nuevo Chimbote

cumplen con lo

indicado en la norma E-070 del Reglamento Nacional de Construcciones.

MARCO TEÓRICO A. ASPECTOS GENERALES 1. Características Básicas La albañilería es un material estructural compuesto que en su forma tradicional está integrado por unidades asentadas con mortero.

En

consecuencia

es

un

material

de unidades

débilmente unidas o pegadas. Este hecho permite afirmar que se trata de un material heterogéneo y anisotrópico, y que tiene por naturaleza,

una

resistencia

a

la

compresión

elevada,

dependiente principalmente de la propia unidad, mientras que la resistencia a la tracción es reducida y está controlada por la adhesión entre la unidad y el mortero. Las sustantivas diferencias que existen, de país en país, entre los componentes de albañilería (particularmente de las unidades de albañilería); las distintas técnicas constructivas, muchas veces

enraizadas

tradicionalmente

y

las

configuraciones

estructurales propias de la edificación de cada país, hacen que la tecnología de la albañilería no sea fácilmente adaptable de un país a otro. Por lo menos en los aspectos esenciales cada país debe desarrollar su propia tecnología, y aunque sea útil apoyarse en el conocimiento de la investigación y las técnicas de otros países, la definición de las mejores técnicas de construcción y

las normas y reglamentos, que serán consecuencia de lo anterior deberán desarrollarse localmente. 2. El Muro El muro puede ser destinado a diferentes fines, puede ser el elemento estructural portante correspondiente a un edificio diafragmado; o simplemente un cerco, un tabique o parapeto. En todos los casos, el diseño de estos muros debe poder hacerse con métodos racionales. Determinadas las cargas y el tipo de acciones a que estará sometido, deberá poder fijarse su espesor, y, cuando corresponda, su esfuerzo para que sea seguro ante las diferentes solicitaciones. En particular para el caso de muros portantes pertenecientes a edificios diafragmados en zonas sísmicas, deberá poder evaluarse, en adición a sus propiedades resistentes, las características correspondientes a su comportamiento inelástico, tales como su ductilidad y su capacidad de disipación de energía.

3. Armadura Si bien la resistencia a tracción de una determinada albañilería, tiene una magnitud independiente de la incorporación de armadura y de la cuantía de esta, el refuerzo impide la propagación del agrietamiento y lo distribuye, reduciendo así el tamaño de la abertura de las grietas; además aumenta la resistencia última y, en ciertos casos, provee ductilidad. Es por

este motivo que la albañilería reforzada es indispensable en situaciones en que las fuerzas de tracción son preponderantes. El caso más crítico es el de la albañilería sometida a acciones sísmicas, en la que resulta imprescindible la incorporación de refuerzo.

La

experiencia

sísmica

de

construcciones

de

albañilería sin armadura ha sido desastrosa en muchas partes del mundo. Las formas de incorporar la armadura son esencialmente tres: a)

La armadura es colocada en elementos de concreto armado, verticales y horizontales, que enmarcan el paño de albañilería para formar lo que se llama albañilería confinada

b)

La

armadura

es

colocada

difundida,

vertical

y

horizontalmente, en alvéolos o canales de las unidades de albañilería o en las juntas de mortero, para obtener lo que se llama albañilería armada. c)

La armadura es colocada, vertical y horizontalmente, en el espacio entre dos muros de albañilería, para obtener lo que se llama albañilería armada laminar.

4.

Durabilidad y Mantenimiento Existe la impresión, ciertamente equivocada, de que las obras de ingeniería civil no requieren mantenimiento, y que se construyen para que duren siempre. La corrosión del acero en el concreto y en la albañilería y los daños causados por sismos severos han puesto de manifiesto la gravedad de las consecuencias de no tener en cuenta la necesidad de mantenimiento y reparación y, en ciertos casos de reforzamiento. En áreas sísmicas las edificaciones deben ser diseñadas incorporando mecanismos dúctiles, de modo tal que las fallas que se produzcan como consecuencia de sismos severos sean fácil y económicamente reparables. Estas fallas, que se presentan usualmente en la forma de agrietamientos y desconchamientos si las edificaciones son correctamente diseñadas, deben ser reparadas de modo de restituir, por lo menos, la competencia estructural inicial, y no simplemente ser cubiertas y escondidas. Deben tenerse en cuenta que los sismos causan daños acumulativos y progresivos.

