Trabajo 06 - Teoria

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Trabajo 06 - Teoria

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  • AlbaileraArmadaALBAILERAESTRUCTURAL

    GRUPO:HPS ELVISRUSNEL CAPIA QUISPE ARNALDO BRANDONCUBAASILLO GUIDOFLORESQUISPE WALTERQUISPEBELLIDO GABYNARDY VILCAPAZA CONDORI

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    INDICEGENERAL INTRODUCCIN .......................................................................................................... ii

    ALBAILERA ESTRUCTURAL ............................................................................ ii TIPOS DE ALBAILERA ........................................................................................ ii

    RESUMEN .................................................................................................................... vi OBJETIVOS ................................................................................................................ viii CAPTULO I. ASPECTOS GENERALES ................................................................. 1

    NATURALEZA ........................................................................................................... 1 ENSAYOS MONOTNICOS ..................................................................................... 3

    MUROS EN FLEXIN PERPENDICULAR A SU PLANO ...................................... 3 MUROS EN FLEXO-COMPRESIN ....................................................................... 3 MUROS EN CORTE ................................................................................................. 4 MUROS EN COMPRESIN DIAGONAL ................................................................ 5

    CAPTULO II. DISEO ............................................................................................... 6 DISEO EN ALBAILERA ARMADA .................................................................. 7

    DISEO POR TENSIONES ADMISIBLES ............................................................... 8 DISEO POR RESISTENCIA ................................................................................. 10

    SUPOSICIONES DE DISEO .................................................................................. 11 RESISTENCIA REQUERIDA .................................................................................. 12 EVALUACIN DE LA CAPACIDAD RESISTENTE ............................................ 12

    RESISTENCIA A CORTE ........................................................................................ 13 COMPARACIN CON EL DISEO POR RESISTENCIA ..................................... 14 DISEO POR COMPRESIN AXIAL .................................................................... 14 DISEO POR FUERZAS CORTANTES ................................................................. 14 DISEO POR FLEXOCOMPRESIN ................................................................... 15

    MURO NO PORTANTE ........................................................................................... 16 CAPTULO 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 ALBAILERA ARMADA ........................................ 23 DETERMINACIN DE LA LONGITUD DE EMPALME POR TRASLAPE ......... 24

    PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO .................................................................. 25 CAPTULO IV INFLUENCIA DE PARMETROS RELEVANTES .................. 27

    EFECTO RELEVANTE DE LA RELACIN DE ASPECTO H/L .......................... 27 EFECTO DE LA PRE COMPRESIN ..................................................................... 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

    CAPTULO V. MODOS DE FALLA ........................................................................ 32 FALLA POR FLEXIN ............................................................................................ 33 FALLA POR DESLIZAMIENTO ............................................................................. 33 FALLA POR CORTE ................................................................................................ 34

    CAPTULO VI. CARACTERSTICAS LIMITANTES Y NO LIMITANTES DEL USO DE ALBAILERA ARMADA ............................................................... 36 CONCLUSIONES ......................................................................................................... 38 RECOMENDACIONES ................................................................................................ 39 BIBLIOGRAFA ........................................................................................................... 40 ANEXOS ....................................................................................................................... 42

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    INTRODUCCIN Albailera Estructural Son las construcciones de albailera que han sido diseadas racionalmente, de tal manera que las cargas actuantes durante su vida til se transmitan adecuadamente a travs de los elementos de albailera (convenientemente reforzados) hasta el suelo de cimentacin. (San Bartolom, 1994, pg. 5) El sistema estructural de albailera slo debera emplearse cuando las edificaciones contengan una abundancia de muros, como los hoteles y viviendas multifamiliares. No necesariamente toda la estructura debe ser de albailera, existen edificaciones donde la albailera es combinada con placas.

    Tipos de albailera Segn San Bartolom (1994, pg. 5) la albailera se clasifica de dos maneras:

    a. Por la Funcin Estructural (o Solicitaciones Actuantes). b. Por la Distribucin del Refuerzo.

    a. Clasificacin por la Funcin 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 disearse 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 estn sujetos a todo tipo de solicitacin, tanto contenida en su plano como perpendicular a su plano, tanto vertical como lateral y tanto permanente como eventual.

    Figura 2. Muro portante de albailera Fuente:acerosarequipa.com, octubre 2015

    b. Clasificacin por la Distribucin del Refuerzo De acuerdo a la distribucin del refuerzo, los muros se clasifican en:

    a. Muros No Reforzados o de Albailera Simple.

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

    a. Muros No Reforzados o de Albailera Simple Son aquellos muros que no contienen refuerzo; o aun tenindolo, sus cuantas no llegan al mnimo. De acuerdo a la Norma E-070, su uso est limitado a construcciones de un piso; aun as, en Puno podemos ver edificios construidos con albailera simple que superan los dos pisos de altura, tambin en Lima existen muchos edificios antiguos de albailera 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 albailera

    Fuente:acerosarequipa.com, octubre 2015

    b. Muros Reforzados De acuerdo con la disposicin del refuerzo, San Bartolom (1994, pg. 8) los clasifica en:

    a. Muros Armados b. Muros Laminares ("Sandwich") c. Muros Confinados

    a. Albailera Armados

    Los Muros Armados se caracterizan por llevar el refuerzo en el interior de la albailera. Este refuerzo est generalmente distribuido a lo largo de la altura del

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    muro (refuerzo horizontal) como de su longitud (refuerzo vertical). (San Bartolom, 1994, pg. 8)

    b. Muro Laminar ("Sandwich'') Son los muros que estn construidos por una capa delgada de concreto que vara desde 2.5 a 10 cm, estos muros deben ser reforzados con una malla de acero central.

    c. Albailera Confinada Son muros construidos por albailera simple enmarcados por concreto armado, estas columnas y viga se vacan despus de la construccin del muro, la conexin usualmente en Per es dentada, en Chile usan no usan conexiones, la conexin es al ras.

