DISEO Y CONSTRUCCIN DE ESTRUCTURAS SISMORRESISTENTES DE ALBAILERA1. INTRODUCCIN1.1. OBJETIVOSEl objetivo principal del libro es brindar al lector los conocimientos necesarios que le permitan analizar, disear y construir edificaciones de mediana altura (hasta 5 pisos) hechas de albailera estructural.1.2. BREVE HISTORIA DE LA MAMPOSTERALa Albailera o Mampostera se define como un conjunto de unidades trabadas o adheridas entre s con algn 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.La primera unidad de albailera artificial consisti en una masa de barro secada al sol.El molde empleado para la elaboracin de las unidades artificiales de tierra, lo que hoy denominamos adobe, fue creado en Sumeria 4000 a.C.E l adobe fue llevado al horno unos 3000 aos a.C. en la ciudad de Ur, y se form as lo que se denomina el ladrillo de arcilla o cermico.Fue en Babilonia donde se cre el primer reglamento de construccin.El mortero de cemento puzolnico fue inventado por Vitruvio, quin mezcl con cal y agua la arena volcnica del volcn Vesubio (actualmente denominada puzolana).La primera obra de albailera reforzada data del ao 1825, en Inglaterra. La albailera confinada fue creada por ingenieros italianos, despus de que el sismo de Messina, Sicilia, en 1908, arrasara con las viviendas no reforzadas. En el Per, la albailera confinada ingres despus del terremoto de 1940; mientras que la armada lo hizo en la dcada del 60, pese a que esta haba sido creada antes.1.3. CONSTRUCCIN DE ALBAILERA Y ALBAILERA ESTRUCTURALConstruccin de Albailera. Se define como construccin de albailera a todo aquel sistema donde se ha empleado bsicamente elementos de albailera (muros, vigas, pilastras, etc). Estos elementos a su vez estn compuestos por unidades de albailera (bloques o ladrillos) de arcilla, slice-cal o de concreto, adheridas con mortero de cemento o concreto fluido (grout). La albailera tambin est conformada por unidades de tierra cruda (adobe y tapial).Albailera Estructural. Son las construcciones de albailera que han sido diseadas racionalmente, de manera que las cargas actuantes durante su vida til se transmitan adecuadamente a travs de los elementos de albailera (convenientemente reforzados) hasta el suelo de cimentacin.1.4. TIPOS DE ALBAILERA Y ESPECIFICACIONES REGLAMENTARIASLa albailera se clasifica de dos maneras: a) por la funcin estructural; y b) por la distribucin del refuerzo.1.4.1. Clasificacin por la Funcin EstructuralPor la funcin que desempean los muros, se clasifican en Portantes y No Portantes.Muros No Portantes son los que no reciben carga vertical, son por ejemplo los cercos, parapetos y tabiques. Estos muros deben disearse bsicamente para cargas perpendiculares a su plano, originadas por el viento, sismos u otras cargas de empuje. No se disean para acciones ssmicas coplanares porque su masa es pequea y genera fuerzas de inercia mnimas en comparacin con su resistencia a fuerza cortante.Muros Portantes son los que se emplean como elementos estructurales de un edificio. Estos muros estn sujetos a todo tipo de solicitacin, tanto contenida en su plano como perpendicular al mismo, tanto vertical como lateral, as como permanente o eventual.

1.4.2. Clasificacin por la Distribucin del RefuerzoDe acuerdo a la distribucin del refuerzo, los muros se clasifican en:A. Muros No reforzados o de Albailera SimpleSon aquellos que carecen de refuerzo o que tenindolo, no cumplen con las especificaciones mnimas reglamentarias que debe tener todo muro reforzado.B. Muros ReforzadosDe acuerdo a la disposicin del refuerzo, los muros se clasifican en:

B.1. Muro de albailera armada (muro armado)Los muros armados se caracterizan por llevar refuerzo en el interior de la albailera. Este refuerzo est generalmente distribuido a lo largo de la altura del muro (refuerzo horizontal) como de su longitud (refuerzo vertical). B.2. Muro de albailera de junta secaUna variedad de los muros armados son los muros de junta seca o apilables. Estos son muros que no requieren el uso de mortero en las juntas verticales u horizontales.B.3. Muro laminar (sandwich)Este muro est constituido por una placa delgada de concreto (dependiendo si el espesor es de 1 a 4 pulgadas, se usa grout o concreto normal) reforzada con una malla de acero central, y por dos muros de albailera simple que sirven como encofrados de la placa.B.4. Muro de albailera confinada (muro confinado)Este sistema que tradicionalmente se emplea en casi toda Latinoamrica para la construccin de edificios hasta de 5 pisos.La albailera confinada se define como aquella que se encuentre ntegramente bordeada por elementos de concreto armado (exceptuando la cimentacin que puede ser de concreto ciclpeo), vaciado despus de haberse construido el muro de albailera y con una distancia entre columnas que no supere en ms de 2 veces la altura del piso.

2. COMPONENTES DE LA ALBAILERA2.1. UNIDADES DE ALBAILERALas unidades empleadas en las construcciones de albailera son diversas, por lo que es necesario establecer clasificaciones de acuerdo a sus principales propiedades.2.1.1. Clasificacin por sus dimensionesDe acuerdo a las dimensiones o por su tamao, las unidades se clasifican en ladrillos y bloques. Seles llama ladrillos cuando pueden ser manipulados y asentados con una mano; y bloques, cuando por su peso y mayores dimensiones se deben emplear ambas manos. Los ladrillos se usan en la construccin de la albailera confinada y sus dimensiones comunes son; ancho = 11 a 14 cm, largo = 23 a 39 cm, altura = 6 a 9 cm, y su peso oscila entre 3 y 6 kg. Los bloques se utilizan en las edificaciones de albailera armada y para el caso de bloques de concreto vibrado, las dimensiones comunes son: 14 19 cm de espesor, 19 39 cm de longitud y 19 cm de altura, aunque comercialmente se les aade 1 cm de junta para identificarlos (por ejemplo, bloque con dimensiones nominales de 20x20x40 cm). El peso de estos bloques puede varias entre 12 y 20 kg.2.1.2. Clasificacin por su materia prima y fabricacinPor su materia prima, las unidades de albailera son bsicamente hechas de arcilla (o unidades cermicas), de slice-cal (o unidades slico-calcreas) y de concreto. Las dimensiones (ancho x largo x alto) de un bloque slico-calcreo son: 12x29x14 cm, y las de un bloque de arcillas son: 12x39x19 cm.Por su fabricacin, las unidades pueden ser artesanales o industriales.A. Unidades de arcillaA.1. Materia PrimaA.2. Fabricacin

B. Unidades de concretoEn los bloques de concretos artesanales e industriales nacionales. Las diferencias en calidad y el acabado son obvias. La Norma E.070 indica que las unidades de concreto sern utilizadas despus de lograr su estabilidad volumtrica. Para el caso de unidades curadas con agua, la edad mnima para utilizarlas es 28 das, de otro modo, al secar se contraern y fisurarn los muros.C. Unidades slico-calcreasEn el Per existe solo una fbrica que produce unidades slico-calcreas en varias modalidades, como: bloques, ladrillos (huecos y macizos) y unidades apilables para la albailera de junta seca.La materia prima consiste de un 10% de cal hidratada normalizada y un 90% de arena (con un 75% de slice), lo que da lugar a unidades de color blanco grisceo, aunque puede aadirse pigmentos que le cambien el color.D. Unidades de sillarEl sillar es una roca volcnica, tallada en forma de bloques de 20x30x55 cm. Fue de gran uso en Arequipa para edificar viviendas y monumentos histricos. Actualmente, se encuentra en desuso por el alto costo que significa su tallado y transporte desde las canteras; ms bien es empleado decorativamente en forma de lajas para pisos y enchapes de muros.2.1.3. Clasificacin por sus huecos (alvolos)A. Unidades slidas y unidades huecasLas unidades slidas son las que no tienen huecos o, en todo caso, presentan ranuras o perforaciones perpendiculares a la superficie de asiento, que ocupan un rea no mayor al 30% del rea bruta (Norma E.070, SENCICO 2006). Cuando se excede este porcentaje, la unidad se clasifica como hueca. La Norma de Albailera anterior (ININVI 1982) exiga que las perforaciones no cubran un rea mayor que 25%, para que las unidades se clasifiquen como slidas, similar a lo que establecen la mayora de normas internacionales.B. Unidades alveolaresDe acuerdo a la Norma E.070 (SENCICO 2006), las unidades alveolares son aquellas que representan grandes huecos perpendiculares a las superficies de asiento. En esta categora se clasifican los bloques de arcilla, slice-cal y de concreto, empleados en las edificaciones de albailera armada rellena con grout. Estos bloques no deben emplearse en las construcciones de albailera confinada porque se trituran ante los sismos.C. Unidades tubularesLas unidades tubulares son las que tienen perforaciones dispuestas en paralelo a la superficie de asiento; en este tipo se clasifican los ladrillos pandereta, que se utilizan en los muros no portantes; su uso en muros portantes es un error frecuente. No se deben emplear en muros portantes porque se trituran ante los sismos, adems que la lechada de cemento del concreto de las columnas se introduce por las perforaciones del ladrillo debilitando al concreto.2.1.4. Propiedades fsicas y mecnicas. Ensayos de laboratorio.Conocer las propiedades de las unidades es necesario, bsicamente para tener una idea sobre la resistencia de la albailera, as como de su durabilidad ante la intemperie. Sin embargo, no se puede afirmar que la mejor unidad proporcione necesariamente la mejor albailera.A. Pruebas clasificatorias

