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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

DOCENTE:

ING. JUAN NAVEDA SARMIENTO

CURSO:

GESTION Y EJECUCION DE OBRAS URBANO ARQ II

NORMA E. 070 ALBAÑILERIA

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

RESPONSABLES: CAPA GUZMAN ALONSO GALAN CHAPOÑAN RONALD LARA BONIFACIO EDWAR ROSARIO BERNUI ANDY ZANELLI VENEGAS MYDHOLI

CHIMBOTE – DICIEMBRE DE 2015

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CAPITULO. 1 INTRODUCCIÓN 1.1 BREVE HISTORIA DE LA ALBAÑILERÍA

En los primeros años del siglo XX, muchas viviendas unifamiliares (casas de 1 a 3 pisos) y viviendas multifamiliares (edificios de 3 a 5 pisos) se levantaron usando albañilería simple de ladrillo macizo, tanto para muros portantes como no portantes. En estos edificios antiguos, los muros portantes tienen 0.25m de ancho independientemente del número de pisos. Los muros no portantes interiores usualmente tienen 0.25 o 0.15m de ancho y se denominaban muros de amarre. Muchos de estos edificios han soportado varios sismos, muy probablemente a que están sobre suelo de buena calidad y a que cuentan con una alta densidad de muros en las direcciones principales de la estructura, ver fig. 1 (San Bartolomé, 1994).

Aproximadamente desde 1940 se introdujo las columnas de concreto como elementos de confinamiento en muros portantes, los que además funcionaban como arriostres para carga perpendicular a su plano. Este tipo de refuerzo en la albañilería en el Perú aún carecía de estudios experimentales y de ingeniería. Luego, la necesidad de mayores espacios en construcciones urbanas llevaron al uso de muros más delgados, de 0.15m o menos, reduciendo la densidad de muros (área de muros respecto al área en planta).

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El terremoto de 1970 produjo algunos colapsos de edificios de 2 pisos en Chimbote, los que eran de albañilería simple (sin columnas). Este terremoto mostró claramente la necesidad de incorporar refuerzos a estas edificaciones. La albañilería confinada se volvió el sistema constructivo más popular para edificaciones de baja y mediana altura en las ciudades. Según el reglamento, éstas podían ser de hasta 5 pisos, para evitar la necesidad de incluir ascensores. Entre 1961 y 2005, se han desarrollado cinco censos nacionales de vivienda en el Perú, además de otros más de población. Una pregunta significativa del censo de vivienda es “¿Cuál es el material predominante en las paredes?” Al comparar los 2 últimos censos de vivienda, se observa que los muros de ladrillo y de bloques han desplazado al adobe como el material predominante (Tabla 1).

En 1982 se promulgó la primera norma moderna de diseño y construcción de albañilería (ININVI), la que tenía algo de respaldo experimental pero que adolecía aún de temas no investigados en las condiciones peruanas de materiales y mano de obra. Esta norma permitió a los ingenieros proyectar y construir edificios de hasta 5 pisos de albañilería confinada de 0.15m de ancho (fig. 2 izq.), además de edificios de albañilería armada. En los últimos 30 años, el crecimiento de construcciones populares e informales han mal interpretado la manera como debe trabajar la albañilería confinada. Se piensa equivocadamente que las columnas y vigas de concreto son más importantes que el muro de albañilería, es decir se le presta cada vez menos atención a la calidad del muro (materiales y mano de obra). Tan es así, que se usan erradamente ladrillos huecos y ladrillos tubulares para muros portantes de carga vertical y de sismo. En forma paralela, se han levantado diversas edificaciones de albañilería armada, básicamente de viviendas en Lima (fig. 2 centro). Otras edificaciones que utilizan ladrillos para muros de albañilería portantes y no portantes son oficinas, hoteles, restaurantes, hospitales y centros educativos. En común, se trata de edificaciones de pocos pisos (fig. 2 der.).

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1.2 NORMAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN EN EL PERÚ

El REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES aprobado por D.S. N° 039-70-VI de 1970 y N° 063-70-VI (10ma. Edición de Bonilla, 1980) es el primer documento que indica cómo proyectar las “Construcciones con paredes portantes de ladrillos”, sometidas a cargas gravitatorias y sísmicas. En resumen, se indicaba que los muros portantes debían ser de ladrillos macizos. Estas construcciones podían alcanzar como máximo 4 pisos, sin sobrepasar 15 m de altura. El espesor mínimo de una pared portante, libre de tarrajeo era de 25 cm. Las “columnas de amarre” de concreto armado, debían colocarse a una distancia máxima de 5 m debidamente ancladas en la cimentación y en cada techo. Sobre todas las paredes perimetrales o portantes, debían colocarse en cada nivel del techado, vigas collar de concreto armado (que amarren las columnas), las que se podían quedar dentro del espesor del techo si éste es mayor que 15 cm. Los vanos necesarios para puertas y ventanas, debían ser reforzados con dinteles, y columnas si fuera necesario, para que el muro pueda cumplir con la función estructural que le es asignada. El espesor mínimo de muros de arriostre era de 15 cm. El refuerzo mediante columnas de amarre no era requisito para los muros de arriostre. En cuanto al proceso constructivo, los ladrillos debían ser embebidos de agua antes de ser asentado. El asentado con mortero (de una resistencia mínima de 60 kg/cm2), el cual debía rellenar íntegramente los espacios vacíos que queden entre ladrillos. El diseño sísmico se basaba en la fuerza “H”:

H = U C1 P

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El coeficiente C1 variaba con el número de pisos. En un edificio común de oficinas, de departamentos, casas residenciales, etc., el coeficiente U era 1.0 y 1.2 para edificios públicos, todos ubicados en la zona de mayor Sismicidad, llamada Región 1 (Arequipa, Moquegua, Tacna y parte sur de Ica y Ayacucho). La tabla 2 indica los valores de la fuerza H.

