Naturaleza y características de la albañilería armada

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Docente : Ing. Carmen Gil Rodríguez

Curso : Albañilería Estructural

Alumnos :

Milton Monge Hurtado

Ciro Cazorla Calderón

Edith Huillcaya Mendoza

Albañilería armada Página 1

Naturaleza y características de la albañilería armadaNaturaleza y características de la albañilería armada

2

Contenido

1 Resumen.....................................................................................................................................2

2 Introducción...............................................................................................................................3

3 La Albañilería..............................................................................................................................4

4 Tipos de Albañilería....................................................................................................................5

4.1 Por la función estructural...................................................................................................5

4.2 Por la distribución del refuerzo..........................................................................................6

5 Albañilería armada.....................................................................................................................8

6 Naturaleza de la albañilería armada...........................................................................................9

6.1 Sistema Constructivo........................................................................................................11

6.2 Tipo de materiales............................................................................................................12

6.2.1 Bloques de concreto.................................................................................................12

6.2.2 Tipos de bloques.......................................................................................................14

6.2.3 Recomendaciones para el uso de muros de bloques con armadura distribuida......15

6.2.4 Proceso de fabricación de muros con bloques de albañilería armada.....................16

6.2.5 Limpieza antes del asentado....................................................................................17

6.2.6 Recorte de bloques...................................................................................................18

7 Mortero....................................................................................................................................19

7.1 Preparación del mortero..................................................................................................20

8 Concreto líquido o Grout..........................................................................................................22

9 Refuerzos..................................................................................................................................22

9.1 Refuerzos en los talones...................................................................................................22

9.2 Refuerzo horizontal..........................................................................................................23

9.3 Refuerzo vertical...............................................................................................................23

9.4 Varillas de acero...............................................................................................................24

10 Conclusiones.........................................................................................................................24

Naturaleza y características de la albañilería armada

11 Bibliografía............................................................................................................................25

Albañilería armada Página 3

2

1 Resumen

La albañilería armada plantea una técnica de diseño estructural que se basa

en criterios de resistencia y desempeño sísmico, los cuales han sido estudiados

y analizados ante los terremotos ocurridos en el pasado, planteando así

recomendaciones para lograr un adecuado comportamiento sísmico en este tipo

de construcción.

Naturaleza y características de la albañilería armada

2 Introducción

El desarrollo de este trabajo consiste en la aplicación de la Norma E.070, la cual

abarca parte de las Normas E.030 y E.060. ; en esta norma la albañilería

armada trata de explicar el interés por racionalizar el análisis de su

comportamiento estructural y por desarrollar componentes y procesos

constructivos para optimizar su economía y su seguridad. En el Perú , país

altamente sísmico se ha desarrollado ,normalizado y reglamentado la tecnología

de la albañilería y en particular, la de la albañilería armada para su

aplicación, actualmente muy difundida en edificios de vivienda hasta de seis

niveles de altura a través de la investigación , ensayos de laboratorio y

experiencia práctica llevados a cabo durante las últimas décadas.

Albañilería armada Página 5

3 La Albañilería

La albañilería o mampostería se define como un conjunto de unidades

trabadas o adheridas entre sí con algún material, como el mortero de barro o

de cemento. Las unidades pueden ser naturales (piedras) o artificiales (adobe,

tapias, ladrillos y bloques). Este sistema fue creado por el hombre a fin de

satisfacer sus necesidades, principalmente de vivienda.

Bajo la definición indicada en el párrafo anterior, se llega a la conclusión de que

la albañilería existió desde tiempos prehistóricos y que su forma inicial podría

haber sido los muros hechos con piedras naturales trabadas o adheridas con

barro, lo que actualmente en nuestro medio se denomina ´´pirca´´.

Pircas

Unidades de albañilería:

La primera unidad de albañilería artificial consistió en una masa

amorfa de barro secada al sol (Medio oriente -7350 años A.C.).

El molde empleado para la elaboración de las unidades artificiales de

tierra, lo que hoy denominamos ´´adobe´´ (Sumeria – 4000 A.C.).

El adobe se lleva al horno, formándose lo que actualmente se denomina

el ladrillo de arcilla o cerámico (Babilonia – 600 A.C.).

