Trabajo 06 - Teoria

Albañilería ArmadaALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL

GRUPO: HP’S ELVIS RUSNEL CAPIA QUISPE ARNALDO BRANDON CUBA ASILLO GUIDO FLORES QUISPE WALTER QUISPE BELLIDO GABY NARDY VILCAPAZA CONDORI

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

I

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA

INDICE GENERAL

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... ii

ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL ............................................................................ ii

TIPOS DE ALBAÑILERÍA ........................................................................................ ii

RESUMEN .................................................................................................................... vi

OBJETIVOS ................................................................................................................ viii

CAPÍTULO I. ASPECTOS GENERALES ................................................................. 1

NATURALEZA ........................................................................................................... 1

ENSAYOS MONOTÓNICOS ..................................................................................... 3

MUROS EN FLEXIÓN PERPENDICULAR A SU PLANO ...................................... 3

MUROS EN FLEXO-COMPRESIÓN ....................................................................... 3

MUROS EN CORTE ................................................................................................. 4

MUROS EN COMPRESIÓN DIAGONAL ................................................................ 5

CAPÍTULO II. DISEÑO ............................................................................................... 6

DISEÑO EN ALBAÑILERÍA ARMADA .................................................................. 7

DISEÑO POR TENSIONES ADMISIBLES ............................................................... 8

DISEÑO POR RESISTENCIA ................................................................................. 10

SUPOSICIONES DE DISEÑO .................................................................................. 11

RESISTENCIA REQUERIDA .................................................................................. 12

EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD RESISTENTE ............................................ 12

RESISTENCIA A CORTE ........................................................................................ 13

COMPARACIÓN CON EL DISEÑO POR RESISTENCIA ..................................... 14

DISEÑO POR COMPRESIÓN AXIAL .................................................................... 14

DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES ................................................................. 14

DISEÑO POR FLEXOCOMPRESIÓN ................................................................... 15

MURO NO PORTANTE ........................................................................................... 16

CAPÍTULO III. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO ...................................... 17

UNIDADES ................................................................................................................ 17

CONCRETO Y MORTERO FLUIDO (“GROUT”) .................................................. 19

ACERO ...................................................................................................................... 23


II



LONGITUD DE EMPALME POR TRASLAPE DE BARRAS DE REFUERZO VERTICAL, DE MUROS DE ALBAÑILERÍA ARMADA ........................................ 23

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE EMPALME POR TRASLAPE ......... 24

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO .................................................................. 25

CAPÍTULO IV INFLUENCIA DE PARÁMETROS RELEVANTES .................. 27

EFECTO RELEVANTE DE LA RELACIÓN DE ASPECTO H/L .......................... 27

EFECTO DE LA PRE COMPRESIÓN ..................................................................... 27

EFECTO DEL ACERO DE REFUERZO VERTICAL ............................................. 28

EFECTO DEL ACERO DE REFUERZO HORIZONTAL ....................................... 28

EFECTO DE LA DUCTILIDAD ............................................................................... 29

EFECTO DEL TIPO DE ENSAYO ........................................................................... 30

CAPÍTULO V. MODOS DE FALLA ........................................................................ 32

FALLA POR FLEXIÓN ............................................................................................ 33

FALLA POR DESLIZAMIENTO ............................................................................. 33

FALLA POR CORTE ................................................................................................ 34

CAPÍTULO VI. CARACTERÍSTICAS LIMITANTES Y NO LIMITANTES DEL USO DE ALBAÑILERÍA ARMADA ............................................................... 36

CONCLUSIONES ......................................................................................................... 38

RECOMENDACIONES ................................................................................................ 39

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 40

ANEXOS ....................................................................................................................... 42


III



INTRODUCCIÓN

Albañilería Estructural

“Son las construcciones de albañilería que han sido diseñadas racionalmente, de tal

manera que las cargas actuantes durante su vida útil se transmitan adecuadamente a

través de los elementos de albañilería (convenientemente reforzados) hasta el suelo de

cimentación”. (San Bartolomé, 1994, pág. 5)

El sistema estructural de albañilería sólo debería emplearse cuando las edificaciones

contengan una abundancia de muros, como los hoteles y viviendas multifamiliares. No

necesariamente toda la estructura debe ser de albañilería, existen edificaciones donde la

albañilería es combinada con placas.

Tipos de albañilería

Según San Bartolomé (1994, pág. 5) la albañilería se clasifica de dos maneras:

a. Por la Función Estructural (o Solicitaciones Actuantes).

b. Por la Distribución del Refuerzo.

a. Clasificación por la Función Estructural

Los muros se clasifican en portantes y no portantes.

Los no portantes no reciben cargas verticales, dentro de estos tenemos los cercos,

parapetos y los tabiques; deben diseñarse ante cargas perpendiculares a su plano (viento,

sismo).


IIII



Figura 1. Muro no portante

Fuente: arquitectolegista.com, octubre 2015

Los portantes son los que se emplean como elementos estructurales de un edificio. Estos

muros están sujetos a todo tipo de solicitación, tanto contenida en su plano como

perpendicular a su plano, tanto vertical como lateral y tanto permanente como eventual.

Figura 2. Muro portante de albañilería

Fuente: acerosarequipa.com, octubre 2015

b. Clasificación por la Distribución del Refuerzo

De acuerdo a la distribución del refuerzo, los muros se clasifican en:

a. Muros No Reforzados o de Albañilería Simple.


IIV



b. Muros Reforzados (Armados, Laminares y Confinados).

a. Muros No Reforzados o de Albañilería Simple

Son aquellos muros que no contienen refuerzo; o aun teniéndolo, sus cuantías no llegan

al mínimo.

De acuerdo a la Norma E-070, su uso está limitado a construcciones de un piso; aun así,

en Puno podemos ver edificios construidos con albañilería simple que superan los dos

pisos de altura, también en Lima existen muchos edificios antiguos de albañilería no

reforzada, incluso de 5 pisos, pero ubicados sobre suelos de buena calidad y con una alta

densidad de muros en sus dos direcciones.

Figura 3. Muro no reforzado de albañilería

Fuente: acerosarequipa.com, octubre 2015

b. Muros Reforzados

De acuerdo con la disposición del refuerzo, San Bartolomé (1994, pág. 8) los clasifica

en:

a. Muros Armados

b. Muros Laminares ("Sandwich")

c. Muros Confinados

a. Albañilería Armados

“Los Muros Armados se caracterizan por llevar el refuerzo en el interior de la

albañilería. Este refuerzo está generalmente distribuido a lo largo de la altura del


IV



muro (refuerzo horizontal) como de su longitud (refuerzo vertical)”. (San Bartolomé,

1994, pág. 8)

b. Muro Laminar ("Sandwich'')

Son los muros que están construidos por una capa delgada de concreto que varía desde

2.5 a 10 cm, estos muros deben ser reforzados con una malla de acero central.

c. Albañilería Confinada

Son muros construidos por albañilería simple enmarcados por concreto armado, estas

columnas y viga se vacían después de la construcción del muro, la conexión usualmente

en Perú es dentada, en Chile usan no usan conexiones, la conexión es al ras.


IVI



RESUMEN

En el Capítulo I, ASPECTOS GENERALES

Se tratará sobre los aspectos generales referidos a la albañilería armada y por qué su uso

se incrementa frente a la albañilería convencional, así también sus distintas aplicaciones

en edificaciones y los ensayos que se realizan.