CONSTRUCCIONES EN ALBAÑILERÍA CONFINADA

A. CARACTERISTICAS GENERALES Uno de los sistemas estructurales más empleados en nuestro medio para la solución de los edificios multifamiliares de mediana altura (máximo cuatro pisos), es el muro de albañilería confinada por elementos de concreto armado. En el caso de los muros confinados, primero se construye la albañilería, luego se vacían las columnas y, finalmente se vacían las vigas soleras en conjunto con la losa del techo. Esta secuencia hace que se desarrolle una gran adherencia en la interfase albañilería-concreto y que, por lo tanto, el sistema debe ser tratado como un elemento compuesto por dos materiales, así mismo al desencofrarse finalmente el techo, el muro será portante de carga vertical.

B.

CONSTRUCCIÓN La albañilería es mas dependiente que otros materiales estructurales (particularmente que el acero y el concreto) de la calidad de la construcción. Existen varios hechos que contribuyen a que la albañilería pueda no construirse bien, por ejemplo:

a)

El proceso constructivo de la albañilería, que consiste en

operaciones simultaneas en muchos pequeños frentes de trabajo, generalmente dispersos. b)

Por diferentes motivos, la albañilería ha sido tratada como

material de construcción cuando se trata, en realidad, de material estructural,

esto ha conducido a descuidar el control

de los

componentes. c)

La significativa presencia en el mercado de unidades de

albañilería ergonicamente defectuosas y la tendencia a acelerar y simplificar las construcciones han conducido a degradar la artesanía tradicional. Si se quiere mejorar la albañilería, los siguientes aspectos requieren ser tratados a partir de conceptos correctos y de conocimiento detallado:

g)

a)

Determinación del espesor de las hiladas.

b)

Tratamiento de la succión de la unidad de albañilería.

c)

Control del temple del mortero.

d)

Proceso de asentado de las unidades.

e)

Tratamiento de juntas.

f)

Ritmo de construcción. Cuidado de los muros. • Ritmo

de Construcción

Cuando se construye a ritmo exagerado es posible que se coloque un numero excesivo de hiladas sobre un mortero que

aun no ha adquirido una rigidez adecuada, ocasionándose su deformación. Como esta deformación no ocurre necesariamente de modo uniforme, se atenta contra el plomo y/o alineamiento del muro. En general, el ritmo de construcción en unidades asentadas con mortero de cemento Pórtland no debe exceder 1.20 m de altura por jornada de trabajo. Debe evitarse, además, juntas frías, sin adhesión, entre la continuación del muro y el muro ya construido. Para lograr la adhesión correcta deben limpiarse las superficies de asiento de las unidades del muro existente con aire comprimido y humedecerse en el caso de que las unidades requieran dicho tratamiento.

• Cuidado

de los Muros

Los muros tienen una estabilidad precaria y una resistencia a la tracción muy reducida. En consecuencia, no deben ser sometidos a golpes o vibraciones, y tampoco servir de apoyo a otros procesos constructivos como los puntales de encofrado. No es permisible romper o picar los muros, salvo que exista indicación expresa autorizando esta operación en el proyecto, pues evidentemente lo que se esta haciendo es romper un elemento estructural y crear planos debilitados que limitan la resistencia del muro. Esta rotura se hace principalmente con el

propósito de alojar tubos para instalaciones eléctricas o sanitarias.

C.

Generalidades de Muros de Albañilería no Portante Los muros no portantes, son aquellos diseñados y construidos en forma tal que solo lleven cargas provenientes de su peso propio (parapetos, tabiques y cercos); pueden ser construidos con unidades de albañilería sólidas, huecas o tubulares. Si las unidades de albañilería son sólidas para el diseño 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 E-070 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 el. 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.

D.