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    RESUMEN En el Captulo I, ASPECTOS GENERALES Se tratar sobre los aspectos generales referidos a la albailera armada y por qu su uso se incrementa frente a la albailera convencional, as tambin sus distintas aplicaciones en edificaciones y los ensayos que se realizan. En el Captulo II, DISEO Se presenta algunas disposiciones bsicas de diseo, adems de los criterios de diseo propiamente dicho (tensiones admisibles y resistencia ltima) algunas frmulas dadas en la Norma E-070. Considerando los diseos por compresin, corte, y flexo compresin. En el Captulo III, PROCIMIENTO CONSTRUCTIVO Se tratar sobre el proceso constructivo de los muros armados; construccin de las unidades alveolares slico-calcreas y los bloques de concreto vibrado, tambin 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 diseo del muro armado y el procedimiento constructivo. En el Captulo IV, INFLUENCIA DE PARAMETROS RELEVANTES Mostramos que la influencia y el tipo de falla del muro, est dado por la relacin de H/L, siendo afectados estos por el:

    Efecto pre compresin.- 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 mxima al corte de un muro de albailera.

    Efecto del acero en refuerzo horizontal.- Es la que en gran parte representa la falla de un muro, que dependiendo de la cuanta horizontal y eficiencia del anclaje.

    En el Captulo V, MODOS DE FALLA Mostramos los diferentes tipos de fallas que se producen en muros de albailera:

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    Falla por flexin.- La falla por flexin consiste en la fluencia del acero vertical en traccin, presencia de grietas horizontales y aplastamiento de la albailera en compresin.

    Falla por deslizamiento.- Es cuando en la base de un muro se producen desplazamientos relativos excesivos entre hileras de unidades de albailera.

    -Falla por corte.- Se caracteriza por el agrietamiento diagonal a lo largo del muro. Esta falla puede ser frgil o dctil.

    En el Captulo VI, CARACTERSTICAS LIMITANTES Y NO LIMITANTES DEL USO DE ALBAILERA ARMADASe har breves comparaciones entre la albailera armada y la albailera confinada.

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    OBJETIVOS

    Obtener conocimientos fundamentales sobre el tema de albailera armada, ensayos que se realizan al sistema estructural y la respuesta a dichos ensayos.

    Brindar algunas de los principios bsicos de diseo en albailera armada utilizando como referencia la Norma E-070.

    Determinar las ventajas y desventajas del uso de la Albailera Armada. Conocer las disposiciones de diseo de la Albailera Armada. La determinacin de las influencias y los modos de falla que presentan en un

    muro de albailera armada.

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    CAPTULO I. ASPECTOS GENERALES La albailera simple no resiste fuerzas a traccin, lo cual lo vuelve muy frgil. Como en la albailera en general los muros trasmiten cargas de gravedad, los esfuerzos a compresin son los que predominan. Debemos solucionar este problema consiguiendo que estos muros sean dctiles que soporten esfuerzos de traccin, reforzando la albailera conseguimos solucionarlo. La albailera armada se usa comnmente para construir elementos como vigas, columnas, losas y muros de contencin; la aplicacin fundamental es la construccin 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 albailera armada se caracteriza por la inclusin de acero, que conjuntamente con la albailera actan como un todo, de similar manera como lo hacen el acero con el concreto. Para lograr esta integracin, que define la naturaleza de la albailera, 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 traccin. (Gallegos & Casabone, 1989, pg. 316)

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    Figura 4. Diferentes formas de reforzar la albailera

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

    Es importante la cuanta de acero y su disposicin, ya que determina las propiedades de la albailera armada. Tambin es importante entender que el esfuerzo de agrietamiento es independiente de la presencia y cantidad del acero el acero comienza a trabajar solo despus del agrietamiento de la albailera ya que su deformacin previos son insignificantes (Gallegos & Casabone, 1989, pg. 317) La albailera armada no solo se aplica al levantamiento de muros, si no que con ellos tambin se construyen elementos prismticos en flexin (vigas y columnas). Sin embargo la aplicacin de estos elementos es irrelevantes en reas ssmicas, donde el muro de albailera es de considerable importancia.

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    ENSAYOS MONOTNICOS MUROS EN FLEXIN 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 (flexin perpendicular a la hilada) y los muros apoyados lateralmente (con la flexin 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 compresin de 10 y 19 MPa, lo que produjo albailera de 8 y 11 MPa respectivamente; variaron tambin la cuanta de refuerzo cuya carga de fluencia promedio fue 460MPa, para tener condiciones bajo-armadas (cuanta 0,6%) y condiciones sobre-armadas (cuanta 2,5%). (Gallegos & Casabone, 1989, pg. 321)

    En este caso los resultados de los ensayos desarrollan las lneas de falla tpicas que caracterizan a las losas de concreto armado, por tanto la albailera armada sometida a cargas perpendiculares se puede efectuar siguiendo los procesos que se desarrollan en las losas de concreto armado.

    MUROS EN FLEXO-COMPRESIN

    Amrheim en 1978, realiz ensayos con muros de albailera armada de ladrillos y bloques tanto de arcilla como de concreto, que se sometieron a cargas monotnicas de compresin axial en combinacin con cargas perpendiculares a su plano. Consiste en simular cargas laterales de sismo o de viento, para las cuales se emple 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 presin.

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    Figura 5. Marco de carga para ensayo de flexo-compresin Fuente: (Gallegos & Casabone, 2005, pg. 268)

    De estos ensayos Amrheim concluy: 1. A mayor carga axial menor ductilidad. 2. La resistencia medida de los muros fue considerablemente mayor que la analtica

    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 conduca a fallar por corte. (Gallegos & Casabone, 1989, pg. 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 rotacin). 2. La resistencia de los muros simples coincide con el agrietamiento inicial.

