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Trabajo 06 - Teoria
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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
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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
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III
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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).
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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.
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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
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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.
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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:
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‐ 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.
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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.
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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)
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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.
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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.
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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)
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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).
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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.
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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
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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.
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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
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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:
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..
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:
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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.
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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)
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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.
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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)
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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
Fuente: (San Bartolomé; 1994, pág. 32)
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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
Fuente: (San Bartolomé; 1994, pág. 32)
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
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una longitud igual a la de traslape; luego, se construye la mitad superior, repitiendo el
proceso.
Figura 9. Llenado por etapas (Low-Lift Grouting)
Fuente: (San Bartolomé; 1994, pág. 33)
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.
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Cabe recalcar que el empleo de muros portantes parcialmente rellenos no es recomendable
en zonas sísmicas.
Figura 10. Llenado continuo (High-Lift Grouting)
Fuente: (San Bartolomé; 1994, pág. 34)
Figura 11. Albañilería parcialmente rellena. Nótese el relleno a media altura de los bloques de la
última hilada
Fuente: (San Bartolomé; 1994, pág. 34)
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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
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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):
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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.
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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.
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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)
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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
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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)
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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,
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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)
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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)
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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).
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Figura 18. Falla por deslizamiento en alba;ileria armada
Fuente: (Chile, 1985)
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.
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Figura 19. Falla por corte – fricción en la base.
Fuente: (Chile, 1985)
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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
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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)
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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.
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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.
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