A.1. Variacin de la dimensin o variacin dimensionalLa prueba de variacin dimensional es necesario efectuarla para determinar el espesor de la juntas de la albailera. Debe hacerse notar que por cada incremento de 3 mm en el espesor de juntas horizontales (adicionales al mnimo requerido de 10 mm), la resistencia a compresin de la albailera disminuye en un 15%; asimismo, disminuye la resistencia al corte.A.2. AlabeoEl mayor alabeo (concavidad o convexidad) del ladrillo conduce a un mayor espesor de la junta. Asimismo, puede disminuir el rea de contacto con el mortero al formarse vacos en las zonas ms alabeadas; o incluso, puede producir fallas de traccin por flexin en la unidad por el peso existente en las hiladas superiores de la albailera.A.3. Resistencia a la compresin (fb)En el clculo de la resistencia a compresin antiguamente (Norma E.070 de 1982) se trabajaba con el rea neta de la unidad. Ello daba cabida a que las fbricas produzcan ladrillos huecos, lo cual elevaba la resistencia a compresin. Actualmente, la resistencia se calcula con el rea bruta, con lo cual esas unidades huecas se clasifican en un rango inferior. Debe remarcarse que las unidades son muy frgiles. B. Pruebas no clasificatorias Succin Absorcin Absorcin mxima Coeficiente de saturacin Densidad Resistencia a traccin por flexin (ft) o mdulo de ruptura EflorescenciaC. Uso estructural de la unidadLa Norma E.070 establece limitaciones en el uso de las unidades desde el punto de vista estructural. Sin embargo, estas limitaciones pueden dejar cumplirse si el ingeniero estructural demuestra lo contrario a lo especificado.2.2. MORTEROLa funcin principal del mortero en la albailera es adherir las unidades, corrigiendo las irregularidades geomtricas de altura que estas tienen, as como sellar las juntas contra la penetracin del aire y la humedad. Cuando el muro de albailera es portante de carga vertical, el mortero cumple adems una funcin resistente, por lo que es conveniente que las resistencias a compresin de las unidades y del mortero sean parecidas.2.2.1. Componentes del morteroA. CementoSe utiliza bsicamente cemento normalizado Portland tipo I y cemento adicionado (puzolnico); excepcionalmente se emplea el cemento Portland tipo II (resistente a los sulfatos). El peso volumtrico del cemento es 1500 kg/m3, y se comercializa en bolsas de 1 pie cbico (0.0283 m3) con 42.5 kg.B. Cal hidratada normalizadaDe emplearse cal en el mortero, esta debe ser hidratada y normalizada. La razn por el cual la cal debe ser normalizada obedece a que pueden existir partculas muy finas, que en vez de funcionar como aglomerante lo hacen como residuos inertes. El peso volumtrico de la cal es del orden de 640 kg/m3.C. Arena gruesaEs ideal que se use arena gruesa, con granos redondeados y de una granulometra completa (con variedad en el tamao de las partculas), que permitan llenar los espacios vacos con el material cementante, formando un mortero denso y resistente a la intemperie.D. AguaEl agua deber ser potable, libre de materias orgnicas y de sustancias deletreas (aceite, cidos, etc.). El uso de agua de mar debe evitarse pues produce eflorescencia en el mortero por las sales que contenga y la corrosin del refuerzo en caso este existiese.2.2.2. Clasificacin del morteroA. Clasificacin por la preparacin del morteroA.1. Morteros artesanalesSon aquellos que se preparan a mano en obra sobre una superficie limpia, resolviendo la mezcla seca cemento-arena (opcionalmente se adiciona cal) hasta lograr un color uniforme, para despus echarle agua a criterio del albail, hasta obtener una mezcla trabajable.A.2. Morteros industrialesEn el Per, los morteros industriales vienen en 2 modalidades: embolsados (en seco) y premezclados (incluida el agua).

2.2.3. Propiedades y ensayos de laboratorio Consistencia Prueba de retentividad El ensayo de compresin del mortero2.3. CONCRETO FLUIDO (GROUT)El concreto fluido, o grout, se emplea para rellenar los alvolos o celdas de las unidades que forman un muro de albailera armada y tiene como funcin integrar el refuerzo con la albailera en un solo conjunto estructural, denominado Albailera armada.2.3.1. Clasificacin del grout y componentesLa dosificacin de los materiales que componen el grout se hace volumen siguiendo las especificaciones indicadas en la Norma E.070. Dependiendo del tamao de los alvolos de los bloques, el grout se clasifica en: grout grueso y grout fino. Ambos casos debe emplearse cemento Portland tipo I II, o cemento adicionado (puzolnico IP), cal hidratada normalizada (opcional), arena gruesa, agua potable y, dependiendo si el grout es grueso o fino, confitillo comercializado como piedra chancada de de pulgada.2.3.2. Ensayos de laboratorioEl concreto lquido y el bloque deben proporcionarle al muro capacidad resistente ante la compresin causada por la carga de gravedad y la carga ssmica, por lo que para verificar esta capacidad se deben hacer pruebas de compresin en probetas. El concreto lquido deber tener una resistencia mnima a compresin de 140 kg/cm2 a los 28 das de edad, determinada de acuerdo a la NTP 399.623.2.4. ACERO DE REFUERZOLa albailera y el concreto son muy dbiles para resistir esfuerzos de traccin, en particular los causados por momentos flectores generados por fuerzas ssmicas tanto en el plano del muro como en la direccin perpendicular a su plano. Para suplir esta deficiencia, se emplea el acero corrugado como refuerzo.En la albailera confinada, el acero va colocado en forma concentrada en los elementos de confinamiento (columnas y vigas), formando canastillas compuestas por barras longitudinales y estribos; en ciertos casos, se requiere de barras de acero continuas horizontalmente en algunas hiladas del muro. En la albailera armada, el acero se distribuye en barras verticales alojadas en los alvolos (celdas) de los bloques, y en posicin horizontal en las hiladas (mallas electrosoldadas) o en el eje del muro.2.5. CONCRETOLa resistencia a compresin axial del concreto se obtiene ensayando probetas cilndricas estndar de 15 cm de dimetro y 30 cm de altura. El concreto se usa en los confinamientos que bordean al muro de albailera simple. Cuando ocurren sismos, las columnas de los muros confinados se encuentran sujetas a compresin, traccin, corte y cizalle, por lo que debe emplearse como mnimo un concreto de calidad intermedia, con un resistencia a la compresin mnima de fc = 175 kg/cm2 a los 28 das de edad.