    MUROS EN COMPRESIN DIAGONAL Se usa este ensayo para determinar la resistencia a la compresin diagonal. Gallegos ensayo cinco mueretes de 1.20 x 1.20 m y 12 cm de espesor de albaileria 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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    CAPTULO II. DISEO El diseo de la albailera armada est basado en olvidar el esfuerzo de tensin en la albailera contando con que el refuerzo resista toda la tensin. Su uso incrementa la capacidad a la flexin, el reforzamiento puede ser incluido para soportar tensin y fuerzas de corte; proporcionar ductilidad y absorcin de energa, caractersticas que son importantes ante un evento ssmico. El refuerzo tambin es usado para controlar fisuras debidas a cambios de temperatura. Para resistir cagas laterales, son construidos con unidades huecas, a travs de sus

    celdas verticales se coloca el acero de refuerzo a flexin 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 elctricas y sanitarias. Segn Gamarra (2002, pg. 64) El diseo en albailera parte de hacer algunas suposiciones, entre las cuales tenemos: Secciones planas antes de la flexin se mantienen planas despus de la flexin. Los componentes de la albailera (unidades, mortero, etc.) se combinan para

    formar un elemento homogneo. La fuerza es proporcional al esfuerzo. El mdulo de elasticidad del refuerzo permanece constante durante todo el rango

    de trabajo de la carga. Las fuerzas de tensin sern resistidas nicamente por el refuerzo. El refuerzo est completamente rodeado por el material de unin de la albailera, y

    se asume la accin compuesta entre ambos materiales.

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    DISEO EN ALBAILERA ARMADA La Norma E-070 ALBAILERIA 2006 menciona lo siguiente:

    Todos los muros llevarn refuerzo horizontal y vertical. La cuanta mnima de 0,1%. Las varillas corrugadas.

    El refuerzo horizontal se colocar preferentemente en el eje del muro, alojado en la cavidad horizontal de la unidad de albailera. El refuerzo horizontal podr 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 mnimo de 15 mm.

    El refuerzo horizontal se disear para el cortante de falla por flexin, es decir para el cortante debido al sismo severo, sin considerar ninguna contribucin de la albailera

    El espaciamiento del refuerzo horizontal en el primer piso de muros hasta de 3 pisos o 12 m de altura en las zonas ssmicas 2 y 3 no exceder de 450 mm y para muros de ms de 3 pisos o 12 m no exceder de 200 mm; en la zona ssmica 1 no exceder de 800 mm.

    El refuerzo horizontal en los muros del primer piso de edificios de 3 o ms 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 ser traslapado dentro de los 600 mm o 0,2L del extremo del muro. La longitud de traslape ser la requerida por traccin y los extremos de las barras en el traslape debern amarrarse.

    Todos los alvolos de las unidades que se utilicen en los muros portantes de carga ssmica, de los dos primeros pisos de edificios de 3 ms pisos, debern estar totalmente rellenos de concreto lquido. Para los muros de los pisos superiores podr emplearse muros parcialmente rellenos, si cumplen con la limitacin dada en el Artculo 28 (28.1h).

    Cuando el esfuerzo ltimo por compresin, resultante de la accin 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 confinarn para evitar la falla por flexo compresin. El confinamiento se podr lograr mediante planchas de acero estructural inoxidable o galvanizado, mediante estribos o zunchos cuando la

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    dimensin del alvolo 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 rea neta del muro, podrn ser construidos de albailera parcialmente rellena. En este caso el refuerzo horizontal se colocar 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 ssmica) podrn ser hechos de albailera parcialmente rellena. En estos casos, la cuanta de refuerzo vertical u horizontal no ser menor que 0,07%.

    En las zonas del muro donde se formar la rtula plstica (primer piso), se tratar de evitar el traslape del refuerzo vertical, o se tomar las precauciones especificadas en el Artculo 12 (12.1).

    Para evitar las fallas por deslizamiento en el muro (cizalle), el refuerzo vertical por flexin se concentrar en los extremos del muro y en la zona central se utilizar una cuanta no menor que 0,001, espaciando las barras a no ms de 45 cm. Adicionalmente, en la interface cimentacin muro, se aadirn espigas verticales de 3/8 que penetre 30 y 50 cm, alternadamente, en el interior de aquellas celdas que carecen de refuerzo vertical.

    DISEO POR TENSIONES ADMISIBLES La mayora de las normas vigentes para el diseo de las estructuras de albailera armada consideran un diseo que se basa en el comportamiento elstico del material y de los materiales estructurales, y limitan las tensiones producidas por las solicitaciones a valores admisibles Las tensiones de diseo por esfuerzo de compresin axial o esfuerzo de corte se deben referir a la misma rea que se us para determinar . En elementos con unidades tipo rejilla o en el caso que se use hormign de relleno en todos los huecos, se debe usar el rea bruta del elemento. En elementos de albailera construida con bloques en los que no se llenan los

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    huecos, las tensiones de diseo se deben referir al rea de contacto del elemento. (Hidalgo, 1989, pg. 442) La norma chilena nos presenta valores de tensiones admisibles en elementos de albailera.

    Tabla N 01 Tensiones admisibles y mdulos de elasticidad en elementos de albailera armada (valores expresados en MPa)

    ZOTIPO DE ESFUERZO CON INSPECCION ESPECIALIZADA SIN INSPECCION ESPECIALIZADA

    I. ALBAILERA A. TENSIONES ADMISIBLES 1)COMPRESIN AXIAL EN MUROS ver 5.2.3.1 ver 5.2.3.1 2)COMPRESIN AXIAL EN COLUMNAS ver 5.2.3.2 ver 5.2.3.2 3)COMPRESIN FLEXIN 0.33 fm pero 6.3 0.166 fm pero 3.2 4)ESFUERZO DE CORTE a) sin considerar armadura de corta

    elementos en flexin 0.09 pero0.35 0.175 muros

    M/Vd1 0.06 pero0.19 0.1

    M/Vd=0 0.13 pero0.28 0.14 a) con armadura diseada para resistir todo el corte

    elementos en flexin 0.25 pero1.05 0.525

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

    DISEO POR RESISTENCIA La tendencia de las normas modernas para el dimensionamiento de los elementos estructurales de diversos materiales, es el uso de los mtodos basados en la resistencia ltima de estos elementos. (Hidalgo, 1989, pg. 461)

    muros

    M/Vd1 0.13 pero0.52 0.26

    M/Vd=0 0.17 pero0.84 0.42 5)APLASTAMIENTO 0.25fm pero6.3 0.125 fm pero3.15 B.MODULO DE ELASTICIDAD ver A.6.2 ver A.6.2 II. ARMADURA A. TENSIONES ADMISIBLES 1) ACERO A44-28H ESTATICO 140 140 SSMICO 185 185 1) ACERO A63-42H ESTATICO 170 no usar SSMICO 220 no usar 1) ACERO AT56-50 ESTATICO 170 170 SSMICO 220 220 B.MODULO DE ELASTICIDAD 2,1 10 2,1 10