En el Capítulo II, DISEÑO

Se presenta algunas disposiciones básicas de diseño, además de los criterios de diseño

propiamente dicho (tensiones admisibles y resistencia última) algunas fórmulas dadas

en la Norma E-070. Considerando los diseños por compresión, corte, y flexo

compresión.

En el Capítulo III, PROCIMIENTO CONSTRUCTIVO

Se tratará sobre el proceso constructivo de los muros armados; construcción de las

unidades alveolares sílico-calcáreas y los bloques de concreto vibrado, también la forma

de asentar las unidades mediante un procedimiento determinado y el material a usarse

para las juntas. El material de refuerzo de acuerdo al diseño del muro armado y el

procedimiento constructivo.

En el Capítulo IV, INFLUENCIA DE PARAMETROS RELEVANTES

Mostramos que la influencia y el tipo de falla del muro, está dado por la relación de H/L,

siendo afectados estos por el:

‐ Efecto pre compresión.- Siendo esta beneficiosa desde el punto de vista de la

resistencia a corte.

‐ Efecto del acero en refuerzo vertical.- Siendo la presencia de armadura vertical

la que aumenta la resistencia máxima al corte de un muro de albañilería.

‐ Efecto del acero en refuerzo horizontal.- Es la que en gran parte representa la

falla de un muro, que dependiendo de la cuantía horizontal y eficiencia del

anclaje.

En el Capítulo V, MODOS DE FALLA

Mostramos los diferentes tipos de fallas que se producen en muros de albañilería:


IVII



‐ Falla por flexión.- La falla por flexión consiste en la fluencia del acero vertical

en tracción, presencia de grietas horizontales y aplastamiento de la albañilería en

compresión.

‐ Falla por deslizamiento.- Es cuando en la base de un muro se producen

desplazamientos relativos excesivos entre hileras de unidades de albañilería.

‐ -Falla por corte.- Se caracteriza por el agrietamiento diagonal a lo largo del

muro. Esta falla puede ser frágil o dúctil.

En el Capítulo VI, CARACTERÍSTICAS LIMITANTES Y NO LIMITANTES DEL

USO DE ALBAÑILERÍA ARMADA

Se hará breves comparaciones entre la albañilería armada y la albañilería confinada.


IVIII



OBJETIVOS

Obtener conocimientos fundamentales sobre el tema de albañilería armada,

ensayos que se realizan al sistema estructural y la respuesta a dichos ensayos.

Brindar algunas de los principios básicos de diseño en albañilería armada

utilizando como referencia la Norma E-070.

Determinar las ventajas y desventajas del uso de la Albañilería Armada.

Conocer las disposiciones de diseño de la Albañilería Armada.

La determinación de las influencias y los modos de falla que presentan en un

muro de albañilería armada.


I1



CAPÍTULO I. ASPECTOS GENERALES

La albañilería simple no resiste fuerzas a tracción, lo cual lo vuelve muy frágil. Como en la

albañilería en general los muros trasmiten cargas de gravedad, los esfuerzos a compresión

son los que predominan. Debemos solucionar este problema consiguiendo que estos muros

sean dúctiles que soporten esfuerzos de tracción, reforzando la albañilería conseguimos

solucionarlo.

La albañilería armada se usa comúnmente para construir elementos como vigas, columnas,

losas y muros de contención; la aplicación fundamental es la construcción de muros

sometidos a diferentes solicitaciones, coplanares y laterales, que sean capaces de seguir en

pie ante cualquier evento ya sea de vientos o de sismos.

NATURALEZA

La albañilería armada se caracteriza por la inclusión de acero, que conjuntamente con la

albañilería actúan como un todo, de similar manera como lo hacen el acero con el concreto.

“Para lograr esta integración, que define la naturaleza de la albañilería, es indispensable que

la adherencia de la armadura y los empalmes y anclajes de esta posibiliten el desarrollo total

de la resistencia de la armadura a tracción”. (Gallegos & Casabone, 1989, pág. 316)


I2



Figura 4. Diferentes formas de reforzar la albañilería

Fuente: (Gallegos & Casabone, 2005, pág. 35)

Es importante la cuantía de acero y su disposición, ya que determina las propiedades de la

albañilería armada. También es importante entender que el esfuerzo de agrietamiento es

independiente de la presencia y cantidad del acero “el acero comienza a trabajar solo

después del agrietamiento de la albañilería ya que su deformación previos son

insignificantes” (Gallegos & Casabone, 1989, pág. 317)

La albañilería armada no solo se aplica al levantamiento de muros, si no que con ellos

también se construyen elementos prismáticos en flexión (vigas y columnas). Sin embargo

la aplicación de estos elementos es irrelevantes en áreas sísmicas, donde el muro de

albañilería es de considerable importancia.


I3



ENSAYOS MONOTÓNICOS

MUROS EN FLEXIÓN PERPENDICULAR A SU PLANO

Consisten en aplicar una carga central perpendicular al plano de un muro.

Existen dos tipos de comportamiento, uno que son muros apoyados arriba y abajo (flexión

perpendicular a la hilada) y los muros apoyados lateralmente (con la flexión paralela a la

hilada).

Los ensayos de Heeringa y McLean consistieron en aplicar una carga central

al plano perpendicular al plano en muros de 260 cm de largo, 60 cm de ancho

y 20 cm hubo de resistencia –promedio a la compresión de 10 y 19 MPa–, lo

que produjo albañilería de 8 y 11 MPa respectivamente; variaron también la

cuantía de refuerzo –cuya carga de fluencia promedio fue 460MPa–, para

tener condiciones bajo-armadas (cuantía 0,6%) y condiciones sobre-armadas

(cuantía 2,5%). (Gallegos & Casabone, 1989, pág. 321)

En este caso los resultados de los ensayos desarrollan las líneas de falla típicas que

caracterizan a las losas de concreto armado, por tanto la albañilería armada sometida a

cargas perpendiculares se puede efectuar siguiendo los procesos que se desarrollan en las

losas de concreto armado.

MUROS EN FLEXO-COMPRESIÓN

Amrheim en 1978, realizó ensayos con muros de albañilería armada de ladrillos y bloques

tanto de arcilla como de concreto, que se sometieron a cargas monotónicas de compresión

axial en combinación con cargas perpendiculares a su plano. Consiste en simular cargas

laterales de sismo o de viento, para las cuales se empleó un marco donde para una carga

vertical constante, se aplicaba una carga lateral creciente (uniformemente repartida),

mediante una bolsa a la cual se insuflaba aire a presión.


I4



Figura 5. Marco de carga para ensayo de flexo-compresión

Fuente: (Gallegos & Casabone, 2005, pág. 268)

De estos ensayos Amrheim concluyó:

1. A mayor carga axial menor ductilidad.

2. La resistencia medida de los muros fue considerablemente mayor que la analítica

calculada por Whitney. Los momentos calculados resultan menos conservadores a

medida que aumenta la carga axial.

3. Los muros de concreto ligero mostraron menos ductilidad que los muros con bloques

de concreto normal.

MUROS EN CORTE

“Gallegos y Casabone realizaron ensayos de muros simples y armados de ladrillos silico-

calcareos, las sometieron a cargas de corte de acuerdo al ensayo de paneles detallado en la

normal ASTM E-72 donde los testigos utilizados eran muretes de 9 cm de espesor, 2.70 de

largo y 1.95 m de alto, con una esbeltez de 0.72, que los conducía a fallar por corte”.