LAS NORMAS DE DISEÑO SISMO-RESISTENTE, PARTE DEL RNE DEL MINISTERIO DE VIVIENDA Y CONSTRUCCIÓN El capítulo 3 trata sobre Construcciones de Albañilería es un documento predecesor de la Norma E.070 del RNE. Destaca que se considera el “conjunto estructural” como: a) Cimentación b) Muros portantes c) Elementos de confinamiento d) Elementos de arriostre e) Techos.

Las unidades de ladrillos y bloques, se clasificaban de acuerdo al peso específico, la resistencia a la compresión, la resistencia a la flexión, y a la absorción. Aparece la forma de determinar la resistencia a la compresión de la albañilería (f’m), mediante 3 métodos: 1) prismas de prueba; 2) a partir de la resistencia de la unidad: y 3) a partir de la resistencia de unidades estandarizadas. Esto indica que se reconoce la necesidad de hacer ensayos de laboratorio para conocer bien las propiedades del material, pero no hay mayores exigencias dadas las limitaciones de la época.

Para efectos de diseño se establecen valores de esfuerzos admisibles, a compresión axial, a compresión por flexión, a tracción por flexión, a corte, a compresión de apoyo. Se distingue entre albañilería convencional (simple o confinada) y albañilería armada.

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Los elementos de confinamiento de concreto armado, se denominan vigas collar y columnas de amarre. Las dimensiones de los confinamientos y su armadura se dan con fórmulas para diseño por corte, en función de V= fuerza cortante en el paño confinado. El diseño sísmico se basaba en la fuerza cortante basal “H”:

1.3 ALCANCE Y DEFINICIONES Hasta 1977 se podría decir que la albañilería ha sido empírica y por tanto ha

carecido de ingeniería. La construcción de edificaciones con muros portantes

excesivamente gruesos, el uso de muros delgados para la dirección no portante, la

falta de conceptos claros sobre el comportamiento estructural, la ausencia de

armadura, y la utilización de configuraciones incorrectas han llevado a

edificaciones inseguras que en algunos casos han producido desastres

estructurales. Esto implica que las edificaciones de albañilería no reforzada, con

poca densidad de muros, que han tenido un comportamiento sísmico sumamente

frágil, no se contemplan en esta Norma.

En resumen, la albañilería es muy frágil en tracción. Por tanto, para su uso en

edificaciones debe ser convenientemente construida y reforzada.

Albañilería o Mampostería

Material estructural compuesto por unidades pegadas. El pegamento se llama

mortero (cemento, arena, cal). En el caso del adobe el mortero suele ser de barro.

Otra nueva es la “albañilería de juntas secas”. Por tanto, la albañilería:

Es un material heterogéneo y anisotrópico.

Tiene buena resistencia a la compresión (por la unidad).

Tiene poca resistencia a la tracción (por la adhesión entre unidades).

Adobe: Bloque macizo de tierra sin cocer, puede contener paja u otro material que

mejore su estabilidad frente a agentes externos (paja, guano, ichu, asfalto).

Ladrillo: Unidad de albañilería que se maneja con una sola mano. Materia prima:

Arcilla: Concreto de cemento Pórtland, Sílice cal. Se forma mediante moldeo

compactado o por extrusión. En forma artesanal es quemado en hornos a leña o

carbón. En forma industrial es quemado con temperatura controlada en hornos

tipo túnel.

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Bloque: Unidad de albañilería que se maneja con las dos manos (al ser más

grande y pesado que el ladrillo). Contiene alvéolos para asirlos; además allí se

coloca la armadura y concreto líquido, llamado grout (concreto con o sin agregado

grueso, de consistencia fluida).

Confinamiento: Conjunto de elementos de concreto armado, horizontales y

verticales, cuya función es la de proveer ductilidad a un muro portante.

Mortero: Material empleado para adherir horizontal y verticalmente a las unidades

de albañilería.

Tabique: Muro no portante de carga vertical, utilizado para subdividir ambientes o

como cierre perimetral.

Albañilería o Mampostería. Material estructural compuesto por «unidades de

albañilería» asentadas con mortero o por «unidades de albañilería» apiladas, en

cuyo caso son integradas con concreto líquido.

Albañilería Armada. 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.

Albañilería Confinada. Albañilería reforzada con elementos de concreto armado

en todo su perímetro, vaciado posteriormente a la construcción de la albañilería.

La cimentación de concreto se considerará como confinamiento horizontal para los

muros del primer nivel.

Albañilería No Reforzada. Sin refuerzo (albañilería simple), que no cumple con

los requisitos de la norma.

Altura Efectiva. Distancia libre vertical que existe entre elementos horizontales de

arriostre. Para los muros que carecen de arriostres en su parte superior, la altura

efectiva se considerará como el doble de su altura real.