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    SUPOSICIONES DE DISEO La Norma E-070 ALBAILERA 2006 menciona con respecto al diseo en albailera armada: La deformacin unitaria en el acero de refuerzo y en la albailera ser asumida directamente proporcional a la distancia medida desde el eje neutro.

    La deformacin unitaria mxima de la albailera, , en la fibra extrema comprimida se asumir igual a 0,002 para albailera de unidades apilables e igual a 0,0025 para albailera de unidades asentadas cuando la albailera no es confinada y de 0,0055 cuando la albailera es confinada.

    Los esfuerzos en el refuerzo, por debajo del esfuerzo de fluencia especificado, y , se tomarn iguales al producto del mdulo de elasticidad por la deformacin unitaria del acero. Para deformaciones mayores que la correspondiente a y los esfuerzos en el acero se considerarn independientes de la deformacin e iguales a y .

    La resistencia a la traccin de la albailera ser despreciada. El esfuerzo de compresin mximo en la albailera, 0,85 ser asumido

    uniformemente distribuido sobre una zona equivalente de compresin, limitada por los bordes de la seccin transversal y una lnea recta paralela al eje neutro de la seccin 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 determinar del anlisis estructural ante sismo moderado. El momento flector y la fuerza cortante factorizado sern 1,25 1,25 respectivamente. La resistencia en flexin, de todas las secciones del muro debe ser igual o mayor al momento de diseo 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 reducir de forma lineal hasta el extremo superior.

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    RESISTENCIA REQUERIDA (Hidalgo, 1989, pg. 461) Los factores de mayoracin de cargas para determinar la resistencia requerida son los siguientes.

    1.4 0.9 1.4 1.4 1.7

    EVALUACIN DE LA CAPACIDAD RESISTENTE Segn la norma E-070 ALBAILERIA 2006:

    Para todos los muros portantes se debe cumplir que la capacidad resistente a flexin , considerando la interaccin carga axial - momento flector, reducida por el factor , sea mayor o igual que el momento flector factorizado .

    El factor de reduccin de la capacidad resistente a flexo compresin , se calcular

    mediante la siguiente expresin: 0,65 0,85 0,2/ 0,85 (28.3a)

    Donde 0.1. . (Hidalgo, 1989, pg. 462) Si la tensin de fluencia del refuerzo es igual o menor que 4200kg/cm2 y la armadura es simtrica, en los casos de baja carga axial de compresin. Flexin 0.85 Flexo compresin =0.65 0.10. 0.85 . 0.40. 0.85 .

    Para muros de seccin rectangular . . . 2

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    Dnde: 0,8 rea del refuerzo vertical en el extremo del muro Para calcular el rea de acero a concentrar en el extremo del muro, se deber utilizar la menor carga axial: 0,9

    Para seccin no rectangular la misma frmula anterior. Por lo menos se colocar 23/8, o su equivalente, en los bordes libres del muro y

    en las intersecciones entre muros. En la zona central del muro el refuerzo vertical mnimo ser el requerido por corte

    friccin de acuerdo a lo indicado. El valor se calcular slo para el primer piso ( ), debindose emplear para

    su evaluacin la mxima carga axial posible existente en ese piso: 1,25, contemplando el 100% de sobrecarga.

    RESISTENCIA A CORTE El diseo por fuerza cortante se realizar para el cortante asociado al

    mecanismo de falla por flexin producido en el primer piso. El diseo por fuerza cortante se realizar suponiendo que el 100% del cortante es absorbido por el refuerzo horizontal. El valor considera un factor de amplificacin de 1,25, que contempla el ingreso de refuerzo vertical en la zona de endurecimiento. El valor se calcular con las siguientes frmulas: Primer Piso: 1.25 no menor que Pisos Superiores: 1.25 no mayor que

    El esfuerzo de corte / no exceder de 0,10 en zonas de posible formacin de rtulas plsticas y de 0,20 en cualquier otra zona.

    En cada piso, el rea del refuerzo horizontal () se calcular con la siguiente expresin:

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    . .

    Espaciamiento del refuerzo horizontal 0,8 Para muros esbeltos, donde: /. 1 Para muros no esbeltos, donde: /. 1

    COMPARACIN CON EL DISEO POR RESISTENCIA El diseo por tensiones admisibles es incapaz de predecir y controlar el modo de falla de los elementos estructurales, y consecuentemente la capacidad de absorcin y disipacin de energa en el caso que las solicitaciones impliquen un comportamiento inelstico de los materiales, aspecto que es importante en un pas ssmico como chile (Hidalgo, 1989, pg. 442) (San Bartolome, 1994) Hace hincapi en el diseo de albailera con respecto a la norma E 070, proporcionando frmulas para el diseo en cada caso.

