PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER FACULTAD DE CIENCIAS E
INGENIERA REFORZAMIENTO DE VIVIENDAS EXISTENTES CONSTRUIDAS CON
MUROS CONFINADOS HECHOS CON LADRILLOS PANDERETA - SEGUNDA ETAPA-
Tesis para optar el Ttulo de Ingeniero Civil, que presentan los
bachilleres: Tania Ana Araoz Escobedo Jhonatan Pedro Velezmoro Girn
ASESORES:Ing. ngel San Bartolom Ramos Ing. Daniel Quiun Wong Lima,
Enero del 2012 1 INDICE
CAPITULO1:INTRODUCCIN........................................................................................................
4CAPITULO2:OBJETIVOSDELPROYECTO
......................................................................................
5CAPITULO3:CONTROLDEMATERIALESUTILIZADOS...................................................................
63.1. UNIDADESDEALBAILERA
..........................................................................................
63.1.1.
Caractersticas........................................................................................................
63.1.2. EnsayosClasificatorios
...........................................................................................
7A. VariacinDimensional
...........................................................................................
7B. Alabeo
..................................................................................................................
10C. Resistenciaalacompresin(fb)
.........................................................................
113.1.3.
EnsayosNoClasificatorios....................................................................................
14A. Succin
.................................................................................................................
14B. Absorcin
.............................................................................................................
153.1.4.
EvaluacindeResultados.....................................................................................
163.2.
CEMENTO....................................................................................................................
173.3. AGREGADOS
................................................................................................................
173.4.
AGUA...........................................................................................................................
183.5.
MORTERO....................................................................................................................
183.6.
CONCRETO...................................................................................................................
183.7.
ACERODEREFUERZO..................................................................................................
203.8. MALLAELECTROSOLDADA
..........................................................................................
20CAPITULO4:PRISMASDEALBAILERA......................................................................................
224.1.
PILAS............................................................................................................................
224.1.1.
Caractersticas......................................................................................................
224.1.2. ProcedimientoConstructivo
................................................................................
234.1.3. InstrumentacinyMontaje
.................................................................................
244.1.4. ClculodelaResistenciaaCompresinAxial
...................................................... 254.1.5.
ClculodelMdulodeElasticidad
.......................................................................
264.2.
MURETES.....................................................................................................................
304.2.1.
Caractersticas......................................................................................................
304.2.2.
ProcedimientodeConstruccin...........................................................................
314.2.3. InstrumentacinyMontaje
.................................................................................
322 4.2.4.
ClculodelaResistenciaalCorte.........................................................................
334.3.
EVALUACINDERESULTADOS....................................................................................
34CAPITULO5:DISEODELOSMUROS
.........................................................................................
365.1. DISEODELMUROM1
...............................................................................................
365.1.1. Diseodevigasdecimentacinysolera
.............................................................
365.1.2.
Diseodelascolumnas........................................................................................
38CAPITULO6:CONSTRUCCINDELOSMUROS
...........................................................................
426.1.
CARACTERSTICASCOMUNESDEM1YM2.................................................................
426.2.
PROCESOCONSTRUCTIVO...........................................................................................
436.3. REFORZAMIENTODELMUROM2
..............................................................................
49CAPITULO7:ANLISISTERICODELOSMUROSM1YM2
........................................................ 527.1.
ANLISISTERICODELMUROM1..............................................................................
527.1.1.
SeccinTransformada..........................................................................................
527.1.2. RigidezLateral
......................................................................................................
537.1.3.
FisuracinenTraccinporFlexin.......................................................................
547.1.4. ResistenciaalAgrietamientoDiagonal
................................................................
547.1.5. ResistenciaAsociadaalaFallaporFlexin
.......................................................... 557.1.6.
TipodeFallaEsperadaenM1..............................................................................
567.2.
ANALISISTERICODELMUROM2..............................................................................
567.2.1. Capacidadaflexinyacorte
...............................................................................
567.2.2.
DiseodelaMallaElectrosoldada.......................................................................
57CAPITULO8:ENSAYODECARGALATERALCCLICA
....................................................................
588.1. MONTAJEEINSTRUMENTACIN
................................................................................
588.2.
DESCRIPCINDELENSAYO..........................................................................................
598.3. COMPORTAMIENTODELOSMUROSENLAPRIMERAPARTEDELENSAYO
............... 608.4.
COMPORTAMIENTODELOSMUROSENLASEGUNDAPARTEDELENSAYO..............
748.5.
INSPECCINPOSTENSAYODEM2..............................................................................
76CAPITULO9:PROCESAMIENTODERESULTADOSDELOSENSAYOS
........................................... 779.1.
LAZOSHISTERTICOSFUERZACORTANTEDESPLAZAMIENTOLATERAL...................
779.2. ENVOLVENTEDELDIAGRAMADELAZOSHISTERTICOS
............................................ 799.3.
DESPLAZAMIENTOLATERALPERMISIBLE....................................................................
829.4. RIGIDEZLATERALINICIAL
............................................................................................
839.5. TRACCINPORFLEXIN
.............................................................................................
859.6.
AGRIETAMIENTODIAGONAL.......................................................................................
853 9.7.
RESISTENCIAMXIMA.................................................................................................
859.8. COMPORTAMIENTODELREFUERZOVERTICALENLASCOLUMNAS
.......................... 859.9.
ANLISISDELACONEXINCOLUMNAALBAILERA.................................................
869.10.
GROSORESMXIMOSDEGRIETAS..............................................................................
87CAPITULO10:ANLISISCOSTOBENEFICIO
................................................................................
88CAPITULO11:CONCLUSIONES....................................................................................................
90CAPITULO12:LNEASFUTURASDEINVESTIGACIN..................................................................
93BIBLIOGRAFA..............................................................................................................................
94 4 CAPITULO 1: INTRODUCCIN 1.INTRODUCCIN
Almomentodeconstruirunaviviendaunodelosfactoresmsimportantesesel
econmico, es por ello que muchas personas optan por construir sus
viviendas con el
materialmsbarato,olvidandoconsiderarlacalidaddeste.AssucedeenelPer,
dondeexistennumerosasviviendasinformalesconstruidasconladrillostubulares
(pandereta),elmseconmicoenelmercado,perodeusoprohibidoenlaNorma
E.070enmurosportantesenlaszonasssmicas2y3porsufragilidadantelos
sismos. Estos ladrillos slo se permiten en zonas de baja sismicidad
y en viviendas de hasta 2 pisos, a pesar de esta prohibicin existen
viviendas de hasta 5 pisos en zonas
dealtasismicidadyengrancantidad,comolorevelalaencuesta(Conferencia
InternacionalenIngenieraSsmica2007,SalinasyLzares2007)realizadaenlos
distritosdeSanMartndePorresylosOlivos,Lima,dondeseindicaqueel57%del
totaldeviviendasencuestadas(168viviendas)estnconstruidasconladrillo
pandereta.
Anteesteproblemasenecesitatomarmedidaspreventivasparaevitarelcolapsode
estasviviendasencasoocurraunterremoto,comoelterremotodePiscoel2007,
donde muchas viviendas hechas con ladrillos pandereta colapsaron.
Comomedidapreventiva,enesteproyectoseplanteareforzaralosmurosdeestas
viviendasconmallaelectrosoldadarecubiertaconmortero.Laefectividaddeestereforzamiento,
ha sido probada experimentalmente con xito (San Bartolom, 2007) en
muros hechos con ladrillo del tipo King Kong con 40% de huecos, que
haban quedado seriamente daados por fuerza cortante en un ensayo de
carga lateral cclica previo.
Enelproyectoseconstruyerondosmurosconfinadosaescalanaturalconladrillos
pandereta,unodeltipotradicionalyelotrofuereforzadoexternamenteconmalla
electrosoldadaytarrajeadoconmortero.Losmurosfueronsometidosaensayosde
carga lateral cclica con desplazamiento lateral controlado.
Ademsserealizaronensayosdeclasificacindelasunidadesdealbailera;yla
construccinyensayosdecuatropilas(acompresinaxial)ycuatromuretes(a
compresindiagonal),conlafinalidaddeobtenerlaresistenciacaractersticaa
compresinaxialdelaalbailerasimple(fm),elmodulodelaalbailera(Em)yla
resistencia caracterstica a fuerza cortante pura de la albailera
(vm). La interpretacin y conclusiones de estos ensayos son materia
del presente trabajo de tesis. 5 CAPITULO 2: OBJETIVOS DEL PROYECTO
2.OBJETOS DEL PROYECTO
-Analizarunamedidapreventivaparaevitarelcolapsossmicodeviviendas
construidasconladrillospanderetaensusmurosportantes,atravsdel
reforzamiento con malla electrosoldada y tarrajeo con mortero.
-Compararelcomportamientossmicoexperimentaldeunmuroconfinadohecho
conladrillospanderetaconotrosimilar,peroreforzadoexternamenteconmalla
electrosoldada recubierta con mortero. -Determinar si la tcnica de
reforzamiento es econmicamente viable. 6 CAPITULO 3: CONTROL DE
MATERIALES UTILIZADOS 3.CONTROL DE MATERIALES UTILIZADOS
3.1.UNIDADES DE ALBAILERA 3.1.1.Caractersticas
Paralospropsitosdeestainvestigacinseutilizaronladrillospanderetadeltipo
acanalado(Figura3.1),producidosindustrialmenteporunafbricaquepresentauna
participacin significativa en el mercado.
Esteladrillosecaracterizaporpresentarensusuperficierayasdndolelaforma
acanaladaquecontribuyealaadherencialadrillo-mortero,raznporlacualseopt
por este tipo de ladrillo pandereta. Especificaciones tcnicas del
fabricante: Tipo:Pandereta Acanalado Dimensiones: 9.0 x 10.5 x 23
cm Peso: 1.90 kg Rendimiento: 36 Unidades x m2 Resistencia:64.10
kg/cm2 Absorcin:13.2 % Figura 3.1. Ladrillo Pandereta Acanalado
Seasegurquelosespecmenesutilizadosestuvieranlibresdecualquierdaoque
pudiera afectar los resultados de los ensayos. 7 H2 H1 H3 H4
3.1.2.Ensayos Clasificatorios
Estosensayossonrealizadosconlafinalidaddeclasificaralasunidadesdesdeel
puntodevistaestructural.Despusdepresentartodoslosensayosseclasificarla
unidad de albailera comparando con la tabla de la Norma E.070.
Conrespectoalmuestreo,laNormaE.070indicaqueserrealizadoapiedeobra
seleccionando10unidadesalazarparaunlotedehasta50millares.Paraesta
investigacin se utiliz un lote de 550 unidades en total, con un
muestreo mayor con la finalidad de tener un mejor control en la
ejecucin de los ensayos.A.Variacin Dimensional
Estapruebaserealizsobreunamuestrade10unidades.Porotrolado,San
Bartolom,QuiunySilva,2011(libroDiseoyconstruccindeestructuras
sismorresistentesdealbailera),indican:Porcadaincrementode3mmenel
espesordelajuntashorizontales(adicionalesalmnimorequeridode10mm),la
resistenciaacompresindelaalbaileradisminuyeun15%;deacuerdoaesta
afirmacin es necesario realizar este ensayo para determinar el
espesor de la junta de la albailera.
Enelensayo(Figura3.2)setomanlas
dimensionesdealtura(H),ancho(B)ylargo (L) de la unidad de
albailera, realizando cuatro mediciones por cada arista, de estas
mediciones se calcula el promedio, para despus promediar toda la
muestra. Figura 3.2. Ensayo de Variacin Dimensional 8 La
variabilidad de dimensiones, se determina utilizando las
dimensiones dadas por el
fabricanteylasdimensionespromediosobtenidasdelensayo,conlasiguiente
frmula: Donde: V= Variabilidad Dimensional (%) D= Dimensin de cada
arista del espcimen pueden ser L, h o b (mm) Dp= Dimensin promedio
de las cuatro medidas tomadas en una arista (mm) De= Dimensin
nominal, especificada por el fabricante (mm) Los resultados
aparecen en la Tabla 3.1 9 Dimensiones Nominales :Le = 230 mmAe =
105 mmHe = 90 mm Tabla 3.1. Clculo de la Variabilidad en las
Unidades de Albailera Largo (mm)Ancho (mm)Altura (mm) Espcimen N
L1L2L3L4L0A1A2A3A4A0H1H2H3H4H0 01230.6230.3230.1 231.5230.6 111.5
110.7 110.6 110.7110.9 91.291.491.391.691.4 02229.7229.4228.9
231.2229.8 109.4 109.4 109.9 109.5109.6 91.390.590.991.191.0
03231.4230.4230.7 230.2230.7 110.2 110.3 110.5 110.4110.4
91.691.391.891.391.5 04228.8229.9228.8 229.0229.1 110.2 110.0 110.1
110.0110.1 91.291.191.591.091.2 05230.0230.0230.0 230.9230.2 110.1
109.5 110.2 109.7109.9 91.191.691.691.791.5 06228.0229.0228.0
229.3228.6 110.6 110.0 110.0 110.2110.2 91.391.091.091.091.1
07229.9230.4232.5 230.0230.7 110.0 109.5 109.0 109.3109.5
91.091.091.791.391.3 08230.6230.6231.8 231.0231.0 110.4 110.0 110.2
110.4110.3 91.191.091.091.391.1 09232.4232.0232.0 232.0232.1 108.0
108.8 108.1 109.0108.5 92.291.392.091.591.8 10232.4231.8233.0
232.0232.3 109.7 109.7 110.0 109.5109.7 92.091.691.791.391.7
Lp230.5 mmAp109.9 mmHp91.3mm 1.17mm0.65mm0.26mm
V%-0.22%V%-4.65%V%-1.48% 10 B.Alabeo Con este ensayo, hecho sobre
una muestra compuesta por 10 unidades enteras (Figura 3.3),
sepuedemedirlaconcavidadoconvexidadquepresentanlasunidadesdealbailera.Un
gran alabeo puede afectar el espesor de la junta entre unidades;
asimismo, puede disminuir la adherencia ladrillo-mortero por la
existencia de vacos en las zonas que presenten alabeo y, como
consecuencia, puede ocasionar fallas de traccin por flexin en la
unidad. Este ensayo se realiza colocando la superficie de asiento
de la unidad sobre una mesa plana. Se mide el alabeo en las dos
caras de asiento con una regla metlica y una cua graduada al
milmetro,conectandolosextremosdiagonalmenteopuestosdelaunidad,talcomose
muestra en la Figura 3.3. Figura 3.3. Ensayo de Alabeo
Sielalabeoescncavo,seintroducelacuaenlazonadondesepresentelamayor
deflexin; mientras que para el caso de alabeo convexo, se acomoda
la regla metlica hasta que los valores de alabeo registrados con la
cua en los dos extremos fueran iguales.