Arriostre. Elemento de refuerzo (horizontal o vertical) o muro transversal que

cumple la función de proveer estabilidad y resistencia a los muros portantes y no

portantes sujetos a cargas perpendiculares a su plano.

Borde Libre. Extremo horizontal o vertical no arriostrado de un muro.

Concreto Líquido o Grout. Concreto con o sin agregado grueso, de consistencia

fluida.

Columna. Elemento de concreto armado diseñado y construido con el propósito

de transmitir cargas horizontales y verticales a la cimentación. La columna puede

funcionar simultáneamente como arriostre o como confinamiento.

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Confinamiento. Conjunto de elementos de concreto armado, horizontales y

verticales, cuya función es la de proveer ductilidad a un muro portante.

Construcciones de Albañilería. Edificaciones cuya estructura está constituida

predominantemente por muros portantes de albañilería.

Espesor Efectivo. Es igual al espesor del muro sin tarrajeo u otros revestimientos

descontando la profundidad de bruñas u otras indentaciones. Para el caso de los

muros de albañilería armada parcialmente rellenos de concreto líquido, el espesor

efectivo es igual al área neta de la sección transversal dividida entre la longitud del

muro.

Muro Arriostrado. Muro provisto de elementos de arriostre.

Muro de Arriostre. Muro portante transversal al muro al que provee estabilidad y

resistencia lateral.

Muro No Portante. Muro diseñado y construido en forma tal que sólo lleva cargas

provenientes de su peso propio y cargas transversales a su plano. Son, por

ejemplo, los parapetos y los cercos.

Muro Portante. Muro diseñado y construido en forma tal que pueda transmitir

cargas horizontales y verticales de un nivel al nivel inferior o a la cimentación.

Estos muros componen la estructura de un edificio de albañilería y deberán tener

continuidad vertical.

Mortero. Material empleado para adherir horizontal y verticalmente a las unidades

de albañilería.

Placa. Muro portante de concreto armado.

Plancha. Elemento perforado de acero colocado en las hiladas de los extremos

libres de los muros de albañilería armada para proveerles ductilidad.

Tabique. Muro no portante de carga vertical, utilizado para subdividir ambientes o

como cierre perimetral.

Unidad de Albañilería. Ladrillos y bloques de arcilla cocida, de concreto o de

sílice-cal. Puede ser sólida, hueca, alveolar ó tubular.

Unidad de Albañilería Alveolar. Unidad de Albañilería Sólida o Hueca con

alvéolos o celdas de tamaño suficiente como para alojar el refuerzo vertical. Estas

unidades son empleadas en la construcción de los muros armados.

Unidad de Albañilería Apilable: Es la unidad de Albañilería alveolar que se

asienta sin mortero.

Unidad de Albañilería Hueca. Unidad de Albañilería cuya sección transversal en

cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área equivalente menor

que el 70% del área bruta en el mismo plano.

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Unidad de Albañilería Sólida (o Maciza) Unidad de Albañilería cuya sección

transversal en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área

igual o mayor que el 70% del área bruta en el mismo plano.

Unidad de Albañilería Tubular (o Pandereta).Unidad de Albañilería con huecos

paralelos a la superficie de asiento.

Viga Solera. Viga de concreto armado vaciado sobre el muro de albañilería para

proveerle arriostre y confinamiento.

COMPONENTES DE ALBAÑILERIA

CARACTERISTICAS GENERALES

• Se denomina ladrillo a aquella unidad cuya dimensión y peso permite que

sea manipulada con una sola mano. Se denomina bloque a aquella unidad

que por su dimensión y peso requiere de las dos manos para ser

manipulado.

• Las unidades de albañilería a las que se refiere esta norma son ladrillos y

bloques en cuya elaboración se utiliza arcilla, sílice-cal o concreto, como

materia prima.

• Estas unidades pueden ser sólidas, huecas, alveolares o tubulares y podrán

ser fabricadas de manera artesanal o industrial.

• Las unidades de albañilería de concreto serán utilizadas después de lograr

su resistencia especificada y su estabilidad volumétrica. Para el caso de las

unidades curadas con agua, el plazo mínimo para ser utilizadas será de 28

días.

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

Para la construcción de muros portantes de albañilería confinada, los ladrillos

deben ser sólidos o macizos. Se debe descartar el uso de bloques huecos y de

unidades tubulares.

La unidad de albañilería sólida o maciza es aquella cuya sección transversal en

cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área igual o mayor que

el 70% del área bruta en el mismo plano. La norma anterior exigía que la sección

transversal tenga un área igual o mayor al 75% del área bruta. Las investigaciones

experimentales realizadas indican que la resistencia ante diversas solicitaciones,

en especial la resistencia al corte de la albañilería (v’m), no sufre mayores

alteraciones por el incremento de área de huecos que ahora se permite hasta un

30% del área bruta.

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Sin embargo, en el mercado nacional predominan unidades de arcilla y de

concreto (ladrillos y bloques) con mayores áreas de huecos (40% o más) que no

califican como unidades aptas para muros portantes (fig.5 izquierda y centro). La

falla por corte de muros hechos de estas unidades han sido frágiles y conducen a

un deterioro de la albañilería que puede llevar a reparaciones demasiado

costosas.

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Clasificación para fines estructurales.- para efectos del diseño estructural, las

unidades de albañilería tendrán las características indicadas en la tabla 1.

