CAPÍTULO 06 - Albañilería Confinada PDF

LA ALBAÑILERÍA Y MAMPOSTERÍA  ALBAÑILERÍA La albañilería se define como un conjunto de unidades trabadas o adheridas entre sí con algún material, como el mortero de barro o cemento. Las unidades pueden ser naturales (piedras) o artificiales (adobe, tapias...

LA ALBAÑILERÍA Y MAMPOSTERÍA  ALBAÑILERÍA La albañilería se define como un conjunto de unidades trabadas o adheridas entre sí con algún material, como el mortero de barro o 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. La primera unidad de albañilería ar0ficial consis0ó de una masa amorfa de barra secada al sol; ves0gios de esta unidad han sido encontrados en las ruinas de Jericó (Medio Oriente), 7350 años A.C. An0guamente las unidades no tenían una forma lógica, llegándose a encontrar unidades de forma cónica en lugares y épocas dis0ntas: En la Mesopotamia 7,000 años de an0güedad y en la Huaca Prieta 5,000 años de an0güedad  ALBAÑILERÍA El adobe fue llevado al horno unos 3,000 años A.C. en la ciudad de UR, tercera ciudad más an0gua del mundo (después de Eridú y Uduk – Cultura Sumeria), formándose lo que actualmente se denomina ladrillo de arcilla o cerámico. A par0r de aquel entonces se levantaron enormes construcciones de ladrillos asentados con betún o alquitrán, como la Torre de Babel (“Etemenanki”, Zigurat de 8 pisos); y en la época de Nabucodonosor II (Babilonia 600 A.C.), se construyeron edificios de hasta 4 pisos. Fue en Babilonia que el rey Hammurabi (1700 A.C.), crea el primer reglamento de construcción. (Construcciones de albañilería – Ing. Angel San Bartolomé PUCP)  TIPOS DE ALBAÑILERÍA ALBAÑILERIA CONFINADA ALBAÑILERIA ARMADA En esta clase tocaremos el tema de la albañilería confinada, sus materiales, configuración estructural y especificaciones técnicas generales.  UNIDADES DE ALBAÑILERÍA En el mercado local podemos encontrar ladrillos de diferente composición y/o fabricación: ladrillos de arcilla (1), ladrillos sílico calcáreos (2) y ladrillos de concreto (3). Comentarios a la Norma E.070 ALBAÑILERIA 1 2 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 su manipuleo. 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. 3 http://blog.pucp.edu.pe/blog/wp-content/uploads/sites/82/2008/01/C03- Componentes.pdf  LADRILLO DE ARCILLA COCIDA ALGUNOS TIPOS DE LADRILLOS: Macizo corriente artesanal Dimensiones: 24 x 11.5 x 6 cm. Peso 3.5 kg. Porcentaje de vacios: 0% Tipo: - Resistencia a la compresión: 15 a 39.50 kg/cm2 (mín. normaWvo 35.00 kg/cm2) Ladrillo King Kong 30 (18 huecos) Industrial: ideales para la construcción de muros portantes. Dimensiones: 24 x 13 x 9 cm; variación dimensional de 2% a 4% Peso: 3.85 kg Porcentaje de vacios: ≤ 30% Tipo: V Resistencia a la compresión: 180 kg/cm2 (algunos fabricantes llegan a 230 kg/cm2  LADRILLO DE ARCILLA COCIDA Ladrillo King Kong (18 huecos) Industrial: ideales para la construcción de muros portantes de moderada resistencia a la compresión y cercos. Dimensiones: 23 x 12.5 x 9 cm; variación dimensional de 2% a 4% Peso: 2.80 kg Porcentaje de vacios: 45-48% Tipo: IV Resistencia a la compresión: 130 kg/cm2 Ladrillo pandereta: se emplea para tabiques. Su superficie puede ser lisa o tener rayas; son las denominadas tubulares Dimensiones: 23 x 11 x 9 cm; variación dimensional de 2 a 4% Peso 2.2 kg Porcentaje de vacios: 66-70% Tipo: - Resistencia a la compresión: 40 kg/cm2  LADRILLO DE ARCILLA COCIDA Ladrillo Tabicón: usado para muros divisores. Tienen una mayor área de adherencia para el tarrajeo. Dimensiones: 23 x 15 x 8 cm; variación dimensional de 2% a 4% Peso: 3.20 kg Porcentaje de vacios: 56-60% Tipo: - Resistencia a la compresión: - Ladrillo Caravista: para acabados arquitectónicos de muros internos y externos. Dimensiones: 24 x 12 x 6 cm; variación dimensional de 2% a 3% Peso 2.0 kg Porcentaje de vacios: 44-46% Tipo: IV Resistencia a la compresión: 130 kg/cm2  LADRILLO