El mortero de cemento puzolánico fue inventado por Vitrubio, se obtiene

de la mezcla de cal, agua y arena volcánica del Vesubio (Roma 25 A.C.).

Historia que marca a la albañilería:

Se crea el primer reglamento de construcción (Babilonia – 1700 A.C.).

Se da la primera obra de albañilería reforzada con Brunel (Londres - 1825).

Se crea la albañilería confinada (Sicilia - 1908).

4 Tipos de Albañilería

4.1 Por la función estructural

Muros no portantes.- Son los que no reciben carga vertical, como por

ejemplo: los cercos, los parapetos y los tabiques.

Cercos Tabiques

Parapetos

Muros portantes.- Son los que se emplean como elementos

estructurales de un edificio. Estos muros están sujetos a todo tipo de

solicitación.

Muro portante de bloques.

4.2 Por la distribución del refuerzo

Muros no reforzados o de albañilería simple.- Son aquellos muros

que carecen de refuerzo, no cumplen con las especificaciones mínimas

reglamentarias que debe tener todo muro reforzado.

Muros reforzados.-Se clasifica en :

Muros armados.- Se caracterizan por llevar el refuerzo en

el interior de la albañilería, tano vertical como horizontalmente.

Albañilería

Armada

Muros laminares.- Este muro está constituido por una placa

delgada de concreto, reforzado con una malla de acero

central, y por 2 muros de albañilería simple que sirven como

encofrados de placa.

Sección transversal de un

muro laminar

Albañilería confinada.- Se caracteriza por esta constituida

por un muro de albañilería simple, enmarcado por una

cadena de concreto armado, vaciada con posterioridad a la

construcción del muro.

Albañilería Confinada

Esquema estructural

5 Albañilería armada

Esta albañilería tiene como principal característica el refuerzo interior que

posee, este refuerzo esta generalmente distribuido tanto vertical como

horizontalmente. Los muros armados requieren de la fabricación de unidades

especiales, con alveolos donde se pueda colocar el refuerzo vertical; en el

refuerzo horizontal las varillas de acero se colocan en canales con fisuras no

mayores a ¼ .El diámetro del refuerzo horizontal depende de la magnitud de la

fuerza cortante que tiene que ser soportada íntegramente por el acero.

Según la Norma E .070, todo muro armada debe satisfacer los siguientes

requisitos mínimos:

El recubrimiento de la armadura debe ser mayor que 1,5 veces el

diámetro de la barra, y no debe ser menor de 10 mm.

El espesor del mortero en las juntas horizontales no debe ser menor al

diámetro de la barra horizontal (más de 6 mm).

El diámetro, o dimensión mínima, de los alveolos debe ser 5 cm por

cada barra vertical, o 4 veces el diámetro de la barra por el número de

barras alojadas en el alveolo.

6 Naturaleza de la albañilería armada

En la albañilería armada se integran el comportamiento del acero y de la

albañilería de modo tal que funcionan como un todo, de manera semejante a lo

que ocurre con el concreto y el acero en el concreto armado. Para lograr esta

integración, que define la naturaleza de la albañilería armada, 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.

El componente que integra el acero vertical con la albañilería es siempre el

concreto líquido, así como lo es para el acero horizontal cuando se coloca en

espacio o canales. Cuando el acero horizontal se coloca en la hilada el elemento

integrador es el mortero. Como consecuencia de que la resistencia del concreto

líquido y del mortero no puedes ser elevadas, de que las resistencias del concreto

líquido y del mortero no pueden ser elevadas es usual exigir:

a) Diámetros reducidos de las barras de acero.

b) Anclajes y empalmes mínimos para las barras de 50 a 75 veces el

diámetro de la barra para acero de fy0280 MPa y para acero de fy=42 MPa

respectivamente y de 100 veces el diámetro para alambres colocados en

hilada de mortero.

c) Que los extremos de las barras o alambres terminen en ganchos estándar

de 90°verticales o 180° horizontales.

La competencia resistente a tracción se confía exclusivamente al acero,

mientras que la albañilería, junto con el concreto liquido (sin participación del

acero), tienen la función de resistir las compresiones y, además, proveen el

recubrimiento protector para la armadura.

