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INTRODUCCIN
La resistencia de la albailera simple a traccin es reducida y
frgil. Por ello, si bien la
albailera es perfectamente competente para ser utilizada en los
muros de estructuras en que
las cargas a ser transmitidas son esencialmente gravitacionales
en las que, por ende,
predominan los esfuerzos de compresin, cuando se debe usar en
estructuras en que ocurren
esfuerzos de traccin o en que se demanda comportamiento dctil,
su competencia
estructural es recortada y, en casos de acciones ssmicas
severas, nula. Para superar estas
limitaciones es necesario reforzar la albailera.
La albailera reforzada se ha empleado en muchas situaciones para
construir elementos como
vigas, losas y muros de contencin donde los efectos son
prioritariamente de flexin, en los
que es necesario proveer competencia a la traccin a la
albailera. Sin embargo, estas
aplicaciones son ms bien excepcionales. La aplicacin fundamental
de la albailera reforzada
es la construccin de muros sometidos a diferentes
solicitaciones, coplanares y laterales, en
reas ssmicas. El presente captulo analiza las propiedades de la
albailera reforzada para su
aplicacin en la construccin de muros.
La albailera reforzada puede ser armada o confinada, en este
caso desarrollaremos las
propiedades de la ALBAILERIA ARMADA.
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PROPIEDADES DE LA ALBAILERIA ARMADA
En la albailera armada se integran el comportamiento del acero y
de la albailera de modo
tal que funcionan como un todo, de manera semejante a lo que
ocurre con el concreto y el
acero en el concreto armado. Para lograr esta integracin, que
define la naturaleza de la
albailera armada, es indispensable que la adherencia de la
armadura y los empalmes y
anclajes de esta posibiliten el desarrollo total de la
resistencia de la armadura a traccin.
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1.2.2.2. Muros en flexo-compresin
Amrheim realizo ensayos en treinta y dos especmenes d e muros de
albailera armada d e
ladrillos y bloques de arcilla y bloques de concreto,
sometindolos a cargas monotnicas
de compresin axial en combinacin con cargas perpendiculares a su
p l ano . Algunos
especmenes eran de 2,60 m de altura y 0,60 m de ancho, y otros
de 7,50 m de
altura y 1.20m de ancho. Los primeros tenan esbeltez (H/b) de 13
y los segundos
tenan esbelteces desde 31 hasta 57, es decir, excedan
largamente, en el segundo caso,
la restriccin de esbeltez mxima de 25, usual en los reglamentos.
Para simular las
cargas laterales de sismo o viento se emple un marco (figura
10.5) en el que, para
una carga vertical constante, se aplicaba una carga lateral
creciente -uniformemente
repartida-, mediante una bolsa a la cual se insuflaba aire a
presin.
Las flechas alcanzadas por los muros esbeltos fueron
considerables (figura 10.6), y la
falla ocurri, finalmente --despus de la fluencia del acero--,
por aplastamiento del
concreto en la cara comprimida (figura 10.7).
Los diagramas carga-deformacin siguieron patrones tpicos para
todos los ensayos. El que
se muestra (figura 10.8) corresponde a albailera de bloques de
concreto llenos con
concreto lquido y muros de esbeltez H/b=40, y cuanta de
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acero vertical en flexin de 0,4%. Es notoria la influencia del
acero en proveer resistencia y
ductilidad, y en provocar una falla por compresin.
En la figura 10.9 se muestra el resultado del ensayo de tres
muros de esbel- tez. Reducida en el
contexto del diagrama de interaccin determinado analtica- mente
para las caractersticas de
la albailera y del acero y las dimensiones del muro. El diagrama
de interaccin no est
corregido por esbeltez. Los resultados obtenidos confirman la
buena correlacin analtico-
experimental de los muros para este tipo de acciones.
McLain y otros [242], de ensayos de ocho muros de albailera
armada (vase la figura 10.1
O) -cuadro de bloques de concreto normal y cuadro ero de bloques
de concreto ligero-
con el propsito de investigar el comportamiento ltimo de muros
de albailera armada
sujetos a compresin axial y flexin perpendicular al plano,
concluyeron en lo siguiente:
1. El comportamiento ltimo de muros sujetos a la combinacin de
carga axial y flexin
normal al plano, es similar al de elementos de concreto armado.
Se observ que a mayor
carga axial menor ductilidad.
2. El comportamiento a rotura observado tiene muy buena
correspondencia con el
comportamiento esperado basado en diagramas de interaccin a
resistencia ltima (vese
la figura 10.11 ).
3. La resistencia medida de los muros fue consistentemente mayor
que la analtica
calculada usando el bloque de compresiones de Whitney. Los
momentos calculados resultan
menos conservadores a medida que aumenta la carga axial. La
relacin entre la resistencia
medida y la calculada fue del orden de J .2 independiente del
tipo de bloque.
Los muros con bloques de concreto ligero mostraron menos
ductilidad que los muros con
bloques de concreto normal.
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10.2.2.3. Muros en corte
En los inicios de la investigacin de comportamiento de la
albailera en el Per, Gallegos y
Casabonne [52] realizaron ensayos en treinta especmenes de muros
armados y simples de
ladrillos slice-calcreos, sometindolos a cargas de corte de
acuerdo al ensayo de paneles
detallado en la norma ASTM E-72. Este ensayo (6- guras 10.12 y
10.13) requiere de la
aplicacin de la fuerza de anclaje externa F1 para evitar el
volteo, y de un cope, para
impedir su deslizamiento. Introducir estas condiciones de borde
altera eJ estado puro de
esfuerzos y el ensayo, entonces, solo puede proveer una medida
relativa de la resistencia al
corte (o traccin diagonal) que es til exclusivamente para
evaluaciones cualitativas o
comparativas.