SÍLICO CALCÁREO King Kong 11H Tipo IV: ideales para la construcción de muros portantes de moderada resistencia a la compresión y cercos. Dimensiones: 24 x 12.5 x 16 cm; variación dimensional de 1% a 2% Peso: 6.90 kg Porcentaje de vacios: 29% Tipo: IV Resistencia a la compresión: 130 kg/cm2 Este tipo de unidad de albañilería nos brinda varias ventajas: Admite menor espesor de tarrajeo, pudiéndose tarrajear con un espesor máximo de 1cm. No necesita mojarse pues 0ene una absorción moderada Acabado semi caravista; presenta aristas y bordes muy bien logrados y un mejor acabado final del muro. Mejor filtro acús0co: 50 dB de reducción acús0ca para muros con 1cm. de tarrajeo. Mejor aislamiento térmico. Gran durabilidad al no con0ene sales, por lo que no existe riesgo de eflorescencia y es muy resistente a la intemperie Resistencia al fuego mayor a 4 horas que es el indicado para unidades de arcilla. Tiene la par0cularidad que las perforaciones no llegan a la cara de asiento superior, es decir que presenta tapas en la cara de asiento lo cual brinda el beneficio de evitar el desperdicio o merma al colocar el mortero sobre el ladrillo y además brinda una mayor superficie de contacto para mayor adherencia  LADRILLO DE CONCRETO King Kong Tipo 14: ideales para la construcción de muros portantes de moderada resistencia a la compresión y cercos dependiendo del 0po. Dimensiones: 24 x 13 x 9 cm; variación dimensional de 1% a 3% Peso: 4.80 kg Porcentaje de vacios: 25% Tipo: IV Resistencia a la compresión: 142 kg/cm2  ALBAÑILERÍA UNIDADES DE ALBAÑILERÍA SEGÚN LA NORMA E070 ALBAÑILERÍA  ALBAÑILERÍA - MORTEROS MORTEROS Mortero es un compuesto producto de la mezcla de un aglomerante y agregados finos (arenas) a los cuales se añadirá la máxima can0dad de agua que proporcione una mezcla trabajable, adhesiva y sin segregación del agregado. Los materiales aglomerantes del mortero pueden ser: Cemento Pórtland I y V o cemento adicionado IP y cal hidratada normalizada de acuerdo a las Norma Técnica Peruana (NTP) 339.002. La Norma E070 especifica los 0pos de mezclas a usar en el caso de muros portantes y no portantes:  ALBAÑILERÍA – MORTEROS El agregado fino será arena gruesa natural, libre de materia orgánica y sales; el agua a u0lizar debe ser potable y libre de sales, ácidos, álcalis y materia orgánica. Para la elaboración del mortero des0nado a obras de albañilería, se tendrá en cuenta lo indicado en las Normas NTP 399.607 y 399.610. Para el asentado de unidades de albañilería sílico calcáreas o de concreto los fabricantes suele ofrecer con sus productos mezclas embolsadas en donde se adiciona cal hidratada y/o adi0vos que mejoran la adherencia de los morteros. En general, sea cual sea el mortero u0lizar los ensayos de pilas y muretes deben cumplir con las resistencias en kg/cm2 especificadas en la Norma E070. Las resistencias F’c de los morteros preparados para el asentado de las unidades de albañilería van de 60 a 100 kg/cm2.  ALBAÑILERÍA – MORTEROS ESPESOR DE LAS JUNTAS En la albañilería con unidades asentadas con mortero, todas las juntas horizontales y ver0cales quedarán completamente llenas de mortero. El espesor de las juntas de mortero ver0cales y horizontales será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15 mm o dos veces la tolerancia dimensional en la altura de la unidad de albañilería más 4 mm, lo que sea mayor. En las juntas que contengan refuerzo horizontal, el espesor mínimo de la junta será 6 mm más el diámetro de la barra. https://www.youtube.com/watch?v=eU1kvXHgHS8  ALBAÑILERÍA TIPOS DE MUROS Se denominan muros portantes a aquellos diseñados y construidos de forma tal que pueden transmitir cargas horizontales y verticales de un nivel al nivel inferior o a la cimentación. Este tipo de muro compone la estructura de un edificio de albañilería y deben tener continuidad vertical. A diferencia de los muros portantes, los muros no portantes son diseñados y construidos para soportar cargas verticales de su propio peso y cargas horizontales en dirección perpendicular a su plano; se usan para construir cerramientos y divisiones, recibiendo el nombre de “tabiques”.  