Es importante señalar que las propiedades estructurales cuantitativas de la

albañilería armada dependen principalmente de la cuantía de acero y de su

disposición. Sin embargo, el esfuerzo de agrietamiento de albañilería es

independientes de la presencia y cantidad de acero, se ha determinado, en

multitud de ensayos, que el acero comienza a trabajar solo después del

agrietamiento de la albañilería ya que su deformación previos son significantes.

En todo caso, para considerar a la albañilería como armada es necesario

colocar cantidades mínimas de acero que aseguren la integridad del material y

el comportamiento no dúctil. Es usual exigir, con este fin, que la suma de las

áreas del acero vertical y horizontal sea por lo menos 0.2% del área bruta de

la sección del muro, y que por lo menos una tercera parte de esa cuantía de

acero este colocada en una de las dos direcciones señaladas.

Las restricciones a las integraciones del acero y la albañilería son las

siguientes:

a. Las características geométricas de las unidades de albañilería exigen que

la armadura se coloque solo vertical y horizontalmente; no es posible

colocar barras inclinadas.

b. Los espacios, alveolos o canales en las unidades para la colocación del

acero son de dimensiones reducidas, por lo que deben armarse con

diámetros de acero compatible con dichas dimensiones. Es usual exigir que

el diámetro de las barras de acero no exceda los 25mm (1 pulgada o #8)

y que el área alveolar o 12% cuando hay empalmes.

c. Las resistencias del concreto líquido y del mortero son relativamente

reducidas. Ello constituye otra exigencia, adicional a la señalada

anteriormente, para armar con diámetros de acero pequeños,

particularmente cuando el acero se coloca en la junta, con el propósito de

minimizar los esfuerzos de adherencia. Los diámetros de acero utilizables

para armado en junta se indican según norma.

d. Los mayores esfuerzos en un muro ocurren cercanos a su base y de

evitarse en lo posible empalmar las barras verticales en esta zona; esto

puede lograrse usando unidades con el extremo abierto. Cuando esas

unidades no están disponibles, como consecuencia del método

constructivo de los muros, es difícil evitar que todo los empalmes ocurran

en la base del muro que conduce a que el detallado de empalmes y , en

general , de anclajes deba hacerse con particular cuidado.

d) No es posible, en la mayoría de los casos, colocar estribos en la albañilería

para impedir el pandero de la armadura vertical en compresión, Esto

conlleva el que deba preferirse la colocación de armadura vertical

repartida a aquella de armadura concentrada. Si es posible, de otro lado, la

coloración de planchas de acero en as hiladas y zunchos alrededor de las

barras verticales, con el propósito de aumentar sustancialmente la

capacidad de deformación ultima en compresión de la albañilería y de

mejora ligeramente su resistencia a la compresión.

La aplicación de la albañilería armada no se limita al levantamiento de muros. Con

ella se han construido elementos prismáticos en flexión, como vigas, y en

compresión, como columnas. Sin embargo, estos son irrelevantes en aplicaciones

de la albañilería armada en áreas sísmicas, donde el muro sobre todo el portante,

sometido a cargas coplanarias, si es de considerable importancia. El

comportamiento de la albañilería armada ante diferentes solicitaciones será

entendido con mayor claridad analizando los ensayos.

6.1 Sistema Constructivo

Las viviendas de albañilería armada usan los bloques de concreto como

materiales principales, estos bloques forman muros con refuerzos distribuidos,

para lo cual se unen los bloques con mortero y se llenan los alvéolos, donde ya

están colocados los refuerzos de acero, con concreto líquido o Grout. El muro es

muy resistente para las cargas de gravedad y los sismos, pero debe estar

correctamente construido para resistir las demandas inducidas por cargas

sísmicas intensas.

Se conoce con el nombre de albañilería armada por que utiliza el a c e r o c omo

refuerzos en los muros que se construyen.

Principalmente estos refuerzos consisten en tensores (como refuerzos verticales)

y estribos (como refuerzos horizontales), refuerzos que van empotrados en los

c i m i e n tos o en los pilares de la construcción, respectivamente. Suele preferirse

la utilización de ladrillos mecanizados, cuyo diseño estructural facilita la inserción

de los tensores para darle mayor flexibilidad a la estructura.