Losresultadossepromediaronyseexpresaronenmilmetros,talcomosemuestranenlatabla
3.2. 11 Tabla 3.2. Medicin del Alabeo EspcimenCara SuperiorCara
Inferior (mm) Concavidad Convexidad ConcavidadConvexidad (mm)(mm)
10.50.00.00.0 21.00.01.00.0 30.00.01.00.0 40.00.50.00.0
50.00.00.00.0 60.00.00.00.0 70.50.00.00.0 80.00.00.00.0
91.00.00.00.5 100.00.00.50.0 Concavidad 0.275mm Promedio Convexidad
0.050mm C.Resistencia a la compresin (fb)
Esteensayo,hechosobreunamuestracompuestapor5unidadesenteras,proporcionala
resistencia a compresin axial de la unidad, as como tambin una
medida de su durabilidad, ya que a mayor resistencia, mayor
durabilidad del ladrillo. Previamente, la muestra fue introducida
en un horno durante 24 horas, a 110 C para eliminar su humedad
natural. Una vez secas las unidades, se les coloc un capping de
yeso-cemento, para obtener una superficie uniforme de contacto
entre la unidad y el cabezal de la mquina
decompresin(Figuras3.4y3.5).Antesdelensayoacompresinsedebemedirlas
dimensiones de cada unidad. 12 Figura 3.4. Ladrillo con capping,
listo para ensayar Figura 3.5. Ensayo de compresin La resistencia a
compresin de cada unidad (fb) se calcula como la carga mxima o de
rotura
entreelreabrutadelespcimen.Finalmentelaresistenciacaracterstica(fb)seobtiene
restandounadesviacinestndaralvalorpromedio.LosresultadosaparecenenlasTablas
3.3 y 3.4 => 13 Donde: fb=Resistencia
caractersticafb=Resistencia a compresin de una unidadP=Carga mxima
o de rotura A=rea bruta del espcimen =Desviacin estndar Tabla 3.3.
Mediciones y Resultados de ensayo de Compresin Largo (mm)Ancho
(mm)Altura (mm) Espcimen N L1L2A1A2H1H2 Peso Seco(gr) Carga Mxima
(kg) 01228.0229.1108.6108.991.791.12159.515060
02227.8229.0110.6110.090.990.32133.813098
03228.7229.9109.3109.490.691.22039.018299
04231.0232.3107.5107.892.391.92106.816385
05230.0232.1108.9109.391.790.12189.516997 Tabla 3.4. Clculo de la
Resistencia Caracterstica a Compresin Espcimen N Aprom(mm)
Lprom(mm) Carga Mxima (kg) rea Bruta(cm2) fb (kg/cm2)
01228.6108.815060248.54860.59 02228.4110.313098251.92551.99
03229.3109.418299250.74072.98 04231.7107.716385249.37165.71
05231.1109.116997252.07667.43 fb = 63.74kg/cm2 = 7.92kg/cm2 fb =
56kg/cm2 14 3.1.3.Ensayos No Clasificatorios
Estosensayosnointervienenenlaclasificacindelasunidadesdealbailera,perospara
definir el procedimiento constructivo de los muros de albailera.
A.Succin A travs de este ensayo se mide la velocidad con que las
unidades de albailera absorben el
aguadelmortero.Laadherencialadrillo-morteroseveafectadasieselevadalasuccin
porque disminuir la adherencia al secarse rpidamente el mortero.
Para este ensayo se eligieron 6 unidades, que se introdujeron en un
horno a una temperatura de 110 C durante 24 horas. Una vez pasado
este tiempo se obtuvo el peso seco. Luego se prepar una bandeja
llena de agua con dos soportes para los ladrillos. Enseguida se
procedi a colocar los ladrillos sobre los soportes y por medio de
una botella se
echaguaparamantenerconstantesunivelenlabandeja(Figura3.6).Elladrilloestuvo
durante1minutoabsorbiendoaguaparaluegoserretiradodelabandejayobtenerde
inmediato el peso Ph. Figura 3.6. Ensayo de Succin Lasuccin
estexpresadaengramosporminutoenunreanormalizadade200cm2.Esta succin
se calcul con la siguiente frmula (ver los resultados en la Tabla
3.5): APs) (Ph200 S =15 Donde: S=Succin (gr/(200 cm2 min)) Ph=Peso
de la unidad luego de ser sumergido en agua durante 1 min (gr)
Ps=Peso de la unidad luego de permanecer en el horno (gr) A = rea:
Largo x Ancho (cm2) Tabla 3.5. Clculo de la Succin Espcimen N Largo
(mm) Ancho (mm) Espesor (mm) Peso Seco (gr) Peso Saturado (gr)
Succin 1230111912216.52270.242.07 2230110912155.82211.043.64
3231110922152.42210.245.49 4229110912089.02141.441.60
5230110922140.62196.944.51 6229111912082.12139.845.40 La Norma
E.070 especifica que la succin de los ladrillos debe estar
comprendida entre los 10 y 20 gr/(200 cm2min). En vista que el
resultado promedio (S = 44 gr/(200cm2-min)) excedi al lmite mximo
reglamentario, los ladrillos se regaron durante 30 minutos unas 10
horas antes del asentado. B.Absorcin La absorcin de las unidades de
albailera est directamente relacionada con su resistencia
alintemperismo.Mientraslaunidadseamsabsorbente,sermsporosa;portantoser
ms vulnerable a la humedad de la intemperie. Para el ensayo se
utiliz una muestra compuesta por seis ladrillos enteros, los cuales
fueron introducidos al horno a 110 C durante 24 horas (Fig.3.7).
Pasado este tiempo se pesaron los especmenes (Peso Seco), dejndolos
enfriar unas 4 horas para luego sumergirlos durante 24 horas en un
recipiente lleno de agua, para finalmente pesarlos (Peso Saturado).
16 Figura 3.7. Ensayo de Absorcin, Izquierda: Unidades almacenadas
en el horno. Derecha: Unidades en un recipiente con agua. El clculo
de la absorcin en porcentaje (Tabla 3.6) se realiz con la siguiente
frmula: Tabla 3.6. Clculo de la Absorcin Espcimen N PESO SECO
(gr)PESO SAT (gr) ABSORCIN (gr) 072208.12505.213.5%
082111.12398.413.6% 092157.52443.013.2% 102228.52520.913.1%
112181.22470.913.3% 122091.72360.812.9% La absorcin promedio result
13%, menor que el lmite mximo impuesto por la Norma E.070 para los
ladrillos de arcilla (22%). 3.1.4.Evaluacin de Resultados
SegnlaNormaE.070losladrillostubulares(pandereta)nodebenserusadosenla
construccindemurosportantesennuestropas,exceptoenlazonassmica1(Selva),
donde se permiten construcciones de hasta un mximo de dos pisos. 17
LosresultadosdelosensayosclasificanelladrillopanderetacomoClaseI,segnlaNorma
E.070,yaquetieneunabajaresistenciacaractersticaacompresin(fb=56kg/cm2),ver
Tabla 3.7. Tabla 3.7. Clase de Unidad de Albailera para fines
estructurales Norma E.070 3.2.CEMENTO
Esunproductodelamezcladecalizasyarcillasuotrosmateriales,tienelapropiedadde
endureceralcontactoconagua;mezcladoconagregados,comolaarenaypiedra,secrea
una mezcla llamada concreto u hormign. Existen cinco tipos de
cemento; para este proyecto
seutilizelCementoPortlandtipoIparaelmorterodeasentadoyparaloselementosde
confinamiento. 3.3.AGREGADOS Por su gradacin se clasifican en:
-Agregadofino(arena):Partculasmenoresde4.75mm(MallaStandardASTM#4)y
mayor de 0.075 mm (Malla Standard ASTM #200). -Agregado grueso
(piedra): Partculas mayores de 4.75 mm (Malla Standard ASTM #4).
Para el proyecto de investigacin se us los siguientes agregados:
-Elementosdeconcretoarmado(columnasyvigas):agregadofino(arenagruesa)y
agregado grueso (piedra de angular). 18 -Mortero para el asentado
de ladrillos: agregado fino (arena gruesa). -Tarrajeo en muro con
malla electrosoldada: agregado fino (arena fina). 3.4.AGUA
Elaguausadaenlamezcladelconcretoymorterodebeseraguapotable,libredemateria
orgnicaysustanciascomoaceites,cidos,etc.Enelproyectonohuboinconvenientesya
que tenamos disponibilidad de agua potable. 3.5.MORTERO
Eselproductoobtenidodelacombinacindelaglomerante(cemento)ylosaglomerados
(agregadofinoyagua).Seutilizaparalauninentrelasunidadesdealbailerayenel
asentadocorregirlasirregularidadesdelasmismas,sellandolasjuntascontraelingresode
aire y humedad.
SegnlaNormaE.070ladosificacinadecuadaparaelasentadodeladrillosenmuros
portanteseslaproporcinvolumtricade1:4decementoyarenagruesa,mientrasquela
cantidad de agua utilizada depender de la trabajabilidad. Una
manera prctica de apreciar la
trabajabilidaddelamezclaconsisteencogerconelbadilejounpocodemezcla,sacudirlo
verticalmente y girar el badilejo 180 para que caiga la mezcla, si
quedara adherida al badilejo unos 15 segundos, la mezcla se
considerar trabajable. 3.6.CONCRETO
Eselmaterialresultantedelamezcladeagregadosptreos(gravayarena)conaguay
cemento, capaz de resistir esfuerzos de compresin y limitadamente
esfuerzos de traccin. Para el control de este material, en primera
instancia fue necesario definir las caractersticas del concreto
segn la resistencia requerida: -Concreto fc = 210 Kg/cm2para la
Viga de Cimentacin. Dosificacin en Volumen: 19 Cemento:1 Arena:2
Piedra:3 Agua:0.8 -Concreto de fc = 175 Kg/cm2 para columnas y
vigas soleras de confinamiento. Dosificacin en Volumen: Cemento:1
Arena:2.5 Piedra:3.5 Agua:0.95 En cuanto al control de la
resistencia requerida, se realizaron ensayos de compresin axial a
probetas cilndricas de 15cm de dimetro y 30cm de altura. Se
ensayaron cuatro probetas por
cadaelementoalos7y28dasdeedad.LosresultadosaparecenenlasTablas3.8,3.9y
3.10. Se puede apreciar que los resultados son favorables, ya que
alcanzaron las resistencias requeridas. Tabla 3.8. Resultados de
Ensayo a Compresin fc = 210 Kg/cm2 Viga de Cimentacin Dimetro(cm)
ProbetaNFechadeVaciadoEdad(das)D1 D2
DpromCargaMxima(KN)Esfuerzo(Kg/cm2)VC1 07/06/2011 7 15.3515.37
15.36 332.3 183VC3 07/06/2011 7 15.2615.30 15.28 400.9 223VC2
07/06/2011 28 15.3915.40 15.40 477.5 261VC4 07/06/2011 28
15.3415.40 15.37 503.6 277 Tabla 3.9. Resultados de Ensayo a
Compresin fc = 175 Kg/cm2 Columnas Dimetro(cm)
ProbetaNFechadeVaciadoEdad(das)D1 D2
DpromCargaMxima(KN)Esfuerzo(Kg/cm2)C1 13/06/2011 7 15.2315.40 15.32
322.7 179C3 13/06/2011 7 15.3215.36 15.34 310.8 171C2 13/06/2011 28
15.3315.32 15.33 502.7 278C4 13/06/2011 28 15.4215.51 15.47 442.9
240 20 Tabla 3.10. Resultados de Ensayo a Compresin fc = 175 Kg/cm2
Vigas Soleras Dimetro ProbetaNFechadeVaciadoEdad(das)D1 D2
DpromCargaMxima(KN)Esfuerzo(Kg/cm2)VS1 14/06/2011 7 15.3215.40
15.36 256.7 141VS3 15/06/2011 7 15.3415.47 15.41 293.9 161VS2
14/06/2011 28 15.2715.22 15.25 337.8 189VS4 15/06/2011 28
15.3715.32 15.35 358.2 197 3.7.ACERO DE REFUERZO
Sonbarrasdeacerodeseccincircularconestrasensusuperficiequemejoranla
adherenciaconelconcreto.Suusoenlaconstruccinesparapodersoportarlosesfuerzos
de traccin que el concreto por s solo no podra.
