ManualReparacionAlbanileria2

8/3/2019 ManualReparacionAlbanileria2

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Manual para la reparacin y reforzamiento de viviendas de albailera confinada daadas por sismos Tipologa de daos

Por las investigaciones de los daos en las edifcaciones, realiza-das durante el proceso de validacin de los estudios de mapas depeligros para correlacionar este tipo de daos con las caracters-ticas sicas del lugar, eectuadas entre setiembre de 2007 y mayode 2008, con el apoyo del Ministerio Britnico para el DesarrolloInternacional (DFID, U.K.), se saba, en general, que los tipos dedaos ocurridos en la regin macrossmica del terremoto de laRegin Ica, en 2007, eran similares a los causados por los sismos

de ncash en 1970, de Lima, en 1966 y 1974 y de Arequipa en1979 y 2001.Por lo anterior, se decidi eectuar, en las cuatro provincias, es-

tudios de campo ocalizados en daos de viviendas de albailera.Los resultados ueron ructeros, no solamente por la posibilidadde utilizar ejemplos ilustrativos de los daos ocurridos en dichasciudades, a fn de que los mtodos de reparacin y reorzamientoueran especfcos para los casos tpicos de daos all encontrados,

sino tambin para que los damnifcados supieran que los estudiosse haban hecho de manera especial para ellos, a fn de que se en-volucren ms en el proceso de implementar las obras de repara-cin y reorzamiento, a la vez que puedan tomar como ejemplopara situaciones similares los casos dentro de su propia ciudad obarrio. Adems, durante el proceso de reparacin y reorzamientoera actible utilizar estas experiencias como casos prcticos paracapacitar a maestros de obra y albailes acerca de cmo eectuar

trabajos en obra, como un complemento aplicativo despus de suparticipacin en cursillos tericos de capacitacin.Mientras que en los sismos ocurridos entre 1966 y 1970 la cau-

sa principal de los daos ocurridos en viviendas de albailera uela carencia de columnas de reuerzo de concreto armado, en elcaso del terremoto de la Regin Ica ueron escasos los daos cau-sados por la alta de columnas de reuerzo. Ms bien, estos se rela-cionan con las viviendas que tenan muros sin vigas de amarre; la

>>5Tipologa de daos en viviendas de albailera

identifcadas en la zona aectada por el

terremoto del 15 de agosto de 2007


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mayora con columnas de concreto armado, con techos livianos yexibles, abricados con vigas de bamb y cobertura de caa chan-cada y con cercos o viviendas a medio construir, que allaron porexin debido a las cargas ssmicas perpendiculares a las caras delos muros, las que produjeron grietas cerca de las esquinas, quese propagaron de arriba hacia abajo, cuando las columnas de re-uerzo o muros perpendiculares a los muros que allaron estabana unos 5 m de distancia. Cuando la separacin entre columnas o

muros perpendiculares estaba a ms de 6 m, las allas ocurrieronen la parte central y superior, por momento positivo o por volteode muro, en orma de U (ver alla tipo 3).

Numerosos muros de ladrillo de las viviendas ubicadas en Ica,Pisco, Chincha y Caete se desplomaron porque se comportaroncomo un cerco. El techo de bamb o madera liviana y exible nofja al muro en su borde superior como lo hace un techo de con-creto armado. En este ltimo caso, la alla se produce por traccin

diagonal. El muro confnado en su parte inerior por la cimenta-cin y en la parte superior por la losa del techo, es casi siempre unrectngulo, pero, al ser sometido a la carga ssmica horizontal, seconvierte en un paralelogramo.

En este paralelogramo, la diagonal que se alarga hace allaral muro por traccin diagonal, y la diagonal que se acorta, en laesquina superior del muro, choca contra el ngulo, unin colum-na-viga, ocasionando que se daen mutuamente por compresin

diagonal.En los ejemplos que siguen, tomados en el sur medio, se ex-pondrn, con otos y grfcos ilustrativos, dichos casos y se pro-porcionarn las soluciones de reparacin y reorzamiento. Se haorganizado esta presentacin de modo de mostrar tanto los casosde daos ms graves y amenazantes para la vida, la salud y elvalor de las prdidas materiales, como aquellos casos menos tras-cendentes.