PROPIEDADES DE LA ALBAÑILERÍA REFORZADA La albañilería es un material compuesto, heterogéneo y anisotrópico, en el que los planos de debilidad coinciden con las juntas verticales y horizontales y en el que se integra, en un comportamiento único, materiales

con

características

elásticas

disímiles.

Las

juntas

horizontales, en particular (debido a su naturaleza continua), dividen a la albañilería en capas (las hiladas), dando a la albañilería la apariencia de un material compuesto laminado. En

las

estructuras

corresponden

reales

usualmente

las a

condiciones

esfuerzos

críticas

combinados.

de

carga

Esto

es

particularmente cierto para muros de albañilería en los que las combinaciones de esfuerzos provienen de la acción conjunta de fuerzas laterales o coplanares, de sismo o de viento, y de las fuerzas gravitacionales. La resistencia de la albañilería simple a tracción es reducida y frágil. Por ello, si bien la albañilería es perfectamente competente para ser utilizada en estructuras en que las cargas a ser transmitidas son esencialmente gravitacionales (en las que predominan los esfuerzos de compresión), cuando se debe usar en estructuras en que ocurren

significativos esfuerzos de tracción, su competencia estructural es recortada y, en casos de acciones sísmicas severas, nula. Para superar estas limitaciones es necesario reforzar la albañilería. La aplicación fundamental de la albañilería reforzada es la de muros sometidos

a

diferentes

solicitaciones,

coplanares

y

laterales

construcción, en áreas sísmicas. La albañilería reforzada puede ser confinada o armada. En este caso solo tocaremos el tema de albañilería confinada. Con el objeto de conseguir mayor ductilidad, o sea proporcionar capacidad de deformarse en el régimen inelástico los muros deben estar confinados por columnas y soleras de concreto armado, constituyendo la denominada albañilería confinada. De esta manera se prevee una ductilidad mayor, se absorben los esfuerzos a tracción producidos por los momentos originados por las fuerzas de sismo y se puede proporcionar mayor capacidad resistente ultima. En el criterio clásico usual se disponen abundantes muros en una dirección, a los cuales generalmente se les hace portantes del techo aligerado armado sobre ellos, y cada cierta distancia se coloca columnas que a su vez forman los pórticos de la dirección transversal al estar unidos por vigas chatas “de amarre”. En el criterio actual, se busca muros también en la dirección transversal, a los cuales también debe confinárseles con columnas y soleras, puesto que al sismo no se le podrá forzar a que actué solo en la dirección donde uno prevee los muros portantes.

1) Albañilería Confinada La albañilería confinada puede ser reforzada confinándola con elementos de concreto armado que enmarcan los paños de albañilería. Este procedimiento se aplica casi exclusivamente con ladrillos macizos o perforados con no mas de 25% del área bruta como área alveolar, para evitar fallas frágiles en compresión. En algunos casos se coloca armadura en las hiladas horizontales, con el propósito de diseminar el agrietamiento, evitando la formación de una única grieta y el vaciamiento del paño agrietado. Su aplicación, esta restringida a la construcción de muros; por eso se habla, mas que de albañilería confinada, de muros confinados de albañilería. Para que un muro portante de una edificación diafragmada, sometido prioritariamente a cargas coplanares, califique como confinado debe estar enmarcado en sus cuatros bordes por elementos de concreto armado. Además, es necesario que los paños sean aproximadamente cuadrados. Es usual que para muros que tienen un largo superior a dos veces la altura del entrepiso, se coloque elementos verticales de confinamiento intermedios que mantengan esa relación máxima de dos entre los elementos de confinamiento verticales y horizontales. En el caso de muros portantes de edificios sin diafragmas o de muros no portantes, las cargas son prioritariamente laterales, perpendiculares al plano del muro y los confinamientos

constituyen realmente arrostramientos del paño de albañilería. Ellos proveen estabilidad y resistencia para dichas cargas prioritarias, y las restricciones (de enmarcado en todo el perímetro y de proporción

máxima de paño)

indicadas

anteriormente no son aplicables. En el caso de muros portantes de edificaciones diafragmadas la función del confinamiento para cargas coplanares, crea una segunda línea resistente que comienza a trabajar una vez que el muro se agrieta. Hasta el momento

del

agrietamiento

se

puede

presuponer

un

comportamiento elástico, asimilable al de una viga de gran peralte o al de un sistema triangulado con la albañilería actuando como arriostre diagonal en compresión. El marco de concreto se llene con posterioridad a la construcción del muro, el cual, además, se deja con indentaciones de medios ladrillos para lograr una integración mecánica con el concreto. Esta etapa del comportamiento ha sido tema de considerable investigación para determinar y evaluar los posibles modos de falla, estos pueden tipificarse así: a)