    DISEO POR COMPRESIN AXIAL (San Bartolome, 1994, pg. 88) En el diseo por compresin axial de los muros armados y confinados, el esfuerzo admisible (Fa) est dado por la siguiente expresin (donde la cantidad entre parntesis expresa la reduccin de resistencia por esbeltez del muro):

    0.2 1 35

    En tanto que el esfuerzo axial mximo (fa), calculado con la solicitacin de servicio, resulta menor al esfuerzo admisible:

    DISEO POR FUERZAS CORTANTES (San Bartolome, 1994, pg. 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

    Dnde:

    El esfuerzo cortante actuante es:

    En Albailera Armada con bloques de concreto, el refuerzo horizontal se calcula con la ecuacin: 2/. Esta expresin proviene de suponer que toda la fuerza cortante es absorbida por el refuerzo horizontal (frmula de diseo elstico en concreto armado):

    / //2 2/

    DISEO POR FLEXOCOMPRESIN (San Bartolome, 1994, pg. 93) Para efectos temporales (sismos) deber cumplirse tanto en los muros confinados como en los armados la siguiente expresin:

    1.33

    Donde 0.4 (Resistencia admisible en compresin por flexin)

    (Esfuerzo axial actuante)

    (Esfuerzo producido por el momento flector)

    Para el caso de Albailera Armada el procedimiento de diseo por flexo compresin es similar al mostrado para muros confinados, slo que el refuerzo vertical deber repartirse a lo largo de la longitud del muro. En este caso, de no pasar el muro por flexo compresin, deber modificarse la calidad de la albailera ( ) o incrementarse el espesor del muro. Adicionalmente, deber verificarse que la cuanta mnima sea pv > 0.001 (segn la Norma pv mn = 0.0005), Y que en los extremos del muro se coloque el refuerzo vertical mnimo.

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    MURO NO PORTANTE Los cercos y parapetos de albailera armada se disean generalmente como elementos en voladizo sometidos a cargas laterales de viento y/o sismo. De acuerdo a la Norma de Albailera, estos muros deben ser reforzados de tal manera que la armadura resista el ntegro de las tracciones, no admitindose en la albailera tracciones mayores a 8 kg/cm2. La carga lateral ssmica, por unidad de rea, perpendicular al plano del muro, se obtiene de la Norma de Diseo Sismo Resistente. La carga lateral de viento se obtiene de la Norma de Cargas. (Gamarra, 2002, pg. 65)

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    CAPTULO III. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Lo ms importante es el proceso constructivo de los muros armados, al ser el componente principal de la albailera armada.

    UNIDADES Se utilizan para la construccin de los muros armados las unidades alveolares slico-calcreas (Figura 8.) y los bloques de concreto vibrado (Figura 7.), con una edad mnima de 28 das despus de su fabricacin. Hace algunos aos se empleaba unidades de arcilla (bloques "PREVI"); sin embargo, stas fueron discontinuadas, aunque es posible realizar su preparacin. Tanto las unidades slico-calcreas 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 slico-calcrea tiene baja succin natural (15 gr /200 cm2-min). De saturarse el bloque de concreto, ste puede contraerse al secar, agrietndose el

    muro; sin embargo, es conveniente humedecer su cara de asentado con una brocha con agua para reducir su alta succin (40 gr /200 cm2-min) y de paso, eliminar las partculas sueltas.

    La unidad debe absorber el aglomerante del grout, con el objeto de que ambos elementos se integren.

    En algunos pases se utilizan bloques de concreto en forma de H, los que permiten instalar primeramente el refuerzo vertical, para luego insertar horizontalmente los bloques. Esta operacin no es posible realizarla con las unidades que actualmente se producen en el Per, 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 cimentacin, o los traslapes de los pisos superiores, se asientan las unidades del entrepiso; posteriormente, se inserta el refuerzo vertical traslapndolo con la espiga y finalmente, se rellenan los alveolos con grout.

    Al menos para el primer entrepiso (el ms solicitado por efectos ssmicos) 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 cimentacin y colocar con gran precisin dicho refuerzo. De esta manera, es necesario que la cimentacin 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 ciclpeo 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 taln del muro. En este caso, los bloques se encajan horizontalmente (proceso a)

    Fuente: (San Bartolom; 1994, pg. 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 penetracin, perdindose as la capacidad del refuerzo de transmitir tracciones o esfuerzos por corte-friccin (para que trabaje el refuerzo debe estar recto).

    CONCRETO Y MORTERO FLUIDO (GROUT) Dependiendo del tamao de los alveolos se utiliza mortero o concreto lquido, con la consistencia de una sopa espesa de smola. Con el objeto de eliminar las juntas fras, producto de las rebabas del mortero que caen de 1as juntas horizontales, se usan 2 procedimientos de construccin 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 Bartolom; 1994, pg. 32)

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    b) Cuando se emplea unidades slico-calcreas, se usan tubos de plstico (PVC) con una esponja en su extremo inferior, de manera que el tubo corra a travs del refuerzo vertical y los desperdicios del mortero caigan sobre la esponja (Figura 8.).

    Figura 8. Unidades Slico Calcreas, los tubos PVC tienen en su extremo inferior una esponja.

    Ntese adems, las espigas verticales y el refuerzo horizontal Fuente: (San Bartolom; 1994, pg. 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 pequeos agujeros en las unidades slico-calcreas. 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 fras por el tiempo que transcurra entre la construccin de hiladas consecutivas y tambin 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 da siguiente se vaca 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 Bartolom; 1994, pg. 33)

    2. Llenado continuo (High-Lift Grouting) Este proceso se recomienda para un avance rpido de la obra y tambin porque as se elimina la posibilidad de formacin de juntas fras en la mitad de la altura del entrepiso. En este proceso se levanta la albailera de todo el entrepiso; luego, estando colocado el refuerzo vertical, se vaca 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 tambin para evitar posibles roturas de las unidades por la presin hidrosttica del grout. Finalmente, se procede con el vaciado de la mitad superior del muro (Figura 10.). En el caso que la albailera sea parcialmente rellena (con grout slo 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 ltima hilada (Figura 11.); el objetivo de esta operacin es crear llaves de corte entre el techo y la ltima hilada, as 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 ssmicas.

    Figura 10. Llenado continuo (High-Lift Grouting)

    Fuente: (San Bartolom; 1994, pg. 34)

    Figura 11. Albailera parcialmente rellena. Ntese el relleno a media altura de los bloques de la

    ltima hilada Fuente: (San Bartolom; 1994, pg. 34)

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    En los dos procesos, el vibrado es esencial para eliminar los bolsones de aire y tambin 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 seccin 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 tambin necesario indicar que los muros largos (ms de 10m) tienen la tendencia a fisurarse, ya sea por efectos de contraccin de secado del grout, como por cambios de temperatura. Por lo tanto, es necesario la colocacin de juntas verticales de debilidad, creadas a lo largo de la altura total del muro (sin atravesar la losa del techo), rellenas con algn material blando como tecnopor o un mortero de baja calidad.