ALBAÑILERÍA SISTEMA CONSTRUCTIVO: LA ALBAÑILERÍA CONFINADA La Norma E070 nos dice sobre la 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”. Además, define como confinamiento: “Conjunto de elementos de concreto armado, horizontales y verFcales, cuya función es la de proveer ducFlidad a un muro portante”. Nota: La duc'lidad de un muro se refiere a la capacidad de este para deformarse significa'vamente sin fracturarse al ser some'do a cargas externas. Un muro dúc'l puede absorver y disipar energía durante un evento sísmico previniendo el colapso de la estructura.  ELEMENTOS DE ALBAÑILERÍA CONFINADA Nótese que las columnas de amarre nacen desde el lomo del cimiento, nunca del sobrecimiento. El espesor de recubrimiento en este 0po de elementos es de 2.0 cm en muros tarrajeados y 3.0 cm si son expuestos. Nivel 0.00  ELEMENTOS DE ALBAÑILERÍA CONFINADA El pór0co de concreto armado que rodea al muro sirve principalmente para ducFlizar al sistema, para otorgarle capacidad de deformación inelás0ca, incrementando levemente su resistencia, por el hecho de que la viga solera y las columnas son elementos de dimensiones pequeñas y con escaso refuerzo. Adicionalmente, el pór0co funciona como elemento de arriostre cuando la albañilería se ve sujeta a acciones perpendiculares a su plano. La acción de confinamiento que proporciona el pór0co de concreto puede interpretarse osicamente mediante el ejemplo siguiente propuesto por Ing. Angel San Bartolomé, dedicado al estudio del sistema de albañilería confinada: “Supóngase un camión sin barandas, que transporta cajones montados unos sobre otros. Si el camión acelera bruscamente, es posible que los cajones salgan desperdigados hacia atrás por efecto de las fuerzas de inercia, lo que no ocurriría si el camión tuviese barandas” Haciendo la analogía entre ejemplo y la albañilerla confinada bajo el efecto de un sismo, la aceleración del camión corresponderla a la aceleración slsmica, los cajones sueltos serían los trozos de la albañilerla simple ya agrietada por el sismo y las barandas del camión corresponderlan al pór0co o marco de concreto que 0ene que ser diseñado para que la albañilería siga trabajando inclusive después de haberse fragmentado.  ELEMENTOS DE ALBAÑILERÍA CONFINADA COLUMNAS DE CONFINAMIENTO  ELEMENTOS DE ALBAÑILERÍA CONFINADA VIGAS SOLERAS O DE CONFINAMIENTO Representan los elementos horizontales de confinamiento y 0enen como mínimo que tener el peralte de la losa de techo que descarga sobre esta. Obsérvese el detalle de amarre en los encuentros columna-viga y la presencia de estribos en el nudo. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES Los traslapes del refuerzo horizontal o ver0cal tendrán una longitud igual a 45 veces el mayor diámetro de la barra traslapada. No se permi0rá el traslape del refuerzo ver0cal en el primer entrepiso, tampoco en las zonas confinadas ubicadas en los extremos de soleras y columnas. El concreto deberá tener una resistencia a compresión ( F’c ) mayor o igual a 175kg/cm2. La mezcla deberá ser fluida, con un slump del orden de 5” medido en el cono de Abrams. En las columnas de poca dimensión, u0lizadas como confinamiento de los muros en aparejo de soga, el tamaño máximo de la piedra chancada no excederá la 1/2”.  PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO CONFINADO Una vez concluidos los cimientos, rellenado, nivelado y compactado el piso se procede a la albañilería. Primero se debe realizar el emplan0llado de muro que, básicamente es, colocar la primera fila de ladrillos. Este proceso se hace tanto en el primer como en el segundo piso, aunque en primer caso lo harás sobre el sobrecimiento y, en el segundo, sobre la losa del techo.  PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO CONFINADO Segundo, instalar la primera fila de ladrillos: Iniciar con la colocación de los ladrillos maestros, los cuales se ponen a cada extremo de los muros a levantar. Deben estar aplomados y nivelados. Tercero, es0rar un cordel entre los ladrillos maestros para asentar cada hilada. El borde externo del ladrillo debe coincidir con el cordel para que todos los demás ladrillos estén nivelados y aplomados también; Los ladrillos maestros se ubican en los extremos apoyarse con el uso del escan0llón. del muro a levantar. Se deben asentar con toda perfección, es decir, aplomados, nivelados y con la altura de junta correspondiente Usar el badilejo para esparcir una capa de mortero sobre el sobrecimiento, la distribución debe ser uniforme y por una longitud no mayor a 80 cm para evitar que el concreto se endurezca durante el asentamiento de ladrillos. Colocar el ladrillo sobre el mortero y procurar que el espesor de la mezcla no supere los espesores norma0vos. Nivelación de ladrillos en muros  PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO CONFINADO Es recomendable no extender el mortero en una Colocar el ladrillo en la posición longitud mayor de 80 cm porque puede correspondiente, mueve ligeramente, y endurecerse rápidamente, evitando una buena presiona hacia abajo hasta lograr su correcto adherencia a la hilada superior. La can0dad de asentado, ten cuidado de dejar el espacio mortero que se aplica debe ser tal que al apretar el conveniente para formar la junta ver0cal ladrillo quede una junta correcta, ya que espesores mayores pueden debilitar el muro. Distribución de la mezcla con el badilejo  PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO CONFINADO Una vez asentados los ladrillos, se aplica Si las hiladas de ladrillo terminan a ras y no de forma el mortero ver0cal introduciéndolo dentro de la endentada, se deben incluir chicotes o mechas de junta ver0cal con la ayuda del badilejo y una anclaje, compuestas por varillas de 6 mm de diámetro, pequeña paleta de madera que sirve para corrugadas, que penetren por lo menos 40 cm al contener la mezcla y evitar que caiga al piso. De interior de la albañilería y 12.5 cm al interior de la esta forma, la hilada se encuentra lista para columna, terminando en un gancho de longitud de 10 recibir la siguiente fila de ladrillos. cm. Estas mechas deben instalar cada 2 hiladas.  PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO CONFINADO Se debe controlar la ver0calidad del muro. No Revisar que las hiladas queden horizontales, es admisible un desplome mayor de 4 mm en colocando una regla sobre la última hilada toda la altura del muro. Es aconsejable instalada, y sobre la regla, el nivel de burbuja. controlar la ver0calidad cada 4 hiladas.  PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO CONFINADO ALTURAS MÁXIMAS POR JORNADA Toma en cuenta que la altura máxima del muro en una jornada de trabajo debe ser de 1.3 m, equivalente a 12 o 13 hiladas; el resto se completará al día siguiente, de lo contrario las hiladas superiores comprimirán a las inferiores adelgazando las juntas horizontales (ver figura 100). Otro mo0vo por el que se establece esta limitación es por la inestabilidad de muro con mortero fresco de mayor altura. Siempre dejar sin mortero la mitad de las juntas ver0cales de la úl0ma hilada asentada por jornada para mejorar la junta entre asentados consecu0vos y evitar juntas por cizallamiento.  PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO CONFINADO RECOMENDACIONES En el caso en que dejemos inconcluso un paño largo se recomienda dejar un endentado como el mostrado para una vez retomado el trabajo los paños consecutivos representen un solo elemento de albañilería. No olvidar humedecer las unidades de arcilla regándolas durante media hora entre 10 y 15 horas antes de asentarlas (dependiendo de las condiciones climá0cas). En el caso de las unidades sílico calcáreas basta con pasar una brocha húmeda sobre la cara de asentado o rociarlas con agua. Los tubos para instalaciones sólo se alojarán en los muros cuando tengan como diámetro máximo 55 mm. En estos casos, la colocación de los tubos en los muros se hará en cavidades dejadas durante la construcción de la albañilería que luego se rellenarán con concreto, o en los alvéolos de la unidad de albañilería. En todo caso, los recorridos de las instalaciones serán siempre ver0cales y por ningún mo0vo se picará o se recortará el muro para alojarlas.  CONSIDERACIONES DE DISEÑO CON ALBAÑILERÍA CONFINADA Las consideraciones básicas de un buen diseño estructural en albañilería confinada son: Los muros de los diferentes niveles deben estar alineados para transmi0r la carga a la cimentación; esta consideración no aplica para los tabiques. Todos los muros y tabiques deben estar arriostrados por sus cuatro lados. La densidad de los muros, ya sea en amarre de soga o de cabeza, debe ser similar en ambas direcciones; en el caso extremo en que no podamos conseguir esta estructuración podremos recurrir a muros de corte construidos en concreto armado, lo que convierte nuestra estructura en una estructura dual o mixta. Se deben usar unidades de albañilería del 0po V. PROCESO DE ALBAÑILERÍA PROCESO DE ALBAÑILERÍA  PROCESO DE ALBAÑILERÍA D I K 1.9 2 2.7 2.7 4.1 4.5 2 2.1 4 4 4.1 4.5 0.1 1.3 0 0.2 0.1 0.5 B C F G J M N 1 1.5 1.6 1.8 2.1 2.2 2.4 2.6 2.6 4 7.1 7.5 7.6 7.7 1 1.5 1.6 1.8 2.2 2.3 3.8 4.1 2.6 4 7.1 7.5 7.6 7.7 0 0 0.1 1.4 0 0 0 0.5 0.3 0.2 0.3 1.5 0.5 0.2 INICIO FIN A E H O 1 1.5 1.9 2.3 2.4 2.5 7.8 8 1.7 1.8 1.9 2.3 2.4 2.5 7.8 8 0.7 0 0 0 0.2 0.5 0.2 0.3 L A ACARREO DE HERRAMIENTAS Y MATERIALES 0.5 - 4.6 7 B LIMPIEZA DE SUPERFICIE DE SOBRECIMIENTOS (BASE 0.1 DEL MURO) - 4.6 7 C MOJAR LA BASE DE ASENTADO DE LA PRIMERA FILA0.2 DE LADRILLOS B 0 D INSTALAR EL ESCANTILLÓN Y CORDEL 0.2 C 2.5 E PREPARACIÓN DE LA MEZCLA 0.5 A, C F EMPLANTILLADO DE PRIMERA HILADA 0.2 F G INSTALACIÓN DE PRIMERA HILADA - CUIDAR JUNTAS 0.3DE 1.5ECMS. H CONTROL DE NIVELES 0.2 E I RECOGER LA MEZCLA DESBORDADA 0.1 G J CONTINUAR CON LAS HILADAS 2 Y 3 1.5 H K COLOCACIÓN DEL ALAMBRE # 8 DE REFUERZO 0.5 J L REPETIR LAS HILADAS Y REFUERZOS 2.5 E, H M LIMPIAR REBABAS Y EXCESOS 0.5 L N LIMPIEZA DE DESECHOS 0.2I, L , M O RETIRAR HERRAMIENTAS Y MATERIAL SOBRANTES 0.3 N PROTOCOLOS DE CONTROL DE CALIDAD  ERRORES FRECUENTES FALLA – MURO DESAPLOMADO - DESALINEADO La ver0calidad se debe constatar permanentemente. La aceleración de procesos omite los controles de calidad de las tareas, arriesgando el resultado, obligándose a demoliciones, picados y rec0ficaciones que elevan en costo de la obra. FALLA – INSTALACIONES DE TUBOS Y CAJAS Los entubados no deberían hacerse después de la albañilería para no tener que cortar los ladrillos y se generen fisuras y cajoneos. Se debe asegurar la adherencia de la mezcla sobre éstos, con la colocación de alambre o malla. De esta misma manera debe tratarse el fondo de las cajas eléctricas.  ERRORES FRECUENTES FALLA – AMARRE A COLUMNETAS Falso dentado: como se observa en la imagen hay una mala resolución del dentado del por lo que debemos considerarlo inexistente; tampoco se observa la colocación de mechas cada 2 hiladas según lo indicado en la norma0va vigente. Hay que comentar que el uso del dentado puede considerarse un procedimiento de uso casi exclusivo en Perú, ya que otros países de la región usan uniones con mecha, detalle que ha demostrado muy buenos resultados ante solicitaciones sísmicas importante. La recurrencia de las fallas de vaciado en muros dentados refuerza esta prác0ca.  MATERIAL DE CONSULTA FUENTES: RNE, Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E070 Construcciones de Albañilería – Ing. Ángel San Bartolomé PUCP https://www.youtube.com/watch?v=eU1kvXHgHS8