Limitaciones en su aplicación.- el uso o aplicación de las unidades de

albañilería estará condicionado a lo indicado en la tabla 2. Las zonas sísmicas son

las indicadas en la NTE E. 030 diseño sismo resistente.

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PRUEBAS

a) Muestreo.- el muestreo será efectuado a pie de obra. Por cada lote

compuesto por hasta 50 millares de unidades se seleccionara al azar una

muestra de 10 unidades, sobre las que se efectuaran las pruebas de

variación de dimensiones y de alabeo. Cinco de estas unidades se

ensayaran a compresión y las otras cinco a absorción.

b) Resistencia a la compresión.- para la determinación de la resistencia a la

compresión de las unidades de albañilería, se efectuara los ensayos de

laboratorio correspondientes, de acuerdo a lo indicado en las normas NTP

399.613 y 339.604. la resistencia característica a compresión axial de la

unidad de albañilería se obtendrá restando una desviación estándar al valor

promedio de la muestra.

c) Variación dimensional.- para la determinación del alabeo de las unidades

de albañilería, se seguirá el procedimiento indicado en la norma NTP

399.613.

d) Alabeo.- para la determinación del alabeo de las unidades de albañilería,

se seguirá el procedimiento indicado en la norma NTP 399.613.

e) e. Absorción.- los ensayos de absorción se harán de acuerdo a lo indicado

en las normas NTP 399.604 y 399.I613.

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PRISMAS Y ENSAYOS DE COMPRESIÓN AXIAL Módulo de elasticidad Em y resistencia a compresión f’m. La medición de la resistencia a compresión (f´m) ha cambiado en cuanto al área a utilizar. En la Norma de 1982 se empleaba el área neta cuando se trataba de unidades huecas (más de 25% de huecos en la cara de asentado) y el área bruta en unidades sólidas o unidades huecas con alvéolos rellenos. Esta forma de medición arrojaba en muchos casos, mayores valores de f´m en unidades huecas que en unidades sólidas. En la Norma de 2006 todas las áreas a utilizar en la evaluación de la resistencia f´m son áreas brutas. Asimismo, el cálculo en sí de f´m ha variado, de la ecuación [1] a la ecuación [2]. Resist. a compresión 1982: f´m = fm (prom.) x [1-1.5(V-0.10)] [1] Resist. a compresión 2006: f´m = fm (prom.) - s [2] Siendo V = el coeficiente de variación y s = la desviación estándar. En cuanto a los coeficientes de corrección por esbeltez a la resistencia f´m, se ha mantenido la tabla de valores anterior. Dichos valores han sido verificados experimentalmente por San Bartolomé et. al. (2006). En el mismo ensayo de compresión axial se puede medir en el rango elástico el módulo de elasticidad Em, colocando medidores de desplazamientos.

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MURETES Y ENSAYOS DE COMPRESIÓN DIAGONAL. Módulo de corte Gm y resistencia a corte v’m La medición de la resistencia al corte de la albañilería (v´m), no existía en la versión de 1982, mientras que la versión del 2006 exige la realización de ensayos de compresión diagonal en muretes según Norma INDECOPI NTP 399.621. En el mismo ensayo de compresión diagonal se puede medir en el rango elástico el módulo de corte Gm, colocando medidores de desplazamientos. De otro lado, una nueva exigencia de la Norma 2006 en su tabla 7 consiste en la realización obligatoria de ensayos de prismas y muretes en función del número de pisos de la edificación y de la zona sísmica. Estos ensayos permiten observar el mal comportamiento de unidades con muchos huecos.

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ACEPTACION DE LA UNIDAD

a) Si la muestra presentase más de 20% de dispersión en los resultados

(coeficiente de variación), para unidades producidas industrialmente, 0 40%

para unidades producidas artesanalmente, se ensayara otra muestra y de

persistir esa dispersión de resultados se rechazara el lote.

b) La absorción de las unidades de arcilla y silico calcáreas no será mayor que

22%. El bloque de concreto clase, tendrá una absorción no mayor que 12%

de absorción. La absorción del bloque de concreto NP, no será mayor que

15%.

c) El espesor mínimo de las caras laterales correspondientes a la superficie de

asentado será 25 mm para el bloque clase P y 12 mm para el bloque clase

NP

d) La unidad de albañilería no tendrá materias extrañas en sus superficies o

en su interior, tales como guijarros, conchuelas o nódulos de la naturaleza

calcárea.

e) La unidad de albañilería de arcilla estará bien cocida, tendrá un color

uniforme y no presentara vitrificaciones. Al ser golpeada con un martillo, u

objeto similar. Producirá un sonido metálico

f) La unidad de albañilería no tendrá resquebrajaduras, fracturas, hendiduras

grietas u otros defectos similares que degraden su durabilidad o resistencia

g) La unidad de albañilería no tendrá manchas o vetas blanquecinas de origen

salitroso o de otro tipo

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MORTERO

El mortero estará constituido por una mezcla de aglomerantes y agregado fino a

los cuales se añadirá la máxima cantidad de agua que proporcione una mezcla

trabajable, adhesiva y sin segregación del agregado. Para la elaboración del

mortero destinado a obras de albañilería, se tendrá en cuenta lo indicado en las

Normas NTP 399.607 y 399.610.

Los materiales aglomerantes del mortero pueden ser:

Cemento Portland o cemento adicionado normalizado y cal hidratada

normalizada de acuerdo a las normas técnicas peruanas correspondientes.