Sufabricacincumpleconlmitesdefluencia,resistenciaalatraccinyalargamiento.Las
especificacionessealantambinlasdimensionesytolerancias(ASTMA615Grado60).La
longitud comercial usual es de 9 metros de largo. Estas barras se
usaron como refuerzo en las vigas de cimentacin, columnas y vigas
soleras.Las propiedades mecnicas del acero utilizado son las
siguientes: -Lmite de Fluencia = 4220 kg/cm2 -Resistencia mxima a
la Traccin = 6330 kg/cm2 Los dimetros utilizados en la construccin
de los especmenes fueron los siguientes: -Viga de cimentacin: 5/8
corridos y estribos de 3/8. -Columnas: 1/2 corridos y estribos de
1/4. -Viga solera: 3/8 corridos y estribos de 1/4. 3.8.MALLA
ELECTROSOLDADA La malla electrosoldada (Fig.3.7) utilizada como
refuerzo del muro M2 presenta las siguientes caractersticas
indicadas por la empresa proveedora del material: -Compuesta por
varillas de acero corrugado de 4.5 mm. 21 -Espaciamiento
longitudinal y transversal: 15 cm. -Dimensiones de la plancha: 6.25
x 2.40 m. -Peso de la plancha: 19.878 kg -Tensin Mxima: 5500 kg/cm2
-Tensin de Fluencia: 5000 kg/cm2
-Cumpleconlasnormas:ASTMA49694(AlambresTrefiladosCorrugados)yASTMA497
- 94 (Malla Electrosoldada Corrugada). Figura 3.7. Malla
Electrosoldada PRODAC 22 CAPITULO 4: PRISMAS DE ALBAILERA 4.PRISMAS
DE ALBAILERA Los prismas son pequeos especmenes que nos permiten
predecir el comportamiento de los
murosdealbailera,medianteensayosquedeterminanlosparmetrosrequeridosparael
anlisis y el diseo estructural.
Losprismassonsometidosasolicitacionessemejantesalarealidad,paradeterminarla
resistencia a compresin, el mdulo de elasticidad y la resistencia
al corte de la albailera se
construyeroncuatropilasycuatromuretesusandolosladrillosymorterosimilaresalos
muros. 4.1.PILAS 4.1.1.Caractersticas Las caractersticas de las 4
pilas (Fig.4.1) construidas fueron: -Tipo de ladrillo: Pandereta
Acanalado -Dimensiones: 23 cm de ancho, 11 cm de espesor y 60 cm de
alto (6 hiladas). -Dosificacin del mortero: 1: 4 (cemento: arena)
-Espesor de juntas: 1.0 cm -Colocacin de capping de yeso-cemento en
los extremos. 6023 Figura 4.1.Pila Tpica 23 4.1.2.Procedimiento
Constructivo Los ladrillos pandereta fueron regados durante 30
minutos un da antes del asentado. Entre cada ladrillo (Fig.4.2) se
coloc el mortero hasta llegar a la sexta hilada, verificando la
verticalidad con una plomada y un nivel. El grosor de las juntas se
control con un escantilln. Finalmente se coloc un capping de
yeso-cemento en la parte inferior y superior de las pilas
parapoderuniformizarlasuperficiedecontactoentrelaspilasyelcabezaldelequipo
mecnico de ensayo.
Pasadolos28dasdehaberconstruidolaspilasseprocediarealizarlosensayosde
compresin axial. Figura 4.2. Construccin de pila 24
4.1.3.Instrumentacin y Montaje El montaje de las pilas fue de
manera manual realizado por el personal del laboratorio, que se
encarg de ubicar las respectivas pilas lo ms centradas posible en
los ejes de los cabezales, como se muestra en la Fig.4.3. Figura
4.3. Pila instalada para ensayo Para este ensayo se utiliz una
velocidad de 5 ton/min. Con respecto al equipo de ensayo, se utiliz
una gata hidrulica de 200 toneladas accionada por una bomba
hidrulica elctrica de 600 bar de capacidad. Mientras la gata
hidrulica iba ejerciendo fuerza sobre la pila, la celda
decargaregistrabaelvoltaje.Parapodertraducirestevoltajeentoneladasseutilizel
programa LABVIEW, con lo cual fue posible registrar los resultados
en una computadora.
AntesdeiniciarlosensayossecolocarondosLVDTacadapila,parapoderregistrarel
desplazamientoaxial.Losinstrumentosseretiraronparaunacargaaproximadade4500kg,
con la finalidad de evitar que se daen ante la falla de las
pilas.
En todos los casos se obtuvo una falla frgil y explosiva
(Fig.4.4), con valores pequeos en la resistencia. Esto demuestra lo
peligroso que es usar ladrillos pandereta en la construccin de
muros portantes. 25 4.1.4.Clculo de la Resistencia a Compresin
Axial
Laresistenciaacompresinaxialdelaspilasdealbaileraseobtienedelarelacincarga
mxima sobre el rea bruta de la pila. reaPmxfm= Donde:
fm=Resistencia a compresin axial (kg/cm2) Pmx=Fuerza mxima que
resiste la pila (kg) rea=rea bruta transversal a la fuerza (cm2)
Laresistenciacaractersticaseobtienealrestarunadesviacinestndaralaresistencia
promedio. Donde: fm=Resistencia caracterstica a compresin axial
(kg/cm2) =Desviacin estndar (kg/cm2)
SegnlaNormaE.070elvalordefmtienequesercorregidoporesbeltez.Losfactoresde
correccin se muestran en la siguiente tabla 4.1. Tabla 4.1.
Factores de Correccin de fm por esbeltez, Norma E.070
Esbeltez22.5344.55 Factor0.730.800.910.950.981.00
Paravaloresdeesbeltezmayoresseextrapolasegnlosdatosdelatablaanterior.Enla
Tabla 4.2 se muestra los resultados obtenidos. 26 Tabla 4.2.
Resultados de los Ensayos de Compresin Axial en Pilas Dimensiones
EspcimenL (mm) t (mm)H (mm)Esbeltez(H/t) PmxTon rea cm2 fm kg/cm2
Factor Correccin fm (kg/cm2) CorregidoPA - 01230.00
107.00600.005.616.05246.10 24.601.06126.09 PA - 02230.00
108.00599.005.556.48248.40 26.101.05527.53 PA - 03230.00
105.00600.005.718.93241.50 36.971.07139.61 PA - 04 (*)228.00
106.00596.005.625.92241.68 24.481.06226.01 fm:31.08kg/cm2
:7.43kg/cm2 f'm:24kg/cm2
(*)SedetectenelensayodelapilaPA-04queelcappingenlabasefallportrituracin
(Fig.4.4) por haber absorbido agua de la lluvia durante los das
previos al ensayo. En las otras
pilaselcappingdelabaseterminintacto,permitiendotrasmitiradecuadamentelacarga
hacia la albailera. Por ello, en el clculo de fm, y Em se excluye
la pila PA-04.
Figura 4.4. Falla del capping por trituracin en la base de la
pila PA-04
4.1.5.Clculo del Mdulo de Elasticidad
Paralaobtencindelmdulodeelasticidaddelaalbailera,secolocaron2LVDTenlas4
pilas, segn se muestra en la Fig.4.5. 27 Figura 4.5. Pila Tpica con
LVDT
Elmdulodeelasticidad(Em)debeserhalladoenunazonadelagrficafuerza
desplazamientodondeelcomportamientoeselstico.Porelloseprocediaaplicarcarga
hastallegaraproximadamentealamitaddelacargaderotura,momentoenelcualse
retiraron los LVDT para no daar a estos instrumentos. Para el
clculo del mdulo de elasticidad de la pila se usaron las siguientes
expresiones: bruta reaP A= AoLeD = Em=Donde: P=Incremento de fuerza
en la zona elstica (ton) rea Bruta=Largo x Ancho (m2) =Esfuerzo
axial asociado a P (ton/m2) D=Desplazamiento asociado a P (mm)
=Deformacin unitaria asociada a Le=Longitud entre las bases del
LVDT (mm) Em=Mdulo de Elasticidad de la albailera. El grfico fuerza
- desplazamiento de las 4 pilas se muestra en las Figuras 4.6 a
4.9. 28 Figura 4.6. Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N1
Figura 4.7. Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N2 29 Figura
4.8. Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N3 Figura 4.9.
Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N4
El clculo del mdulo de elasticidad (Em = 25800 kg/cm2) se
muestra en la Tabla 4.3. 30 Tabla 4.3. Clculo del Mdulo de
Elasticidad en Pilas Datos Espcimen Distancia LVDT Le(mm) P (ton)D
(mm) Deformacin Unitaria ton/m2 Em (ton/m2) PA -
013004.280.3390.00113173.891.54E+05 PA -
023005.230.1760.00059210.493.59E+05 PA -
033004.60.2200.00073192.402.62E+05 PA - 04
(*)3004.310.2650.00088178.272.02E+05 Em:2.58E+05 Desviacin:1.02E+05
4.2.MURETES 4.2.1.Caractersticas Las caractersticas de los 4
muretes construidos (Fig.4.10) fueron: -Tipo de ladrillo: Pandereta
acanalado en aparejo de soga. -Dimensiones: 60 cm de ancho, 60 cm
de alto (6 hiladas) y 11 cm de espesor. -Dosificacin del mortero:
1:4 (cemento: arena) -Espesor de juntas: 1.0
cm-RellenoconMortero:paraevitarlafallalocalporaplastamientodelladrillo,
aproximadamente10cmdelosalveolostubularesdelosladrillosubicadosenlas
esquinas opuestas del murete fueron rellenados con
mortero.-Colocacin de capping yeso-cemento en las esquinas
opuestas. 31 Perforacionesrellenas conMorteroPerforacionesrellenas
conMortero6060 Figura 4.10. Murete Tpico 4.2.2.Procedimiento de
Construccin
Losladrillospandereta(Fig.4.11)fueronregadosdurante30minutoseldaanterioral
asentado.
Primero se asentaron los ladrillos maestros, usando el
escantilln para controlar el grosor de
lasjuntasyunaplomadaparacontrolarsuverticalidad,luegoseasentaronlosladrillos
internos, usando como guas a los ladrillos maestros.
Altrminodelaconstruccindecadamureteserellenaronlosalveolostubularesdelos
ladrillosubicadosenlasesquinasopuestasdelmurete(zonaencontactoconloscabezales
angulares del equipo de ensayo), introduciendo papel en una
distancia aproximada de 10cm para luego rellenar este espacio con
mortero 1:4.
Pasadoslos28dasdehaberconstruidolosmuretesseprocediarealizarlosensayosde
compresin diagonal. 32 Figura 4.11. Construccin de Murete
4.2.3.Instrumentacin y Montaje
Eltransporteymontajedelosmuretesfuerealizadoconunequipodeizajecolgadodel
puente gra, colocando al murete en el equipo de ensayo, como se
aprecia en la Fig.4.12. Figura 4.12. Murete instalado. Lacarga
seaplicenformamonotnicamente crecientea unavelocidadde1ton/minhasta
alcanzarlaroturadelmurete.Paragenerarlacargaseutilizunagatahidrulicade200
toneladasaccionadaporunabombahidrulicaelctricade600bardecapacidad.Lacarga
aplicada fue registrada en voltaje y mediante el programa LABVIEW
se convirti a toneladas. 33 4.2.4.Clculo de la Resistencia al Corte
La resistencia a corte puro de los muretes de albailera simple se
calcula de la relacin entre la carga de rotura y el rea bruta de la
diagonal cargada. Donde: vm =Resistencia al corte (kg/cm2)
Pmx=Fuerza mxima que resiste el murete (kg) rea=D t = rea diagonal
(cm2) La resistencia caracterstica (vm, Norma E.070) se obtiene al
restar una desviacin estndar
alaresistenciaacortepromediodetodoslosmuretesensayados.Losresultadosaparecen
en la Tabla 4.4. Donde: vm=Resistencia caracterstica al corte
(kg/cm2) vm=Resistencia promedio al corte (kg/cm2) =Desviacin
estndar (kg/cm2) Tabla 4.4. Resultados de los Ensayos de Compresin
Diagonal en Muretes Espcimen Largo(cm) Alto (cm) Ancho(cm)
Diagonal(cm) Carga Mx.(Kg) rea(cm2) vm
(kg/cm2) M- 0160.060.010.987.59550953.810.01 M-
0259.860.111.086.98941955.99.35 M- 0359.760.211.086.98917955.99.33
M- 0460.059.910.986.49189941.89.76 vm =9.61kg/cm2 =0.33kg/cm2 vm
=9.28kg/cm2 34 En todos los casos la falla fue por traccin
diagonal, en forma frgil y explosiva (Fig.4.13) Figura 4.13. Forma
de falla de los muretes 3 y 4. 4.3.EVALUACIN DE RESULTADOS El tipo
de ladrillo pandereta, segn la Norma E.070 no es aplicable para
muros portantes. Sin embargo, con fines ilustrativos se harn
algunas comparaciones. Se comparan los resultados obtenidos de fm y
vm para la albailera con ladrillos tubulares (pandereta) con los
valores de otros ladrillos de arcilla (Tabla 4.5). Puede notarse
que el valor de fm = 24 kg/cm2 result ser muy bajo, incluso
inferior al ladrillo King Kong Artesanal (fm = 35 kg/cm2), mientras
el valor vm = 9.28 kg/cm2 result ser elevado y parecido al ladrillo
Rejilla Industrial (vm = 9.2 kg/cm2). Tabla 4.5. Resistencias
Caractersticas de la Albailera segn la Norma E.070 35
Loindicadoenelprrafoanteriorsedebiaqueelladrillopanderetapresentunamenor
rea neta que resista los esfuerzos de compresin axial en la pila;
mientras que la resistencia
alcortedelaalbaileraresultseraltaprobablementeporqueseformaronllavesenlas
juntasverticales,generadasporlapenetracindelmorteroenlosalveolostubularesdel
ladrillo pandereta. Esto tambin ocurri en ensayos similares en otra
investigacin (Salinas y Lzares, 2007), Fig.4.14. Figura 4.14.