3. PROPIEDADES DE LA ALBAILERA SIMPLE3.1. INTRODUCCIN Y GENERALIDADESLa albailera simple es aquella que carece de refuerzo, o que tenindolo no cumple con las exigencias por la Norma E.070.Las edificaciones estructuradas sobre sobre la base de muros de albailera simple sometidas a terremotos han mostrado formas de falla muy frgil, por lo que la Norma E.070 no contempla su uso. Actualmente se vienen realizando investigaciones para reforzar los muros de albailera simple de las viviendas existentes, por ejemplo, mediante mallas electrosoldadas y geomallas, recubiertas con mortero.3.1.1. Primas de albailera simpleEn las edificaciones de concreto armado se deben fabricar probetas estndar que se ensayan a compresin para verificar la calidad del concreto especificado en los planos de estructuras (resistencia a compresin fc). De modo similar, en la Norma E.070 se exige, dependiendo de la magnitud de la obra, la elaboracin de pequeos prismas de albailera simple llamados Pilas y Muretes, construidos bajo las mismas condiciones con que se edificarn los muros reales. Los ensayos en pilas y muretes permiten determinar: Las resistencias caractersticas a compresin (fm) y a corte (vm) Los mdulos de elasticidad (Em) y de corte (Gm) Las formas de falla. La calidad de la albailera y de la mano de obra.3.1.2. Refrentado (capping)En las zonas donde el prisma vaya a estar en contacto con los cabezales metlicos del equipo de ensayo, se aplica un refrentado (capping) blando de yeso cemento de unos 3 mm de grosor, con la finalidad de corregir las irregularidades que presente la albailera. Incluso, si el murete no es completamente cuadrado, puede lograrse la forma cuadrada mediante el capping.3.1.3. Prismas de estructuras existentesEn el proceso de evaluacin estructural de edificaciones existentes de albailera, cuando no se conocen sus propiedades mecnicas, es posible determinarlas ensayando prismas extrados de los muros de la edificacin. Estos se cortan con una amoladora, taladro o cincel para tallar los prismas respectivos.3.2. ENSAYOS DE COMPRESIN EN PILASEl ensayo de compresin en las pilas de albailera sirve para determinar la resistencia a compresin axial (fm) referida al rea bruta de la seccin transversal. Eventualmente si se instrumenta y registra la deformacin axial en la pila, se puede determinar el mdulo de elasticidad de la albailera (Em).3.2.1. Esbeltez de la pilaLa esbeltez se define como la relacin entre la altura de la pila y su espesor (la menor dimensin de la seccin transversal). Este valor debe estar comprendido entre 2 y 5, aunque los valores ms representativos del comportamiento de la albailera oscilan entre 4 y 5. La Norma E.070 adopta como esbeltez estndar al valor 5.3.2.2. Tcnica de ensayoLas pilas pueden ensayarse en una mquina universal o en una mquina de ensayos similar.3.2.3. Resistencia caracterstica a compresin axial (fm)La resistencia individual a compresin axial de una pila (fm) se obtiene dividiendo la carga de rotura entre el rea bruta de la seccin transversal, sin importar que la unidad de albailera utilizada califique como hueca o slida, sea ladrillo o bloque.

3.2.4. Formas de fallaEl comportamiento y el tipo de falla de las pilas ante cargas axiales estn influenciados por la interaccin que se desarrolla entre las caras de asiento de las unidades y el mortero. Las unidades y el mortero tienen diferente rigidez. Entonces, al ser sometidos al mismo esfuerzo normal, y al estar integrados los materiales, el material menos deformable (generalmente las unidades) restringe las deformaciones transversales del material ms deformable (el mortero), introducindole esfuerzos de compresin en la direccin transversal, que se traducen en tracciones laterales sobre la unidad, que dan lugar a las grietas verticales.3.2.5. Mdulo de elasticidad (Em)Para determinar el mdulo de elasticidad de la albailera (Em), se necesita instrumentar las pilas. Una buena prctica es usar 2 instrumentos LVDT que midan la deformacin axial de una porcin central equidistante de los extremos de la pila. 3.3. ENSAYOS DE COMPRESIN DIAGONAL EN MURETESEl ensayo de compresin diagonal en los muretes de albailera sirve para determinar la resistencia caracterstica a corte puro (vm), y eventualmente si se instrumenta y registra las deformaciones diagonales para determinar el mdulo de corte de la albailera.3.3.1. Tcnica de ensayoEl ensayo de compresin diagonal se realiza segn el procedimiento especificado por la norma tcnica peruana NTP 399.621 (INDECOPI, 2004), que es similar a ASTM E 519-00. Los dispositivos para generar la carga (P) en la diagonal.3.3.2. Resistencia caracterstica a corte puro (vm)La resistencia unitaria a corte puro de un murete (vm) se obtiene dividiendo la carga de rotura entre el rea bruta de la diagonal cargada (Dt), sin importar que la unidad de albailera utilizada califique como hueca o slida, sea ladrillo o bloque. Esto es lo mismo que dividir la carga diagonal proyectada en la direccin de las hiladas entre el rea bruta de la hilada (Lt) en muretes cuadrados. Si la edad de los muretes es distinta a la estndar (28 das), se corrige por el factor indicado en la Norma E.070.3.3.3. Formas de fallaLa resistencia a corte puro y la forma de falla respectiva dependen mucho del grado de adherencia que se desarrolle en la interfase unidad mortero. Adems, sobre la base de los resultados que se obtengan en los muretes, podr predecirse tanto la resistencia a fuerza cortante como la forma de falla que tendrn muros a escala natural.3.3.4. Mdulo de corte (Gm)Para determinar el mdulo de corte de la albailera (Gm), se necesita instrumentar una cara de los muretes con 2 LVDT que midan la deformacin en ambas diagonales. Las bases de los instrumentos se deben colocar en la parte intermedia de las unidades separadas por lo menos por dos juntas horizontales de mortero.3.4. NORMA E0.70 ALBAILERAEn la Norma E.070 (2006), el captulo 5, Resistencia de Prismas de Albailera, se permite determinar para ciertos casos, los valores de fm y vm.

4. PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIN4.1. INTRODUCCINEn este captulo se dan a conocer los procedimientos generales de construccin, los detalles del refuerzo, as como las recomendaciones respectivas para las edificaciones de albailera confinada, armada y de junta seca; siguiendo la secuencia tradicional de construccin, desde la cimentacin hasta los acabados. Se utiliza una serie de figuras ilustrativas, remarcndose los errores que suelen cometerse y que inciden negativamente en el comportamiento de la estructura, principalmente cuando est sujeta a terremotos.4.2. EDIFICACIONES DE ALBAILERA CONFINADA4.2.4. Componentes de la estructuraLa estructura de las edificaciones de albailera confinada que tradicionalmente se emplea en el Per est compuesta usualmente, en secuencia de construccin, por: La cimentacin corrida de concreto ciclpeo. El sobrecimiento hecho tambin de concreto ciclpeo/piedras. Los muros de albailera. Las columnas de confinamiento. Las losas de techo y las vigas soleras.

4.2.2. CimentacinLa cimentacin que comnmente se emplea en las edificaciones de albailera confinada ubicadas en suelos de calidad intermedia o de buena calidad, es de concreto ciclpeo compuesto por una mezcla de concreto de fc = 100 kg/cm2 (o cemento hormign 1:10) y un 30% de piedra de 10 pulgadas. Previa limpieza y nivelacin del terreno, se excavan zanjas con ancho mnimo de 40 cm, de modo que un albail pueda trabajar sin dificultad.A. Ejemplo de cimentacin en suelo firmeB. Suelos de baja calidadEn suelos de baja calidad, como arena suelta, las vibraciones desarrolladas por los sismos generan su compactacin desordenada. Los muros de albailera que all se apoyan sufren asentamientos diferenciales que producen la fractura tanto de la cimentacin no reforzada, como la del muro de albailera. Experimentalmente se ha observado que basta una distorsin angular de 1/800 para que la albailera se fracture. Por esta razn, en este tipo de suelos debe emplearse cimientos muy rgidos de concreto armado, diseados especialmente para evitar distorsiones mayores que 1/800.C. Suelos de psima calidadExisten zonas donde es preferible no construir edificaciones porque representan un gran peligro. Por ejemplo, cuando el suelo es arena fina suelta con napa fretica elevada (humedales), corre el riesgo de licuarse durante los terremotos, convirtindose en una especie de arena movediza. Una vez que se produce licuacin, se generan grandes asentamientos diferenciales o fuertes hundimientos.4.2.3. SobrecimientoEl sobrecimiento que se acostumbra utilizar en nuestro medio es de concreto ciclpeo no reforzado, con una mezcla cemento hormign 1:8 ms 25% de piedra mediana de tamao mximo 3. Este sobrecimiento se considera como una extensin de la albailera, tiene el espesor del muro y debe abarcar una altura por encima del nivel natural del terreno de unos 20 a 30 cm, a fin de proteger a la albailera de la humedad natural del suelo.4.2.4. Muro de albaileraEl muro est compuesto por unidades de albailera que se adhieren entre s mediante el mortero de cemento. Cada componente del muro de albailera y la tcnica constructiva a utilizar se describen en detalle, en este acpite.A. Unidad de albaileraEn la construccin de los muros portantes confinados pueden emplearse ladrillos de arcilla, slico calcreos, de concreto y hasta de sillar, con tal que califiquen como unidades slidas y cumplan las especificaciones de uso que seala la Norma E.070.A.1. EflorescenciaLas sales (comnmente sulfatos) que contiene la materia prima de los ladrillos de arcilla, al entrar en contacto con el agua, se derriten y emergen a travs de los poros, cristalizndose en su superficie, generando eflorescencia.A.2. Tratamiento de los ladrillos antes del asentadoProducto de la coccin en el horno, los ladrillos de arcilla acumulan polvo en su superficie que debe ser limpiada con escobilla o aire comprimido antes de asentarlos. El polvo reduce la adherencia ladrillo mortero, disminuyendo la resistencia a corte de muros. Durante esta operacin, deben eliminarse aquellos ladrillos resquebrajados que presentan grietas o estn mal cocidos; algunos de estos ladrillos podrn recortarse a mquina o mediante una herramienta llamada picota para usarlos como medias unidades.