El agregado fino será arena gruesa natural, libre de materia orgánica y

sales, con las características indicadas en la tabla 3. se aceptaran otras

granulometrías siempre que los ensayos de pilas y muretes proporcionen

resistencias según lo especificado en los planos.

El agua será potable y libre de sustancias deletéreas, ácidos, álcalis y

materia orgánica.

Observaciones

- No deberá quedar retenido más del 50% de arena entre dos mallas

consecutivas.

- El módulo de fineza estará comprendido entre 1,6 y 2,5.

- El porcentaje máximo de partículas quebradizas será: 1% en peso.

- No deberá emplearse arena de mar.

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MORTERO FLUIDO Y CONCRETO FLUIDO Se usan en albañilería armada para llenar los alvéolos. El concreto líquido o grout se clasifica en fino y en grueso. El grout fino (fig. 8 izq.) se usa cuando la dimensión menor de los alvéolos de la unidad de albañilería es inferior a 60 mm y el grout grueso, se usa cuando esta dimensión menor es igual o mayor a 60 mm.

CONCRETO Y ACERO El concreto en elementos de confinamiento debe tener una resistencia mínima de f’c=175 kg/cm2. Debe prepararse según indica la Norma E.060 Concreto Armado. El acero de refuerzo en los confinamientos debe ser corrugado, con esfuerzo de fluencia fy=4200 kg/cm2. Sólo se permite el uso de barras lisas en estribos y armaduras electrosoldadas usadas como refuerzo horizontal.

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CLASIFICACIÓN PARA FINES ESTRUCTURALES

Los morteros se clasifican en: tipo P, empleado en la construcción de los muros

portantes; y NP, utilizado en los muros no portantes.

PROPORCIONES.- los componentes del mortero tendrán las proporciones

volumétricas (en estado suelto) indicadas en tabla 4.

a. Se podrán emplear otras composiciones de morteros con cementos de

albañilería, o morteros industriales (embolsado o pre – mezclado), siempre

y cuando los ensayos de pilas y muretes proporcionen resistencias iguales

o mayores a las especificadas en los planos.

b. De no contar con cal hidratada normalizada, especificada en el artículo 6,

se podrá utilizar mortero sin cal respetando las proporciones cemento –

arena indicada en la tabla 4.

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CONCRETO LIQUIDO O GROUP

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

mezclar cemento, agregados y agua, pudiéndose adicionar cal hidratada

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

otros aditivos que no disminuyan la resistencia o que originen corrosión del acero

de refuerzo. El Grout se emplea para rellenar los alveolos de las unidades de

albañilería en la construcción de los muros armados, y tiene como función integrar

el refuerzo con la albañilería en un solo conjunto estructural.

El concreto liquido o grout se clasifica en fino y en grueso. El grout fino se usara

cuando la dimensión menor de los alveolos de la unidad de albañilería sea inferior

a 60 mm y el grout grueso se usara cuando la dimensión menor de los alveolos

sea igual o mayor a 60 mm.

Los materiales aglomerantes serán:

• Cemento portland o cemento adicionado normalizado de acuerdo a las

normas técnicas peruanas correspondientes.

• El agregado grueso será confitillo que cumpla con la granulometría

especificada en la tabla 5.

• El agregado fino será arena gruesa natural, con las características

indicadas en la tabla 3.

• el agua será potable y libre de sustancias, ácidos, álcalis y materia

orgánica.

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EL CONCRETO LIQUIDO O GROUT, es un material de consistencia fluida que

resulta de mezclar cemento, agregados y agua, pudiéndose adicionar cal

hidratada normalizada en una proporción que no exceda de 1/10 del volumen del

cemento u otros aditivos que no disminuyan la resistencia o que originen corrosión

del acero de refuerzo. El Grout se emplea para rellenar los alveolos de las

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

función integrar el refuerzo con la albañilería en un solo conjunto estructural.

PREPARACION Y FRUIDEZ

Los materiales que componen el grout (ver tabla 6) serán batidos

mecánicamente con agua potable hasta lograr la consistencia de un líquido

uniforme, sin segregación de los agregados, con un revenimiento medido

en el cono de Abrams comprendido entre 225 mm a 275 mm.

RESISTENCIA

El concreto tendrá una resistencia mínima a compresión f´c = 13,72 Mpa

(140kg/cm2). La resistencia compresión f´c será obtenida de acuerdo a la NTP

399.623.

ACERO DE REFUERZO: Articulo 8

La armadura deberá cumplir con lo establecido en la norma barras de acero con

resaltes para concreto armado (NTP 341.031).Solo se permite el uso de barras

lisas en estribos y armaduras electro soldadas usadas como refuerzo horizontal.

CONCRETO: Artículo 9

El concreto de los elementos de confinamiento tendrá una resistencia a la

compresión mayor o igual a 17,15 Mpa (175kg/cm2) y deberá cumplir con los

requisitos establecidos en la Norma Técnica de Edificación E. 060 concreto

armado.