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>> FALLA TIPO 1 >TECHO RGIDO Y CARENCIA DE ELEMENTOS DE REFUERZO: COLUMNAS Y VIGAS DE CONCRETO ARMADO1.1. Subtipo de falla: Traccin diagonal

>>F-5.1Mapa de peligros y de ubicacin de casos estudiados en

Ica. La localidad Comatrana est marcada con un crculo.

>>Fig 1.1aFalla por traccin diagonal de la achada por carecer

de columna de amarre. Esta situacin provoc severasgrietas y un desplazamiento importante de las piezas

rotas de dicho muro. Lugar: Comatrana, Ica. Sismo

15/08/2007. Ubicacin en F-5.1.

>>Fig 1.1cFalla por traccin diagonal en la achada

posterior. La vivienda, ubicada en lacalle Barrio Nuevo 173, Pisco, carece

de columnas. Se recomienda: Colocar

columnas de reuerzo y viga de amarre

de concreto reorzado. Edifcacin

daada por el terremoto del 15 de

agosto de 2007. Ubicacin en F-5.2.

>>Fig 1.1dFalla por traccin

diagonal causada

por alta de columna

confnante en la

esquina de losmuros. Sunampe,

Chincha, 15/08/07.

Solucin: Demoler y

reemplazar con

columna de

concreto armado.

Ubicacin en F-5.3.

>>Fig 1.1bDetalle de la alla del pilar

derecho.


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MANUAL DE REPARACIONES Y REFORZAMIENTO

de Viviendas de Albailera Confnada

>>Fig 1.1e >>Fig 1.1f

>>Fig 1.1g

Solucin general de reorzamiento de la achada principal da-ada.

1. Apuntalar frmemente el techo con vigas y pies derechos.

2. Demoler los muros agrietados y desplazados.

3. Colocar armadura de columna de reuerzo, picando y co-locando varillas de acero de acuerdo con los detalles dadosen Fig. 1.2c, pg. 40 de este manual. En la achada, agregarcolumnas de 0.20 m x 0.25 m, con dimensin 0.25 m en ladireccin paralela a la achada, con 4 3/8 y estribos de1/4 @ 0.15 a todo lo alto de la abertura de las ventanas,y reemplazar la mocheta de la derecha por un pequeomuro de concreto armado con 6 3/8 o, en general, poruna columna de 0.20 m x 0.25 m.

4. Conectar frmemente las varillas de las columnas con vi-gas de amarre del techo. Si no existieran, colocar vigas in-vertidas en el techo.

5. Reconstruir los muros demolidos.

6. Llenar con concreto las columnas, placas y vigas.

7. Reponer la misma ventana.

PROCESO DE REPARACIN Y REFORZAMIENTO


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>> FALLA TIPO 1 >CARENCIA DE ELEMENTOS DE REFUERZO: COLUMNAS Y VIGAS DE CONCRETO ARMADO1.2. Subtipo de falla: Compresin diagonal

>>F-5.2a Mapa de Peligros de Pisco y San Andrs. PCS-1EINDECI/PNUD 2001-2002. Los sealamientos de este mapa hacen

recomendable expandir la ciudad hacia el sureste.

>>Fig 1.2cDetalle

del picado

para la

insercin de

una nueva

columna y

viga.

>>Fig 1.2aLa oto muestra un

muro confnado. Sus

ngulos superiores

se han estrellado

contra la unin viga-

columna, y la hanhecho allar; asimismo,

se han deteriorado.

Hotel ubicado en

Pisco. Daado el 15

de agosto de 2007.

>>Fig 1.2b Esquema explicativo de

la compresin diagonal.


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CASO I:

1. Demoler el concreto de la parte superior de las columnasy extremos de las vigas daadas.

2. Colocar una nueva armadura en reemplazo de las varillas

deormadas, soldando las varillas nuevas con las existen-tes. Colocar 2 en diagonal.