    ACERO El acero a usar depende del diseo del muro armado, aqu presentamos algunas consideraciones de los empalmes recomendados:

    LONGITUD DE EMPALME POR TRASLAPE DE BARRAS DE REFUERZO VERTICAL, DE MUROS DE ALBAILERA ARMADA En edificaciones de albailera armada, el acero de refuerzo vertical es una de las mejores alternativas para controlar el mecanismo de disipacin de energa cuando se logra que este refuerzo fluya por efecto de los momentos de flexin que produce la accin de un sismo, con este propsito, se debe tener un buen detalle de las armaduras, dentro del cual las longitudes de empalmes por traslape son fundamentales. (Astroza, 2005, Pg. 2) Por limitaciones en la construccin, muchas veces es necesario empalmar las barras verticales de un muro de albailera 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 mxima resistencia nominal, sin que se produzca una falla del

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    empalme, para evitar que la capacidad resistente y la capacidad de deformacin y de disipacin de energa del muro se vean disminuidas. En general, las recomendaciones indican que los empalmes se deben ubicar lejos de los puntos donde se producen las mximas solicitaciones en las barras y no deben ubicarse a la misma altura para todas las barras.

    DETERMINACIN DE LA LONGITUD DE EMPALME POR TRASLAPE Para la determinacin de la longitud de empalme por traslape se consideraron adems, 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 dimetro de la barra. Las unidades utilizadas corresponden a ladrillos cermicos y a bloques de hormign.

    17624 305 25204 322 3332 Donde:

    = capacidad esperada del empalme [libras] = longitud de empalme ensayado [pulgadas] = dimetro de la armadura [pulgadas]

    = resistencia a compresin de la albailera ensayada [libra/pulgada2] = recubrimiento de la armadura, incluyendo el espesor de la pared de la unidad

    [pulgada] Para determinar la longitud del traslape segn ensayos realizados en los Estados Unidos de Norteamrica (NCMA, 1999):

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    PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO El procedimiento constructivo segn Gamarra (2002, pg. 76) es como sigue:

    a. En cimentacin: Localizar y colocar correctamente la totalidad de las varillas de arranque de

    refuerzo vertical. Colocar gancho al fondo del cimiento. Correcta localizacin en planta para lograr coincidencia con el centro de las

    celdas verticales de la unidad de albailera. 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 localizacin de tuberas (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 construccin de muros: Utilizar escantillones con marcacin de las hiladas en ambos extremos de cada

    muro, y un hilo que las una al nivel de la hilada que se est pegando. Controlar con exactitud el consumo de mortero, con las ventajas de economa Construir los muros prolongando las tuberas 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 contine.

    Verificar uniformidad del nivel superior de los muros Limpieza de las celdas en donde se coloca el refuerzo vertical. Colocacin 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 mampostera que se hayan despegado durante el

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

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    CAPTULO IV INFLUENCIA DE PARMETROS RELEVANTES EFECTO RELEVANTE DE LA RELACIN 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 relacin 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 funcin de la relacin de aspecto, donde se observa que para muros que poseen a > 2 predomina la falla por exin, mientras que para a < 1 se presenta falla por corte. (Aguilar, 2013, pg. 43)

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

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

    EFECTO DE LA PRE COMPRESIN Matsumura (1987), a partir de campaas experimentales con muros de albailera armada de bloques de hormign, establece que un aumento de la pre compresin aumenta la resistencia al corte y que estas variables presentan una dependencia cuasi-lineal, tanto para albailera con grout completo como para albailera con grout parcial; haciendo uso de modelacin numrica, realiza un estudio sobre muros de corte de albailera armada y como resultado obtiene que el nivel de pre compresin ptimo es cercano al 40% de la resistencia prismtica a la compresin de la albailera. Si bien, se acepta que la pre compresin es beneciosa del punto de vista de la resistencia a corte, Alcocer (1997) plantea que mientras mayor es la carga axial, ms acelerado es el deterioro de la rigidez y de la resistencia a corte de un muro de albailera. As tambin lo reconoce la norma NCh1928 (2003) en su anexo F. En contraposicin, Da Porto (2011)

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    concluye a partir de una investigacin experimental con muros de albailera armada, que la carga axial no tiene mayor inuencia en la degradacin de rigidez.

    EFECTO DEL ACERO DE REFUERZO VERTICAL Haach et al. (2011) explica que el refuerzo vertical muestra una pequea inuencia en la resistencia lateral, cuando predomina el efecto del cortante, pero proporciona una mejora signicativa a la resistencia ante fuerzas laterales cuando el comportamiento del muro es gobernado por exin, debido a que resiste los esfuerzos de traccin donde el muro tiende a levantarse. En las propuestas para estimar la resistencia a corte de muros de albailera armada de Shing et al. (1990), la norma neozelandesa NZS4230 (2004), Voon (2007), el Instituto de arquitectura de Japn (1987), Matsumura (1987) y Tomazevic (1999) se reconoce que la presencia de armadura vertical aumenta la resistencia mxima al corte de un muro de albailera. (Aguilar, 2013, pg. 45) Por otro lado, si bien la teora elstica dice que concentrar de armadura vertical en los extremos es un 33% ms eciente que distribuirla uniformemente a lo largo del muro, para los tpicos porcentajes de refuerzo y los bajos niveles de carga axial en construcciones de albailera, la capacidad en exin del muro no se ve alterada por la distribucin del acero de refuerzo vertical. (Paulay & Priestley, 1992, pg. 76)

    EFECTO DEL ACERO DE REFUERZO HORIZONTAL El refuerzo horizontal dene en gran parte el tipo de falla que presentar un muro. Reportan que dependiendo de la cuanta de refuerzo horizontal y de la eciencia del anclaje de ste, se pueden presentar dos tipos de falla en los muros de corte de albailera armada: falla dctil o falla frgil (Figura 13). Con refuerzo horizontal adecuado y anclaje que permita que ste alcance la uencia, se logra una redistribucin de tensiones en el muro de albailera despus de iniciada la grieta diagonal caracterstica de una falla por corte. El refuerzo horizontal participa del mecanismo resistente slo despus 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 dctil (Voon, 2007, pg. 133).