Falla en tracción por flexión: Que se inicia en los confinamientos verticales y culmina con el aplastamiento del talón comprimido del muro. Esta forma de falla solamente es posible en muros de esbeltez o aspecto elevado, y conduce a un comportamiento apreciablemente dúctil con la formación de una rotula plástica en la base del muro.

b)

Falla de corte por cizalle: En el paño de albañilería a lo largo de una junta horizontal, cercana a la mitad de la altura, seguida de falla en flexión o corte de los elementos de confinamiento verticales. En este caso el arriostre diagonal supuesto deja de existir y es sustituido por un arriostre en K.

c)

Falla en tracción diagonal del paño de albañilería seguida de falla en compresión diagonal, o aplastamiento en las esquinas del paño de albañilería, y falla por flexión o corte en los elementos verticales de confinamiento: Esta es la secuencia de la destrucción de las esquinas del paño de albañilería, en sucesivos ciclos de carga, es usual que el arriostre diagonal termine también modificado a un arriostre en K, con formas de falla terminales en flexión dúctil o corte frágil en el confinamiento vertical.

2)

Estructuras con Muros de Albañilería

En muy variadas edificaciones y principalmente en viviendas unifamiliares o multifamiliares de mediana altura (cuatro pisos), se estructura considerando muros de ladrillo como elementos portantes de cargas de gravedad y de sismo. En estos casos los muros tienen una participación muy significativa en la repartición de fuerzas de sismo, pues tienen una rigidez lateral importante, muchas veces muy superior que la de los pórticos de concreto

armado que casi siempre existen en algunos ejes, recibiendo además las cargas de gravedad de los techos. Lo único que puede ser nuevo es la búsqueda de una adecuada densidad de muros en las dos direcciones de la edificación de tal manera que los esfuerzos que absorben los muros sean menores a los que la albañilería puede resistir.

3)

Muros de Cabeza y de Soga

Tradicionalmente se usaban muros de cabeza para los muros portantes de cargas de gravedad, y muros de soga para los tabiques no portantes. En actualidad, con un conocimiento real de las propiedades de las unidades de albañilería, clasificadas en diferentes tipos según su resistencia en compresión, y con ensayos reales de muros sometidos a cargas verticales y horizontales en su plano, se conocen los esfuerzos admisibles de la albañilería en su conjunto (ladrillo y mortero) de modo tal que el cálculo de los esfuerzos actuantes en una edificación es el que determinara realmente si son necesarios algunos muros de cabeza o todos podrán ser de soga. Para luces normales en viviendas de interés social (3.5 m aproximadamente) es factible tener muros portantes de carga vertical de soga, incluso en edificios de cuatro pisos, dependiendo del tipo de ladrillo y mortero a usar y dependiendo

de la cantidad de ellos (densidad) para lograr una adecuada resistencia sísmica.

4)

Densidad Mínima de Muros

Es importante proveer una densidad de muros en las dos direcciones de las viviendas, con el fin de poder absorber los esfuerzos de sismo de manera eficaz y económica. Como los muros debe confinarse con columnas en sus extremos, o cada cierta distancia, no será conveniente tener mochetas o tramos muy pequeños, sino por el contrario buscar longitudes mínimas que permitan aportar rigidez y resistencia y que pueden ser confinados por columnas sin ocasionar gastos excesivos Un ejemplo claro de cómo obtener longitudes de muros adecuadas en un ambiente tipo dormitorio, es considerar la ventana hacia un extremo en lugar de colocarla al centro, de manera de conseguir un muro de aproximadamente 2m., en lugar de dos muros de 1m cada uno (para una habitación de 3m de ancho y una ventana de 1m). En base de este tipo de recomendaciones simples y buscando otros muros transversales en las paredes del baño o en las paredes laterales de la escalera o de la cocina, es factible proveer una densidad adecuada de muros, incluso en casos de poco ancho.