3. Demoler la esquina superior del muro y dejar un ochavo.

4. Llenar con concreto c = 210kg/cm2

CASO II:

1. Si el muro de ladrillo tomara mucha cortante ssmica,porque la densidad de muro en la direccin de su eje esbaja, agregar, en el centro del muro, una placa de ancho ade concreto segn la exigencia de la solicitacin ssmica.

2. Al picar el muro para encajar la nueva placa, hacerlo enorma endentada para ormar llaves de corte y evitar queel muro resbale al lado de la placa, reducindose el eec-to puntal en las esquinas superiores.

PROCESO DE REPARACIN Y REFORZAMIENTO>>Fig 1.2dAl colocar un ochavoreorzado en la esquina, se

evitan los daos en el nodo y

en el muro por eecto puntal.

>>Fig 1.2eLa adicin de pequeos muros de concreto

armado de ancho a, entre 0.30 y 0.50 m,

incrementa sustancialmente la resistencia al corte

sin provocar mayores cambios en la cimentacin.


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>>F-5.2b Mapa de Peligros validado de Pisco y San Andrs.

Los mapas F-5.2a yF-5.b tienen ms del 90% de coincidencia, lo quedemuestra que son de suma utilidad para la densifcacin urbana yla expansin de la ciudad.En la validacin del Mapa de Peligros se confrm que la mejor op-

cin de desarrollo urbano para Pisco es expandirse hacia el sureste,es decir, hacia reas del undo San Antonio.El Per cuenta con los mapas de peligros PCS-1E INDECI/PNUDde ms de 130 ciudades y poblados. Se ha propuesto que el Progra-ma de Ciudades Sostenibles sea Hoja de Ruta para los municipiosperuanos durante el perodo 2008-2021. Las autoridades locales tie-nen la enorme responsabilidad de proteger a las comunidades quelas eligieron y asentarlas en sectores de peligro bajo y medio.

>> FALLA TIPO 2 >VIVIENDAS DE ALBAILERA SIN COLUMNAS Y VIGAS DE AMARRE CON TECHO LIVIANO Y FLEXIBLE

>>Fig 2a Construcciones de albailera no confnada, sin columnas nivigas de amarre y techo ligero. La parte superior de los muros colaps

en esta edifcacin, ubicada en Pisco, el 15 de agosto de 2007. Se

puede notar que en la solucin recomendada se trata de aprovechar

al mximo los elementos que no han surido daos: cimentacin,

pisos y muros. El objetivo es reducir los costos de rehabilitacin, pero

proporcionando seguridad sica.


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Columnas nuevas

Columnas nuevas

X/2 X/2

X

1. Si el techo contina siendo liviano y exible, el proyectode reorzamiento debe ser similar al que se utiliza en loscercos.

2. Se agregan cuatro columnas en las esquinas de 0.20 m x0.20 m con 4 3/8, y estribos de 1/4.

3. Como los muros del rente y del ondo son muy largos, seles agrega una columna de 0.20 m x 0.25 m en sus puntosmedios.

4. Se coloca, sobre todo en el permetro de los muros, una vigacollar de 0.17 m de espesor por 0.25 m de ancho con 4 3/8, con estribos de 1/4 @ 0.20



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Este caso fue uno de los ms comunes encontrados en las perife-

rias de las ciudades inspeccionadas.

Las fotos de Fig 3.1 y Fig 3.2 muestran grietas en los muros cerca

de las esquinas. Las razones estructurales se explican en Fig 3.3.

>> FALLA TIPO 3 >CARENCIA DE VIGAS DE AMARRE, PERO CON COLUMNAS DE REFUERZO, EN VIVIENDAS DE ALBAILERACON TECHOS LIVIANOS Y EN MUROS SIN TECHAR

>>Fig 3.1 Grieta por exin negativacercana a la esquina, que se propag

de arriba hacia abajo.

Lugar: Comatrana, Ica.

>>Fig 3.2 En el mismo lugar, seobserva grieta por exin negativa

reparada cosmticamente.

Ubicacin en F-5.1.

>>Fig 3.3 Cuando las columnas estn separadas ms de 5.5m, la alla, se produce generalmente, en la parte superior media

del muro, por momento positivo. Explicacin en F-3.4. Lugar:Pisco. Ubicacin en F-5.2b.