(Gallegos & Casabone, 1989, pág. 326)


I5



Los estudios concluyeron que:

1. El agrietamiento inicial ocurre en los muros sin armadura como en aquellos con

armadura (para el mismo esfuerzo y la misma rotación).

2. La resistencia de los muros simples coincide con el agrietamiento inicial.

MUROS EN COMPRESIÓN DIAGONAL

Se usa este ensayo para determinar la resistencia a la compresión diagonal.

Gallegos “ensayo cinco mueretes de 1.20 x 1.20 m y 12 cm de espesor de albañileria de

unidades apiladas de silice-cal con armadura y sin ella”

De sus resultados, resaltamos el aumento de resistencia y de ductilidad (provisto por la

incorpocacionde acero).


I6



CAPÍTULO II. DISEÑO

El diseño de la albañilería armada está basado en olvidar el esfuerzo de tensión en la

albañilería contando con que el refuerzo resista toda la tensión. Su uso incrementa la

capacidad a la flexión, el reforzamiento puede ser incluido para soportar tensión y fuerzas

de corte; proporcionar ductilidad y absorción de energía, características que son importantes

ante un evento sísmico. El refuerzo también es usado para controlar fisuras debidas a

cambios de temperatura.

Para resistir cagas laterales, son construidos con unidades huecas, a través de sus

celdas verticales se coloca el acero de refuerzo a flexión y luego se rellenan con

mortero.

Para resistir esfuerzos cortantes, el refuerzo horizontal se coloca entre las juntas en

el mortero de pega y en unidades o bloques especiales que conforman una especie

de viga intermedia.

En las unidades que no son ocupadas por acero vertical, se colocan los tubos verticales de

instalaciones eléctricas y sanitarias.

Según Gamarra (2002, pág. 64) El diseño en albañilería parte de hacer algunas suposiciones,

entre las cuales tenemos:

Secciones planas antes de la flexión se mantienen planas después de la flexión.

Los componentes de la albañilería (unidades, mortero, etc.) se combinan para

formar un elemento homogéneo.

La fuerza es proporcional al esfuerzo.

El módulo de elasticidad del refuerzo permanece constante durante todo el rango

de trabajo de la carga.

Las fuerzas de tensión serán resistidas únicamente por el refuerzo.

El refuerzo está completamente rodeado por el material de unión de la albañilería, y

se asume la acción compuesta entre ambos materiales.


I7



DISEÑO EN ALBAÑILERÍA ARMADA

La Norma E-070 ALBAÑILERIA 2006 menciona lo siguiente:

Todos los muros llevarán refuerzo horizontal y vertical. La cuantía mínima de 0,1%.

Las varillas corrugadas.

El refuerzo horizontal se colocará preferentemente en el eje del muro, alojado en la

cavidad horizontal de la unidad de albañilería. El refuerzo horizontal podrá

colocarse en la cama de mortero de las hiladas cuando el espesor de las paredes de

la unidad permita que el refuerzo tenga un recubrimiento mínimo de 15 mm.

El refuerzo horizontal se diseñará para el cortante de falla por flexión, es decir

para el cortante debido al sismo severo, sin considerar ninguna contribución de la

albañilería

El espaciamiento del refuerzo horizontal en el primer piso de muros hasta de 3 pisos

o 12 m de altura en las zonas sísmicas 2 y 3 no excederá de 450 mm y para muros

de más de 3 pisos o 12 m no excederá de 200 mm; en la zona sísmica 1 no excederá

de 800 mm.

El refuerzo horizontal en los muros del primer piso de edificios de 3 o más pisos

debe ser continuo sin traslapes. En los pisos superiores o en los muros de

edificaciones de 1 y 2 pisos, el refuerzo horizontal no será traslapado dentro de los

600 mm o 0,2L del extremo del muro. La longitud de traslape será la requerida por

tracción y los extremos de las barras en el traslape deberán amarrarse.

Todos los alvéolos de las unidades que se utilicen en los muros portantes de carga

sísmica, de los dos primeros pisos de edificios de 3 ó más pisos, deberán estar

totalmente rellenos de concreto líquido. Para los muros de los pisos superiores podrá

emplearse muros parcialmente rellenos, si cumplen con la limitación dada en el

Artículo 28 (28.1h).

Cuando el esfuerzo último por compresión, resultante de la acción de las cargas de

gravedad y de las fuerzas de sismo coplanares, exceda de 0,3 ´ los extremos libres

de los muros (sin muros transversales) se confinarán para evitar la falla por flexo

compresión. El confinamiento se podrá lograr mediante planchas de acero

estructural inoxidable o galvanizado, mediante estribos o zunchos cuando la


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dimensión del alvéolo lo permita.

Los muros de edificaciones de uno y dos pisos cuyo esfuerzo cortante ante sismos

severos no exceda de 0,5 , donde es el área neta del muro, podrán ser

construidos de albañilería parcialmente rellena. En este caso el refuerzo horizontal

se colocará en las hiladas o en el eje del muro cuando las celdas de la unidad sin

refuerzo vertical han sido previamente taponeadas.

Los muros secundarios (tabiques, parapetos y muros portantes no contabilizados en

el aporte de resistencia sísmica) podrán ser hechos de albañilería parcialmente

rellena. En estos casos, la cuantía de refuerzo vertical u horizontal no será menor

que 0,07%.

En las zonas del muro donde se formará la rótula plástica (primer piso), se tratará de

evitar el traslape del refuerzo vertical, o se tomará las precauciones especificadas en

el Artículo 12 (12.1).

Para evitar las fallas por deslizamiento en el muro (cizalle), el refuerzo vertical por

flexión se concentrará en los extremos del muro y en la zona central se utilizará una

cuantía no menor que 0,001, espaciando las barras a no más de 45 cm.

Adicionalmente, en la interface cimentación – muro, se añadirán espigas verticales

de 3/8” que penetre 30 y 50 cm, alternadamente, en el interior de aquellas celdas que

carecen de refuerzo vertical.

DISEÑO POR TENSIONES ADMISIBLES

La mayoría de las normas vigentes para el diseño de las estructuras de albañilería armada

consideran un diseño que se basa en el comportamiento elástico del material y de los

materiales estructurales, y limitan las tensiones producidas por las solicitaciones a valores

admisibles

Las tensiones de diseño por esfuerzo de compresión axial o esfuerzo de corte se deben referir

a la misma área que se usó para determinar ´ . En elementos con unidades tipo rejilla o

en el caso que se use hormigón de relleno en todos los huecos, se debe usar el área bruta del

elemento. En elementos de albañilería construida con bloques en los que no se llenan los


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huecos, las tensiones de diseño se deben referir al área de contacto del elemento. (Hidalgo,

1989, pág. 442)

La norma chilena nos presenta valores de tensiones admisibles en elementos de albañilería.