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Los testigos utilizados eran muretes de 9 cm de espesor, 2,70 m
de largo y 1 ,95 m de aleo,
con una esbeltez de 0,72, que los conduca a fallar por coree. La
cuanta de acero vertical y
horizontal, en los muros armados, era O, 19 %. El acero vertical
estaba colocado en alvolos
redondos de 5 cm de dimetro, y el acero horizontal en la
junta.
En la figura 1O.14 se muestra el diagrama carga-deformacin
promedio para todos los muros
ensayados. En l se puede apreciar lo siguiente:
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a. El agrietamiento inicial ocurre canto en los muros sin
armadura como en aquellos
con armadura, prcticamente para el mismo esfuerzo y la misma
rotacin.
b. La resistencia de los muros simples coincide con el
agrietamiento inicial.
requiere de complejo sistemas de carga, dado que esta debe
aplicarse con deformacin
controlada (figura 10.16), y, normalmente, de equipos
electrnicos para recoger la
informacin. En la figura 10.17 se muestra la instalacin tpica
para un ensayo con carga
vertical de un muro en voladizo.
El objetivo del ensayo es determinar diversos parmetros
asociados con el
comportamiento cclico en la etapa inelstica. Estos parmetros
incluyen:
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a. La ductilidad disponible.
b. La degradacin de resistencia.
c. La degradacin de rigidez,
d. El ndice de disipacin de energa.
e. La forma de falla.
El proceso de carga (figura 1O.18a) culmina en el diagrama de
comporta- miento
histertico del muro ensayado, como el que se muestra en la
figura 10.22, del cual
pueden determinarse los parmetros antes mencionados. El elemento
bsico de este
grfico es el lazo histertico (figura 10.18b), el que ad- quiere,
en el caso de muros
de albailera --debido canto a la influencia de la deformacin por
correr como al
deslizamiento entre hiladas-, las caractersticas de lazos
apretados, de menor disipacin
de energa (figura 10.19), y de lazos inestables que sealan
degradacin de resistencia
(para deformacin constante) o de
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Rigidez -para carga constante (figura 10.20)-, o de ambas
simultneamente. Una
representacin simplificada -pero muy til- de estos ensayos son
los diagramas
esquelticos de primer ciclo o de ciclos estables, como se
muestra en la figura 10.26; estos
se obtienen determinando la fuerza correspondiente a cada
deformacin.
En todo caso, el parmetro ms significativo que se debe
determinar mediante el ensayo
cclico es la ductilidad disponible del muro o del sistema de
Ocurren inmediatamente despus de lo que podra definirse como la
primera fluencia. Esta,
en el caso de fa albailera, se puede considerar que coincide con
el agrietamiento que
acompaa el fin del breve primer estado de comportamiento
Condicin segn la cual al alcanzar la deformacin ltima la
estructura no haya sufrido una
prdida considerable de resistencia con relacin a la resistencia
mxima. En este sentido, es
usual considerar una prdida de 30/o de resistencia como
aceptable y utilizar ese valor
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(vase, al respecto, el acpite J 0.2.3.2) para definir la
deformacin ltima disponible
(figura 10.22).
Debe notarse, sin embargo, que en los casos en que se tratan de
limitar los daos, la
deformacin disponible puede fijarse en funcin del comportamiento
de estructuras reales
sometidas a sismos y de ensayos de muros a escala natural
limitando la rotacin (o deriva)
del muro (o del edificio)-, como se seala en el acpite 11.5.4
(figura 11.21).
Lo esencial, que debe inferirse del anlisis precedente, es que
los parmetros de control ms
efectivos para asegurar un correcto comportamiento
sismo-resistente son: 1) la ductilidad
de desplazamiento, y 2) la deformacin mxima de la respuesta
inelstica.
10.2.3.2. Metodologa
Los ensayos cclicos coplanares se han realizado utilizando una
serie de formas de testigos,
siguiendo diferentes criterios para la aplicacin de cargas, una
variedad de
Historias desplazamiento-tiempo y, luego, diferentes maneras de
interpretacin. Con el
propsito de uniformar los ensayos se est proponiendo el
siguiente procedimiento
normalizado:
Etapa 1. Aplicar el primer ciclo de carga hasta un valor de
carga equivalente a un tercio del
valor estimado (Fm) de la resistencia mxima. Con este valor
determinar la deformacin
(figura 10.23a).
Etapa 2. Efectuar el ensayo cclico aplicando incrementos
constantes, positivos y negativos, de
deformacin d. Para cada incremento de deformacin aplicar el
nmero de ciclos
necesarios, hasta lograr la estabilidad de los ciclos
histerticos.e
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Etapa 3. Concluir el ensayo cuando la carga en un ciclo
determinado alcanza como valor
mximo estabilizado el equivalente al 70A> de la carga mxima
real alcanzada durante
el ensayo (figura 10.23b).
Etapa 4. Determinar el diagrama carga vs. deformacin unitaria de
los ciclos estables.
Fijar la deformacin en fluencia &y" y la deformacin ltima
disponible (&u), como se
indica en la figura 10.23b. Esta determinacin permite definir la
ductilidad de
desplazamiento mxima disponible de Ja relacin:
o de Ja ductilidad til para un lmite de rotacin o deriva (deriva
.. cp = lmite de rotacin x
altura del muro o altura de la edificacin) prefijado:
Etapa 5. Finalmente, es posible determinar el factor de
comportamiento (K) para el
elemento a partir de la ecuacin en la que m representa la
ductilidad mxima o la
ductilidad til y K el factor de comportamiento consecuente.
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