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>>Fig 3.4

1. Desmontar el techo ligero (cobertura y vigas de bamb) o le-vantar todo el techo utilizable, mediante gatas hidrulicas opostes de encorados tipo Acrow. Levantar a una altura suf-ciente, por encima de los muros, para trabajar cmodamente.

2. Construir la viga collar encima de todos los muros, te-

niendo cuidado de que las varillas de acero queden frme-mente interconectadas con las otras vigas, as como entres y con la armadura de las columnas que suben.

3. Llenar las vigas collar conorme al ancho del muro o delas columnas, con una altura de 0.17 m, con 4 3/8 yestribos de @ 0.20 m.

4. Volver a techar si ha sido retirado el techado o regresar

suavemente el techo completo a su posicin original, en-cima de la nueva viga collar, fjando las vigas de bamb ensus extremos con la viga collar, con abrazaderas o meca-nismos similares.

5. Si las columnas estn muy separadas, el momento posi-tivo (Mo+) ser mucho mayor que el momento negativo(Mo-) y la alla se producir en el punto medio superior delmuro. Solucin: Colocar la viga collar si el techo es liviano

y exible; si es de tipo aligerado, incluir una viga chatade confnamiento uniendo las columnas con vigas. Si laseparacin entre columnas es mayor de 7.5 m, colocar unacolumna de concreto armado en el punto medio del muro.



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>> FALLA TIPO 3 >CARENCIA DE VIGAS DE AMARRE, PERO EXISTENCIA DE COLUMNAS DE REFUERZO, EN VIVIENDASDE ALBAILERA CON TECHOS LIVIANOS, Y EN EL CASO DE MUROS SIN TECHAR (SUB-CASOS)

>>Fig 3.5 Falla de un muro por la exin ocasionada por la alta deconfnamiento superior con viga collar. El mayor desplazamiento ocurri

en el vrtice del tringulo superior izquierdo y se produjo el colapso del

muro. Comatrana, Ica. 15/08/2007. Ubicacin en F-5.1.

>>Fig 3.6Falla por exin

del tringulo

superior

derecho del

muro, por

no tener

columna niviga de amarre.

Ubicacin:

Pisco, F-5.2b.



1. Retirar los ladrillos suel-tos de la parte del murono colapsado y volver alevantar el muro.

2. Colocar vigas collar en todoel permetro sobre los mu-ros, con una altura de 0.17m y ancho igual que la co-lumna con 4 3/8 y es-tribos de a cada 0.20 m.

1. Construir la parte cada del muro.

2. Colocar la armadura de la columna del lado derecho, conun buen empalme con las varillas de acero existentes.

3. Colocar las armaduras de la viga de amarre, encorar yvaciar concreto de columna hasta unos 0.20 m del bordesuperior.

4. Colocar la armadura del techo, encorar el costado delas vigas y vaciar el concreto.

PROCESO DE REPARACIN Y REFORZAMIENTO:

PROCESO DE REPARACIN Y REFORZAMIENTO:


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>> FALLA TIPO 4 >VIVIENDA EN CONSTRUCCIN, EN LA QUE SE EST COMETIENDO EL MISMO ERROR GENERALIZADODE NO UTILIZAR VIGAS COLLAR

>>Fig 4.1 Vivienda dealbailera en la que se

est iniciando el techado

con elementos livianos de

vigas de bamb y caa,

pero sin viga collar. Lugar:

Comatrana, Ica, echa:

11 de diciembre de 2008.Ubicacin en F-5.1.

>>Fig 4.3Planta de la

vivienda.

>>Fig 4.2 Otro ngulode la misma vivienda. En

esta imagen se observa

cmo se le est explicando

al propietario - constructor

la necesidad de colocar

primero la viga collar en

todo el permetro de la

vivienda y slo despus

instalar el techo ligero de

bamb y caa chancada.

Se recomienda colocar la viga de amarre de concretoreorzado encima de los muros, con un ancho similaral de las columnas y 0.17 m de altura con 4 3/8 yestribos de 1/4 a cada 20 cm, con la armadura ancla-da en sus extremos a la armadura de las columnas.