Tabla N° 01 Tensiones admisibles y módulos de elasticidad en elementos de

albañilería armada (valores expresados en MPa)

ZOTIPO DE ESFUERZO CON INSPECCION

ESPECIALIZADA

SIN INSPECCION

ESPECIALIZADA

I. ALBAÑILERÍA

A. TENSIONES ADMISIBLES

1)COMPRESIÓN AXIAL EN

MUROS ver 5.2.3.1 ver 5.2.3.1

2)COMPRESIÓN AXIAL EN

COLUMNAS ver 5.2.3.2 ver 5.2.3.2

3)COMPRESIÓN FLEXIÓN 0.33 f´m pero ≤6.3 0.166 f´m pero ≤3.2

4)ESFUERZO DE CORTE

a) sin considerar armadura de

corta

elementos en flexión 0.09 ´ pero≤0.35 0.175

muros

M/Vd≥1 0.06 ´ pero≤0.19 0.1

M/Vd=0 0.13 ´ pero≤0.28 0.14

a) con armadura diseñada para

resistir todo el corte

elementos en flexión 0.25 ´ pero≤1.05 0.525


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Fuente: Norma chilena 1928.of 1993 (INN CHILE)

DISEÑO POR RESISTENCIA

“La tendencia de las normas modernas para el dimensionamiento de los elementos

estructurales de diversos materiales, es el uso de los métodos basados en la resistencia última

de estos elementos.” (Hidalgo, 1989, pág. 461)

muros

M/Vd≥1 0.13 ´ pero≤0.52 0.26

M/Vd=0 0.17 ´ pero≤0.84 0.42

5)APLASTAMIENTO 0.25f´m pero≤6.3 0.125 f´m pero≤3.15

B.MODULO DE ELASTICIDAD ver A.6.2 ver A.6.2

II. ARMADURA

A. TENSIONES ADMISIBLES

1) ACERO A44-28H

ESTATICO 140 140

SÍSMICO 185 185

1) ACERO A63-42H

ESTATICO 170 no usar

SÍSMICO 220 no usar

1) ACERO AT56-50

ESTATICO 170 170

SÍSMICO 220 220

B.MODULO DE ELASTICIDAD 2,1 ∗ 10 2,1 ∗ 10


I11



SUPOSICIONES DE DISEÑO

La Norma E-070 ALBAÑILERÍA 2006 menciona con respecto al diseño en albañilería

armada:

La deformación unitaria en el acero de refuerzo y en la albañilería será asumida directamente

proporcional a la distancia medida desde el eje neutro.

La deformación unitaria máxima de la albañilería, , en la fibra extrema

comprimida se asumirá igual a 0,002 para albañilería de unidades apilables e igual

a 0,0025 para albañilería de unidades asentadas cuando la albañilería no es confinada

y de 0,0055 cuando la albañilería es confinada.

Los esfuerzos en el refuerzo, por debajo del esfuerzo de fluencia especificado, y ,

se tomarán iguales al producto del módulo de elasticidad por la deformación

unitaria del acero. Para deformaciones mayores que la correspondiente a y los

esfuerzos en el acero se considerarán independientes de la deformación e iguales a

y .

La resistencia a la tracción de la albañilería será despreciada.

El esfuerzo de compresión máximo en la albañilería, 0,85 ´ será asumido

uniformemente distribuido sobre una zona equivalente de compresión, limitada por

los bordes de la sección transversal y una línea recta paralela al eje neutro de la

sección a una distancia a = 0,85 c , donde c es la distancia del eje neutro a la fibra

extrema comprimida.

El momento flector actuante en un nivel determinado se determinará del análisis

estructural ante sismo moderado. El momento flector y la fuerza cortante factorizado

serán 1,25 1,25 respectivamente. La resistencia en flexión,

de todas las secciones del muro debe ser igual o mayor al momento de diseño

obtenido de un diagrama de momentos modificado, de manera que el momento hasta

una altura igual a la mitad de la longitud del muro sea igual al momento de la base

y luego se reducirá de forma lineal hasta el extremo superior.


I12



RESISTENCIA REQUERIDA

(Hidalgo, 1989, pág. 461) Los factores de mayoración de cargas para determinar la

resistencia requerida son los siguientes.

1.4

0.9 1.4

1.4 1.7

EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD RESISTENTE

Según la norma E-070 ALBAÑILERIA 2006:

Para todos los muros portantes se debe cumplir que la capacidad resistente a flexión

, considerando la interacción carga axial - momento flector, reducida por el factor

∅, sea mayor o igual que el momento flector factorizado .

∅

El factor de reducción de la capacidad resistente a flexo compresión ∅ , se calculará

mediante la siguiente expresión:

0,65 ∅ 0,85 0,2 / 0,85 (28.3a)

Donde 0.1 ´ . .

(Hidalgo, 1989, pág. 462) Si la tensión de fluencia del refuerzo es igual o menor que

4200kg/cm2 y la armadura es simétrica, en los casos de baja carga axial de

compresión.

Flexión ∅ 0.85

Flexo compresión ∅=0.65

0.10 ´ . ∅ 0.85´ .

0.40 ´ . ∅ 0.85 .

Para muros de sección rectangular

. . .2


I13



Dónde:

0,8

Área del refuerzo vertical en el extremo del muro

Para calcular el área de acero “ ” a concentrar en el extremo del muro, se deberá

utilizar la menor carga axial: 0,9

Para sección no rectangular la misma fórmula anterior.

Por lo menos se colocará 2∅3/8”, o su equivalente, en los bordes libres del muro y

en las intersecciones entre muros.

En la zona central del muro el refuerzo vertical mínimo será el requerido por corte

fricción de acuerdo a lo indicado.

El valor “ ” se calculará sólo para el primer piso ( ), debiéndose emplear para

su evaluación la máxima carga axial posible existente en ese piso: 1,25 ,

contemplando el 100% de sobrecarga.

RESISTENCIA A CORTE

El diseño por fuerza cortante se realizará para el cortante “ ” asociado al

mecanismo de falla por flexión producido en el primer piso. El diseño por fuerza

cortante se realizará suponiendo que el 100% del cortante es absorbido por el

refuerzo horizontal. El valor “ ” considera un factor de amplificación de 1,25, que

contempla el ingreso de refuerzo vertical en la zona de endurecimiento.

El valor “ ” se calculará con las siguientes fórmulas:

Primer Piso: 1.25 …no menor que

Pisos Superiores: 1.25 …no mayor que

El esfuerzo de corte / no excederá de 0,10 ´ en zonas de posible

formación de rótulas plásticas y de 0,20 ´ en cualquier otra zona.

En cada piso, el área del refuerzo horizontal ( ) se calculará con la siguiente

expresión:


I14



..

Espaciamiento del refuerzo horizontal

0,8 Para muros esbeltos, donde: / . 1

Para muros no esbeltos, donde: / . 1

COMPARACIÓN CON EL DISEÑO POR RESISTENCIA

El diseño por tensiones admisibles es incapaz de predecir y controlar el modo de falla de los

elementos estructurales, y consecuentemente la capacidad de absorción y disipación de

energía en el caso que las solicitaciones impliquen un comportamiento inelástico de los

materiales, aspecto que es importante en un país sísmico como chile (Hidalgo, 1989, pág.

442)

(San Bartolome, 1994) Hace hincapié en el diseño de albañilería con respecto a la norma E

070, proporcionando fórmulas para el diseño en cada caso.