E.

COMPORTAMIENTO SÍSMICO 1.

El Problema

El comportamiento de estructuras de albañilería sometidas a sismos no siempre ha sido exitoso. Las principales razones de las fallas ocurridas, algunas de ellas de magnitud catastrófica, han sido las siguientes: a)

Carencia de refuerzo. b) 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 coplanar a otro en que dominan las cargas perpendiculares al plano. d) Albañilería construida con unidades frágiles. El empleo de unidades excesivamente perforadas y de unidades tubulares conduce a fallas explosivas de compresión.

Condiciones Básicas de Sismo-Resistencia

2.

a)La albañilería debe 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 perforadas en las que el área alveolar no sea mayor que el 25% del área bruta. e) La

construcción

de

la

albañilería

confinada

debe

ser

supervisada.

3.

Característica de los Muros

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 en flexión y no en corte, por lo que es necesario considerar

los

siguientes

aspectos

para

estructuras

diafragmadas: La sección transversal de los muros en edificaciones de mediana altura (hasta cuatro pisos) debe ser preferentemente rectangular; es decir, debe evitarse los cruces o intersecciones entre muros en direcciones ortogonales, y

además los muros deben tener una esbeltez (a=Hr/Lw) siempre mayor que 1, y preferentemente mayor que 2.

4.

Características de las Edificaciones

Como en toda estructura diafragmada en áreas 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 razonablemente simetría, para evitar efectos torsionales, y continuidad, para evitar concentraciones de fuerzas y esfuerzos. En las edificaciones con muros de albañilería confinada, los mecanismos plásticos adecuados para ductilidad y reparabilidad durante sismos severos dependen de la altura de la edificación. Cuando se trata de edificaciones de mediana altura, debe evitarse el acoplar los muros a nivel del entrepiso, lo que implica separar los alfeizares eliminar o separar los dinteles, conectando los muros solo mediante las losas de los entrepisos y techo. Esta concepción dúctil fue planteada por Priesley en Nueva Zelanda, y ha sido adaptada y aplicada exitosamente en el Perú. 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. 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 dinteles se conducen a formar rotulas de flexión en sismos severos, mientras que el muro se diseña para permanecer elástico prácticamente hasta el limite de la carga máxima. Los subsistemas de instalaciones deben ser incorporados a la edificación siguiendo procedimientos preestablecidos y que no debiliten los muros. 5.

Ductilidad

Los ensayos de albañilería confinada señalan que estos tienen, cuando

están

correctamente

diseñados

y

construidos,

ductilidades confiables pero limitadas. Esto implica que la demanda

de

ductilidad,

para

un

mismo

factor

de

comportamiento, es mayor para estructuras de albañilería que para estructuras flexibles. Los valores recomendados por la mayor parte de las normas sísmicas actuales están, usualmente, alredor de 2.5 a 3, siendo poco conservadores a la luz de la información existente.

6.

Limitación de Daños

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. Estos hechos demandan que se limite las rotaciones o los desplazamientos máximos de los muros ante sismos severos. Es recomendable que en ningún caso los muros conectados, actuando en voladizo, alcancen rotaciones de 1/200 (δØ / Hr) y, en muchos preferiblemente 1/300. En el caso de muros acoplados las rotaciones admisibles, para la misma limitación de daños, no deben exceder la mitad de los valores precedentes. •

Se utilizó la Tabla Nº 06 (creación de los autores), para determinar si las edificaciones cumplen o no con el debido procedimiento constructivo, tomando en consideración la actual norma E-070 de albañilería del Reglamento Nacional de Construcciones del Perú.