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>> FALLA TIPO 5 >FALLA DE AMPLIACIN DE UNA CASA POR CARECER DE ELEMENTOS DE REFORZAMIENTO

>>Fig 5.1 Se observa que,en el techo, el voladizo no

contina y no tiene columna

de amarre. Se trata de una

ampliacin eectuada en el

patio exterior de una casa

ubicada en Comatrana, Ica, que

ue daada por el sismo del15/08/2007. Ver ubicacin en

F-5.1.

>>Fig 5.2

1. Demoler el muro daado y desplazado.

2. Levantar el muro hasta la altura de ondo del techo, dejando endentado el lado derecho para poder insertar lacolumna.

3. Picar el voladizo para insertar la viga de amarre, conectan-do frmemente las armaduras de la viga a las armaduras dela columna existente. Usar ferro de 3/8 y estribos de 1/4.

4. Colocar las armaduras de columna de achada. En la partesuperior, colocar las armaduras de la viga de achada conferro de 3/8 y estribos de 1/4.

5. Eectuar tambin los pasos 1, 2, 3 y 4 en el otro lado de laampliacin.

6. Llenar con concreto las dos columnas y las vigas de amarre.

7. Colocar una columna intermedia en la achada y cons-truir la viga de amarre de concreto armado.





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>>Fig 6.2 Detalle de lazona de impacto entre las

edifcaciones de laF-6.1.

>>Fig 6.1El edifcio alto de la

derecha, de cuatro

pisos, hizo que

allara el segundo

piso de la vivienda

de la izquierda. Al

ser empujada haciala izquierda, la casa

all por corte en la

unin del segundo

piso con el techo del

primer piso. Lugar:

Pisco, ubicacin

F-5.2.

>> FALLA TIPO 6 >FALLA DE VIVIENDAS DE ALBAILERA POR IMPACTO O EMPUJE, OCASIONADO POR LA DEFLEXINLATERAL DEL EDIFICIO VECINO ALTO

>>Fig 6.3 Vivienda de albailerade dos pisos con una grieta

diagonal causada por el impacto

del edifcio vecino alto y exible.

En Lima, ocurrieron varios casos

similares durante el sismo de 1974,

lo que se ilustra con este esquema.

1. Limpiar, hasta donde sea posible, la junta que separa eledifcio alto y exible de la casa.

2. Si el edifcio alto se reparara y reorzara, ser necesario co-locarse muros de corte de concreto armado para reducir

la deexin lateral y el impacto sobre la casa vecina.

3. Es necesario acatar la Norma Sismorresistente NTE 030 2003. Cada propietario debe retirarse del lmite de pro-piedad, conorme a lo especifcado por dicha norma, deacuerdo con la altura que tendr la construccin.

RECOMENDACIONES SUGERIDAS:


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>> FALLA TIPO 7a >FALLAS DE CERCOS Y SU REPARACIN Y REFORZAMIENTO

>>F-5.3 Mapa de Peligros de Chincha y Tambo de Mora.

Los cercos son algunos de los elementos ms vulne-rables de las construcciones con albailera, debidoa la poca atencin que, por lo general, les prestan losdiseadores, constructores y maestros de obra. Peroeste descuido puede ser atal, pues los cercos se ubi-can en la parte exterior de las construcciones. Es ne-cesario prestarles la debida atencin y considerar queson elementos de alto riesgo, sobre todo si colapsansobre rutas de escape y en centros educativos.

>>Fig 7.1 Cerco mentirosode un colegio de Sunampe,

Chincha. Fall el 15/08/2007.

Tiene la apariencia de un

cerco recomendado en el libro

Reduccin de Desastres F-3AL22,

pgina 153, pero, en lugar de una

columna de concreto armado, tieneuna mocheta de un ladrillo en

aparejo de soga. Es necesario

investigar qu pas: all el

diseo?, el contratista se ahorr la

columna de concreto?.

Evidentemente, all la

supervisin en la obra y no se

detect el deecto de diseo y el

hecho de que la construccin era

insegura. Ubicacin en F-5.3.