Viviendas de albañilería armada

6.2 Tipo de materiales

Para las obras de albañilería armada (también conocidas simplemente como

albañilerías) se utilizan principalmente materiales pétreos, tales como: Ladrillos de

a r c illa, v arillas de acero bloques de m o r t e r o de cemento, piedras y otros similares

de igual o parecido origen a los ya mencionados.

6.2.1 Bloques de concreto

Los bloques son elementos constructivos formados a partir de moldeo

(manualmente o con maquinaria) en matrices o moldes, utilizando como

materia prima agregado grueso, cemento, agregado fino y agua en proporciones

tales que generan una mezcla trabajable en el molde.

Esta mezcla es vaciada en el molde; luego, vibrada manualmente o con

máquina y comprimida. Finalmente, se desmolda, fragua y cura.

La albañilería confinada con bloques de concreto requiere de vigas y columnas

de confinamiento, con lo que se concentra el refuerzo en los bordes del muro.

En el caso de la albañilería armada con bloques de concreto, el refuerzo se

distribuye a lo largo del muro en los alvéolos de las unidades, y el refuerzo

horizontal se aloja en las juntas horizontales, entre hilada e hilada.

La ventaja con este tipo de unidad de albañilería es que por su tamaño

proporciona una economía en el tiempo de ejecución, en la utilización de mano

de obra y en la cantidad de mortero necesaria, lo que conduce a un

abaratamiento del costo de producción, además reduce el número de juntas.

La transmisión de calor a través de los muros es un problema que se presenta

en las zonas cálidas y en las frías, siendo así más conveniente el empleo de

cavidades con aire en el interior de los muros permitiendo que se formen

ambientes más agradables.

Los bloques de concreto han existido durante décadas, pero hoy en día los

elementos de concreto moldeado tienen una cantidad infinita de usos, formas,

texturas y colores muy distintos a las paredes tradicionales de bloques de

concreto.

Utilizados durante décadas en todo tipo de construcción, el bloque de concreto

tradicional ha evolucionado a niveles nunca antes vistos. La producción de

bloques de concreto de hoy le permite a los fabricantes de bloques de concreto,

arquitectos, ingenieros y constructores el combinarlos para lograr efectos

estéticos espectaculares con unos costos significativamente más bajos que con

otros productos de construcción.

6.2.2 Tipos de bloques

Las dimensiones de los bloques de concreto varían según su uso: Los bloques

destinados a resistir las cargas axiales provenientes de los techos de pisos

superiores tienen, generalmente, espesores de paredes entre 2.5 y 4.0 cm, con

39 cm de largo, 19 cm de ancho y 19 cm de alto, y se utilizan juntas de mortero

de 1 cm. Los bloques que se utilizan en los tabiques y cercos y que deben resistir

solamente su propio peso y no llevan cargas, poseen espesores entre 2.0 y 3.0

cm, 39 cm de largo, 14 cm de ancho y 19 cm de alto.

Existen unidades especiales, como las esquineras, medios bloques y 3/4

de bloque, que han sido desarrolladas por SENCICO.

La fabricación de los bloques debe seguir la norma NTP 399.602-2002 de

INDECOPI.

6.2.2.1 Bloque de concreto 3/4

Estos tipos de bloques se utilizan para amarres. El ancho varía de acuerdo al

espesor del muro, es decir, pueden ser de 14cm, de 19cm o de 9cm.

Bloque de concreto 3/4

6.2.2.2 Bloque de concreto 1/2

Estos tipos de bloques se utilizan para amarres. El ancho varía de acuerdo al

espesor del muro, es decir, pueden ser de 14cm, de 19cm o de 9cm.

Bloque de concreto 1/2

6.2.2.3 Bloque típico14x19x39

Esto quiere decir: 14cm de ancho, 19cm de alto y 39cm de largo.

Puede ser usado para muro portante, armado o confinado.

Bloque típico14x19x39

6.2.3 Recomendaciones para el uso de muros de bloques con armadura distribuida

La armadura de refuerzo debe ser distribuida a lo largo del muro en forma

vertical (líneas verdes), introduciéndose en los alvéolos y traslapándose con las

mechas que vienen del piso inferior en una distancia no menor de 40 cm. El

refuerzo horizontal debe ser continuo y estará anclado en los extremos con un

doblez vertical de 10 cm en la celda extrema.