Izquierda, Pilas; Derecha, llave de corte en Muretes (Ref.3). El
mdulo de elasticidad tampoco cumpli con la expresin indicada en la
Norma E.070: Em = 500 fm = 500x24 = 12000 kg/cm2, mientras que el
resultado experimental obtenido fue 25800 kg/cm2. Asimismo, en la
Norma E.070 se especifica que para efectos de diseo, la resistencia
al corte del murete (vm) no debe ser mayor que, en kg/cm2, Tabla
4.6. Sin embargo, como el
valordefmresultsermuypequeo,porlasrazonesantesmencionadas,seconsiderel
vm obtenido en el ensayo para los clculos en la etapa de diseo de
los muros. Tabla 4.6. Clculo de la resistencia de diseo al corte
Unidades de Albailera v'm ensayo (kg/cm2) f'm ensayo (kg/cm2) v'm
maxm ' f(kg/cm2) v'm diseo (kg/cm2) Pandereta
Acanalados9.28244.99.28 36 CAPITULO 5: DISEO DE LOS MUROS 5.Diseo
Los muros presentaron las siguientes caractersticas:
-MurotradicionalM1.-Muroconfinadodeunidadestubulares(pandereta),amarretipo
soga, conexin columna-albailera dentada y taponada, construido de
manera tradicional.
-MuroreforzadoM2.-SimilaralmuroM1,peroreforzadoenambascarasconmalla
electrosoldada de dimetro 4.5 mm cada 150 mm, recubierta con
mortero 1:4. 5.1.DISEO DEL MURO M1 La Norma E.070 prohbe el uso de
ladrillos pandereta en la construccin de muros portantes (excepto
en la Zona Ssmica 1). Sin embargo, con fines ilustrativos se
aplicar la Norma para el diseo del muro M1. 5.1.1. Diseo de vigas
de cimentacin y solera Viga de Cimentacin
Eldiseodelavigadecimentacinsehizodetalformadepodersoportarlosesfuerzos
producidosduranteeltrasladodelmuro,losesfuerzosgeneradosduranteelensayoylos
esfuerzos resultantes ocasionados por los dispositivos mecnicos de
ensayo en contacto con la cimentacin. El resultado del diseo
aparece en la Fig.5.1. Diseo de la Solera
Paraeldiseodelavigasoleraesnecesariodeterminarprimeramentelaresistenciaal
agrietamiento diagonal de la albailera. Usando la formulacin de la
Norma E.070 se tiene: Pg L t m v Vm + = 23 . 0 ' 5 . 0 Donde: Vm=
resistencia al agrietamiento diagonal v'm = resistencia
caracterstica a corte puro de la albailera = 92.8 ton/m2 37 Pg =
carga gravitacional de servicio = 0 (el ensayo se hizo sin carga
vertical) t = espesor efectivo del muro = 0.11 m L = longitud total
del muro (incluyendo columnas en el caso de muros confinados) =
factor de reduccin de resistencia por esbeltez = 1 para muros
cuadrados. Vm= 0.5 x 92.82 x 0.11 x 2.60 + 0.23 x 0 = 13.27 ton u
=fyVmAs5 . 0 Donde: As= rea de acero horizontal requerida. = factor
de reduccin de resistencia = 0.9 As= (0.5 x13270) / (4200 x 0.9) =
1.76 cm2 fyAsolc f mn As = ' 10 . 0 Donde: Asmn= rea de acero
horizontal mnima Asmn= 0.10 x 175 x (0.13 x 0.20) / 4200 = 1.08 cm2
El refuerzo utilizado en la solera fue de 4 de , entonces: As
utilizado = 4 x 0.71 = 2.84 cm2 >Asmn y As En un caso real, las
vigas soleras no se disean por fuerza cortante, debido a que los
pisos superiores proporcionan un gran rea de corte vertical. Por lo
tanto, la cantidad de estribos es la mnima: [] 1 @ 5cm, 4 @ 10cm,
resto @ 20cm. Los cabezales del equipo de ensayo accionan
directamente sobre la solera, por ello se
colocdosganchosde3/8encadaesquinaquesalenenvolado5cm.Lafinalidadesquelos
cabezales no entren en contacto con las columnas de confinamiento.
El resultado del diseo se muestra en la Fig.5.1. 38 5.1.2.Diseo de
las columnas De acuerdo a la Norma E.070, las columnas se disean
para soportar la carga que produce el
agrietamientodiagonaldelaalbailera.Estascolumnasestnsujetasaacciones
combinadasdetraccin,corte-friccinycompresin,noexistemomentoflectorporquela
albailera impide su curvatura por flexin. Utilizando la
nomenclatura de la Norma E.070 se tiene: -Clculo de las Fuerzas
Internas h= altura del muro = 2.3m (hasta el eje del actuador
dinmico) Vm= 13.27 ton fc= 175 kg/cm2 Mu= momento flector ante
sismo severo Mu= Vm x h Mu= 13.27 x 2.30Mu= 30.53 ton-m L= longitud
total del muro incluyendo columnas = 2.6m Lm= L (muros de 1 pao) =
2.6m Nc= nmero de columnas de confinamiento = 2 Vc= cortante en la
columna Vc= (1.5 x Vm x Lm) / (L x (Nc+1)) = (1.5 x 13.27 x 2.60) /
(2.60 x (2+1)) = 6.64 ton Pc= carga vertical sobre una columna = 0
(el experimento se realiz con carga nula) Pt= carga tributaria
proveniente del muro transversal a la columna = 0 M= Mu - Vm x h/2
M= 30.53 13.27 x 2.30 / 2 = 15.26 ton-m F= fuerza axial producida
en una columna por MF= M / L =15.26 / 2.60 = 5.87 ton 39 T= traccin
en una columna T= F - Pc Pt = 5.87 - 0 - 0 = 5.87 ton C= compresin
en columna C= Pc + F = = 0 + 5.87 = 5.87 ton -Diseo por compresin
An= rea del ncleo bordeada por los estribos = 0.70 (estribos
cerrados) = 0.80 (columnas sin muros transversales) An= As + (C / -
As x fy) / (0.85 x fc x ) An= 5.16 + (5871 / 0.70 5.16 x 4200) /
(0.85 x 175 x 0.80) < 0 cm2 -Diseo por corte-friccin Acf= Seccin
transversal de la columna por corte friccin = 0.85 Acf= Vc / (0.20
x x fc) > 15t Acf= 6637 / (0.20 x 0.85 x 175) = 223.08 cm2Acf
> Ac > 15t (cm2) Se us: Ac = 13 x 20 = 260 cm2 -Determinacin
del refuerzo vertical Asf= rea de acero por corte-friccin = 0.85 u
= 1 (para juntas solera-columna intencionalmente rugosa) Asf= Vc /
(fy x u x ) = 6637 / (4200 x 1 x 0.85) = 1.86 cm2 Ast= rea de acero
vertical requerida por traccin = 0.85 Ast= T / ( x fy) = 5871 /
(0.85 x 4200) = 1.64 cm2 As= rea de acero total requerida As= Asf +
Ast = (T + Vc / u) / ( x fy) = 1.86 + 1.64 = 3.50 cm2 40 El rea de
acero mnimo que se exige para las columnas es el siguiente: fyAcc f
Ast > ' 1 . 0Donde: Ast=rea mnima de refuerzo vertical
fc=Resistencia a compresin del concreto, 175 kg/cm2 Ac=rea bruta de
la seccin transversal de la columna fy=Esfuerzo de fluencia del
acero, 4200 kg/cm2 Asmn=0.10 x 175 x (20 x 13) / 4200 = 1.08 cm2 As
requerido= 3.50 cm2> Asmn = 1.08 cm2 El refuerzo utilizado en
las columnas fue 4 | , cumple con lo requerido: As utilizado = 4 x
1.29 = 5.16 cm2 >As requerido > Asmn -Diseo de los estribos
El diseo de los estribos es para confinar al concreto ante su
expansin por compresin, con
elfindeevitarquesetriture.PuestoquelacompresinCesmuypequea,sedecidi
emplear el estribaje mnimo especificado por la Norma E.070: [] 6mm,
1 @ 5cm, 4@ 10cm, r @ 25 cm
Por otro lado, dada las pequeas dimensiones que poseen las
columnas, en este proyecto se
optporcolocarestribosde1devuelta,paraasevitarqueseproduzcanposibles
cangrejeras. Los resultados del diseo se muestran en la Fig.5.1,
debindose indicar que el muro M2 tuvo el mismo refuerzo, excepto
que se aadi una malla electrosoldada en cada cara, recubierta con
mortero 1:4. 41 Figura 5.1. Refuerzo empleado en los confinamientos
de M1 y M2. 42 CAPITULO 6: CONSTRUCCIN DE LOS MUROS
6.ConstruccinSeconstruyerondosmurosaescalanaturalconcaractersticassimilaresendimensionesy
refuerzo en los confinamientos. En uno de ellos se instal la malla
electrosoldada por ambos
ladosrecubiertaconmortero,conlafinalidaddecompararlaefectividaddelamallaenel
control de la trituracin de los ladrillos pandereta ante acciones
ssmicas.
Enesteproyectodeinvestigacinseprocurseguirenlamedidadeloposibleun
procedimiento constructivo semejante a la realidad, aadiendo
algunos detalles para eliminar
defectosencontradoseninvestigacionesanteriores.Porejemplo,sehizoeltaponadodelos
alveolos tubulares de aquellos ladrillos pandereta en contacto con
las columnas, para evitar la prdida de lechada con el consecuente
debilitamiento del concreto de las columnas. 6.1. CARACTERSTICAS
COMUNES DE M1 y M2 -Muros portantes de albailera confinada con
ladrillos tubulares pandereta acanalados. -Dimensiones de la
albailera: 2.2m de altura, 2.2m de longitud y 0.11m de espesor. -Se
utiliz los siguientes materiales: acero, concreto, ladrillos
pandereta, mortero, etc. -Se utiliz las siguientes herramientas:
plomada, cordel, escantilln, nivel, badilejo, etc. -Se utiliz la
mezcladora de concreto tipo trompo, la vibradora de concreto y
otros equipos requeridos.-Se trabaj con la misma mano de obra en
todo el proceso constructivo.
-Elaparejodelasunidadesdealbailerafuedeltiposogaconuntraslapeentrehiladas
consecutivas de medio ladrillo. -Las juntas horizontales y
verticales fueron de 1.5 cm de grosor. -La proporcin cemento: arena
gruesa del mortero de asentado fue 1: 4. -Los ladrillos fueron
regados 10 horas antes del asentado durante 30 minutos. -La conexin
columna - albailera fue dentada y se tapon con papel los agujeros
de los ladrillos pandereta dejando 2 cm de ingreso para el
concreto. -El recubrimiento del refuerzo para las columnas y
soleras fue de 3 cm, para las vigas de cimentacin fue 4 cm. -La
resistencia del concreto para las columnas y vigas soleras fue de
175 kg/cm2 y para las vigas de cimentacin fue de 210 kg/cm2. -El
tiempo de fraguado fue de 28 das. 43 6.2.PROCESO CONSTRUCTIVO
-VigasdeCimentacin.-Construidadeconcretoarmadoconunaresistencia
caracterstica fc = 210 kg / cm2 y una seccin rectangular de 30 x 35
cm. Se inici realizando el trazo y nivelacin segn las dimensiones
de la viga de cimentacin sobre dos paneles de encofrado y al mismo
tiempo se habilit el encofrado y el acero de refuerzo (Fig.6.1).
Figura 6.1. Trazo, nivelacin y habilitacin del acero de la
cimentacin.
Secolocelrefuerzohorizontaldelasvigasyelrefuerzoverticaldelascolumnas.