B. MorteroEl mortero tiene la funcin primordial de adherir a los ladrillos en las distintas hiladas del muro. Est compuesto por cemento (Prtland o Puzolnico), arena gruesa y agua potable. La dosificacin de los componentes comnmente se hace en volumen.B.1. La arena gruesaLa arena debe ser almacenada en tolvas temporales a fin de evitar su contaminacin con otros materiales. Cuando la arena contiene mucho polvo (finos), el mortero tiende a endurecer rpidamente reducindose la adherencia ladrillo mortero, por lo que en esa situacin, la arena debe tamizarse a travs de la malla ASTM #200. B.2. Preparacin del mortero, trabajabilidad y retempladoEl mortero debe prepararse en poca cantidad, en una batea impermeable para que no pierda agua con facilidad. La cantidad de agua a echar en la mezcla seca la decide el albail. Lo ideal es lograr un mortero trabajable, que discurra y cubra toda el rea de asentado de ladrillos. La extensin del mortero sobre una hilada de ladrillos no debe ser mayor que 0.80 m, para evitar que endurezca, y el espesor de la junta no debe ser mayor que 15 mm, para evitar prdidas de resistencia a compresin y a fuerza cortante en la albailera.C. Construccin de la albaileraPara esta etapa, se entiende que los ladrillos han sido previamente tratados y el mortero ya est preparado. Los tipos de aparejo (disposicin de las unidades en el muro) a emplear pueden ser de soga, cabeza o amarre americano, en cualquiera de ellos, se ha demostrado que la resistencia unitaria al esfuerzo cortante es la misma. Esta resistencia ms bien depende de la calidad de los ladrillos, del mortero y de la tcnica constructiva utilizada.C.1. Jornadas de trabajoEl proceso de asentado se repite hasta alcanzar una altura mxima de 1.3 m. No es correcto seguir construyendo ms hiladas, debido a que el mortero de las hiladas inferiores an est fresco y podra aplastarse desalinendose el muro. Al culminar la primera jornada de trabajo, debe limpiarse la rebaba de mortero del muro con una plancha, pasndola de abajo hacia arriba y los desperdicios deben ser eliminados.C.2. Conexin albailera columnaLa Norma E.070 permite el uso de una conexin dentada o a ras entre la albailera y la columna. Cuando se utiliza conexin dentada, el diente no debe exceder de 5 cm, para evitar la formacin de cangrejeras debajo de l y para que este no se fracture durante la compactacin del concreto de la columna. En este caso, los desperdicios de mortero que hayan cado sobre el diente debern limpiarse antes de encofrar las columnas, para que se desarrolle una adherencia adecuada concreto albailera.C.3. Otras consideraciones (escaniplo, esbeltez y tuberas)En reemplazo del escantilln y la plomada se puede emplear el escaniplo, dispositivo que hace las veces de los ladrillos maestros, lo cual acelera el proceso de asentado de ladrillos. El mximo desaplomo (falta de verticalidad) permitido es 1/500; esta es una de las razones por la que en la Norma E.070 se limita la esbeltez de los muros (relacin altura espesor) a un mximo de 20.4.2.5. Columnas de confinamientoA. Detalles de refuerzo y tuberasLos traslapes del refuerzo vertical, con longitud de 45 veces el dimetro de la mayor barra, y los ganchos a 135 de los estribos, crean congestin de refuerzos en los extremos de las columnas de confinamiento. Esto podra generar cangrejeras en el concreto, especialmente en columnas de poca dimensin, como las que se usan en muros con aparejo de soga. B. Construccin de las columnasAntes de encofrar las columnas, los bordes verticales de la albailera y la base de las columnas deben limpiarse y humedecerse, para evitar juntas fras y que el agua quede empozada en la base. El concreto debe prepararse en mezcladora con un revenimiento de unas 5 pulgadas, para que pueda fluir y llenar los intersticios existentes entre la albailera y la columna.El concreto debe ser vaciado en capas de unos 50 cm de altura, y estas deben ser compactadas con una vibradora o una varillas lisa de pulgada de dimetro.Al da siguiente del vaciado, las columnas se pueden desencofrar y curar regndolas con agua a razn de 2 veces al da durante 7 das consecutivos.4.2.6. Vigas y losa de techoA. Detalles del refuerzo en vigasExisten dos tipos de vigas: la solera y el dintel. La solera no requiere ser peraltada, mientras que el dintel debe tener un peralte adecuado. Debe evitarse la congestin de refuerzo en los nudos, para que no se formen cangrejeras, por ejemplo, el traslape del refuerzo debe hacerse fuera de la zona estribada a corto espaciamiento.B. Construccin de vigas y losa de techoUna vez que se han encofrado los elementos estructurales horizontales (losa y vigas), se procede a colocar las tuberas y a probarlas contra cualquier fuga.Luego se procede a vaciar el concreto, esparcindolo y compactndolo con una vibradora o una varilla lisa de pulgada.Despus del vaciado, el concreto de la losa se enrasa con una regla; y pasadas unas 3 horas se rayan las zonas donde se construirn los muros del piso superior4.3. EDIFICACIONES DE ALBAILERA ARMADAUsualmente, este tipo de construccin se utiliza cuando los ambientes son de dimensiones modulares, para evitar el retaceo de los bloques. Cuando los ambientes dejan de ser modulares, los bloques recortados deben emplearse en la zona central de los muros.4.3.1. CimentacinPodra emplearse cualquiera de los tipos de cimentacin descritos en el acpite 4.2.2. para la Albailera Confinada, pero en la Norma E.070 se recomienda no emplear la cimentacin corrida de concreto ciclpeo, porque las grandes piedras que se utilizan podran desplazar al refuerzo vertical, haciendo que este no coincida en el interior de las celdas del bloque.A. EspigasUsualmente se dejan espigas verticales (dowells) ancladas en la cimentacin, para facilitar la construccin de la albailera. De otro modo, si el refuerzo vertical fuese continuo, habra que insertar los bloques desde el extremo superior de las varillas, a menos que se utilicen bloques abiertos en las paredes verticales extremas.4.3.2. Bloques y tratamiento previo al asentadoEn la construccin pueden emplearse bloques de concreto, arcilla o de slice cal. Las partculas sueltas de los bloques deben limpiarse; los nicos que necesitan tratar sus succin son los de arcilla (regarlas hora, unas 10 horas antes de asentarlas).4.3.3. Mortero y asentado de bloquesLas caractersticas de los materiales que componen el mortero y su preparacin aparecen en el acpite 4.2.4.B. En este acpite se comentan las particularidades del caso; por ejemplo, para aquellos bloques que se asientan secos (concreto y slice cal) es necesario aadir volumen de cal hidratada y normalizada por cada volumen de cemento (la mezcla usual cemento cal arena gruesa es en proporcin 1:1/2:4) para evitar que el mortero se seque rpidamente.A. Jornadas de trabajo, limpieza y curado de juntasDe manera similar a los muros confinados, los muros de albailera armada se construyen en dos jornadas de trabajo. Al culminar cada jornada, con una varilla, se debe limpiar la parte interna de las celdas, sin tocar al muro, eliminando las rebabas de mortero producidas por su expansin lateral al presionar los bloques durante el asentado; los desperdicios se extraen a travs de las ratoneras o ventanas de limpieza.B. Encuentro de muros y bordes libresTodos los muros que se intercepten con otros muros transversales, es decir, aquellos cuya seccin transversal tienen forma de T,L,H,E, etc. Deben ser construidos en simultneo. El encuentro entre muros transversales debe hacerse traslapando los bloques, excepto cuando se especifique juntas verticales en los planos. El construirlos simultneo permite arriostrar entre s a los muros que se interceptan; adems, permite aumentar el rea de compresin por flexin en los extremos.4.3.4. Detalle del refuerzoA. Refuerzo horizontalDurante la construccin del muro debe colocarse el refuerzo horizontal que se especifique en los planos estructurales. Este refuerzo puede ir colocado en las juntas horizontales en forma de escalerilla electrosoldada, o en el eje del muro.B. Refuerzo verticalSegn la Norma E.070, para que una varilla quede recubierta y pueda transferir sus esfuerzos al grout, as como para evitar la formacin de cangrejeras, se requiere que la dimensin mnima de las celdas sea: 5 cm por cada varilla o 4 veces el dimetro de la barra por el nmero de barras alojadas en la celda.4.3.5. Bloques de la ltima hiladaCuando se pretende ocultar la costura dejada por la losa de techo en los muros caravista, los bloques de la ltima hilada se recortan en su cara longitudinal interna, para que por all pase el refuerzo de la losa de techo y ancle en el muro, mientras que la cara externa de esos bloques sirve de encofrado a la losa.4.3.6. Grout, vaciado y curadoA. Grout (o concreto lquido)El grout tiene el objetivo de integrar la albailera con el refuerzo, formando un solo conjunto llamado albailera armada. El grout se denomina tambin concreto lquido, pues al prepararlo tiene la consistencia de una sopa espesa de smola (10 pulgadas de slump), para que pueda fluir y llenar todos los intersticios internos del muro.El grout debe prepararse en mezcladora y su resistencia caracterstica a la compresin debe ser por lo menos de 140 kg/cm2 a los 28 das de edad. B. Vaciado y curadoEl vaciado del grout puede hacerse al da siguiente de haberse construido la albailera. Solo cuando se utilizan bloques de concreto vibrado, ha podido notarse que el grout grueso al secar se contrae y trata de separarse de los bloques. Por ello, la Norma E.070 especifica que antes de encofrar las ventanas de limpieza, las celdas deben ser regadas internamente, eliminando luego el agua que quede empozada en la base. En adiccin, se recomienda que inmediatamente despus del vaciado del grout, los muros hechos con bloques de concreto se deban curar, regndolos externamente con agua en las celdas. 4.3.7. CangrejerasA diferencia de los muros confinados, donde al desencofrar las columnas puede notarse si existen cangrejeras, en los muros armados muchas veces ellas no es visible, por lo que en otros pases se recurre a equipos de ultrasonido detectores de cangrejeras. En nuestro caso, pasadas unas 3 horas despus del vaciado, puede golpearse ligeramente el muro con un martillo en las zonas menos hmedas, o donde exista mayor congestin de refuerzo, para detectar, de acuerdo al sonido que se escuche, la presencia de cangrejeras.4.3.8. Caso particular de los bloques slico calcreosDurante el asentado de los bloques slico calcreos, que carecan de ventanas de limpieza, se usaba un tubo PVC con una esponja en su extremo, que serva para impedir que el mortero de asentado penetre en las celdas.4.3.9. Vigas y losa de techoEl procedimiento constructivo que se sigue para las vigas y losas de techo de concreto es similar al explicado en el acpite 4.2.6. Para los muros confinados. Al igual que en los muros confinados, se puede emplear aligerados convencionales, viguetas prefabricadas y losas armadas en dos direcciones.Una vez terminada la losa, se construyen los muros del piso superior repitindose el proceso indicado desde el acpite 4.3.2.4.4. EDIFICACIONES DE ALBAILERA DE JUNTA SECALa albailera de junta seca es muy parecida a la albailera armada (acpite 4.3.) La diferencia en este caso es que en las juntas horizontales y verticales no se utiliza mortero, excepto en la base del muro, donde se requiere aplicar una capa de mortero horizontal con la finalidad de corregir las irregularidades que presenta la cimentacin o la losa de techo.4.5. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MUROS ARMADOS Y CONFINADOSA. Puntos a favor de la albailera armada Al no existir columnas en los muros armados, no se requiere de encofrados para esos elementos. Los conductos para las instalaciones elctricas pueden colocarse en el interior de los alvolos de las unidades. Presentan mejor acabado y, de emplearse unidades caravistas, no necesitan de tarrajeo ni de pinturas. De emplearse el sistema de Junta Seca (acpite 4.4.), la velocidad de construccin se incrementa significativamente.B. Puntos en contra de la albailera armada Las unidades que se emplean son ms costosas que las unidades, ya que estas son especiales. El concreto fluido (grout) requiere de un 50% ms de cemento para lograr la misma resistencia que un concreto normal. En todos los pisos se requiere utilizar refuerzo mnimo (horizontal y vertical), para evitar que los muros se fisuren por contraccin de secado del grout. Se requiere de una mano de obra especializada. Se requiere que los ambientes tengan dimensiones modulares compartibles con las medidas de las unidades alveolares, a fin de evitar el retaceo de los bloques. No es recomendable el uso de concreto ciclpeo en la cimentacin, ms bien debe emplearse un sistema de cimentacin ms costoso, como el solado (o platea), o el cimiento corrido de concreto simple o reforzado. Para evitar la falla de los talones flexocomprimidos se utilizan planchas de acero, u otros dispositivos, que son ms costosos que los estribos convencionales empleados en las columnas de los muros confinados. Generalmente, en el primer piso (que ssmicamente es el ms solicitado por flexin, corte y carga axial) se traslapa el 100% de las varillas verticales con dowells dejados en la cimentacin. En la albailera armada, generalmente las cangrejeras no son visibles, excepto cuando se detectan a travs de las ventanas de limpieza. Al no existir columnas en los extremos de los muros armados, la fisuracin por flexin ocurre en una etapa temprana de solicitacin ssmica.