Los alvéolos o huecos de los bloques deberán ser rellenados con concreto

líquido con una resistencia no menor de f’c=140 kg/cm2.

Estructuración de refuerzos verticales y horizontales

6.2.4 Proceso de fabricación de muros con bloques de albañilería armada

Se construye la viga de cimentación dejando espigas que posteriormente se

empalmaran 75 cm con el refuerzo vertical de las columnas, estas espigas se

ubicaran en el centro de los alvéolos correspondientes a los bloques.

Adicionalmente, la superficie superior de la cimentación se raya en la zona donde

se ubica las columnas de albañilería.

Encofrado de la viga de cimentación. Se aprecian las espigas.

Asentado de la primera hilada. Nótese que el mortero sólo cubre los bordes

del bloque.

6.2.5 Limpieza antes del asentado

En la construcción de los muros armados pueden emplearse bloques de

concreto, arcilla y de sílice cal. Las unidades de concreto y sílice cal no deben

mojarse; sólo deben limpiarse. Debido a la alta variación volumétrica que tienen

los bloques de concreto vibrado, no pueden regarse antes del asentado, porque

se expandirían, contrayéndose al secar, lo que podría generar fisuras en el muro.

Los bloques por usar deben tener una antigüedad mínima de 28 días de

fabricación.

Limpieza antes del asentado

En el caso de usar bloques de arcilla, estos deben regarse durante ½ hora,

unas 10 horas antes de asentarlos. Sin embargo, después de haberse construido

la albañilería, sí será posible regar el muro, porque ahora los bloques se

encontrarán integrados por el mortero y los cambios volumétricos afectarán al

conjunto, pero no a cada bloque. Las unidades de concreto y sílice cal no deben

regarse; sólo deben limpiarse.

6.2.6 Recorte de bloques

a). El recorte de bloques debe ser realizado antes de asentarlos, en seco y con

una amoladora, en el lugar de la obra.

Recorte con una amoladora.

b) Con el corte, se formarán ventanas de limpieza (o ratoneras) en los

bloques de la primera hilada de todos los pisos, para eliminar los desperdicios de

mortero que hayan caído durante el asentado sobre la base del muro, losa o

cimiento. Para ello, debe colocarse un retazo de plástico en el interior, pues, de

otro modo, se producirá una junta fría en la unión del concreto líquido-base.

Ventanas o Ratoneras

c) Otro uso de los recortes es el de alojar cajas eléctricas. En este caso, los

tubos se instalan antes de asentar los bloques.

Caja eléctrica

d) Cuando se coloca el refuerzo horizontal en el eje del muro, se hacen ranuras

de unos 5 cm de longitud en las tapas transversales las que, luego, se eliminan

golpeándolas con un martillo, como se muestra en la foto.

Ranura para refuerzo horizontal

7 Mortero

Se llama mortero a la combinación de a gl om e r a n t e s y aglomerados. Los más

comunes son los de c e men to y están compuestos por cemento, agregado fino y

agua. Generalmente, se utilizan para obras de a l b añ i l e r í a , c omo material de

agarre, revestimiento de paredes, etc.

7.1 Preparación del mortero

Para aquellos bloques que se asientan secos (concreto y sílice cal), debe

añadirse ½ volumen de cal hidratada y normalizada por cada volumen de

cemento (la mezcla usual cemento-cal-arena gruesa es 1: ½: 4), para evitar que

el mortero se seque rápidamente.

Preparación del mortero

Tradicionalmente, en los muros armados se utilizan cintas de mortero que corren

por los bordes horizontales y verticales de los bloques. La Norma E.070

especifica que el mortero de todas las juntas debe cubrir totalmente la

superficie de asentado del bloque.

Asentado de bloques

Usualmente, la albañilería armada es de tipo cara vista, por lo que las juntas

deben ser bruñidas externamente antes de que endurezca la mezcla, no sólo

para mejorar el aspecto de la pared, sino para que emerja una lechada de

cemento que

Impermeabilice al mortero y proteja al muro de la acción de la intemperie.