Posteriormente se coloc las tapas laterales del encofrado y tubos
PVC de 2 para el izaje de los muros. Por ltimo se procedi a vaciar
el concreto; para la compactacin se utiliz una vibradora (Fig.6.2).
Figura 6.2. Colocacin del acero y vaciado de la viga de cimentacin.
44 Despus del vaciado se ray la superficie superior de la viga de
cimentacin, con el objeto
dedejarrugosalazonadondeposteriormenteseranasentadaslasunidadesde
albailera.
Aldasiguientedelvaciado,seprocediadesencofrarlasvigasdecimentacinycurar
con agua durante la primera semana de edad (Fig.6.3).
Figura 6.3. Curado de Vigas de Cimentacin. -Muros de Albailera.-
Construidos con ladrillos pandereta y juntas de 1.5 cm rellenas con
mortero. Se levant los dos muros uno despus del otro usando la
misma mano de obra.
Seinicilimpiandolasuperficiedelacimentacin,sobrelacualseibanaasentarlos
ladrillos, y se procedi a realizar el emplantillado de la primera
hilada (Fig.6.4). Figura 6.4.Limpieza de superficie y emplantillado
para asentado de ladrillos. 45 Luego se asentaron los ladrillos
maestros en los extremos de la primera hilada del muro, estas
unidades definen el alineamiento longitudinal del muro. Estos
ladrillos se asentaron con gran cuidado, controlando la altura de
las hiladas con el escantilln y suverticalidad con una plomada. Se
utiliz mortero de asentado 1:4 (cemento: arena) y la cantidad de
agua fue agregada de acuerdo al criterio del albail, midiendo la
trabajabilidad al tacto.
Losladrillosfueronasentadosendosjornadasdetrabajosiguiendolasespecificaciones
de la Norma E.070 en la junta de construccin, consistentes en: no
sobrepasar 1.30 m de altura (Fig.6.5); dejar libre la junta
vertical de la ltima hilada; limpiar las partculas sueltas; y,
humedecer la ltima hilada antes de iniciar la siguiente jornada de
asentado. Figura 6.5. Junta de Construccin entre jornadas de
trabajo. En la segunda jornada se culmin la altura total de cada
muro (Fig.6.6). Figura 6.6. Asentado de Ladrillo de la segunda
jornada. 46
Alfinalizarelasentadoseprocediataponarconpapellosladrillosencontactoconlas
columnas,enunaprofundidadde1(Fig.6.7),paraevitarlaprdidadelechadade
concreto de las columnas, que podra causar su debilitamiento.
Figura 6.7. Taponado de ladrillos. -Columnas.- Construidas de
concreto armado con una resistencia caracterstica fc = 175 kg / cm2
y una seccin rectangular de 13 x 20 cm. Al da siguiente de haberse
terminado el asentado de los ladrillos, se procedi a culminar
lacolocacindeestribos(Fig.6.8),paradespusencofrarlascolumnas,verificandola
verticalidad y hermeticidad de los encofrados. Figura 6.8. Estribos
y encofrado de columnas.
Luegoseprocediavaciarlascolumnas(Fig.6.9),compactandoelconcretoconun
vibrador, teniendo cuidado de no chocar con la albailera en la
conexin dentada. 47 Figura 6.9. Vaciado y vibrado del concreto de
columnas.
Aldasiguientedelvaciadoseprocediadesencofrarlascolumnas.Seobservla
presenciadecangrejerasqueserepararonpicandolaszonasafectadas,limpindolasy
humedecindolas, para despus rellenar los huecos con mortero 1:3
(Fig.6.10). Figura 6.10. Reparacin de cangrejeras
-VigasSoleras.-Construidasdeconcretoarmadoconunaresistenciacaractersticafc=
175 kg / cm2 y una seccin rectangular de 13 x 20 cm. Al da
siguiente del vaciado de las columnas, se procedi a la colocacin de
la armadura de las vigas soleras, incluyendo el refuerzo adicional
en los extremos (Fig.6.11), donde se
aplicarlafuerzaconelActuadorDinmico.Secontinuinmediatamenteconelarmado
del encofrado, verificando su verticalidad y hermeticidad. 48
Figura 6.11. Colocacin del refuerzo y encofrado de la viga solera.
Posteriormenteseprocedialvaciadodeconcretoycompactadoconunvibrador
(Fig.6.12), teniendo cuidado de no tocar la armadura y no variar su
posicin. Figura 6.12. Vaciado de viga solera.
Aldasiguientedelvaciadodelasvigassoleras,sedesencofrysecurconagua
(Fig.6.13). No se apreciaron cangrejeras. Figura 6.13. Desencofrado
y curado de la viga solera. 49 6.3.REFORZAMIENTO DEL MUROM2
Unavezfinalizadalaconstruccindelosmurosseprocediainstalarenunodeestosla
malla electrosoldada por ambos lados del muro. La malla tuvo las
mismas dimensiones que la
albailera(2.20x2.20m),noseconectconlascolumnasniconlasvigas,yaquelaidea
era que cierre las grietas para evitar el deterioro de los
ladrillos pandereta.
Seinicicortandolamallaparaluegoalinearla.Concincelseperforaronlosladrillos
pandereta por donde pasan los conectores (alambres #8), ubicados
cada 45 cm, equivalente a tres veces la distancia (cocadas) entre
nudos de la malla. Estos conectores fueron doblados 90 y amarrados
a las dos mallas con alambres #16 (Fig.6.14).
Luegoseprocediataponarlasperforacionesconunalechadademorterodecemento-
arenafinaenproporcin1:3.Estamezcladebesercasilquidadetalmaneraquepueda
ingresar a los agujeros con facilidad. Para este procedimiento se
utiliz una botella de plstico y un pequeo tubo (tipo sorbete) para
inyectar la mezcla (Fig.6.15). Figura 6.14. Colocacin de las Mallas
Electrosoldadas en M2. 50 Figura 6.15. Taponado de perforaciones.
El proceso del tarrajeo se inici fijando unas guas maestras con el
fin de controlar el
grosorrequerido,2.5cm(Fig.6.16).Luego,conunbadilejosepaeteelmuro,lanzndoleuna
primeracapademortero(cementoyarenafinaenproporcin1:4);acontinuacinselanz
unasegundacapademortero,laqueseenrasconunaregla.Finalmente,seespolvore
cemento seco y se dioel acabado final con la plancha, cortando las
rebabas con el badilejo (Fig.6.17).51 Figura 6.16. Guas para el
control del espesor de tarrajeo. Figura 6.17. Paeteo del muro y
acabado del tarrajeo. 52 CAPITULO 7: ANLISIS TERICO DE LOS MUROS M1
Y M2 7.ANLISIS TERICO DE LOS MUROS A ESCALANATURAL 7.1.ANLISIS
TERICO DEL MURO M1 En este proyecto se obtuvo el mdulo de
elasticidad Em del ensayo de compresin axial de las pilas, el mdulo
de corte Gm fue calculado como indica la Norma E.070: Gm = 0.4 Em
Entonces: Em = 25800 kg/cm2 Gm =0.4Em =10320 kg/cm2 7.1.1.Seccin
Transformada
Paralaevaluacindelarigidezlateraldelmuroconfinado,setransformlascolumnasde
concreto en un rea equivalente de albailera (seccin transformada,
Fig.7.1). 0,2 2,2 0,20,110.13n0,130,11SECCIN ORIGINALSECCIN
TRANSFORMADA0,2 2,2 0,2 Figura 7.1. Figura superior: Seccin
original Figura Inferior: Seccin transformada En el clculo de la
seccin transformada se tiene: fc=175 kg/cm2 Ec=15000 = 198400
kg/cm2 53 n=Ec / Em = 7.69 b=t x n = 13 x 7.69 = 99.97 cm 100 cm El
momento de inercia de la seccin transformada resulta: Y el factor
de forma es: f = A / A alma = (2 x 20 x 100 + 220 x 11)/(2 x 20 x
13 + 220 x 11) = 2.18 7.1.2.Rigidez Lateral
LosdosmurosM1yM2actanenvoladizo,porloquesurigidezlateralpuedecalcularse
como: Donde: K=Rigidez Lateral Em=Mdulo de elasticidad
experimentalh=Altura del muro, desde la base hasta el eje de la
carga I=Inercia de la seccin transformada no agrietada f=Factor de
forma G=Mdulo de corteA=rea de la seccin transversal del muro 54
7.1.3.Fisuracin en Traccin por Flexin Se aplic la frmula de flexin
sobre la seccin transformada para determinar la carga lateral que
produce la fisura en traccin por flexin en el concreto de la
columna de confinamiento. Donde: =Esfuerzo de traccin mximo M=F x
h; donde F es la carga asociada a la primera fisura ymax=Distancia
del centroide al extremo traccionado I=Inercia de la seccin
transformada no agrietada ft=Resistencia a traccin por flexin del
concreto fc=Resistencia del concreto de elementos de confinamiento
n=Ec/Em Despejando F, se obtiene: 7.1.4.Resistencia al
Agrietamiento Diagonal
SeutilizlafrmuladelaNormaE.070paradeterminarlacargalateralasociadaal
agrietamiento diagonal de la albailera: 55 Donde: vm=Resistencia al
corte de la albailera, valor determinado en el ensayo decompresin
diagonal de muretes =Factor de esbeltez= 1, para muros cuadrados
t=Espesor efectivo del muro L=Longitud total del muro incluyendo el
peralte de las columnasPg=Carga de gravedad = 0 (el ensayo se hizo
sin carga vertical) 7.1.5.Resistencia Asociada a la Falla por
Flexin
Elmomentoflectorresistenteasociadoalafluenciadelrefuerzoverticalpuedecalcularse
aproximadamente mediante la expresin:
Donde: Mn=Momento flector nominal asociado a la fluencia del
refuerzo As=rea del refuerzo vertical en el extremo del muro = 4
fy=Esfuerzo de fluencia del acero = 4200 kg/cm2 d=Peralte efectivo
del muro (Se asume igual a 0.80L) Con lo cual la fuerza lateral
asociada resulta: Donde: Vf=Fuerza Cortante asociada a la falla por
flexin h=Altura de la base del muro al eje actuador 56
7.1.6.Tipo de Falla Esperada en M1
EltipodefallaesperadaenelmuroM1esporcorteantesqueporflexin,debidoaquela
resistencia a flexin es mayor que la resistencia por corte.
Previamenteseesperalaformacindefisurasentraccinporflexin,puestoquelacarga
es menor que la resistencia a corte Vm. 7.2.ANALISIS TERICO DEL
MURO M2 7.2.1.Capacidad a flexin y a corte Al tener el muro M2 el
mismo refuerzo vertical que M1 en los confinamientos, el valor de
Vf es igual en ambos, 19.60 ton. En la etapa de grandes
desplazamientos laterales, por la incursin
delrefuerzoverticalenlazonadeendurecimiento,lacapacidadporflexinpodra
incrementarse. Para el clculo de la resistencia a corte Vm no se
cuenta con el valor vm de la albailera
reforzadaconmallaelectrosoldada(muretesconmallatarrajeada);sinembargo,sepuede
decir que Vm se incrementar por el mayor espesor de M2 dado por el
tarrajeo. En forma aproximada, el valor Vm fue determinado
considerando un aumento en el espesor del muro en 5cm,
proporcionado por el tarrajeo (2.5cm en cada cara). Por tanto, no
se tiene un valor definitivo para Vf y Vm, por lo que no se pudo
predecir el tipo de falla del muro M2. 57 7.2.2.Diseo de la Malla
Electrosoldada
ParaeldiseodelamallaelectrosoldadaenM2seconsiderqueesterefuerzodeba
absorber la carga que produce el agrietamiento diagonal de la
albailera. Como el espaciamiento del refuerzo horizontal de la
malla es s = 15cm, se obtiene: Con doble malla de 4.5mm: Sevuelve a
remarcar, tal como se indic en el acpite 7.2, que vm utilizado en
el clculo de
VmenM2correspondealdelaalbaileranoreforzada,porlocual,estosclculosson
referenciales.Seranecesariotenerunvalordevmparalaalbaileraenmalladay
tarrajeada, lo cual se dejar como lnea futura de investigacin. 58
CAPITULO 8: ENSAYO DE CARGA LATERAL CCLICA 8.ENSAYO DE CARGA
LATERAL CICLICA
Elensayoalquesesometieronlosmurosconstdedospartes.Laprimera,consistien
aplicaralosmurosundesplazamientolateralprefijadolentamente,elqueseva
incrementando en forma gradual. En la segunda parte se aplic
desplazamientos armnicos, de tal manera que se pueda apreciar el
comportamiento del muro ante movimientos rpidos. 8.1.MONTAJE E
INSTRUMENTACIN
Alpasar28dasdefinalizadalaconstruccindelosmuros,fueronllevadosconunpuente
gra hacia la nave de ensayos del laboratorio, donde se efectuaran
los ensayos.
Previamentesecolocaron6LDVTencadamuro(Fig.8.1),cadaLVDTregistraun
desplazamiento: -D1: Desplazamiento lateral superior (viga solera).
-D2 : Desplazamiento horizontal relativo entre columnas. -D3 y D4:
Desplazamiento horizontal en la conexin columna-albailera. -D5 y
D6: Desplazamiento vertical en los talones de columnas.