5. COMPORTAMIENTO SSMICOLa ocurrencia de terremotos en nuestro pas ha generado daos importantes en algunos edificaciones de albailera, especialmente en aquellas construidas sin asistencia tcnica. Cuando el suelo es de baja calidad, los daos han sido mayores.El comportamiento estructural observado en sismos pasados ha servido para calibrar la norma de diseo ssmico E.030 y la de albailera E.070. Sin embargo, la adecuacin de las construcciones a las exigencias de las normas vigentes es an incipiente, lo que da lugar a edificaciones que presentan un inadecuado comportamiento ssmico.5.1. COMPORTAMIENTO SSMICO REAL DE MUROS PORTANTES5.1.1. Albailera no reforzadaLas viviendas de adobe y las de albailera sin refuerzos son las que han exhibido los mayores daos en todos los eventos ssmicos pasados, por ser las ms vulnerables. Deslizamiento de la losa de techo. Agrietamiento diagonal. Dinteles discontinuos. Punzonamiento dela albailera. Choque entre edificios vecinos. Edificios antiguos con altura de piso muy elevada. Falta de continuidad vertical en los muros. Distribucin inadecuada de muros. Asentamientos diferenciales.5.1.2. Albailera confinadaLos problemas anteriormente mencionados motivaron que despus del ao 1940 se comience en nuestro medio a confinar los muros de albailera, mediante el empleo de elementos de concreto armado. La posibilidad de ocurrencia de fallas en este tipo de edificaciones tambin est presente, cuando los elementos de confinamiento son insuficientes, estn mal diseadas o mal detallados y mal construidos.Entre los principales defectos observados, se pueden mencionar: Creencia de que basta una sola columna para confinar un muro. Columnas muy espaciadas entre s. Propagacin de la falla por corte desde la albailera hacia los extremos de los elementos de confinamiento. Escasa densidad de muros en una o en las dos direcciones de la edificacin. Secuencia inadecuada de construccin. Anclaje insuficiente del refuerzo vertical u horizontal. Inadecuada transferencia de la fuerza cortante desde la solera hacia el muro. Otros defectos que se cometen en la construccin de los muros confinados (traspales, ladrillos inadecuados, tuberas, etc.)

5.1.3. Albailera armadaEn edificios hechos con este sistema estructural, se ha reportado la ocurrencia de fallas importantes y en varios casos, se ha producido el colapso total del edificio.5.2. COMPORTAMIENTO SSMICO REAL DE MUROS NO PORTANTES5.2.1. Interaccin tabique prticoEn nuestro medio se acostumbra utilizar tabiques de albailera como elementos divisorios de ambientes en los edificios aporticados. Esto se debe a las buenas propiedades trmicas, acsticas, resistentes e incombustibles que tiene la albailera.A. Problemas que pueden causar la interaccin prtico tabiqueA.1. Torsin en plantaLa torsin en planta se produce por asimetra, por ejemplo, en edificios ubicados en esquinas. All, los ejes que dan a las calles presentan ventanas, mientras que los ejes que colindan con edificios vecinos estn rellenos con tabiques.A.2. Piso blandoEl problema de piso blando se produce, generalmente, en edificios donde el primer piso est destinado a tiendas o cocheras, y por tanto, est exento de tabiques, mientras que los pisos superiores estn destinados a viviendas con gran cantidad de tabiques.A.3. Columna cortaEl problema de columna corta se presenta generalmente en edificaciones escolares, industriales y hospitales con alfizares altos hechos de albailera. Cuando ocurre un sismo, la losa de techo se desplaza horizontalmente y arrastra a la columna, que se ve restringida de desplazarse al entrar en contacto con la parte superior del alfizar (elemento rgido). B. Diseo de tabiques por accin ssmica coplanar

B.1. Tipos de fallaCuando un tabique no ha sido aislado de la estructura principal, ante los sismos podran presentarse tres tipos de falla: Aplastamiento, Traccin Diagonal y Cizalle.B.2. Diseo de tabiques por accin ssmica coplanarEn la Norma E.070 se presentan las resistencias del puntal equivalente de albailera ante los tres tipos de falla indicadas, D= longitud de la diagonal, t= espesor del tabique. Una vez hecho el anlisis estructural, considerando la interaccin tabique prtico, la compresin producida por el sismo severo (C) deber ser menor que el valor mnimo de las tres resistencias que tiene el tabique. De lo contrario fallar el tabique y podran presentarse problemas indeseables en la estructura al desaparecer la accin de puntal.B.3. Soluciones cuando la compresin en el puntal excede a su resistenciaEn la primera solucin (placas), los muros limitarn los desplazamientos laterales reduciendo la interaccin tabique estructura. En la segunda solucin (tabique reforzado), el refuerzo provee ductilidad al tabique despus de su falla por traccin diagonal, manteniendo su resistencia.En la tercera solucin (aislamiento), el tabique deber arriostrarse adecuadamente ante las acciones ssmicas perpendiculares al plano.5.2.2. Cercos y parapetosLos cercos y parapetos de albailera trabajan a carga ssmica perpendicular a su plano. Cuando estos elementos carecen de arriostre, terminan volcndose ante los sismos.5.3. COMPORTAMIENTO SSMICO EXPERIMENTALEn este acpite se describe el comportamiento ssmico experimental de la albailera armada y confinada, haciendo referencia a las investigaciones efectuadas en la PUCP y en el extranjero.A. Estudio preliminarEn el primer paso de un proyecto de investigacin consiste en identificar el parmetro por analizar. Se sigue con una recopilacin bibliogrfica y un estudio terico del tema. Luego se debe dibujar los planos de los especmenes y definir la ubicacin de los instrumentos a utilizar en el ensayo.