Tabla Nº 06: Requisitos Básicos según Norma E-070 de Albañilería Características 1.- Tipo de unidad de albañilería (Ladrillo) 2.- Espesor de la junta de mortero 3.- Distancia entre columnas de confinamiento 4.- Altura del muro asentado en una jornada de

Norma E-070 de Albañilería Ladrillo sólido en todos los niveles 9mm – 12mm Menor a 6.00m. Hasta 1.20m.

trabajo 5.- Limitación de la albañilería

Hasta 4 pisos o 15m. de altura, la

6.- Columnas de confinamiento 7.- Elemento estructural 8.- De la instalaciones Sanitarias y Eléctricas

que sea menor Va entre muros dentados Muro de ladrillo Por ningún motivo se picará o se

9.-

Tratatamiento

recortará el muro para alojarlas a.- Ladrillo de arcilla de Inmersión en agua, de por lo

de la succión de la fabricación artesanal unidad

de

menos una hora, inmediatamente

antes del asentado b.- Ladrillo de arcilla de Inmersión en agua, inmediatamente

albañilería (Ladrillo)

fabricación industrial c.- Ladrillo de concreto

antes del asentado Debe asentarse

secos

(no

necesitan mojarlos) Fuente: Elaborada por los Autores

PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN ADECUADA La Norma previa indicaba que para unidades sílico calcáreas bastaba una limpieza del polvillo superficial; ninguna acción para unidades de concreto; en el caso de unidades de arcilla industrial, la inmersión en agua inmediatamente antes del asentado; y en el caso de unidades de arcilla artesanal, la inmersión en agua por lo menos una hora inmediatamente antes del asentado. Estas inmersiones conducen a ladrillos de arcilla saturados en la superficie, sin lograr una correcta adhesión con el mortero. El artículo 10.4 de la Norma 2006 especifica el nuevo tratamiento a darle a las unidades previamente al asentado (fig. 11). Para concreto y sílico-calcáreo: pasar una brocha húmeda sobre las caras de asentado o rociarlas.  Para arcilla: de acuerdo a las condiciones climatológicas donde se encuentra ubicadas la obra, regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas. 

Fig. 11. Tratamiento de unidades antes del asentado: regado de ladrillos de arcilla (izq.) y limpieza con escobilla húmeda en bloques de concreto (der.).

Otros temas de construcción son: •

Para el asentado de la primera hilada, la superficie de concreto que servirá de asiento (losa o sobrecimiento según sea el caso), se preparará con anterioridad de forma que quede rugosa; luego se limpiará de polvo u otro material suelto y se la humedecerá, antes de asentar la primera hilada (fig. 12).

•

Todas las juntas horizontales y verticales quedarán completamente llenas de mortero. A mayor espesor de junta, la albañilería será más débil, por lo que es importante controlar su grosor. El espesor de las juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15 mm (fig. 12 der). En las juntas que contengan refuerzo horizontal, el espesor mínimo de la junta será 6 mm más el diámetro de la barra.

•

No se asentará más de 1,30 m de altura de muro en una jornada de trabajo. En el caso de emplearse unidades totalmente sólidas (sin perforaciones), la primera jornada de trabajo culminará sin llenar la junta vertical de la primera hilada, este llenado se realizará al iniciarse la segunda jornada (fig. 13).

Fig. 12. La primera hilada debe tener la superficie rugosa (izq.). Las juntas gruesas o nulas debilitan la albañilería (der.)

Fig. 13. Acciones entre la primera y la segunda jornada de trabajo.

•

La conexión entre columnas de confinamiento y albañilería puede ser a ras o dentadas. El detalle y algunos problemas se observan en la fig. 14.

•

Las columnas de confinamiento se deben vaciar después de haber levantado el muro de albañilería. Si la sección es pequeña, los estribos tradicionales de las columnas pueden interrumpir la caída de la mezcla, entonces se sugiere para estas columnas usar estribos de 1 vuelta + ¾ vuelta, dejando el núcleo libre para el paso del concreto (fig. 15).

Fig. 14. Conexión dentada y conexión a ras.