D1seutilizparacontrolarelensayo(Tabla1),D2pararegistrareltamaodegrietas
diagonalesacumuladasenlapartecentraldelaalbailera,D3yD4paramedirposibles
separacionesentrelaalbaileraylascolumnas,yD5conD6paraanalizarel
comportamiento de los extremos inferiores de las columnas.
Cadamurofuefijadoalalosadeensayosaplicando,mediantegatashidrulicas,cargas
verticalesde25tonencadaextremodelacimentacin(paraevitarelvolcamiento)yuna
fuerzahorizontalde30tonenunextremodelavigadecimentacin(paraevitarel
deslizamiento). 59 Figura 8.1. Ubicacin de LVDT en M1 y M2.
8.2.DESCRIPCIN DEL ENSAYO
Los2muros:M1,sinmallaelectrosoldadaysintarrajeo,yM2,conmallaelectrosoldaday
tarrajeado, fueron sometidos a la misma tcnica de ensayo.
Aliniciodelensayoseaplicunaprecargalateralde300kg,paraajustarlostirantesenel
extremoopuestodelactuadordinmico,paradespusregresaracarganulacolocandoen
ese instante a todos los sensores (LVDT) en desplazamiento igual a
cero.
EnlaprimerapartedelensayoseaplicunacargalateralcclicacondesplazamientoD1
controladoincrementalmente.CadaincrementodeD1correspondiaunafasedelensayo
(Tabla 8.1) y cada fase const de un nmero determinado de ciclos,
hasta lograr que el lazo
histerticoV-D1seestabilice.Paramonitorearlaaparicindefisuras,sedefiniparacada
fase un color (Tabla 8.1). V 60 Tabla 8.1. Caractersticas de fases
en ensayo de carga cclica Fase12345678910 D
(mm)0.501.502.505.007.5010.0012.5015.0017.5020.00 N de
Ciclos1233333333 ColorAmarillo RosadoCeleste RojoAzulNaranja
VerdeMoradoMarrnFucsia En la segunda parte del ensayo, fase
armnica, se aplic un desplazamiento de amplitud D1 = 15mm con una
frecuencia de 2 Hz. 8.3.COMPORTAMIENTO DE LOS MUROS EN LA PRIMERA
PARTE DEL ENSAYO
Acontinuacinsedetallaelcomportamientocualitativodelosdosmurosencadafasedel
ensayo. -FASE 1 : D = 0.50 mm (Fig.8.2) Figura 8.2. Izquierda, Muro
Tradicional (M1) Derecha, Muro enmallado (M2) Fase 1
Ambosmurossecomportaronelsticamente,nosepresentaronfisuras.Slohubouna
pequea trituracin en la esquina superior de la viga solera del muro
M2. 61 -FASE 2 : D = 1.50 mm (Fig.8.3) Figura 8.3. Izquierda, Muro
tradicional (M1) Derecha, Muro enmallado (M2) Fase 2
EnM1aparecieronfisurashorizontalesenlaparteinferioreintermediadelascolumnas
izquierdayderecha(Fig.8.4),tpicasdeunafallaentraccinporflexin,paraunacargade
9.3 ton. En M2 no se presentaron fisuras. Figura 8.4. Fisuras de
Traccin por Flexin en Columnas de M1 62 -FASE 3 : D = 2.50 mm
(Fig.8.5) Figura 8.5. Izquierda, Muro Tradicional (M1) Derecha,
Muro enmallado (M2) Fase 3
MuroM1.Sepresentaronfisurasenlascolumnasqueseextendierondiagonalmenteenla
albailera, el grosor mximo de la grieta fue 0.8mm y el valor de la
carga en que aparecieron las fisuras fue 11.69 ton (Fig.8.6) Figura
8.6. Fisuras diagonales en la albailera de M1
MuroM2.Sepresentaronfisurashorizontalesenlascolumnas,detraccinporflexin,
extendindoseenpequeasfisurasdiagonalesenlaalbailera,conungrosormximode
0.05mm. Estas fisuras aparecieron para una carga de 12.56 ton
(Fig.8.7). 63
Figura 8.7. Fisuras en columnas y pequeas fisuras diagonales en
la albailera de M2 -FASE 4 : D = 5.00 mm (Fig.8.8)
Figura 8.8. Izquierda, Muro Tradicional (M1) Derecha, Muro
enmallado (M2) Fase 4
MuroM1.Apareciunagrietadiagonal,fallaporcorte,inicindoselatrituracindelladrillo
ubicadoenlapartecentraldelmuro;tambinsurgieronfisurasdiagonalesenlascolumnas
queseextendieronhacialaalbailera(Fig.8.9).Elgrosormximodelagrietadiagonalfue
3mm. La carga de agrietamiento diagonal fue 12.48 ton. 64 Figura
8.9. M1. Izquierda, fisuras diagonales; Derecha, inicio de
trituracin en la parte central.
MuroM2.Aparecieronfisurashorizontalesenzonaintermediadecolumnasquese
extendierondiagonalmenteenlaalbailera(Fig.8.10),conungrosordehasta0.1mm,esto
ocurri para una carga de 20.5 ton. Figura 8.10. Fisuras
horizontales en zona intermedia de columnas y diagonales en M2 65
-FASE 5 : D = 7.50 mm (Fig.8.11) Figura 8.11. Izquierda, Muro
Tradicional (M1) Derecha, Muro enmallado (M2) Fase 5
MuroM1.Continulatrituracindelladrillocentral(Fig.8.12),lagrietadiagonalalcanzun
grosor de 6mm, el resto de grietas diagonales tuvieron un grosor de
hasta 4mm. Aparecieron otras fisuras diagonales para una carga de
14.27 ton. Figura 8.12. Zona central de M1. 66
MuroM2.Aparecieronotrasfisurashorizontalesenlazonaintermediadelascolumnas,
extendindose diagonalmente hacia la albailera (Fig.8.13), con un
grosor de hasta 0.15mm, para una carga de 24.37 ton. Figura 8.13.
Fisuras horizontales en columnas y diagonales en la albailera de M2
-FASE 6 : D = 10.00 mm (Fig.8.14) Figura 8.14. Izquierda, Muro
Tradicional (M1) Derecha, Muro enmallado (M2) Fase 6 67
MuroM1.Surgieronotrasgrietasparaunacargade14.25ton;seobservlatrituracinde
variosladrilloslocalizadosenlapartesuperiordelmuro,enlaszonasencontactoconlas
columnas (Fig.8.15). En la base de la penltima hilada apareci una
fisura horizontal y fisuras verticales en la solera. El grosor
mximo de la grieta diagonal fue 9mm. Figura 8.15. Muro M1 Fase 6.
Figura 8.16. Grieta diagonal en la otra cara de M1. Muro M2.
Apareci una grieta vertical en la conexin muro columna derecha, de
un grosor de 5mm. Surgieron ms grietas para una carga de 28.98 ton
en columnas y muros, (Fig.8.17). 68
Figura 8.17. M2. Izquierda, fisuras diagonales; Derecha, grieta
vertical en unin muro- columna. -FASE 7 : D = 12.50 mm (Fig.8.18)
Figura 8.18. Izquierda, Muro Tradicional (M1) Derecha, Muro
enmallado (M2) Fase 7 69
MuroM1.Aumentaronlosdaosenlosladrillossuperiores,lagrietadiagonalalcanzun
grosor de 11mm. La grieta horizontal ubicada en la penltima hilada
se hizo ms notoria.
Figura 8.19. Grieta diagonal de 6mm para carga negativa en M1.
MuroM2.Lagrietaverticalentrelacolumnaderechaylaalbaileraseextendienforma
hacia arriba (Fig.8.20), alcanzando un grosor de hasta 12mm, con
trituracin del concreto en
lapartebajadelacolumna.Estagrietatambinsepresentenlacolumnaizquierda,
alcanzando un grosor de 7mm. Figura 8.20. Grieta vertical en la
conexin albailera-columna derecha en M2. 70 -FASE 8 : D = 15.00 mm
(Fig.8.21) Figura 8.21. Izquierda, Muro Tradicional (M1) Derecha,
Muro enmallado (M2) Fase 8
MuroM1.Seacentulatrituracindelosladrillossuperiores(Fig.8.22).Lagrietadiagonal
alcanz un grosor de 10mm. Dada la degradacin de resistencia que
present este muro, se decidi terminar la primera parte del ensayo.
Figura 8.22. Trituracin de ladrillos en M1 71
MuroM2.Lasgrietasverticalesenlaconexincolumna-albaileraseextendieronhasta
llegaramsdelamitaddelaalturadelmuro,conungrosormximode12mm,tambin
aparecieron nuevas fisuras en las columnas para una carga de 20.96
ton. Figura 8.23. Grietas verticales en ambas columnas de M2. -FASE
9 : D = 17.50 mm (Fig.8.24) Figura 8.24. Muro enmallado M2 Fase 9
72
SeinicieldeslizamientoentrelaalbaileradeM2ylacimentacin,cabeindicarquelas
columnasnosedeslizaron;sinembargo,lasgrietasverticalesenlaconexinconla
albailera se extendieron desde la base hasta de la altura. El
deslizamiento fue de 11mm (Fig.8.25). Figura 8.25. Deslizamiento de
la albailera en M2 respecto a la cimentacin. La trituracin del
concreto en la base de la columna derecha, se increment en ambas
caras del muro, el grosor de la grieta vertical fue 16 mm (Fig.8.26
y Fig.8.27). Figura 8.26. Trituracin del concreto en columna
derecha, en ambas caras de M2. 73 Figura 8.27. Trituracin del
concreto en columna izquierda, en ambas caras de M2. -FASE 10 : D =
20.00 mm (Fig.8.28) Figura 8.28. Muro enmallado M2 Fase 10 74
Lasgrietasverticalesenlascolumnasseextendieronhaciaarriba.Eltarrajeodelmuro
empez a desprenderse en la zona de la base de la columna derecha
(Fig.8.29). Las grietas verticales alcanzaron un grosor de 15mm. El
deslizamiento de la albailera lleg a 15mm. Figura 8.29.
Desprendimiento del tarrajeo en M2. 8.4.COMPORTAMIENTO DE LOS MUROS
EN LA SEGUNDA PARTE DEL ENSAYO En la segunda parte del ensayo se
aplic un desplazamiento lateral de 15mm de amplitud con una
frecuencia de 2 Hz.
MuroM1.Latrituracindelosladrillossuperioresenlasesquinascontinuacentundose.
Debidoaqueenlapenltimahiladalaseccintransversaldelaalbaileraseredujoen4
ladrillos (triturados, Fig.8.30), se hizo notoria la falla por
deslizamiento en esa zona. 75 Figura 8.30. Muro M1 al terminar la
fase armnica.
MuroM2.Continuincrementndoselatrituracindelconcretoenlabasedeambas
columnas, quedando el refuerzo vertical expuesto (Fig.8.31). Figura
8.31. Muro con Refuerzo M2 Movimiento Armnico 76 8.5.INSPECCIN POST
ENSAYO DE M2 Luego de culminar el ensayo, se realiz el picado en la
conexin albailera-columna derecha
delmuroM2,notndosequelagrietaverticalsehabaformadoenelrecubrimientodel
refuerzoverticalinterno(Fig.8.32).Alperderadherencia,esterefuerzodejdeaportar
resistencia a carga lateral, lo que en conjunto con la trituracin
del concreto en la base de las columnas, produjo la degradacin de
resistencia a corte en este muro. Figura 0.12. Inspeccin de la
columna derecha de M2. 77 CAPITULO 9: PROCESAMIENTO DE RESULTADOS
DE LOS ENSAYOS 9.Resultados y Procesamiento de Datos de los
EnsayosEn este captulo se procesan en forma grfica los resultados
de los ensayos de los muros M1 y M2, en base a los siguientes
datos: -Desplazamientos de los LVDT colocados en distintos puntos
de cada muro. -Fuerzas generadas por el actuador dinmico. 9.1.LAZOS
HISTERTICOS FUERZA CORTANTE - DESPLAZAMIENTO LATERAL
Lasfiguras9.1y9.2muestranlavariacindelafuerzacortanteylosdesplazamientos
lateralesenlasdistintasfasesdelensayo.Allsenotaqueconformeseincrementael
desplazamiento,lapendientedeloslazoshisterticosvadisminuyendo.Estoindicaque
ambosmurosdegradaronrigidezlateralconformesefueronincrementandolosdaos.
Asimismo,seapreciaquelaresistencialateralempiezaadecrecer,despusquese
sobrepasa un cierto nivel de desplazamiento (10mm en ambos muros),
asociado a una deriva de 0.0043, menor que la mxima permitida por
la Norma ssmica E.030 (0.005). -Muro M1 (sin malla)
ComoseobservaenlaFig.9.1,laprimerafasepresentauncomportamientoelstico,
aumentando la fuerza cortante conforme se incrementa los
desplazamientos. En la fase 2 hay un decremento de rigidez por la
formacin de las fisuras en traccin por flexin. En la rama positiva
de la Fig.9.1 se nota que en la fase 4 (D = 5mm) hubo un decremento
deresistenciaporlaformacindelaprimeragrietadiagonal.Sinembargo,enlasfases
sucesivas,laresistenciasemantuvoestablehastalafase6(D=10mm),dondese
produjo la trituracin de los ladrillos superiores, con una fuerte
degradacin de resistencia.