DISEÑO POR COMPRESIÓN AXIAL

(San Bartolome, 1994, pág. 88) En el diseño por compresión axial de los muros armados y

confinados, el esfuerzo admisible (Fa) está dado por la siguiente expresión (donde la

cantidad entre paréntesis expresa la reducción de resistencia por esbeltez del muro):

0.2 ´ 135

En tanto que el esfuerzo axial máximo (fa), calculado con la solicitación de servicio, resulta

menor al esfuerzo admisible:

DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES

(San Bartolome, 1994, pág. 89) El esfuerzo admisible para mortero sin cal (en muros

armados y confinados) es:


I15



1.2 0.8 2.7 / 2

Dónde:

El esfuerzo cortante actuante es:

En Albañilería Armada con bloques de concreto, el refuerzo horizontal se calcula con la

ecuación: 2 / . Esta expresión proviene de suponer que toda la fuerza

cortante es absorbida por el refuerzo horizontal (fórmula de diseño elástico en concreto

armado):

/ / /2 2 /

DISEÑO POR FLEXOCOMPRESIÓN

(San Bartolome, 1994, pág. 93) Para efectos temporales (sismos) deberá cumplirse tanto en

los muros confinados como en los armados la siguiente expresión:

1.33

Donde

0.4 ´ (Resistencia admisible en compresión por flexión)

(Esfuerzo axial actuante)

(Esfuerzo producido por el momento flector)

Para el caso de Albañilería Armada el procedimiento de diseño por flexo compresión es

similar al mostrado para muros confinados, sólo que el refuerzo vertical deberá repartirse a

lo largo de la longitud del muro. En este caso, de no pasar el muro por flexo compresión,

deberá modificarse la calidad de la albañilería ( ) o incrementarse el espesor del muro.

Adicionalmente, deberá verificarse que la cuantía mínima sea pv > 0.001 (según la Norma

pv mín = 0.0005), Y que en los extremos del muro se coloque el refuerzo vertical mínimo.


I16



MURO NO PORTANTE

Los cercos y parapetos de albañilería armada se diseñan generalmente como

elementos en voladizo sometidos a cargas laterales de viento y/o sismo. De

acuerdo a la Norma de Albañilería, estos muros deben ser reforzados de tal

manera que la armadura resista el íntegro de las tracciones, no admitiéndose

en la albañilería tracciones mayores a 8 kg/cm2. La carga lateral sísmica, por

unidad de área, perpendicular al plano del muro, se obtiene de la Norma de

Diseño Sismo Resistente. La carga lateral de viento se obtiene de la Norma

de Cargas. (Gamarra, 2002, pág. 65)


I17



CAPÍTULO III. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Lo más importante es el proceso constructivo de los muros armados, al ser el componente

principal de la albañilería armada.

UNIDADES

Se utilizan para la construcción de los muros armados las unidades alveolares sílico-

calcáreas (Figura 8.) y los bloques de concreto vibrado (Figura 7.), con una edad mínima

de 28 días después de su fabricación. Hace algunos años se empleaba unidades de arcilla

(bloques "PREVI"); sin embargo, éstas fueron discontinuadas, aunque es posible realizar

su preparación.

Tanto las unidades sílico-calcáreas como los bloques de concreto deben asentarse en seco,

por lo que es necesario utilizar mortero con cal para proporcionar retentividad a la mezcla.

Las razones por las cuales estas unidades se asientan en seco son:

‐ La unidad sílico-calcárea tiene baja succión natural (15 gr /200 cm2-min).

‐ De saturarse el bloque de concreto, éste puede contraerse al secar, agrietándose el

muro; sin embargo, es conveniente humedecer su cara de asentado con una brocha

con agua para reducir su alta succión (40 gr /200 cm2-min) y de paso, eliminar las

partículas sueltas.

‐ La unidad debe absorber el aglomerante del grout, con el objeto de que ambos

elementos se integren.

En algunos países se utilizan bloques de concreto en forma de H, los que permiten instalar

primeramente el refuerzo vertical, para luego insertar horizontalmente los bloques. Esta

operación no es posible realizarla con las unidades que actualmente se producen en el Perú,

por lo que es necesario asentar las unidades mediante uno de los dos procedimientos

siguientes:

a. Colocado el refuerzo vertical en su altura necesaria (incluyendo el traslape en el piso

superior), se insertan verticalmente los bloques desde arriba, para finalmente

rellenarlos con grout.


I18



b. Colocadas las espigas verticales ("dowe") en la cimentación, o los traslapes de los

pisos superiores, se asientan las unidades del entrepiso; posteriormente, se inserta el

refuerzo vertical traslapándolo con la espiga y finalmente, se rellenan los alveolos

con grout.

Al menos para el primer entrepiso (el más solicitado por efectos sísmicos) se recomienda

seguir el procedimiento "a", para de esta manera evitar problemas de traslapes entre las

varillas verticales y procurar mantener la verticalidad de esas varillas. En el procedimiento

“a” las varillas verticales quedan fijas al atortolarlas contra el acero horizontal, mientras

que en el proceso "b" quedan sueltas.

Para ambos procedimientos, es necesario que el refuerzo vertical encaje en los alveolos de

las unidades, por lo que se requiere emplantillar la cimentación y colocar con gran precisión

dicho refuerzo. De esta manera, es necesario que la cimentación sea una losa de concreto

(solado con un peralte que permita anclar el refuerzo vertical) o un cimiento corrido de

concreto simple, ya que las grandes piedras que se emplean en los cimientos de concreto

ciclópeo pueden golpear y desplazar al refuerzo vertical.

Figura 6. Bloques de concreto recortados para alojar refuerzo vertical continuo, con estribos a corto

espaciamiento en el talón del muro. En este caso, los bloques se encajan horizontalmente (proceso “a”)

Fuente: (San Bartolomé; 1994, pág. 31)


I19



Uno de los grandes defectos que se ha observado es que al no encajar las espigas con los

alveolos de las unidades, estas varillas se doblan (“gritan”) forzando la penetración,

perdiéndose así la capacidad del refuerzo de transmitir tracciones o esfuerzos por corte-

fricción (para que trabaje el refuerzo debe estar recto).

CONCRETO Y MORTERO FLUIDO (“GROUT”)

Dependiendo del tamaño de los alveolos se utiliza mortero o concreto líquido, con la

consistencia de una sopa espesa de sémola.

Con el objeto de eliminar las juntas frías, producto de las rebabas del mortero que caen de

1as juntas horizontales, se usan 2 procedimientos de construcción dependiendo del tipo de

unidad.

a) En los bloques de concreto a emplearse en la primera hilada (base del muro),

correspondientes a la zona donde exista refuerzo vertical, se abren unas ventanas de

limpieza de 3x4 pulgadas. Luego de asentar la primera hilada, se coloca arena seca

en el interior de dichas ventanas (Figura 7), esto permite extraer constantemente los

desperdicios del mortero. Finalmente, se limpian y se sellan (encofran) las ventanas

antes de vaciar el concreto fluido.

Figura 7. Ventanas de limpieza en bloques de concreto, observese la arena seca para eliminar los

desperdicios del mortero



I20



b) Cuando se emplea unidades sílico-calcáreas, se usan tubos de plástico (PVC) con

una esponja en su extremo inferior, de manera que el tubo corra a través del refuerzo

vertical y los desperdicios del mortero caigan sobre la esponja (Figura 8.).

Figura 8. Unidades Sílico – Calcáreas, los tubos PVC tienen en su extremo inferior una esponja.

Nótese además, las espigas verticales y el refuerzo horizontal


Es conveniente indicar que el vaciado del grout puede producir burbujas de aire creando

cangrejeras, especialmente cuando no se ha empleado ventanas de limpieza que permitan

desfogar el aire entrampado en los alveolos, por lo que es recomendable crear pequeños

agujeros en las unidades sílico-calcáreas.