Fig. 15. Detalles de columnas Verificación de la necesidad colocar refuerzo horizontal en los muros dede confinamiento. •

Todo muro confinado cuyo cortante bajo sismo severo sea mayor o igual a su resistencia al corte (Vu ≥ Vm), o que tenga un esfuerzo a compresión axial producido por la carga gravitacional considerando toda la sobrecarga, σm= (Pm)/(Lt), mayor o igual que 0,05 f’m, deberá llevar refuerzo horizontal continuo anclado a las columnas de confinamiento (fig. 16).

•

En los edificios de más de tres pisos, todos los muros portantes del primer nivel serán reforzados horizontalmente.

Fig. 16. Refuerzo horizontal contínuo en la hilada

FALLAS QUE OCURREN EN ALABAÑILERIA CONFINADA: A. FALLAS POR CORTE En edificios bajos, de 1 a 3 pisos, la deformación por corte es predominante y se manifiesta por grietas diagonales en el paño del muro (fig. 17). Si las grietas atraviesan unidades y juntas de mortero en forma pareja, esto indica que la adherencia es adecuada entre las unidades, lo cual es ideal puesto que así se logra una mayor capacidad resistente del muro. Si en cambio las grietas son escalonadas, pasando básicamente por las juntas dejando las unidades enteras, la adherencia es baja, y la resistencia del muro es baja (fig. 18). Los ensayos en muretes pequeños ayudan a observar esta propiedad.

Fig. 17. Muros con grietas diagonales: sismo real (izq.) y ensayo de laboratorio (der.).

Fig. 18. Grietas escalonadas en muretes y muro a escala real indican poca adherencia y resistencia baja.

B. FALLAS DE TRACCIÓN POR FLEXIÓN Se dan mayoritariamente en muros no portantes, tales como cercos, tabiques y parapetos (fig. 19). Se debe mejorar el diseño con la inclusión de arriostres más cercanos.

Fig. 19. Fallas de cercos y tabiques por carga ortogonal al plano del muro en Pisco e Ica, 2007 C. INTERACCIÓN TABIQUE –PÓRTICO

La falla por la interacción tabique-pórtico se manifiesta con el problema de columnas cortas en edificios flexibles. Estas columnas cortas se generan al tenerse una ventana alta, con muros de albañilería que no llegan al techo. Entre las columnas y el muro de albañilería no hay junta o ésta es insuficiente. En un sismo moderado o severo, las columnas se deben desplazar lateralmente, pero los muros lo impiden a lo largo de su altura, y la columna sólo se deforma en la parte de la ventana. Esto ocasiona grandes fuerzas y deformaciones por corte que las columnas no tienen capacidad de soportar, produciendo grietas que pueden romper el núcleo y pandear el refuerzo vertical(este fenómeno de columnas cortas es típico verlo en colegios antiguos) (anteriores a 1997) y en algunos otros como hospitales. Se puede obviar aumentando la rigidez de la edificación o protegiendo las columnas con una ampliación del muro.

Fig. 20. Columnas cortas, colegio en Chimbote, 1970 (izq). Colegio en Palpa sin daños, 1996 y colegio en Nazca, 1996.

Fig. 21. Columnas cortas en colegio de Arequipa, 2001

Fig. 22. Columnas cortas en colegio de Pisco y en hospital de Ica, 2007

D. OTRAS FALLAS 1.

Piso Blando y Torsión. El problema de piso blando se produce cuando hay un cambio muy brusco de rigidez entre los pisos consecutivos. Por ejemplo, en la dirección corta del edificio de la Figura 10, los muros del primer piso fueron discontinuados para transformar el primer piso en cochera, quedando en la dirección corta sólo los muros del perímetro, hechos con ladrillos de baja calidad, y un gran muro longitudinal que no aporta resistencia en la dirección corta, sino más bien genera torsión en planta. Al fallar los muros de la dirección corta, se formó el problema de piso blando, volcándose el edificio.