    Figura 13. Izquierda: Falla frgil. Derecha: Falla dctil

    Fuente: (Voon, 2007, pg. 711)

    EFECTO DE LA DUCTILIDAD Anderson y Priestley (1992) estudiaron el efecto de la ductilidad de los muros de albailera armada sobre la resistencia a cortante de stos. Estos autores propusieron que el aporte de la albailera a la resistencia al corte disminuye con el aumento de la ductilidad del muro. Voon (2007) y la normativa neozelandeza NZS 4230 tambin utilizan esta idea en sus propuestas para estimar la resistencia mxima al corte. Con nes de diseo, la ductilidad se debe limitar para evitar dao estructural excesivo en los muros. Para diferentes tipos de construccin en albailera Tomazevic (1997) recomienda los valores presentados en la Tabla 02. A nivel normativo, el cdigo de diseo NZS 4230 (2004) establece que la ductilidad debe ser superior a 4 y explicita un mtodo para estimar este parmetro, en funcin de la cuanta y la tensin de uencia del refuerzo horizontal, la resistencia a la compresin de la albailera, la carga axial solicitante y las dimensiones del muro. En la norma nacional, no se encuentran recomendaciones ni lmites acerca de la ductilidad que deben mostrar los muros diseados bajo este reglamento. (Vctor H. Aguilar, 2013, pg. 49)

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    Tabla 02. Valores de ductilidades experimentales y de diseo para muros de albailera simple, connada y armada. (Tomazevic, 1997, pg. 88)

    Fuente: Tomazevic, 1997, pg. 88

    EFECTO DEL TIPO DE ENSAYO Los muros de corte normalmente se ensayan para condicin 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 albailera armada

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

    Se pueden esperar resultados signicativamente diferentes en pruebas sobre muros de albailera 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 esttico y dinmico son del orden de un 12% en la resistencia al corte y de un 20% en parmetros de deformabilidad. A su vez, al variar el patrn 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 patrn de carga (a) permite deformaciones mximas muy superiores a los dems tipo de ensayo. Hallazgos similares muestran Dhanasekar y Haider (2011) a partir de ensayos sobre albailera armada con grouting parcial. Estos autores destacan entre sus conclusiones, que a diferencia de los miembros de hormign armado, la ductilidad medida con ensayos de carga montona (patrn (a)) no es able en pruebas con muros de albailera armada y que ensayos de carga cclicos son absolutamente esenciales para este n. (Aguilar, 2013, pg. 52)

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    CAPTULO V. MODOS DE FALLA Un muro de albailera armada sometido a solicitaciones en su plano presenta patrones de falla conocidos. Como muestra la Figura 16, se desarrollan grietas horizontales producto de la traccin, las zonas con alta compresin sufren aplastamiento y se abre una diagonal en un ngulo aproximadamente de 45, el predominio de uno u otro patrn de agrietamiento lo dene principalmente la relacin de aspecto del muro. (Aguilar, 2013, pg. 55)

    Figura 15. Patrones tpicos de agrietamiento en un muro de albailera armada sometido a fuerzas cortantes en su plano

    Fuente: (Haach, 2009, pg. 136)

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

    Fuente: (Voon; 2007, pg. 712)

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    FALLA POR FLEXIN La falla por exin consiste en la uencia del acero vertical en traccin, presencia de grietas horizontales y aplastamiento de la albailera en compresin. El muro en este caso se comporta como una viga en voladizo, normalmente ste es el modo de falla preferido ya que es un modo de falla dctil y una forma ecaz de disipar energa (Voon, 2007, pg. 713).

    Figura 17. Falla por flexin que gnero 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 albailera. El esfuerzo cortante que produce esta falla es resistido por la accin conjunta de la friccin entre hileras (donde participa el mortero de pega) y el refuerzo vertical (Priestley, 2007, Pg. 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 frgil o dctil dependiendo de la cuanta de acero de refuerzo horizontal y de la eciencia del anclaje de ste (Sveinsson et al., 1985), la gura VII, muestra de forma visual como se presenta una falla frgil y una dctil. 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 solicitacin 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 traccin diagonal que solicita el muro supera la resistencia de la interfase unidad - mortero, mientras la segunda ocurre cuando la compresin diagonal supera la resistencia de la albailera.

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    Figura 19. Falla por corte friccin en la base.

    Fuente: (Chile, 1985)

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    CAPTULO VI. CARACTERSTICAS LIMITANTES Y NO LIMITANTES DEL USO DE ALBAILERA ARMADA

    El sistema de albailera armada frente a la albailera convencional ofrece ms ventajas en cuanto al flexo-compresin. Caractersticas 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 direccin no puede diferir en ms del 20% de la rigidez en la otra direccin.

    b. Son muros estructurales, es decir, soportan y transmiten cargas verticales y fuerzas horizontales. Por esta razn son inamovibles, es decir, no es permitido que una vez terminada la construccin el muro sea removido para unir dos espacios interiores.

    c. Requiere una cantidad importante de personal medianamente calificado (tipo oficial de construccin), en particular para la construccin de la mampostera.

    d. No es conveniente su combinacin 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 algn piso, o se afecta una placa entrepiso. (Gamarra, 2002, pag. 65)

    f. Las unidades que se emplean son ms costosas que las tradicionales, ya que stas son especiales. En la tesis (PUCP-1989) desarrollada por la lng. Liliana Ugaz, se observ en un edificio de 4 pisos que la solucin estructural con muros de Albailera Armada y unidades slico-calcreas era 25% ms costosa que la Confinada con unidades de arcilla.