En cuanto al proceso de vaciado del grout, antiguamente se rellenaban los alveolos

conforme se levantaban las hiladas empleando el mortero de las juntas; sin embargo, se

creaban muchas juntas frías por el tiempo que transcurría entre la construcción de hiladas

consecutivas y también porque las unidades son absorbentes. Actualmente se emplean 2

procesos de vaciado:

1. Llenado por Etapas (“Low-Lift Grouting”)

En este proceso se construye el muro hasta la mitad del entrepiso (1.3 m). Al día siguiente

se vacía el grout hasta alcanzar una altura de 1.5 pulgadas por debajo del nivel superior del

muro (para crear una llave de corte, Figura 9.), dejando que el refuerzo vertical se extienda


I21



una longitud igual a la de traslape; luego, se construye la mitad superior, repitiendo el

proceso.

Figura 9. Llenado por etapas (Low-Lift Grouting)


2. Llenado continuo (“High-Lift Grouting”)

Este proceso se recomienda para un avance rápido de la obra y también porque así se elimina

la posibilidad de formación de juntas frías en la mitad de la altura del entrepiso.

En este proceso se levanta la albañilería de todo el entrepiso; luego, estando colocado el

refuerzo vertical, se vacía el grout hasta 1.3 m de profundidad, de manera que llegue hasta

la mitad de la hilada central para crear una llave de corte. Posteriormente, se espera un

tiempo prudencial, entre 15 a 60 minutos, de manera que el grout tenga tiempo para

asentarse y también para evitar posibles roturas de las unidades por la presión hidrostática

del grout. Finalmente, se procede con el vaciado de la mitad superior del muro (Figura 10.).

En el caso que la albañilería sea parcialmente rellena (con grout sólo en los alveolos que

contengan refuerzo vertical), es conveniente rellenar previamente a media altura todos los

bloques que no contengan refuerzo y que correspondan a la última hilada (Figura 11.); el

objetivo de esta operación es crear llaves de corte entre el techo y la última hilada, así como

evitar que el concreto del techo (o solera) se desperdicie en el interior del muro.


I22



Cabe recalcar que el empleo de muros portantes parcialmente rellenos no es recomendable

en zonas sísmicas.

Figura 10. Llenado continuo (High-Lift Grouting)


Figura 11. Albañilería parcialmente rellena. Nótese el relleno a media altura de los bloques de la

última hilada



I23



En los dos procesos, el vibrado es esencial para eliminar los bolsones de aire y también para

favorecer una mejor adherencia entre el grout y el acero vertical, ya que al secarse el grout,

tiende a separarse tanto del refuerzo como de la unidad.

Para el caso en que se utilice bloques de concreto, es mejor el chuceo con una madera de

sección 1x2 pulgadas que el uso de una varilla de acero, puesto que con la madera se logra

compactar adecuadamente el grout. De usarse vibrador, debe tenerse el cuidado de no tocar

el refuerzo vertical; de hacerlo, es posible que se pierda su adherencia con el grout.

Es también necesario indicar que los muros largos (más de 10m) tienen la tendencia a

fisurarse, ya sea por efectos de contracción de secado del grout, como por cambios de

temperatura. Por lo tanto, es necesario la colocación de juntas verticales de debilidad,

creadas a lo largo de la altura total del muro (sin atravesar la losa del techo), rellenas con

algún material blando como tecnopor o un mortero de baja calidad.

ACERO

El acero a usar depende del diseño del muro armado, aquí presentamos algunas

consideraciones de los empalmes recomendados:

LONGITUD DE EMPALME POR TRASLAPE DE BARRAS DE REFUERZO

VERTICAL, DE MUROS DE ALBAÑILERÍA ARMADA

En edificaciones de albañilería armada, el acero de refuerzo vertical es una de las mejores

alternativas para controlar el mecanismo de disipación de energía cuando se logra que este

refuerzo fluya por efecto de los momentos de flexión que produce la acción de un sismo,

con este propósito, se debe tener un buen detalle de las armaduras, dentro del cual las

longitudes de empalmes por traslape son fundamentales. (Astroza, 2005, Pág. 2)

Por limitaciones en la construcción, muchas veces es necesario empalmar las barras

verticales de un muro de albañilería armada, lo que se hace mayoritariamente por simple

traslape de ellas. Se debe lograr que la capacidad del muro con barras empalmadas debe ser

la misma que la del elemento sin empalmes, es decir, cualquier barra vertical debe alcanzar

en la zona empalmada su máxima resistencia nominal, sin que se produzca una “falla del


I24



empalme”, para evitar que la capacidad resistente y la capacidad de deformación y de

disipación de energía del muro se vean disminuidas.

En general, las recomendaciones indican que los empalmes se deben ubicar lejos de los

puntos donde se producen las máximas solicitaciones en las barras y no deben ubicarse a la

misma altura para todas las barras.

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE EMPALME POR TRASLAPE

Para la determinación de la longitud de empalme por traslape se consideraron además, el

tipo de unidad, la calidad del material de relleno, el espesor del recubrimiento de material

de relleno en torno de la barra y el diámetro de la barra. Las unidades utilizadas

corresponden a ladrillos cerámicos y a bloques de hormigón.

17624 305 25204 322 3332

Donde:

= capacidad esperada del empalme [libras]

= longitud de empalme ensayado [pulgadas]

= diámetro de la armadura [pulgadas]

= resistencia a compresión de la albañilería ensayada [libra/pulgada2]

= recubrimiento de la armadura, incluyendo el espesor de la pared de la unidad

[pulgada]

Para determinar la longitud del traslape según ensayos realizados en los Estados Unidos de

Norteamérica (NCMA, 1999):


I25



PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

El procedimiento constructivo según Gamarra (2002, pág. 76) es como sigue:

a. En cimentación:

Localizar y colocar correctamente la totalidad de las varillas de arranque de

refuerzo vertical.

Colocar gancho al fondo del cimiento.

Correcta localización en planta para lograr coincidencia con el centro de las

celdas verticales de la unidad de albañilería.

Correcto amarre para disminuir riesgo de desplazamiento.

b. En la primera hilada en primer nivel:

Trazar y cimbrar todos los muros.

Formar en seco, sin pega, la primera hilada de todos los muros.

Verificar la localización de tuberías (tolerancia).

Definir localizaciones de ladrillos medios para trabar y de ventanas para

limpieza de celdas.

Pegar primera hilada con mortero, verificando la exactitud de su nivel superior.

c. En la construcción de muros:

Utilizar escantillones con marcación de las hiladas en ambos extremos de cada

muro, y un hilo que las una al nivel de la hilada que se está pegando.

Controlar con exactitud el consumo de mortero, con las ventajas de economía

Construir los muros prolongando las tuberías de instalaciones y colocando el

refuerzo horizontal y los conectores

Viga intermedia: los muros de algunos proyectos requieren el uso de una viga a

mitad de altura del muro; para ello se usan elementos especiales que permiten

mantener la apariencia del muro. Pero, al mismo tiempo, permiten colocar el

refuerzo y el concreto de la viga, y que el refuerzo vertical continúe.

Verificar uniformidad del nivel superior de los muros

Limpieza de las celdas en donde se coloca el refuerzo vertical.

Colocación del refuerzo vertical.