Fig. 23. Fallas de piso blando, Pisco 2007 (A. San Bartolomé)

Falta de Densidad de Muros. En la Norma E.070 (Referencia 5) se obliga a que los edificios tengan por lo menos una densidad mínima de muros en cada dirección, y a verificar que la resistencia que aportan estos muros, sea por lo menos igual a la fuerza cortante que imprime el sismo severo en el piso en análisis. A simple vista, el edificio de la Figura 11, construido con ladrillos de baja calidad, no debe haber cumplido en su dirección corta con la disposición reglamentaria. 2.

Fig. 24. Fallas por escasa densidad de muros: Tacna 2001 y Pisco 2007 (A. San Bartolomé)

Tabiques en Voladizos de Fachadas. Para ganar espacio en los pisos superiores, se recurre a voladizos en las fachadas de los edificios, cerrando el ambiente con tabiques de ladrillo pandereta. La conexión dentada entre los tabiques transversales es insuficiente como para soportar las acciones sísmicas perpendiculares al plano y terminan volcándose (Figura 12), pudiendo aniquilar a las personas que escapan por el primer piso. Estos tabiques deben arriostrarse, por ejemplo, usando mallas electrosoldadas (Referencia 6). 3.

Figura 12.- Tabiques sobre voladizos en Pisco y Chincha.

¿CUÁLES FUERON LAS CAUSAS EL CUAL PRODUJERON EL VOLCAMIENTO DE LOS MUROS ARMADOS DEL CERCO PERIMETRICO QUE SE CONSTRUYERON EN EL CAMPUS DOS DE LA UNS? 

Como primer punto diremos que se volcaron un total de seis paños de dimensiones (4.80m de luz y 3.60m de altura); derrumbándose aproximadamente a la mitad cada paño.

 Como segundo punto diremos que dicho volcamiento de muros fueron producidos por un sismo ocasionado al momento de dinamitar una parte de suelo rocoso para así poder colocar la cimentación y continuar con la construcción.  Luego de visitar los paños volcados se pudo observar lo siguiente: 1.

Dicho sismo provoco rajaduras de forma escalonada en el mortero y algunas partes hizo que se desmoronara por completo el mortero dejando a la intemperie la unidad de albañilería.

2.

En los paños mencionados no se rellenaron de concreto líquido o grout como se debía en los alvéolos del bloque de concreto.

3.

En los muros derrumbados se observo que algunos paños no tenían refuerzo horizontal.

4.

En las ratoneras dejadas para limpieza se pudo observar que en algunos paños el refuerzo vertical tenían pequeñas deflexiones.

CONCLUSIONES: 

No se trabajó muy bien en las dosificaciones para la elaboración del mortero lo cual produjo una pobre adherencia unidad-mortero.

 A falta de concreto líquido en los alvéolos del bloque ocasiono una pobre resistencia en el muro. 

A falta del refuerzo horizontal ocasiono que no hubiera un mutuo trabajo con el refuerzo vertical ya que dicho trabajo producía una buena resistencia a la tracción (considerando que el refuerzo horizontal absorbe la totalidad de esfuerzo de corte) eso hizo que el muro este indefenso ante los esfuerzos de corte provocados por el sismo .Esta hipótesis fue la mas aceptada por el grupo de trabajo por ser mas convincente.



El hecho de que ocurriera un sismo al poco tiempo de ser asentado el muro, influyo en el derrumbe de los paños debido a que el mortero no había secado por completo y por tanto no había alcanzado su resistencia máxima y no pudo resistir el sismo.



Al generarse flexión en las bases del refuerzo vertical, el acero pierde su resistencia.

RECOMENDACIONES: 

Tener una adecuada supervisión para las dosificaciones en la elaboración del mortero.

 Al no contar con mano de obra calificada para este tipo de estructura y siendo escaso la mano de obra con experiencia en nuestro país se tiene que dar una adecuada capacitación a dichos obreros.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS  Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, y SENCICO, 2006. Reglamento 

Alva Jorge, 2007. Sismo de Pisco-Ica del 15 de agosto 2007. CISMID – Universidad Nacional de Ingeniería. http://www.cismid-uni.org/

 Nacional de Edificaciones. Norma E.070 “Albañilería”. 

San Bartolomé Ángel, 2007. Blog. de Investigaciones en Albañilería: http://blog.pucp.edu.pe/albanileria