EnlaramanegativadelaFig.9.1seobservaquelaresistenciaseincrementahastala
fase6(D=10mm),queescuandoseformunagrietadiagonalylatrituracindelos
ladrillos ocurri en mayor grado, esto produjo una severa degradacin
de resistencia. 78 Adicionalmente, puede notarse en la Fig.9.1 que
la resistencia a cargas positiva (15 ton) y negativa (20 ton) son
distintas y adems ocurrieron para distintos desplazamientos (+5mm y
-10mm), esto se debe a la asimetra que tuvo la falla por corte en
M1. Figura 9.1. Diagrama de Lazos Histerticos para el Muro M1 -Muro
M2
ComoseobservaenlaFig.9.2,las2primerasfasespresentanuncomportamiento
elstico, aumentando la fuerza cortante conforme se incrementan los
desplazamientos. A partir de la tercera fase se nota una cada de la
rigidez lateral, producto de la formacin de fisuras en traccin por
flexin.
Fueapartirdelafase6(D=10mm),dondeempezadegradarlaresistenciaporla
aparicin de la grieta vertical en la conexin columna-albailera. A
partir de la fase 7 (D =
12.5mm),enlaFig.9.2senotaqueloslazoshisterticoscambiandeforma.Alfinalcon
carganulaquedangrandesdesplazamientosremanentes,estosedebeaquela
albailera empez a deslizarse sobre la cimentacin.
Porotrolado,puedenotarseenlaFig.9.2quelaresistenciaacargapositivafuemayor
que a carga negativa. Esta diferencia se atribuye a que una de las
columnas de M2 tuvo cangrejeras (Fig.9.3), mientras que la otra no
tuvo este problema. 79 Figura 9.2. Diagrama de Lazos Histerticos
para el Muro M2 Figura 9.3. Cangrejeras en una columna de M2.
9.2.ENVOLVENTE DEL DIAGRAMA DE LAZOS HISTERTICOS
Paragraficarlaenvolventedeldiagramadelazoshisterticos,seseleccionaronlosdatos
asociados a la mayor fuerza cortante (positiva y negativa)
existente en cada fase. Estos datos aparecen en las tablas 9.1,
para M1, y 9.2, para M2, mientras que la instrumentacin puede
observarse en la Fig.8.1. 80 Tabla 9.1. Puntos asociados a la mxima
fuerza V en cada fase de M1 (sin malla) M1V (ton)D1 mmD2 mmD3 mmD4
mmD5 mmD6 mm 6.1400.5290.032-0.005-0.0030.124-0.076 Fase 1
-6.075-0.5520.032-0.0060.000-0.0580.142
9.5540.9960.050-0.004-0.0030.353-0.083 Fase 2
-8.756-1.0080.051-0.0040.002-0.0690.315
12.3901.7850.060-0.018-0.0030.627-0.130 Fase 3
-12.409-2.437-0.029-0.0140.011-0.1070.826
15.1815.028-1.472-0.032-0.0041.017-0.272 Fase 4
-15.363-5.176-1.369-0.0110.008-0.2531.269
15.1037.686-4.144-0.0360.0151.165-0.472 Fase 5
-18.204-7.649-2.649-0.0040.005-0.4131.658
13.51310.286-6.004-0.0400.1951.045-0.568 Fase 6
-20.054-10.155-3.5420.0010.189-0.5522.013
12.18111.805-6.8570.0160.2081.000-0.464 Fase 7
-7.455-12.722-4.7700.1330.1930.6160.859
6.13915.706-7.5230.1060.2000.6130.597 Fase 8
-7.181-15.124-5.0430.1390.1960.6150.897 Tabla 9.2. Puntos asociados
a la mxima fuerza V en cada fase de M2 (con malla) M2V (ton)D1 mmD2
mmD3 mmD4 mmD5 mmD6 mm 9.0720.4870.0380.0000.0000.201-0.062 Fase 1
-7.240-0.5000.037-0.0010.000-0.0510.114
13.5901.0770.053-0.0110.0000.539-0.101 Fase 2
-10.897-1.0030.054-0.0040.000-0.0530.266
18.2702.5860.054-0.1920.0041.077-0.160 Fase 3
-15.672-2.4700.056-0.0160.004-0.1000.790
23.4885.0690.003-0.508-0.0041.708-0.245 Fase 4
-21.023-4.9980.024-0.037-0.087-0.2481.592
29.2039.933-0.166-0.953-0.0914.6352.479 Fase 5
-24.034-7.632-0.051-0.075-0.556-0.2382.485
29.06512.869-0.308-1.505-0.4586.5713.590 Fase 6
-20.841-10.151-0.117-0.183-2.6010.6263.669
27.32414.976-0.489-3.033-1.3927.677-0.415 Fase 7
-17.628-15.064-0.643-1.355-10.1221.2854.128
21.52218.287-1.565-7.034-2.3748.103-0.863 Fase 8
-17.030-17.522-2.132-2.400-13.6900.9704.358
19.41619.955-2.618-9.536-3.3528.264-1.095 Fase 9
-16.388-20.153-3.358-3.286-15.6010.5764.659
15.69020.138-3.223-10.796-4.0818.043-1.061 Fase 10
-14.185-20.102-3.635-3.676-15.8080.5624.510 81 En la Fig.9.4
aparece la envolvente de los lazos histerticos V-D1 de los muros M1
y M2. En la rama positiva puede notarse una mejora sustancial en el
comportamiento de M2 sobre M1, incrementndose notoriamente tanto la
resistencia como la rigidez lateral inicial. Esto se debe
aqueM2presentacomorefuerzoadicionallamallaelectrosoldadarecubiertaconmortero,
que incrementa el espesor del muro. Adems, se modific la forma de
falla, de una falla por corte en M1 con trituracin de ladrillos, a
una falla por flexin en M2 combinada con grietas en
laconexincolumna-albailera,trituracindelconcretoenlabasedelascolumnasy
deslizamiento de la albailera sobre la cimentacin.
Sinembargo,loindicadoenelprrafoanteriornoseapreciaenlaramanegativa,locual
podra haberse debido a las cangrejeras existentes en una de las
columnas de M2, por lo que es necesario continuar la investigacin.
Figura 9.4. Valores Mximos de Fuerza Cortante vs Desplazamiento
EnlaFig.9.5seobservaresultadossimilaresalosdelaFig.9.4alcompararlosesfuerzos
cortantes y derivas asociadas para cada muro.M2 M1 M2 M1 82 Figura
9.5. Valores Mximos de Esfuerzo Cortante vs Deriva
9.3.DESPLAZAMIENTO LATERAL PERMISIBLE
LaNormaE.030indicaquelamximaderivainelsticaparamurosdealbaileraconfinada
es0.005.ParaelcasodeM1yM2,estaderivacorrespondeundesplazamientolateral=
0.005 x h, siendoh la altura del muro = 0.005 x 2.40 = 12 mm,
asociada a la Fase 7 del ensayo (D1 = 12.5mm). La trituracin de los
ladrillos de la penltima hilada de M1 (sin malla) se hizo notoria
desde la fase 6 del ensayo (D = 10mm), generando una fuerte
degradacin deresistencia. Esto va de
acuerdoennopermitirelusodelladrillopanderetaenlaconstruccindemurosportantes.
Adems, las condiciones del ensayo eran ideales: sin carga vertical,
poco momento flector y
solicitacinhorizontalaplicadalentamente.Sepresumequeencondicionesreales,la
trituracin de los ladrillos pandereta debe iniciarse con
desplazamientos horizontales menores
alindicado.Cabeindicarqueenlapruebaarmnica,latrituracindelosladrillosse
intensific.
ParaelcasodelmuroM2,ladegradacinderesistenciatambinseiniciparaunaderiva
menor que la reglamentaria (fase 6). Este problema podra
solucionarse controlando la grieta M1 M2 M1 M2 83
verticalenlaconexincolumna-albailera,mediantelaprolongacindelrefuerzohorizontal
de la malla, o aadiendo chicotes. 9.4.RIGIDEZ LATERAL INICIAL
ParaobtenerelvalordelarigidezinicialseeligieronunaseriedepuntosV-Dasociadosal
primer ciclo de la Fase 1, donde ambos muros tuvieron un
comportamiento elstico. En base
aestospuntossehizounaregresinlineal,paradespusobtenerlaspendientesdeestas
lneas que definen a la rigidez lateral experimental de los muros.
Los resultados aparecen en las figuras 9.5, para M1, y 9.6, para
M2.
Comparandolosvalorestericos(acpite7.1.2)conlosvaloresdelosensayos,elvalor
tericodelarigidezparaelmuroM1es10.10ton/mm,menoren8%quelarigidezrealde
11.02ton/mm;mientrasqueelmuroM2presentaunarigidezrealde15.54ton/mm,41%
mayorquelarigidezrealdeM1,debidoalincrementoen45%delespesordadoporel
tarrajeo. Por otro lado, conocindose la rigidez real de M1 y
asumindose que el mdulo de corte de la albailera era Gm = 0.4 Em,
se calcul en forma indirecta el mdulo de elasticidad real de la
albailera, con la frmula indicada en el acpite 7.1.2. El resultado
fue Em = 28850 kg/cm2,ligeramente mayor (12%) en relacin al
obtenido en las pilas: Em = 25800 kg/cm2. 84 Figura 9.6. Etapa
Lineal de la Fase 1 del Muro M1 Figura 9.7. Etapa Lineal de la Fase
1 del Muro M2 K1 = 11.02 Ton/mm K2 = 15.54 Ton/mm 85 9.5.TRACCIN
POR FLEXIN
LasprimerasfisurasdetraccinporflexinaparecieronenelMuroM1enlaFase2del
ensayo, para una fuerza de 9.54 ton, mayor en 23% que el valor
terico obtenido en el acpite 7.1.3 (7.78 ton). Para el muro M2, la
fuerza asociada a esta falla fue 10.8 ton, en la Fase 3, mayor en
13% que la correspondiente a M1. Esto se atribuye al mayor espesor
de M2 por el tarrajeo adicionado. 9.6.AGRIETAMIENTO DIAGONAL La
falla por corte se manifest en el muro M1 con una grieta diagonal
de 3mm en la Fase 4 para una fuerza de 15.18 ton, 14% mayor que la
resistencia terica al agrietamiento diagonal calculada en el acpite
7.1.4 (13.27 ton). En M2 se visualizaron fisuras diagonales del
orden de0.5mmparaunafuerzade19.78ton,tambinenlaFase4,30%mayorquela
correspondienteaM1.Ladiferenciaentreambosmurostambinsedebealmayorespesor
que tuvo M2. 9.7.RESISTENCIA MXIMA En cuanto a la resistencia mxima
no se puede llegar a ninguna conclusin precisa, debido a que las
cargas mximas en las ramas positivas y negativas de la envolvente
V-D fueron muy
distintas,tantoparaelmuroM1comoparaM2.Estosedebealaasimetraenlaformade
falla en M1 y a las cangrejeras mencionadas en una de las columnas
de M2. 9.8.COMPORTAMIENTO DEL REFUERZO VERTICAL EN LAS COLUMNAS
ElmuroM1alcanzunacargamximade-20tonyM2llega+29.2ton.Ambosvalores
superan a la resistencia mxima terica a flexin asociada a la
fluencia del refuerzo vertical,
calculadaenelacpite7.1.5(19.6ton),porloqueelrefuerzoverticaldebehaberse
deformado tanto que entr a la zona de endurecimiento.
Experimentalmente la deformacin unitaria del refuerzo se puede
obtener con los datos de los
desplazamientosverticalesobtenidosconlosLVDTD5yD6,ubicadosenlascolumnasa
300mm por encima de la viga de cimentacin. 86
Acontinuacinsepresentaelclculodeladeformacinunitariadelrefuerzovertical,
empleandolosdatosdelastablas9.1(paraM1)y9.2(paraM2),asociadosalascargas
mximas registradas, ver tabla 9.3. y Donde: = Deformacin unitaria
mxima = Deformacin de fluencia fy = Esfuerzo de fluencia, 4200
kg/cm2 D = Desplazamiento vertical en traccin, registrado por D5 o
D6 L = Distancia entre la base de los sensores = 300 mm Tabla 9.3.
Deformaciones Unitarias para los LVDT D5 y D6 MuroLVDT V (ton) D mm
1D6-20.05 2.0130.00672D529.24.6350.0154 De los resultados obtenidos
se verifica que la deformacin unitaria mxima ( ) en ambos
murossuperladeformacinunitariadelaceroenfluencia(
)porloqueelrefuerzo incursion en la zona de endurecimiento.