I26



Llenar con mortero de relleno (grout) las celdas con refuerzo vertical y,

eventualmente, algunas otras. Utilizar embudo y “retacar” el mortero.

Retirar del nivel superior del muro los sobrantes de mortero.

Reasegurar las piezas de mampostería que se hayan despegado durante el

proceso de limpieza de celdas y colocación del mortero de relleno.


I27



CAPÍTULO IV INFLUENCIA DE PARÁMETROS RELEVANTES

EFECTO RELEVANTE DE LA RELACIÓN DE ASPECTO H/L

Una serie de autores (Matsumura (1987), Okamoto et al. (1987); Schultz et al. (1998);

Kikuchi et al. (2004)) han concluido que la relación de aspecto a = H/L determina en gran

medida el tipo de falla de un muro. Gallegos (1991) presenta un esquema con los tipos de

falla en función de la relación de aspecto, donde se observa que para muros que poseen a >

2 predomina la falla por flexión, mientras que para a < 1 se presenta falla por corte. (Aguilar,

2013, pág. 43)

Figura 12. Modos de falla vs. Relación de aspecto a=H/L

Fuente: (Adaptado de gallegos; 1991: pág. 178)

EFECTO DE LA PRE COMPRESIÓN

Matsumura (1987), a partir de campañas experimentales con muros de albañilería armada

de bloques de hormigón, establece que un aumento de la pre compresión aumenta la

resistencia al corte y que estas variables presentan una dependencia cuasi-lineal, tanto para

albañilería con grout completo como para albañilería con grout parcial; haciendo uso de

modelación numérica, realiza un estudio sobre muros de corte de albañilería armada y como

resultado obtiene que el nivel de pre compresión óptimo es cercano al 40% de la resistencia

prismática a la compresión de la albañilería.

Si bien, se acepta que la pre compresión es beneficiosa del punto de vista de la resistencia a

corte, Alcocer (1997) plantea que mientras mayor es la carga axial, más acelerado es el

deterioro de la rigidez y de la resistencia a corte de un muro de albañilería. Así también lo

reconoce la norma NCh1928 (2003) en su anexo F. En contraposición, Da Porto (2011)


I28



concluye a partir de una investigación experimental con muros de albañilería armada, que

la carga axial no tiene mayor influencia en la degradación de rigidez.

EFECTO DEL ACERO DE REFUERZO VERTICAL

Haach et al. (2011) explica que el refuerzo vertical muestra una pequeña influencia en la

resistencia lateral, cuando predomina el efecto del cortante, pero proporciona una mejora

significativa a la resistencia ante fuerzas laterales cuando el comportamiento del muro es

gobernado por flexión, debido a que resiste los esfuerzos de tracción donde el muro tiende

a levantarse.

En las propuestas para estimar la resistencia a corte de muros de albañilería armada de Shing

et al. (1990), la norma neozelandesa NZS4230 (2004), Voon (2007), el Instituto de

arquitectura de Japón (1987), Matsumura (1987) y Tomazevic (1999) se reconoce que la

presencia de armadura vertical aumenta la resistencia máxima al corte de un muro de

albañilería. (Aguilar, 2013, pág. 45)

Por otro lado, si bien la teoría elástica dice que concentrar de armadura vertical en los

extremos es un 33% más eficiente que distribuirla uniformemente a lo largo del muro, para

los típicos porcentajes de refuerzo y los bajos niveles de carga axial en construcciones de

albañilería, la capacidad en flexión del muro no se ve alterada por la distribución del acero

de refuerzo vertical. (Paulay & Priestley, 1992, pág. 76)

EFECTO DEL ACERO DE REFUERZO HORIZONTAL

El refuerzo horizontal define en gran parte el tipo de falla que presentará un muro. Reportan

que dependiendo de la cuantía de refuerzo horizontal y de la eficiencia del anclaje de éste,

se pueden presentar dos tipos de falla en los muros de corte de albañilería armada: falla

dúctil o falla frágil (Figura 13). Con refuerzo horizontal adecuado y anclaje que permita que

éste alcance la fluencia, se logra una redistribución de tensiones en el muro de albañilería

después de iniciada la grieta diagonal característica de una falla por corte. El refuerzo

horizontal participa del mecanismo resistente sólo después del inicio del agrietamiento

diagonal (Haach et al., 2011), evita que las grietas diagonales iniciales se ensanchen, y en


I29



vez de eso se extienden nuevas grietas por el muro otorgando al elemento un

comportamiento dúctil (Voon, 2007, pág. 133).

Figura 13. Izquierda: Falla frágil. Derecha: Falla dúctil

Fuente: (Voon, 2007, pág. 711)

EFECTO DE LA DUCTILIDAD

Anderson y Priestley (1992) estudiaron el efecto de la ductilidad de los muros de albañilería

armada sobre la resistencia a cortante de éstos. Estos autores propusieron que el aporte de

la albañilería a la resistencia al corte disminuye con el aumento de la ductilidad del muro.

Voon (2007) y la normativa neozelandeza NZS 4230 también utilizan esta idea en sus

propuestas para estimar la resistencia máxima al corte.

Con fines de diseño, la ductilidad se debe limitar para evitar daño estructural excesivo en

los muros. Para diferentes tipos de construcción en albañilería Tomazevic (1997)

recomienda los valores presentados en la Tabla 02. A nivel normativo, el código de diseño

NZS 4230 (2004) establece que la ductilidad debe ser superior a 4 y explicita un método

para estimar este parámetro, en función de la cuantía y la tensión de fluencia del refuerzo

horizontal, la resistencia a la compresión de la albañilería, la carga axial solicitante y las

dimensiones del muro. En la norma nacional, no se encuentran recomendaciones ni límites

acerca de la ductilidad que deben mostrar los muros diseñados bajo este reglamento. (Víctor

H. Aguilar, 2013, pág. 49)


I30



Tabla 02. Valores de ductilidades experimentales y de diseño para muros de

albañilería simple, confinada y armada. (Tomazevic, 1997, pág. 88)

Fuente: Tomazevic, 1997, pág. 88

EFECTO DEL TIPO DE ENSAYO

Los muros de corte normalmente se ensayan para condición de apoyo bi-empotrado o en

voladizo, siguiendo un esquema similar al mostrado en la Figura 14.

Figura 14. Esquema de ensayo para muros de corte de albañilería armada

Fuente: (Minaie et al., 2012, pág. 136)

Se pueden esperar resultados significativamente diferentes en pruebas sobre muros de

albañilería armada donde se apliquen diferentes patrones y frecuencias de carga. A partir de

los resultados publicados por Tomazevic et al. (1996), se puede concluir que las diferencias

entre aplicar un ensayo estático y dinámico son del orden de un 12% en la resistencia al

corte y de un 20% en parámetros de deformabilidad. A su vez, al variar el patrón de carga,


I31



las diferencias observadas en la resistencia al corte son del orden de un 20%, y en las

deformaciones son extremadamente altas (>200%).

El patrón de carga (a) permite deformaciones máximas muy superiores a los demás tipo de

ensayo. Hallazgos similares muestran Dhanasekar y Haider (2011) a partir de ensayos sobre

albañilería armada con grouting parcial. Estos autores destacan entre sus conclusiones, que

a diferencia de los miembros de hormigón armado, la ductilidad medida con ensayos de

carga monótona (patrón (a)) no es fiable en pruebas con muros de albañilería armada y que

ensayos de carga cíclicos son absolutamente esenciales para este fin. (Aguilar, 2013, pág.