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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Como ya se ha mencionado anteriormente, la calidad de los procesos

constructivos influye en la fortaleza o fragilidad de la estructura de una vivienda y

de todo tipo de edificaciones.

a) ESPESOR DE LAS JUNTAS La norma E. 070 explica:” en la albañilería

con unidades asentadas con mortero, todas las juntas horizontales y

verticales quedaran completamente llenas de mortero. El espesor de las

juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15

mm”. La razón por la cual la norma limita el espesor de las juntases que si

el espesor es mayor de 15 mm, esto hace que el muro portante se debilite

sustancialmente.

b) ESPESOR DE LAS JUNTAS La norma E. 070 explica:” en la albañilería

con unidades asentadas con mortero, todas las juntas horizontales y

verticales quedaran completamente llenas de mortero. El espesor de las

juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15

mm”. La razón por la cual la norma limita el espesor de las juntases que si

el espesor es mayor de 15 mm, esto hace que el muro portante se debilite

sustancialmente.

c) EL ENDENTADO DEL MURO Para el buen confinamiento de las columnas

con los muros estos deben ser dentados.

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

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

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Todas las juntas horizontales y verticales quedarán completamente llenas de mortero. A mayor espesor de junta, la albañilería será más débil, por lo que es importante controlar su grosor. El espesor de las juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15 mm. En las juntas que contengan refuerzo horizontal, el espesor mínimo de la junta será 6 mm más el diámetro de la barra. No se asentará más de 1,30 m de altura de muro en una jornada de trabajo. En el caso de emplearse unidades totalmente sólidas (sin perforaciones), la primera jornada de trabajo culminará sin llenar la junta vertical de la primera hilada, este llenado se realizará al iniciarse la segunda jornada.

La primera hilada debe tener la

superficie rugosa

Las juntas gruesas o nulas

debilitan la albañilería

Acciones entre la primera y la

segunda jornada de trabajo.

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La conexión entre columnas de confinamiento y albañilería puede ser a ras o dentadas. El detalle y algunos problemas se observan en la imagen. Las columnas de confinamiento se deben vaciar después de haber levantado el muro de albañilería. Si la sección es pequeña, los estribos tradicionales de las columnas pueden interrumpir la caída de la mezcla, entonces se sugiere para estas columnas usar estribos de 1 vuelta + ¾ vuelta, dejando el núcleo libre para el paso del concreto

Conexión dentada y conexión a ras

Detalles de confinamiento

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ALBAÑILERIA CONFINADA

1. Se utilizarán unidades de albañilería de acuerdo a lo especificado en el

artículo 5.

2. La conexión columna-albañilería podrá ser dentada o a ras:

a) De emplearse una conexión dentada, la longitud de la unidad saliente no

excederá de 5 cm.

b) En caso de emplearse una conexión a ras, deberá adicionarse «chicotes» o

«mechas» de anclaje (salvo que exista refuerzo horizontal continuo)

compuestos por varillas de 6 mm de diámetro, que penetren por lo menos 40

cm al interior de la albañilería y 12.5 cm al interior de la columna más un

dobles vertical a 90° de 10 cm.

3. El refuerzo horizontal, cuando sea requerido, será continuo y anclará en las

columnas de confinamiento 12,5 cm con gancho vertical a 90º de 10 cm.

4. Los estribos a emplear en las columnas de confinamiento deberán ser

cerrados a 135o, pudiéndose emplear estribos con ¾ de vuelta adicional,

atando sus extremos con el refuerzo vertical, o también, zunchos que

empiecen y terminen con gancho estándar a 180o doblado en el refuerzo

vertical.

5. Los traslapes del refuerzo horizontal o vertical tendrán una longitud igual a

45 veces el mayor diámetro de la barra traslapada. No se permitirá el traslape

del refuerzo vertical en el primer entrepiso, tampoco en las zonas confinadas

ubicadas en los extremos de soleras y columnas.

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6. El concreto deberá tener una resistencia a compresión ( ′ ) mayor o igual a

17,15MPa (175kg / cm2). La mezcla deberá ser fluida, con un revenimiento del

orden de 12,7 cm (5 pulgadas) medida en el cono de Abrams. En las columnas

de poca dimensión, utilizadas como confinamiento de los muros en aparejo de

soga, el tamaño máximo de la piedra chancada no excederá de 1,27 cm (½

pulgada).

7. El concreto de las columnas de confinamiento se vaciará posteriormente a la

construcción del muro de albañilería. Este concreto empezará desde el borde

superior del cimiento.

8. Las juntas de construcción entre elementos de concreto serán rugosas,

humedecidas y libre de partículas sueltas.

ALBAÑILERIA ARMADA

1. Los empalmes del refuerzo vertical podrán ser por traslape, por soldadura o

por medios mecánicos.

a) Los empalmes por traslape serán de 60 veces el diámetro de la barra.

b) Los empalmes por soldadura sólo se permitirán en barras de acero

ASTM A706 (soldables).

c) Los empalmes por medios mecánicos se harán con dispositivos que

hayan demostrado mediante ensayos que la resistencia a tracción del

empalme es por lo menos 125% de la resistencia de la barra.

d) En muros cuyo diseño contemple la formación de rótulas plásticas,

las barras verticales deben ser preferentemente continuas en el primer

piso empalmándose recién en el segundo piso. Cuando no sea posible

evitar el empalme, éste podrá hacerse por soldadura, por medios

mecánicos o por traslape; en el último caso, la longitud de empalme

será de 60 veces el diámetro de la barra y 90 veces el diámetro de la

barra en forma alternada.

2. El refuerzo horizontal debe ser continuo y anclado en los extremos con

doblez vertical de 10 cm en la celda extrema.

3. Las varillas verticales deberán penetrar, sin doblarlas, en el interior de los

alvéolos de las unidades correspondientes.