9.9.ANLISIS DE LA CONEXIN COLUMNA-ALBAILERA
EnlaFase6delensayodecargacclicadelmuroM2,seformunagrietaverticalenla
columnaderechadondeseubicabaelLVDTD4(Fig.8.27).Otragrietasimilartambinse
formenlacolumnaizquierda,dondeestabaelLVDTD3,perotuvomenorespesorquela
existente en la columna derecha (Fig.9.8). Estas grietas
progresaron en las fases siguientes y determinaron el
comportamiento final del muro M2, en vista que la albailera se
separ de las
columnasyelrefuerzoverticalinternodelascolumnasperdiadherencia.Asimismo,la
albailera se desliz sobre la cimentacin, reducindose notablemente
la resistencia a carga
lateral.Caberemarcarquelasgrietasverticalesenlauninalbailera-columnanose
87
presentaronenM1,dondeladegradacinderesistenciaseatribuyealatrituracindelos
ladrillos pandereta. 9.10.GROSORES MXIMOS DE GRIETAS
Losgrosoresdegrietasmedidosduranteelensayo(conunatarjetacomparadoraycon
wincha), corresponden a la grieta que defini la forma de falla de
cada muro. Para el caso del
muroM1,correspondealagrietadiagonal,mientrasqueparaM2,dondelasfisuras
diagonalesfueronfinas,correspondealagrietaverticalformadaenlaconexinalbailera-columnaizquierda.ComosepuedeobservarenlaFig.9.9,elmuroM2tuvomejor
comportamiento que M1 en las primeras fases del ensayo. Figura 9.9.
Tamaos Mximos de Grietas Figura 9.8. Envolvente D1-D3 y D1-D4 en M2
M1 M2 88 CAPITULO 10: ANLISIS COSTO-BENEFICIO 10. Anlisis Si se
obvia la cangrejera que se form en una de las columnas del muro M2
y se analiza la
ramapositivadelaenvolventeV-D,podraconcluirsequehubounamejorasustancialal
incluir la malla y el tarrajeo en M2, en relacin al muro M1. En M1
los ladrillos pandereta se
trituraron,raznporlacualenlaNormaE.070seprohbesuusoenmurosportantesen
zonasssmicas.Sinembargo,esteanlisisnoessuficientesinoessustentadoconun
anlisis de costo. En este captulo se realiza un anlisis de costos,
con cantidades utilizadas en el proyecto por metro cuadrado de
muro. Se emplean los precios unitarios indicados por la revista
CONSTRUCTIVO Julio 2011. Se hace notar que en el clculo del costo
(Tabla 10.1 para M1 y Tabla 10.2 para M2), slo se consider las
partidas: construccin de la albailera y colocacin de la malla
electrosoldada.
Noseconsiderelcostodelavigadecimentacin,columnas,solerasytarrajeodemuro,
porque se considera que estos elementos son los mismos en los dos
muros. Tabla 10.1. Costo en Soles por m2 de Muro de Ladrillo
Pandereta de Soga (muro M1) Rendimiento= 9.68 m2/da Unidad= m2
Descripcin CuadrillaUnidadMetrado PU Parcial TotalManodeObra
20.95Operario 1 hh 0.826 14.14 11.69Pen 1 hh 0.826 11.21 9.26
Equipo 0.96HerramientasManuales(%deManodeObra) 1% 5.0000 20.95 0.96
MATERIALES 26.99ArenaGruesa m3 0.03 37.82 1.13CementoPortlandTipoI
bol 0.30 14.12 4.24LadrilloPanderetaAcanalado und. 46.00 0.47 21.62
CostoSoles/m248.90 89 Tabla 10.2. Costo en Soles por m2 de Muro de
Ladrillo Pandereta de Soga con Refuerzo (muro M2) Rendimiento= 7.74
m2/da Unidad= m2 Descripcin CuadrillaUnidadMetrado PU Parcial
TotalManodeObra 26.19Operario 1 hh 1.03 14.14 14.61Pen 1 hh 1.03
11.21 11.58 Equipo 0.96HerramientasManuales(%deManodeObra) 1%
5.0000 26.19 0.96 MATERIALES 33.23ArenaGruesa m3 0.03 37.82
1.17CementoPortlandTipoI bol 0.31 14.12
4.33LadrilloPanderetaAcanalado und. 46.00 0.47 21.62Alambre#8 kg
0.41 2.44 1.01Alambre#16 kg 0.21 2.44 0.50MallaElectrosoldada m2
1.00 4.59 4.59 CostoSoles/m260.38
DeacuerdoaloscostosindicadosenlasTablas10.1y10.2,alreforzaralmuroM2conla
mallaelectrosoldada,elcostoseincrementaen23%.Sinembargo,esteporcentajepodra
bajarsiseagregasetodaslaspartidasqueintervienenenlaconstruccin,incluyendolos
acabados. Por otro lado, la resistencia del muro M2 se increment en
46% (de 20 ton en M1 a 29.2 ton en M2), por lo que la relacin
costo-beneficio es adecuada. Se debe remarcar que el costo indicado
en la Tabla 10.2 para M2, no incluye al tarrajeo, sin embargo, es
imprescindible recubrir a la malla con tarrajeo. 90 CAPITULO 11:
CONCLUSIONES 11. Conclusiones Las conclusiones obtenidas de la
presente investigacin se encuentran limitadas por la poca cantidad
de muros ensayados, adems en el muro M2 (con malla) se present
cangrejeras en
unadesuscolumnas,laqueinfluyenelcomportamientossmicodeestemuro.Sin
embargo,deobviarseestedefectoenlaconstruccin,podradecirsequelamalla
electrosoldadarecubiertaconmorterocumpliconelobjetivodeevitarlatrituracindelos
ladrillospandereta.Porlotanto,constituyeunamedidapreventivaquepodraaplicarseen
aquellasviviendasinformales,cuyosmurosportanteshansidoconstruidosconladrillos
tubularesenformaindebida.Talesladrillosestndestinadosalaconstruccindemurosno
portantes(tabiquesyparapetos).Adems,elproyectodejunaseriederesultados
experimentales que se describen a continuacin:
1.SegnlosensayosclasificatoriosdelaNormaE.070,losladrillospanderetautilizados
clasificaron como ladrillos Clase I (fb = 56 kg/cm2), a pesar de
presentar baja variabilidad
dimensionalyalabeo.Quedaconfirmadoentoncesque,porsubajaresistenciaala
compresinycomportamientosumamentefrgil,escorrectoqueelladrillopandereta
est prohibido en la construccin de muros portantes en zonas de alta
sismicidad. 2.Respecto al proceso constructivo, es comn que se
produzcan cangrejeras en zonas de
vaciadocongestionadasporelrefuerzoencolumnasdepocoespesor(11cm).Para
aminorarlosedeberevisarlagranulometraparaevitarpiedrasconuntamaomximo
mayor que . En este proyecto a pesar de haberse adquirido piedra
chancada de se
observaronpiedrascontamaodehasta1.Tambinlosgolpesconsecutivosconun
martillodegomasobreelencofradoayudanaconseguirquelamezclaseasiente
adecuadamente.Porltimo,seplanteaelusodeotrotipodeconexincolumna
albailera, que evite cangrejeras, como la conexin al ras
adicionando chicotes.
3.Eltaponadoconpapeldeaquellosladrillosubicadosenlainterfaseconlascolumnas,
evitquelalechadadecementosefiltrealinteriordeloshuecosdelladrillo,locual
hubiese debilitado a las columnas de concreto. 4.La resistencia a
compresin axial de la albailera (fm = 24 kg/cm2) result muy baja y
las
pilastuvieronuncomportamientosumamentefrgil,razonesporlascualesesmuy
peligroso el uso del ladrillo pandereta en la construccin de muros
portantes. Esto podra deberse a la poca rea axial neta que tuvo la
unidad tubular. Mientras que la resistencia a 91 corte puro (vm =
9.28 kg/cm2) result elevada y comparable con los mejores ladrillos
de arcilla indicados en la Norma E.070. Esto podra deberse a que el
mortero de las juntas verticales penetr al interior de los huecos
formando llaves de corte que incrementaron la resistencia a fuerza
cortante. 5.En relacin al mdulo de elasticidad de la albailera con
ladrillo pandereta, la expresin Em = 500 fm dada por la Norma E.070
no es aplicable, debido a la baja resistencia fm
quemostraronlaspilas.Sinembargo,lainstrumentacincolocadaenlaspilaspermiti
obtenerEm=25800kg/cm2,valorquefuecorroboradoindirectamentealevaluarla
rigidez lateral experimental del muro M1 (sin malla), asumindose un
mdulo de corte Gm = 0.4 Em, indicado en la Norma E.070. 6.En el
ensayo del muro M1 (sin malla) se observ la falla por corte en la
fase 4 (D = 5mm) en una de las diagonales; en la fase 6 (D = 10mm)
se produjo la trituracin de los ladrillos
ubicadosenlashiladassuperiores,loquecondujoaunadrsticareduccindela
resistenciaafuerzacortante.Estoocurriparaunaderivamenorquelamxima
permitida por la Norma E.030 (fase 7, D = 12.5mm),lo cual reafirma
la prohibicin de los ladrillos pandereta para fines estructurales.
Cabe adems mencionar que la falla por corte de este muro fue
asimtrica, sin que se lleguen a encontrar las grietas diagonales en
la parte central del muro, lo que hubiese producido una trituracin
mayor de estos ladrillos.
7.EnelensayoarmnicodelmuroM1(frecuenciade2Hzyundesplazamientolateralde
15mm)sepresentunamayortrituracindelladrillopanderetaenlazonasuperior
cercana a la viga solera. Esta trituracin pudo ser mayor en
condiciones reales de carga vertical y momentos flectores
importantes, como los que presentan los edificios. 8.Para el diseo
del muro M1 (sin malla) se sigui las especificaciones de la Norma
E.070, salvo la utilizacin del ladrillo pandereta, por ser parte de
esta investigacin. Comparando los resultados experimentales con los
resultados tericos, se hall que la rigidez lateral, la carga de
fisuracin en traccin por flexin y la carga de agrietamiento
diagonal, tuvieron poca diferencia (8%, 23% y 14%,
respectivamente). 9.La malla electrosoldada recubierta de mortero
adicionada en el muro M2, modific el tipo
defalladeunafallaporcorteenM1aunafallaporflexinenM2,derivadaenla
separacin entre la albailera y las columnas, y en deslizamiento de
la albailera sobre
lacimentacin.Estosedebialincrementoenelespesordelmuro(de11cma16cm),
92
quecausunincrementodelaresistenciaafuerzacortante.Deestemodo,larigidez
lateral, la carga de fisuracin en traccin por flexin, la carga de
agrietamiento diagonal y
laresistenciamximaenM2fueron41%,13%,30%y42%,respectivamente,mayores
que los valores obtenidos para el muro M1. 10. Las fisuras
diagonales que se formaron en M2 (con malla), fueron muy finas, lo
cual evit la trituracin de los ladrillos pandereta, cumplindose el
objetivo de esta investigacin. 11.
EnelensayodelmuroM2,lagrietaverticalenlauninalbailera-columnaempeza
formarse en la base del muro desde la fase 6 del ensayo (D = 10mm)
y paulatinamente
fueextendindosehaciaarribaconformeseincrementabanlosdesplazamientos
laterales.Estagrietaseubicenlaposicindelrefuerzoverticalinternodeambas
columnas, causando una prdida de adherencia del refuerzo
mencionado. Ello contribuy
alacontinuadegradacinderesistenciaafuerzacortanteenestemuro.Posteriorala
formacindelagrietavertical,sobrevinoeldeslizamientodelaalbailerasobrela
cimentacin, sin que deslicen las columnas. Sin embargo, estos
problemas no descartan el empleo de la malla electrosoldada como
sistema para controlar la trituracin del ladrillo pandereta, en
vista que esto se puede solucionar como se describi en el captulo
11. 12.
Conrespectoalainversinenestetipodereforzamientoconmallaelectrosoldada
tarrajeada con mortero 1:4, habra un incremento del costo en un
23%, valor que podra
diluirsesiseagregasetodaslaspartidasqueintervienenenlaconstruccin,incluyendo
los acabados. Sin embargo, la resistencia del muro M2 se increment
en 46% (de 20 ton en M1 a 29.2 ton en M2), por lo que la relacin
costo-beneficio es adecuada para poder mejorar las propiedades
estructurales del muro. 93 CAPITULO 12: LNEAS FUTURAS DE
INVESTIGACIN 12. Lnea para futuras investigaciones
Losresultadoshalladosenestainvestigacinhansidosatisfactorios,peroalmismotiempo
han despertado la curiosidad por esclarecer nuevos escenarios en
base a las condiciones de
reforzamientoquequedarancomotemasdefuturosproyectos.Estosseplanteana
continuacin: 1.En vista que el valor de la resistencia a corte (vm)
result elevado en comparacin a
laresistenciaenotrosladrillosdearcillaindicadosenlaNormaE.070,sepropone
realizarensayosenmuretestaponandolosladrillostubulares(pandereta)paraevitar
que ingrese el mortero de las juntas verticales y as poder
verificar si ste fue el motivo de la elevada resistencia a corte.
2.Parahallarlosvaloresdelasresistenciasacompresin(fm)ycorte(vm)dela
albailera reforzada, se propone realizar ensayos en los prismas de
albailera (pilas
ymuretes)adicionandolamallaelectrosoldadatarrajeadaconmortero1:4yas
conocer las propiedades experimentales de la albailera. Esto
permitira compararlos con las mismas condiciones que posee el muro
reforzado. 3.En vista que en el Muro M2 se produjo una grieta
vertical en la columna derecha que
ocasionunareduccindelaresistenciaporlaprdidadeadherenciadelrefuerzo
vertical interno, se propone extender el refuerzo horizontal de la
malla electrosoldada soldndol