B. Construccin, traslado, montaje y ensayos de controlLa construccin de los especmenes se hace tratando de representar la secuencia que se sigue en una obra real de albailera. C. Tcnicas de ensayoExisten 4 tcnicas de ensayo para muros de albailera que se describen a continuacin.C.1. Ensayo de carga lateral monotnicamente creciente (ensayo esttico)En esta tcnica se aplica la carga lateral en forma incremental a una cierta velocidad, hasta alcanzar la rotura diagonal de la albailera.

C.2. Ensayo de carga lateral cclica y comportamiento de los murosEn esta tcnica se prefijan determinados valores del desplazamiento lateral, que incluyen el comportamiento elstico e inelstico del muro. Luego, por cada valor de desplazamiento se aplican por lo menos tres ciclos de carga y descarga hasta que el lazo histertico V-D se estabilice. Fisura de traccin por flexin. Rotura diagonal. Lmite de reparacin Falla final. Evaluacin del factor de reduccin R experimentalmente. Parmetros analizados experimentalmente.C.3. Ensayo de simulacin ssmicaEste tipo de ensayo, realizado en mesa vibradora, es muy costoso, por lo que se le utiliza con la finalidad principal de corroborar los principales resultados obtenidos en los experimentos de carga lateral cclica.C.4. Ensayo pseudo dinmicoLos ensayos pseudo dinmicos son aquellos que se realizan fijando la base del espcimen y aplicando fuerzas ssmicas o desplazamientos laterales en los niveles de la edificacin, mediante actuadores dinmicos, que reaccionan contra un gran muro.

5.4. REPARACIN DE LA ALBAILERA ARMADA Y CONFINADAEl objetivo de un proyecto de reparacin y reforzamiento estructural es restablecer o incrementar la resistencia, la ductilidad y la rigidez lateral de la edificacin daada por algn sismo. En caso no se logre ese propsito, sismos futuros similares o ms potentes volvern a daar la estructura, por lo que ante esa situacin se requiere adicionar elementos ms resistentes que los muros originales de albailera, como por ejemplo, placas de concreto armado.

6. ANLISIS ESTRUCTURALEl objetivo de este captulo es explicar la manera de efectuar el anlisis estructural de los edificios de albailera confinada y armada sujetos a cargas de gravedad y a cargas ssmicas.6.1. ESTRUCTURACIN Y REQUISITOS MNIMOS6.1.1. Diafragma rgidoSe entiende como diafragma rgido a una lmina que no se deforma axialmente ni se flexiona ante cargas contenidas en su plano. La norma E.070 recomienda que las edificaciones preferentemente deban contar con diafragmas rgidos y continuos, es decir, que las losas de piso y la cimentacin acten como elementos que integren a los muros portantes, generando compatibilidad en sus desplazamientos laterales.6.1.2. Configuracin del edificio en plana y elevacinLa Norma E.070 Albailera y la Norma E.030 Diseo Sismorresistente, recomiendan que las edificaciones deban tener preferentemente formas adecuadas que permiten un buen comportamiento ssmico.6.2. DIMENSIONAMIENTO DE LOS MUROS6.2.1. Espesor efectivo tEl espesor efectivo t es el espesor til del muro con fines estructurales. Se obtiene descontando al espesor bruto, las bruas y tarrajeos. El tarrajeo no se contabiliza porque podra desprenderse por la accin vibratoria del sismo. Solo en el caso que el tarrajeo se aplique sobre una malla debidamente anclada en el muro, puede ser incluido en el clculo de t. En el caso de unidades slidas, o bloques con celdas llenas de grout, t coincide con el espesor de la unidad de albailera.6.2.2. Esfuerzo axial mximoEl diseo por carga vertical de gravedad contempla que en el muro se presente un esfuerzo axial (o esfuerzo normal) con cargas de servicio, menor al esfuerzo admisible del material ante esta solicitacin.6.2.3. AplastamientoEl artculo 19.1 de la Norma E.070 indica que, cuando existan cargas de gravedad concentradas en la albailera, el esfuerzo axial de servicio producido por dicha carga no deber sobrepasar de 0.375 fm. En estos casos, para determinar el rea de compresin se considera un ancho efectivo (B) igual al ancho sobre el cual acta la carga concentrada ms dos veces el espesor efectivo del muro medido a cada lado de la carga.6.2.4. Densidad mnima de muros reforzados y muros a reforzarLa Norma E.070 busca prevenir el colapso total de las edificaciones exigiendo que exista una cierta cantidad de muros reforzados en cada direccin.6.3. METRADO DE CARGAS Y CENTRO DE MASAS6.3.1. Tipos de carga y metradoEn este acpite se explica el metrado (o clculo) de las cargas verticales, tambin llamadas cargas de gravedad en los muros. Estas cargas provocan esfuerzos axiales en los muros que deben controlarse mediante la frmula 19.1b del acpite 6.2.2. Adicionalmente, las cargas de gravedad influyen en el valor de la resistencia a fuerza cortante de los muros (Vm), como se ver en el captulo 7, y en la magnitud las fuerzas ssmicas actuantes.6.3.2. Centro de masasEn el centro de masas (CG) de cada nivel, se concentra la fuerza ssmica. Cuando existe simetra en la disposicin de los muros y en el resto de elementos, CG coincide con el centroide de la planta, de lo contrario, CG se corre hacia la zona donde existe mayor concentracin de muros.6.4. ANLISIS SSMICOEl anlisis ssmico de una edificacin de albailera consiste en determinar, de acuerdo a la Norma E.030 y la Norma E.070, las fuerzas internas en los elementos estructurales y los desplazamientos laterales producidos por las cargas ssmicas.

6.4.1. Cortante basal, fuerzas ssmicas y torsinUsualmente, las edificaciones de albailera son de mediana altura (hasta de 5 pisos), muy rgidas y califican como regulares, por lo que para estas situaciones es suficiente con realizar un anlisis ssmico esttico, donde la determinacin de la fuerza ssmica o cortante basal V, en las direcciones principales de la edificacin est dada por (Norma E.030).6.4.2. Modelo estructuralLa Norma E.070 permite el uso de cualquier tcnica de modelaje estructural en las edificaciones de albailera y el empleo de cualquier tcnica se solucin, con tal de que se apliquen mtodos racionales de clculo y se contemplen los efectos del proceso constructivo, as como la participacin de los elementos no estructurales que no hayan sido aislados de la estructura principal.A. Materiales Unidades de arcilla. Unidades slico calcreas. Unidades de concreto.B. Modelo de prticos planosLa tcnica del prtico plano ha sido aplicada en numerosos edificios a nivel mundial, desde la dcada de los 70. Incluso, con esta tcnica se ha podido predecir con xito la respuesta elstica de especmenes a escala natural de 5 pisos de altura ensayados a carga ssmica. Brazos rgidos. Propiedades de los muros. Apoyos elsticos. Integracin de los prticos planos.C. Modelo de prtico espacialEn este modelo se simula el edificio completo como un solo prtico espacial, compuesto por barras deformables por flexin, fuerza cortante, torsin y carga axial. El conjunto de muros que conforman una seccin transversal tipo E, T, L, U, etc., se simula como una barra vertical, que pasa por el centroide de la seccin transversal, al igual que las columnas aisladas.