52)


I32



CAPÍTULO V. MODOS DE FALLA

Un muro de albañilería armada sometido a solicitaciones en su plano presenta patrones de

falla conocidos. Como muestra la Figura 16, se desarrollan grietas horizontales producto de

la tracción, las zonas con alta compresión sufren aplastamiento y se abre una diagonal en un

ángulo aproximadamente de 45°, el predominio de uno u otro patrón de agrietamiento lo

define principalmente la relación de aspecto del muro. (Aguilar, 2013, pág. 55)

Figura 15. Patrones típicos de agrietamiento en un muro de albañilería armada sometido a fuerzas

cortantes en su plano

Fuente: (Haach, 2009, pág. 136)

Figura 16. Modos de falla en muros de albañilería armada solicitados por cargas laterales

Fuente: (Voon; 2007, pág. 712)


I33



FALLA POR FLEXIÓN

La falla por flexión consiste en la fluencia del acero vertical en tracción, presencia de grietas

horizontales y aplastamiento de la albañilería en compresión. El muro en este caso se

comporta como una viga en voladizo, normalmente éste es el modo de falla preferido ya que

es un modo de falla dúctil y una forma eficaz de disipar energía (Voon, 2007, pág. 713).

Figura 17. Falla por flexión que género en deslizamiento

Fuente: (Chile, 1985)

FALLA POR DESLIZAMIENTO

Se habla de falla por deslizamiento cuando en la base de un muro se producen

desplazamientos relativos excesivos entre hileras de unidades de albañilería. El esfuerzo

cortante que produce esta falla es resistido por la acción conjunta de la fricción entre hileras

(donde participa el mortero de pega) y el refuerzo vertical (Priestley, 2007, Pág. 76).


I34



Figura 18. Falla por deslizamiento en alba;ileria armada


FALLA POR CORTE

La falla por corte se caracteriza por el agrietamiento diagonal a lo largo del muro. Esta falla

puede ser frágil o dúctil dependiendo de la cuantía de acero de refuerzo horizontal y de la

eficiencia del anclaje de éste (Sveinsson et al., 1985), la figura VII, muestra de forma visual

como se presenta una falla frágil y una dúctil. Voon (2007) explica que el refuerzo horizontal

evita que las grietas se ensanchen, previniendo el colapso repentino del muro, en vez de eso,

conforme aumenta la solicitación lateral se van desarrollando grietas diagonales por todo el

muro. La falla por corte puede ser a traves de la junta de mortero o atravesando las unidades.

La primera se da cuando la tracción diagonal que solicita el muro supera la resistencia de la

interfase unidad - mortero, mientras la segunda ocurre cuando la compresión diagonal

supera la resistencia de la albañilería.


I35



Figura 19. Falla por corte – fricción en la base.



I36



CAPÍTULO VI. CARACTERÍSTICAS LIMITANTES Y NO

LIMITANTES DEL USO DE ALBAÑILERÍA ARMADA

El sistema de albañilería armada frente a la albañilería convencional ofrece más ventajas

en cuanto al flexo-compresión.

Características limitantes:

a. Se requiere suficiente y balanceada cantidad y longitud de muros en las dos

direcciones ortogonales del edificio, para lograr suficiente rigidez en ambos

sentidos. La rigidez en una dirección no puede diferir en más del 20% de la rigidez

en la otra dirección.

b. Son muros estructurales, es decir, soportan y transmiten cargas verticales y fuerzas

horizontales. Por esta razón son inamovibles, es decir, no es permitido que una vez

terminada la construcción el muro sea removido para unir dos espacios interiores.

c. Requiere una cantidad importante de personal medianamente calificado (tipo oficial

de construcción), en particular para la construcción de la mampostería.

d. No es conveniente su combinación con otros sistemas estructurales flexibles

porque el comportamiento combinado bajo sismos obliga a tener precauciones de

alto costo.

e. Puede ser inestable cuando, por accidente o ignorancia, se retira un muro portante

en algún piso, o se afecta una placa entrepiso. (Gamarra, 2002, pag. 65)

f. Las unidades que se emplean son más costosas que las tradicionales, ya que éstas

son especiales. En la tesis (PUCP-1989) desarrollada por la lng. Liliana Ugaz, se

observó en un edificio de 4 pisos que la solución estructural con muros de

Albañilería Armada y unidades sílico-calcáreas era 25% más costosa que la

Confinada con unidades de arcilla.

g. El concreto fluido requiere de un 50% más de cemento para lograr la misma

resistencia que un concreto normal. Además, en las regiones sísmicas, es

recomendable rellenar todos los alveolos de los muros portantes, a no ser que se usen


I37



unidades sólidas en las zonas del muro donde no exista refuerzo vertical, lo que

evidentemente complica el proceso constructivo.

h. En todos los entrepisos se requiere utilizar refuerzo mínimo (horizontal y vertical),

para evitar que los muros se fisuren por contracción de secado del grout.

i. No es recomendable el uso de concreto ciclópeo en la cimentación, más bien debe

usarse un sistema de cimentación más caro, como el solado o el concreto simple

corrido.

j. Al no existir columnas en los extremos de los muros armados, la fisuración por

flexión ocurre en una etapa temprana de solicitación sísmica; asimismo, su rigidez

lateral inicial es más baja que la de los muros confinados (en los muros confinados

las columnas de concreto deben transformarse en área equivalente de albañilería,

incrementándose sustancialmente el momento de inercia de la sección transversal).

(San Bartolomé, 1994, pág. 37)

k. Requiere Supervisión Técnica permanente, puesto que diariamente se está

construyendo ESTRUCTURA, y cada elemento que se coloca es parte fundamental

de ella. Todos los componentes son estructurales.

Características no limitantes:

a. Alta velocidad de construcción.

b. Como cualquier otro sistema estructural, cuando es bien diseñado y bien construido,

es estable y capaz de soportar las cargas de diseño durante su vida útil prevista.

c. Obliga a tener perfecta coordinación y definición de planos arquitectónicos,

estructurales, y de instalaciones, puesto que no se puede romper los muros

estructurales para colocar tubos. (Gamarra, 2002, pág. 66)

d. Al no existir columnas en los muros armados, no se requiere de encofrados para esos

elementos.

e. Presentan mejor acabado y, de emplearse unidades caravistas, no necesitan de

tarrajeo ni de pinturas.

f. Al emplearse refuerzo vertical uniformemente distribuido se mejora la transferencia

de esfuerzos por corte-fricción entre el techo y el muro; y también, entre el muro y

la cimentación. (San Bartolomé, 1994, Pág. 37)


I38



CONCLUSIONES

El sistema de albañilería armada frente a la albañilería convencional ofrece más

ventajas en cuanto a la flexo-compresión.

La Norma E-070 brinda especificaciones con respecto al diseño que pueden ser

complementadas con la norma NCH 1928.


I39



RECOMENDACIONES

Para el diseño se debe cumplir lo establecido por el reglamento, para garantizar todos

los parámetros estructurales y de seguridad.

Se recomienda usar refuerzo tanto horizontal como vertical para minimizar los

daños que se puedan presentar durante las diferentes fallas en el muro.


I40



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I42



ANEXOS

Grupo HP’s

Guido, Brandon, Gaby y Walter

Grupo HP’s

Trabajo 06 - Teoria

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