    g. El concreto fluido requiere de un 50% ms de cemento para lograr la misma resistencia que un concreto normal. Adems, en las regiones ssmicas, es recomendable rellenar todos los alveolos de los muros portantes, a no ser que se usen

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    unidades slidas 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 mnimo (horizontal y vertical), para evitar que los muros se fisuren por contraccin de secado del grout.

    i. No es recomendable el uso de concreto ciclpeo en la cimentacin, ms bien debe usarse un sistema de cimentacin ms caro, como el solado o el concreto simple corrido.

    j. Al no existir columnas en los extremos de los muros armados, la fisuracin por flexin ocurre en una etapa temprana de solicitacin ssmica; asimismo, su rigidez lateral inicial es ms baja que la de los muros confinados (en los muros confinados las columnas de concreto deben transformarse en rea equivalente de albailera, incrementndose sustancialmente el momento de inercia de la seccin transversal). (San Bartolom, 1994, pg. 37)

    k. Requiere Supervisin Tcnica permanente, puesto que diariamente se est construyendo ESTRUCTURA, y cada elemento que se coloca es parte fundamental de ella. Todos los componentes son estructurales.

    Caractersticas no limitantes: a. Alta velocidad de construccin. b. Como cualquier otro sistema estructural, cuando es bien diseado y bien construido,

    es estable y capaz de soportar las cargas de diseo durante su vida til prevista. c. Obliga a tener perfecta coordinacin y definicin de planos arquitectnicos,

    estructurales, y de instalaciones, puesto que no se puede romper los muros estructurales para colocar tubos. (Gamarra, 2002, pg. 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-friccin entre el techo y el muro; y tambin, entre el muro y la cimentacin. (San Bartolom, 1994, Pg. 37)

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    CONCLUSIONES El sistema de albailera armada frente a la albailera convencional ofrece ms

    ventajas en cuanto a la flexo-compresin. La Norma E-070 brinda especificaciones con respecto al diseo que pueden ser

    complementadas con la norma NCH 1928.

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

    los parmetros estructurales y de seguridad. Se recomienda usar refuerzo tanto horizontal como vertical para minimizar los

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

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    BIBLIOGRAFA ACI 318. (2002). ACI Manual of Concrete Practice 2002. American Concrete

    Institute, USA. ALCOCER, S.; Comportamiento ssmico de estructuras de mampostera: una

    revisin. En: Sociedad Mexicana de Ingeniera Ssmica, A.C, ed. Memoria del XI Congreso Nacional de Ingeniera ssmica. Mxico 1997.

    Borchet, J. y Elder, J. (1997). Reinforcing Bar Splices in Hollow Brick Masonry. International Brick/block Masonry Conference, Tongji University, Shanghai, China, 14 - 16 de Octubre, 307-316.

    Castilla, E. y Villalobos, F. (1997). Evaluacin de las Longitudes de Solape de Acero de Refuerzo Vertical en Mampostera Armada Internamente Bajo Acciones Ssmicas. Boletn Tcnico IMME, Volumen 35, No 3.

    DA PORTO, F.; F. MOSELE; C. MODENA; In-plane cyclic behaviour of a new reinforced masonry system: experimental results. Engineering Structures; 2011.

    DHANASEKAR, M.; W. HAIDER; Effect of spacing of reinforcement on the behaviour of partially grouted masonry shear walls. Advances in Structural Engineering; 2011.

    GALLEGOS, H.; Ductilidad y daos ssmicos en edificios celulares de albailera armada. En: Memoria Simposio Internacional Seguridad Ssmica en la Vivienda Econmica. Centro Regional de Informacin sobre Desastres para Amrica Latina y el Caribe; Mxico 1991.

    HAACH, V.; G. VASCONCELOS; P. LOURENO. Parametrical study of masonry walls subjected to in-plane loading through numerical modeling. Engineering Structures; 2011.

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    KIKUCHI, K. ; K. YOSHIMURA ; K. YOSHIDA ; A. TANAKA ; H. URASAKI ; Y. KIJIMA ; N. MIZUMASA. Experimental study on seismic capacity of reinforced fully grounted concrete masonry walls; 2004.

    MATSUMURA, A.; Shear Strength of Reinforced Masonry Walls. Proceendings of Ninth World Conference on Earthquake Engineering; Tokyo-Kyoto, Japn. 1987.

    MINAIE, E.; M. MOTA; F. MOON; A. HAMID; In-plane behavior of partially grouted reinforced concrete masonry shear walls. Journal of Structural Engineering, 2010.

    NCh 1928.Of1993 Mod 2003, U Albailera Armada - U Requisitos para diseo y clculo

    NZS 4230. 2004. Design of reinforced concrete masonry structures. New Zealand Standards.

    PAULAY, T.; M. J. N. PRIESTLEY; Seismic design of reinforced concrete and masonry structures. J. Wiley & Sons; INC USA 1992.

    PRIESTLEY, M. J. N.; Cyclic Testing of Heavily Reinforced Concrete Masonry Shear Walls. Department of Civil Engineering; University of Canterbury - New Zealand; 1976.

    Roco del Carmen Gamarra Castaeda (2002) Software para el diseo estructural de albailera con fuerzas perpendiculares al muro. Piura, Per: Repositorio institucional PIRHUA

    SHING, P.; M. SCHULLER; V. HOSKERE. In-plane Resistance of Reinforced Masonry Shear Walls. Journal of Structural Engineering. 1990.

    TOMAZEVIC, M.; Seismic design of masonry structures. Progress in Structural Engineering and Materials; 1997.

    VCTOR HUGO AGUILAR VIDAL; Estimacin de la resistencia al corte de muros de albailera armada. Estudio comparativo y uso de redes neuronales artificiales; Chile Noviembre 2013.

    VOON, K. 2007. In-plane Seismic Design of Concrete Masonry Structures. Tesis Doctoral. University of Auckland.

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    ANEXOS

    Grupo HPs

    Guido, Brandon, Gaby y Walter

    Grupo HPs