D. Modelo de elementos finitosEn forma alternativa, se puede hacer un modelo por elementos finitos, donde los muros y sus confinamientos se modelan con elementos tipo Shell; y las columnas y vigas que quedan fuera de los muros, con elementos tipo barra (Frame).E. Modelo para un anlisis manual Evaluacin de la rigidez lateral (K) en cada muro. Clculo del centro de rigidez lateral (CR). Determinacin de la rigidez torsional RT. Clculo de la fuerza cortante por torsin en cada muro. Evaluacin de la fuerza cortante por traslacin en cada muro. Clculo del cortante total en la base de cada muro (Vt). Distribucin de Vt en forma triangular.

7. DISEO SSMICOEl diseo ssmico de los muros de albailera se realizar siguiendo los lineamientos que especifica la Norma E.070. Este diseo se efecta contemplando las acciones contenidas en el plano de los muros (acpite 7.1.) y las perpendiculares al plano de los muros (acpite 7.2.).7.1. DISEO POR ACCIONES COPLANARES7.1.1. IntroduccinEn este acpite se presentan los principales fundamentos e hiptesis de la Norma E.070, relacionadas al diseo estructural por acciones coplanares.A. Control de la falla por deslizamientoLos muros de albailera, y tambin las placas de concreto armado, ante los sismos severos presentan dos tipos principales de falla: flexin y fuerza cortante. Sin embargo, si no se controlan adecuadamente estas fallas, pueden degenerar en un tipo de falla mucho ms peligrosa e irreparable como es la falla por deslizamiento o corte cizalle.B. Efectos de la esbeltez coplanarCuando una edificacin de albailera est sujeta a terremotos, el primer piso es el ms solicitado, desarrollndose por lo general en l, las mayores fuerzas internas coplanares que pueden originar la falla de este piso. Sin embargo, esta no es la nica causa por la falla el primer piso. Otra de las razones es porque este piso presenta la mayor esbeltez.C. Calidad de la albaileraLa Norma de Albailera de 1982 supona que la resistencia admisible a fuerza cortante era independiente de la calidad de la albailera. Sin embargo, los ensayos de carga lateral cclica hechos en muros a escala natural, demostraron que cuanto mejor era la calidad de la albailera (A, B, C), la resistencia a fuerza cortante se incrementaba.D. Muro portante no confinado o de albailera armada parcialmente rellenaLa Norma E.070 permite que en un edificio existan algunos muros no reforzados que pueden ser portantes de carga vertical, pero a estos no se les debe asignar responsabilidad ssmica.E. Desempeo ante sismos moderados y severosLos objetivos del diseo ssmico coplanar en la Norma E.070 son fundamentalmente dos: 1) que ante la accin de los sismos moderados, la estructura se comporte en el rango elstico; y 2) que ante los sismos severos la estructura quede en estado econmicamente reparable.7.1.2. Pasos comunes del diseoEn este acpite se trata secuencialmente los 5 pasos comunes que se aplican en el diseo estructural, tanto de las edificaciones de albailera armada como confinada. Estructuracin y predimensionamiento. Anlisis y diseo por carga vertical. Anlisis elstico por sismo moderado. Con los resultados de este anlisis deben disearse los dinteles, las placas y la cimentacin. Determinacin de la resistencia a corte (vm) y control de fisuracin. Verificacin de la resistencia al corte global.7.1.3. Diseo de la albailera confinadaA. La falla por corte del primer piso ante sismos severosUna de las hiptesis que se adopta para el diseo de las edificaciones estructuradas con muros de albailera confinada, es que ante la accin de los sismos severos los muros del primer piso fallarn por fuerza cortante; a no ser que el edificio presente una gran densidad de muros.A.1. Prediccin terica del tipo de fallaLa resistencia en el mecanismo de falla por flexin (Qf) para un muro confinado en voladizo de dos pisos. Qf se define como la fuerza cortante en el primer piso cuando la base del muro plastifica, entrando en fluencia el refuerzo vertical (con rea As).A.2. Comportamiento del muro en una falla por corte y por flexinSe tiene la creencia, por lo que se conoce del comportamiento de elementos de concreto armado, que una falla por corte es mucho ms peligrosa que una falla por flexin. En realidad, la experiencia indica que ambas fallas son igual de peligrosas si es que no se controlan sus derivaciones.B.2. Verificacin del agrietamiento diagonal en los pisos superiores al primeroLos muros de los pisos superiores al primero (i > 1) podran agrietarse diagonalmente durante el sismo severo. Esto ocurre cuando la fuerza cortante ltima (Vui = Vei (Vm1 / Ve1)) excede la resistencia correspondiente Vmi.B.3. Determinacin de las fuerzas internas en los confinamientos del piso 1Las fuerzas internas en las columnas de confinamiento son fundamentalmente tres: Traccin (T), Compresin (C) y Cortante (Vc). No existe momento flector: porque la columna al estar conectada al muro, no se curva por flexin, incluso despus del agrietamiento diagonal.B.4. Diseo de las columnas y soleras del primer pisoUna vez determinadas las fuerzas internas en las columnas del primer piso, su extremo superior se disea a traccin (T) combinada con corte friccin (Vc), mientras que su base se disea para resistir el aplastamiento producido por la compresin C. En el diseo por compresin no se incluye el cortante Vc, porque la compresin eleva la resistencia al cizalle.B.5. Diseo de los pisos superiores no agrietadosEn los muros de los pisos superiores no agrietados por corte (Vu < Vm), no se requiere colocar refuerzo horizontal, ya que este refuerzo se activa despus que el muro se agrieta diagonalmente.7.1.4. Diseo de muros de albailera armada

A. Consideraciones generalesEn la albailera armada puede emplearse refuerzo horizontal continuo e importante, capaz de proporcionar una resistencia al corte por encima de la de flexin. Por este hecho, la Norma E.070 acepta que ante la accin de los sismos severos, se presente una falla por flexin en el primer piso de estas edificaciones.B. Etapas del diseo estructural Amplificacin de las fuerzas internas elsticas a condicin ltima. Verificacin de la compresin por flexin en los bordes libres. Clculo del factor de reduccin de resistencia . Clculo del refuerzo vertical a concentrar en los extremos del muro. Clculo del refuerzo horizontal. Diseo de la solera.7.2. DISEO POR ACCIONES PERPENDICULARES AL PLANO DEL MURO7.2.1. Introduccin En este acpite se presenta los principales fundamentos e hiptesis de la Norma E.070 en lo relacionado al diseo estructural por acciones perpendiculares al plano de los muros de albailera portante o no portante.A.1. Hiptesis de diseo y esfuerzos admisibles en la albaileraA.1.1. Muros portantesPara el caso de muros portantes (confinados o armados), se trata de evitar la formacin de fisuras producidas por cargas ssmicas perpendiculares al plano del muro, porque ellas debilitaran a la albailera cuando est sujeta en simultneo a acciones coplanares.A.1.2. Muros no portantesPara el caso de la albailera no portante (cercos, tabiques y parapetos), queda a criterio del ingeniero estructural emplear criterios elsticos o de rotura para el diseo de la albailera.A.2. Carga ssmicaLa carga ssmica perpendicular al plano del muro (portante o no portante) en condicin de rotura ante sismos severos, es proporcionada por la Norma Ssmica E.030, a travs de la expresin: V= ZUC1 P. Sin embargo, para efectos de diseo elstico, esta carga fue dividida por un factor de 1.25 en la Norma E.070, quedando la expresin: W= 0.8ZUC1 t.A.3. ArriostresAnte cargas ssmicas perpendiculares al plano (W), la albailera de muros portantes o no portantes trabaja como una losa simplemente apoyada sobre sus arriostres (o amarres), ubicados usualmente en los bordes.7.2.2. Diseo de arriostresLa carga W actuante en la direccin perpendicular al plano de la albailera (de muros portantes o no portantes) se transmite hacia los arriostres en proporcin a su rea tributaria, lo que se evala siguiendo la regla del sobre. A esta carga se agrega el efecto del peso propio, que para el caso de arriostres de concreto armado, es una carga uniforme.

A. Arriostres para muros portantesSolamente necesitan disearse aquellos que se deforman por flexin.B. Arriostres para muros no portantesEl proceso de diseo de los arriostres es similar al descrito para los muros portantes, excepto que al existir diafragmas rgidos, las soleras se deforman y deben ser diseadas.7.2.3. Diseo de la albaileraEl diseo de la albailera sujeta a cargas ssmicas perpendiculares a su plano (W) se hace trabajando por unidad de longitud del muro. El muro puede ser portante (confinado o armado) o no portante de carga vertical.A. Caso especial: carga vertical excntrica en muros portantesA continuacin se indican dos casos en que la carga vertical (P) es excntrica (e) en relacin al eje del muro.A.1. Caso 1: reduccin del espesor de murosUn muro ubicado en la fachada del edificio, podra cambiar de espesor (t) de un valor t1 a t2 entre dos pisos consecutivos, de modo que mantenga su verticalidad en el plano de la fachada.A.2. Caso 2: giro de la losaLa losa de techo (considerando un ancho unitario), sujeta a cargas repartidas, acta como una barra o viga continua simplemente apoyada en los muros.B. Diseo de la albaileraB.1. Muros no portantes de albailera simple (P= 0, Mg= 0)Para el caso de los muros no portantes de albailera simple (sin refuerzo interno), se recomienda evitar la formacin de fisuras efectuando un diseo elstico conservador.B.2. Muros portantes de albailera confinada o armadaEn ningn muro portante (incluso en la albailera armada interiormente) debe desarrollarse fisuras por carga perpendicular al plano, porque se debilitara ante la accin ssmica coplanar. De este modo, el diseo es elstico y conservador.