>>Fig 7.2 Falla en un cerco dealbailera, similar al de la de F-7.1,Melipilla, Chile, sismo de 1985.

Obsrvese, al ondo, un cerco

preabricado con columnas de

concreto, con secciones en orma de

H, sobre las que se han insertado

tablones de concreto armado.

Este cerco no all. La intensidad

estimada all ue de VIII MMI.


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>>Fig 7.4 Muro condiseo similar al de la

F-7.3, perpendiculara la lnea costera. No

suri daos. Fue la

componente este-

oeste del sismo ms

intensa que la de la

direccin norte-sur?Si ue as, el muro que

colaps recibi la mayor uerza ssmica perpendicularmente a su

cara y el muro que no colaps -que se muestra en la oto- recibi

la mayor uerza ssmica en orma paralela a su eje, que era muy

resistente al corte ssmico.

>>Fig 7.5 Si los murosperpendiculares, como se

aprecia en este caso, o lascolumnas estn demasiado

separadas, los daos se

producirn por la inestabilidad

de su parte central. Foto:

Sunampe, Chincha, 15/08/07.

>>Fig 7.6 Solucin estructuralaplicada al caso de la F-7.5.

>>Fig 7.3 Colapso, desde su base, de un cerco deladrillos con mochetas del mismo material, orientado

paralelamente a la lnea costera. San Andrs, Pisco,

15.08.2007. Ubicacin en F-5.2.

Si las columnas o muros perpendiculares estuvieran muy separados:

1. Colocar columnas en los extremos si estas no existieran.2. Demoler el muro inestable (rayado) y retirar las piezas sueltas

de ladrillo. Reconstruir el muro dejando espacio en su puntomedio para colocar una nueva columna.

3. Agregar una columna en su punto medio si la separacin entrelos reuerzos existente uera de ms de 6 m.

4. Construir una viga collar en los bordes superiores de los mu-ros. La solucin sugerida para este caso u otros similares ya hasido indicada.

5. La creacin artstica de cmo quedara el muro de la Fig 7.5,despus de ser reorzado, se muestra en la F-7.6.



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>>Fig 7.8 Cerco de un colegio con armadura de viga collar muyangosta. Solucin: Desatar los ferros de la viga de amarre y colocar

nuevos estribos para que el ancho de la viga collar sea el mismo que el

ancho de la columna.

Encorar el ondo de la viga collar y los costados con el mismo ancho

que la columna y, luego, llenar con concreto.

>> FALLA TIPO 7b >FALLAS DE CERCOS Y SU REPARACIN Y REFORZAMIENTOContinuacin

>>Fig 7.7 Columna de confnamiento de cerco con deectosconstructivos comunes:

1. Longitud de anclajes de ferro muy corta en su parte superior para

conectar con una viga collar. Inexistencia de viga collar.

2. Endentado de una sola hilera: ladrillo muy dbil y que se rompe

cilmente.

3. Endentado innecesariamente proundo. Si no se vibra bien el concretoen el llenado, quedarn espacios vacos o cangrejeras. Las llaves de

corte no tienen que ser proundas; bastan unos 4 cm.


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MANUAL DE REPARACIONES Y REFORZAMIENTOde Viviendas de Albailera Confnada

>>Fig 7.9a Falla tpica en las puertas de garajes y su reorzamiento.

Ntese que la alla es similar a las presentadas en la F-3.6 y F-3.7.

>>Fig 7.9b Las nuevas columnas deben quedar bien empotradas

en la cimentacin y, en la parte superior, las varillas de acero bienconectadas con las varillas de la viga. Los muros y vigas deben conectarse

adecuadamente con las varillas de la columna existente.

>>Fig. 7.10 El grfco muestra larecomendacin tcnica para el reorzamiento de

los cercos. Constituye una buena alternativa para

construir un cerco seguro y econmico.Grfco tomado de la F-4.53 (pgina 95 del

Manual para el Desarrollo de Viviendas

Sismorresistentes, PNUD, Mayo 2007. Fuente

original: F-3AL22, pag 153, del libro Reduccin de

Desastres. Autor: Julio Kuroiwa, 440p, 2002).

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