4. Para asegurar buena adhesión entre el concreto líquido y el concreto de

asiento de la primera hilada, las celdas deben quedar totalmente libres de

polvo o restos de mortero proveniente del proceso de asentado; para el efecto

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los bloques de la primera hilada tendrán ventanas de limpieza. Para el caso de

muros totalmente llenos, las ventanas se abrirán en todas las celdas de la

primera hilada; en el caso de muros parcialmente rellenos, las ventanas se

abrirán solo en las celdas que alojen refuerzo vertical. En el interior de estas

ventanas se colocará algún elemento no absorbente que permita la limpieza

final.

5. Para el caso de la albañilería parcialmente rellena, los bloques vacíos

correspondientes a la última hilada serán taponados a media altura antes de

asentarlos, de tal manera que por la parte vacía del alvéolo penetre el concreto

de la viga solera o de la losa del techo formando llaves de corte que permitan

transferir las fuerzas sísmicas desde la losa hacia los muros. En estos muros,

el refuerzo horizontal no atravesará los alvéolos vacíos, sino que se colocará

en el mortero correspondiente a las juntas horizontales.

6. Para el caso de unidades apilables no son necesarias las ventanas de

limpieza; la limpieza de la superficie de asiento se realizará antes de asentar la

primera hilada.

7. Antes de encofrar las ventanas de limpieza, los alvéolos se limpiarán

preferentemente con aire comprimido y las celdas serán humedecidas

interiormente regándolas con agua, evitando que esta quede empozada en la

base del muro.

8. El concreto líquido o grout se vaciará en dos etapas. En la primera etapa se

vaciará hasta alcanzar una altura igual a la mitad del entrepiso, compactándolo

en diversas capas, transcurrido 5 minutos desde la compactación de la última

capa, la mezcla será recompactada.

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Transcurrida media hora, se vaciará la segunda mitad del entrepiso,

compactándolo hasta que su borde superior esté por debajo de la mitad de la

altura correspondiente a la última hilada, de manera que el concreto de la losa

del techo, o de la viga solera, forme llaves de corte con el muro. Esta segunda

mitad también se deberá recompactar. Debe evitarse el vibrado de las

armaduras para no destruir la adherencia con el grout de relleno.

9. Los alvéolos de la unidad de albañilería tendrán un diámetro o dimensión

mínima igual a 5 cm por cada barra vertical que contengan, o 4 veces el mayor

diámetro de la barra por el número de barras alojadas en el alvéolo, lo que sea

mayor.

10. El espesor del grout que rodea las armaduras será 1½ veces el diámetro

de la barra y no deberá ser menor de 1 cm a fin de proporcionarle un

recubrimiento adecuado a la barra.

11. En el caso que se utilice planchas perforadas de acero estructural en los

talones libres del muro, primero se colocarán las planchas sobre una capa

delgada de mortero presionándolas de manera que el mortero penetre por los

orificios de la plancha; posteriormente, se aplicará la siguiente capa de mortero

sobre la cual se asentará la unidad inmediata superior. Para el caso de la

albañilería con unidades apilables, las planchas se colocarán adheridas con

epóxico a la superficie inferior de la unidad.

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RESISTENCIA DE PRISMAS

La resistencia de la albañilería a compresión axial y a corte se determinará de

manera empírica o mediante ensayos de prismas, según lo siguiente:

A: Obtenida de manera empírica conociendo la calidad del ladrillo y del mortero.

B: Determinadas de los ensayos de compresión axial de pilas y de compresión

diagonal de muretes mediante ensayos de laboratorio de acuerdo a lo indicado en

las NTP 339.605 y 339.621.

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2. Cuando se construyan conjuntos de edificios, la resistencia de la albañilería ′

y ′ deberá comprobarse mediante ensayos de laboratorio previos a la obra y

durante la obra. Los ensayos previos a la obra se harán sobre cinco especímenes.

Durante la construcción la resistencia será comprobada mediante ensayos con los

criterios siguientes:

a) Cuando se construyan conjuntos de hasta 2 pisos en las zonas sísmicas

3 y 2, ′ será verificado con ensayos de tres pilas por cada 500

2 de área techada y ′ con tres muretes por cada 1000 2 de área

techada.

b) Cuando se construyan conjuntos de tres o más pisos en las zonas

sísmicas 2 y 3, ′ será verificado con ensayos de tres pilas

por cada 500 2 de área techada y ′ con tres muretes por cada

500 2 de área techada.

3. Los prismas serán elaborados en obra y serán almacenados a una temperatura

no menor de 10°C durante 28 días. Los prismas podrán ensayarse a menor edad,

pero no menor a 14 días; en este caso, la resistencia característica se obtendrá

incrementándola por los factores:

4. La resistencia característica ′ en pilas y ′ en muretes se obtendrá como el

valor promedio de la muestra ensayada menos una vez la desviación estándar.

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5. El valor de ′ para diseño no será mayor de 0.319 ′ .