B.3. Muros no portantes de albailera armada (P= 0, Mg= 0)Los muros no portantes de albailera armada pueden fisurarse ante las cargas ssmicas perpendiculares al plano, sin que se desintegre la albailera cuando prosiga el sismo, porque en estos muros existe refuerzo interno que acopla a los bloques.7.2.4. Consideraciones adicionalesA.1. Cimentacin de los cercosEs recomendable profundizar la cimentacin de los cercos (como postes) a fin de que se desarrolle empuje pasivo del suelo que contrarrestre a las fuerzas ssmicas perpendiculares al plano del cerco.A.2. ParapetosDe acuerdo a la Norma E.070, estn exonerados de las exigencias de arriostramiento los parapetos de menos de 1m de altura, que estn retirados del plano exterior de fachadas, ductos o patios interiores una distancia no menor de una vez y media su altura, ya que su colapso no implica mayor peligro para las personas.A.3. Edificaciones MixtasExisten edificaciones mixtas donde los muros confinados estn orientados en una direccin, mientras que en la direccin transversal se opta por una solucin de prticos de concreto armado, utilizando las columnas de confinamiento como columnas del prtico.

A.4. Asentamiento DiferencialEl asentamiento diferencial del suelo de cimentacin, tambin puede producir flexin transversal al plano de la albailera. Evidentemente esta situacin fortuita no est contemplada en la Norma E.070, por lo que debe ser evitada.7.3. PLANOS ESTRUCTURALES Plano E-01. Cimentacin. Plano E-02. Encofrados. Plano E-03. Columnas y Placas. Plano E-04. Vigas. Plano E-05. Otros Elementos.

8. ALBAILERA DE TIERRA CRUDALas construcciones destinadas a vivienda que ms abundan en el Per son hechas de tierra cruda. Al ao 2007, el censo nacional indic que ms del 35% de las viviendas existentes a nivel nacional eran de adobe y tapial y que ms de 10 millones de peruanos las habitaban. Estas viviendas son muy vulnerables ante los sismos, por lo que se hace imprescindible darles solucin estructural, lo cual es el propsito de este captulo.8.1. CONSTRUCCIONES TRADICIONALES DE ADOBE Y TAPIAL8.1.1. TipologaEn nuestro medio, la mayora de las viviendas de tierra ubicadas en la Costa son de 1 piso y constan de varios ambientes, mientras que en la Sierra son de 2 o ms pisos con pocos ambientes en cada piso. Las construcciones de tapial predominan en las zonas alto andinas y otros poblados especficos. En la Costa, por lo general los muros son de 30 cm de espesor, mientras que en la Sierra su grosor es 40 cm.8.1.2. Reconocimiento del SueloEl suelo para fabricar adobes y tapias debe tener un contenido de arcilla comprendido entre 20 y 30%. No debe ser muy arcilloso porque al secar se contrae demasiado y los adobes o las tapias se agrietan.

8.1.3. Tamizado del sueloEl suelo para fabricar adobes o tapias no debe tener piedras grandes ni materias orgnicas, por lo que debe ser tamizado usando una malla con cocada 3/8 de pulgada. El material retenido por la malla debe ser desechado, y los terrones pueden ser pulverizados.8.1.4. Fabricacin de adobes Graveras o moldes. Preparacin del suelo. Preparativos previos. Fabricacin del adobe. Secado y apilado.8.1.5. Construccin del muro de adobeHerramientas bsicas El Escantilln. El Cordel. La Plomada. El Nivel. El Fraguador. Mortero de barro.8.1.6. Construccin del muro de tapial Preparacin del suelo. Moldes. Construccin del muro.8.2. COMPORTAMIENTO SSMICOLos daos que tienen por los sismos en las construcciones de tierra se explican por: La gran masa que tienen. La baja calidad de la construccin. La ausencia de refuerzo. La baja resistencia del material. La falta de elementos de conexin entre las paredes. El escaso o nulo mantenimiento de la vivienda.

8.2.1. Fallas ssmicas en viviendas tradicionalmente de adobeLas fallas tpicas que producen los terremotos en las viviendas tradicionales de adobe son: Fallas por acciones ssmicas perpendiculares al plano del muro. Falla por carga ssmica coplanar. Falla en la base de la zona triangular de los tmpanos.8.2.2. Fallas ssmicas en viviendas tradicionales de tapialAparte de las fallas mencionadas en el acpite 8.2.1, en las viviendas de tapial sujetas a terremotos se presenta un movimiento desordenado de las tapias, las que terminan volcndose, rotando en su plano o deslizndose.8.3. REFORZAMIENTO DE VIVIENDAS EXISTENTES DE ADOBEEntre los aos 1994 al 2000 se ejecut el proyecto Estabilizacin de las Construcciones de Adobe Existentes en los pases Andinos, financiado por GTZ (agencia de cooperacin tcnica alemana), administrado por CERESIS (entidad latinoamericana) y ejecutado por la PUCP.

8.3.1. Etapa 1. ExperimentalEn esta etapa se analizaron varios sistemas de refuerzo, mediante ensayos dinmicos en mesa vibradora de muros a escala natural de seccin transversal en forma de U. Refuerzo con tablas. Refuer-zo con soga. Refuerzo con mallas de alambre #16 trenzado y malla de gallinero. Refuerzo con malla electrosoldada.8.3.2. Etapa 2. Proyecto PilotoLuego de la etapa experimental (acpite 8.3.1.) se seleccion como sistema de reforzamiento para las viviendas de adobe existentes, a la malla electrosoldada dispuesta en forma simulando vigas y columnas.8.3.3. Etapa 3. Evaluacin post sismoEl 23 de junio del 2001 el denominado Sismo del Sur (Mv= 8.4) que afect las zonas de Arequipa, Moquegua, Tacna y Arica. Las 2 viviendas reforzadas en Tacna, otra en Arica y 3 en Moquegua, no mostraron fisuras, mientras que viviendas de adobe vecinas no reforzadas colapsaron o sufrieron fuertes daos.8.4. REFUERZO PARA VIVIENDAS NUEVAS DE ADOBE Y TAPIAL8.4.1. Refuerzo de caa en viviendas nuevas de adobeEl refuerzo vertical de caa brava amarrado con paja rafia a la caa chancada, utilizada como refuerzo horizontal cada 4 hiladas, ha sido probado con xito en ensayos ssmicos hechos en la mesa vibradora de la PUCP. Este refuerzo proporciona ductilidad a la vivienda y evita su colapso ante sismos severos.8.4.2. Refuerzo de geomalla en viviendas nuevas de adobeEn este caso, se utilizan una malla de polmero con cocada rectangular, llamado tambin geomalla. Se requiere un enmallado total, incluyendo a las vigas soleras de madera y a la cimentacin.8.4.3. Refuerzo con malla electrosoldada en viviendas nuevas de adobeDespus del xito obtenido en el reforzamiento con malla electrosoldada en 6 viviendas existentes sujetas al terremoto del sur del 2001 (acpite 8.3.3.), COPASA GTZ con el apoyo tcnico de la PUCP, elabor un manual de viviendas de adobe reforzadas, con el cual se construyeron 400 viviendas en la zona alto andina de Arequipa en el ao 2002. Otras instituciones usaron la misma solucin tcnica para construir alrededor de 100 casas en la provincia de Arequipa y otro en Moquegua.8.4.4. Adobe confinado con elementos de concreto armadoEn el Per existen viviendas de adobe confinado por elementos de concreto armado (vigas y columnas). Sin embargo, estos elementos no obedecen a ningn diseo estructural y muchas veces se emplea concreto de buena calidad reforzado con varillas de 5/8, lo que encarece innecesariamente el sistema.8.4.5. Tapial reforzadoDespus de observarse el comportamiento ssmico de las viviendas de tapial no reforzadas (acpite 8.2.2.), se investig como integrar el movimiento desordenado que tenan las tapias. Se emplearon varillas de eucalipto verticales y horizontales, estacas entre hiladas, diagonales en os encuentros, varillas discontinuas en la parte central para controlar la contraccin de secado y troncos como soleras que por su sinuosidad no encajaban con las varillas verticales tenindose que adicionar suples de madera para conectarlos.