Juntas de mortero

Al igual que en los muros confinados, primero se asientan los “bloques maestros”,

pudiéndose emplear un nivel de 1.2 m de longitud, en reemplazo de la plomada,

y una wincha gruesa, en reemplazo del escantillón. Para guiar el

alineamiento horizontal de los bloques internos, se utiliza un cordel atado en sus

extremos a unos dispositivos de madera o de metal.

Uso de niveles y asentamiento de bloques.

8 Concreto líquido o Grout

El concreto liquido o Grout es un material de consistencia fluida que resulta el

mesclar cemento y agregados y agua, pudiéndose adicionar cala hidratada

normalizada en una proporción que no excede 1/10 del volumen de cemento

u otros aditivos que no disminuya la resistencia o que origine corrosión del

acero de refuerzo. El cemento liquido o Grout se emplea para llenar los alveolos

de la unidades de albañilería en la construcción de los muros armados, y tiene

como función integra el refuerzo con la albañilería en un solo conjunto

estructural.

Para la elaboración del concreto liquido o Grout de albañilería, se tendría en

cuenta las normas NTP 399.609 y 399.608.

Mortero

fluido

9 Refuerzos

9.1 Refuerzos en los talones

Los talones de los muros son sumamente frágiles frente a las tracciones que se

producen por la carga de un sismo. Para reforzarlos, conviene utilizar planchas,

zunchos o estribos en el refuerzo vertical.

Plancha metálica

9.2 Refuerzo horizontal

En la construcción del muro, el refuerzo horizontal debe instalarse en las juntas

horizontales, en forma de escalerilla electro soldada.

Malla electro soldada

9.3 Refuerzo vertical

Según la Norma E.070, para que una varilla quede adecuadamente recubierta y

pueda transferir sus esfuerzos al concreto liquido (Grout), así como para evitar

la formación de cangrejeras, se requiere que la dimensión mínima de las

celdas sea de 5 cm por cada varilla o 4 veces el diámetro de la barra por el

número ro de barras alojadas en la celda.

Por ejemplo, cuando el bloque presenta celdas pequeñas (arcilla o sílice cal) con

dimensión de 5 cm, sólo será posible colocar 1 varilla de ½” en cada celda; en

cambio, si la celda es de mayor dimensión (bloque de concreto), podrán

emplearse hasta varias varillas verticales de mayor diámetro en la misma celda.

En el caso de que se hayan empleado espigas o existan traslapes en la parte

inferior de los pisos superiores, una vez terminada de construir la albañilería se

inserta la barra vertical sin amarrarla contra la espiga o mecha, para que no se

congestione la celda.

Para evitar que la barra insertada se mueva durante el vaciado del Grout, se le

debe amarrar a una barra horizontal temporal, que se retirará después de que el

Grout haya endurecido.

Rrefuerzo vertical

9.4 Varillas de acero

Estos elementos de aceros se distribuyen de forma horizontal y vertical,

separadas de acuerdo al cálculo estructural. En los alvéolos donde se

encuentran las varillas de acero, se vacía el concreto líquido de cemento –

arena piedra chancada de 1/4“de diámetro.

Albañilería reforzada interiormente con varillas de acero distribuidas vertical y

horizontalmente e integrada mediante concreto líquido, de tal manera que los

diferentes componentes actúen conjuntamente para resistir los esfuerzos. A los

muros de Albañilería Armada también se les denomina Muros Armados.

10 Conclusiones

La albañilería armada es la solución más económica segura y de fácil

desarrollada para la construcción de edificaciones de 3 niveles o más.

La albañilería armada es uno de los sistemas más estructurados en la

construcción, ya que primero pasa por un análisis de diseño y por un

análisis sismo resistente.

Se conoció el uso de las herramientas utilizadas, al igual que el tipo de

materiales de construcción.

11 Bibliografía

ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL - HECTOR GALLEGOS Y CARLOS CASABONNE

MANUAL DE CONSTRUCCIÓN, ESTRUCTURACIÓN Y PPREDIMENSIONAMIENTO EN

ALBAÑILERIA ARMADA HECHA CON BLOQUES DE CONCRETO VIBRADO.

SENSICO, EDICIÓN 2007. NORMA TÉCNICA E 070

ANGEL SAN BARTOLOME 2007.blog de Albañilería : http://blog.pucp.edu.pe/albañileria