6. En el caso de no realizarse ensayos de prismas´, se podrán emplear los valores

mostrados en la siguiente tabla:

El valor de fb se proporciona sobre áreas bruta en unidades vacías (sin grout),

mientras que las celdas de las pilas y muretes están totalmente rellenas con grout

de Fc = 13,72 Mpa (140kg/cm2)

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ESTRUCTURA CON DIAFRAGMA RIGIDO

Debe preferirse edificaciones con diafragma rígido continuo, es decir edificaciones

en los que las losas de piso, el techo y la cimentación, actúen como elementos

que integran a los muros portantes

Podrá considerarse que el diafragma es rígido cuando la relación entre sus lados

no exceda de “4”

Los diafragmas deben tener una conexión firme y permanente con todos los muros

para asegurar que cumplan con la función de distribuir las fuerzas laterales en

proporción a la rigidez de los muros

Los diafragmas deben distribuir la carga de gravedad sobre todos los muros que

componen a la edificación, con los objetivos de incrementar su ductilidad y la

resistencia al corte

La cimentación debe constituir el primer diafragma más rígido en la base de los

muros y deberá tener la rigidez suficiente para evitar que asentamientos

diferenciales, produzcan daños en los muros.

CONFIGURACION DEL EDIFICIO

El sistema estructural de las edificaciones de albañilería estará compuesto por

muros dúctiles dispuestos en las direcciones principales del edificio.

La configuración de los edificios con diafragma rígido debe tener a lograr:

• Plantas simples y regulares. Evitando plantas en formas de L, T, etc.

• Simetría en la distribución de masas y en la disposición de los muros en

planta, de manera que se logre una razonable simetría.

• Simetría en la distribución de masas y en la disposición de los muros en

planta, de manera que se logre una razonable simetría.

• Regularidad en planta y elevación, evitando cambios bruscos de rigideces,

masas y discontinuidades en las transmisiones de fuerzas.

• Regularidad en planta y elevación, evitando cambios bruscos de rigideces,

masas y discontinuidades en las transmisiones de fuerzas.

• Densidad de muros similares en las dos direcciones principales de la

edificación

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ANALISIS y DISEÑO ESTRUCTURAL

Para la verificación ante cargas verticales de gravedad, ecuación 19.1b, se mantiene la expresión de compresión axial de la Norma previa (esfuerzo admisible), donde se ha aclarado la forma de obtener el esfuerzo actuante, usando el 100% de carga muerta y viva; además, el área a usar es rectangular Lxt. Se ha añadido además un límite máximo para el esfuerzo de compresión axial, que es 0.15 f´m, ya que con esfuerzos mayores, los muros pierden mucha ductilidad. El cambio más significativo es el diseño de muros con cargas coplanares de sismo, que ha pasado de un diseño elástico por esfuerzos admisibles, a un diseño por desempeño que requiere verificar dos condiciones de fuerzas sísmicas: un estado de sismo “moderado” y un estado de sismo “severo”.

SISMO MODERADO Ante el sismo moderado, los muros de albañilería no deben presentar fisuras de corte. Un muro se fisura cuando alcanza una fuerza cortante denominada Vm (ecuaciones 4 a y 4b). Para efectos prácticos, el análisis estructural para cargas de sismo puede hacerse entonces con R=6, y obtener un juego de fuerzas internas en los muros en condiciones elásticas. En particular, la fuerza cortante en estas condiciones, Ve, debe cumplir las ecuaciones [3] [4] y [5].

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SISMO SEVERO Verificación de la resistencia al corte del edificio Para el sismo severo, lo primero que debe verificarse es que la capacidad de los muros del edificio sea mayor que la fuerza sísmica. Esto se hace a través de la suma de fuerzas Vm en cada dirección, la cual debe ser mayor a la fuerza V (norma sísmica, con R=3). Esta verificación debe hacerse para cada dirección y para cada nivel del edificio. En caso no se logre esto, algunos muros deberán aumentar su espesor o ser reemplazados por muros de concreto armado. Amplificación de las fuerzas elásticas a la condición de rotura Para el diseño por sismo severo en cada muro, la idea es que las columnas y vigas de confinamiento sean capaces de tomar la fuerza Vm que es la máxima capacidad del muro. La fuerza cortante de diseño Vu y el momento flector Mu se hallan amplificando los valores del análisis elástico, Ve y Me, por la relación entre las fuerzas Ec. [6]:

Refuerzo horizontal continúo en

la hilada

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COMPORTAMIENTO SÍSMICO La albañilería no confinada ni reforzada, en sismos reales y en ensayos de laboratorio, muestra: a) fallas por corte debido a fuerzas de sismo en el mismo plano del muro, y b) fallas de tracción por flexión debido a fuerzas de sismo ortogonales al plano del muro. De otro lado, la interacción entre tabique y pórtico ha ocasionado numerosas fallas por columna corta. FALLAS POR CORTE En edificios bajos, de 1 a 3 pisos, la deformación por corte es predominante y se manifiesta por grietas diagonales en el paño del muro (fig. 17). Si las grietas atraviesan unidades y juntas de mortero en forma pareja, esto indica que la adherencia es adecuada entre las unidades, lo cual es ideal puesto que así se logra una mayor capacidad resistente del muro. Si en cambio las grietas son escalonadas, pasando básicamente por las juntas dejando las unidades enteras, la adherencia es baja, y la resistencia del muro es baja (fig. 18). Los ensayos en muretes pequeños ayudan a observar esta propiedad.

Muros con grietas diagonales: sismo real

(izq.) y ensayo de laboratorio (der.).

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

Grietas escalonadas en muretes y muro a escala

real indican poca adherencia y resistencia baja.

Fallas de cercos y tabiques por carga ortogonal al

plano del muro en Pisco e Ica, 2007.