FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO DE ALBAÑILERÍA CONFINADA DEL CERCO CERCO PERIMÉTRICO DE LA
1. Título de la tesis. DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO DE ALBAÑILERÍA CONFINADA DEL CERCO PERIMÉTRICO DE
LA
INSTITUCIÓN EDUCATIVA INICIAL SIMÓN BOLÍVAR 104, DISTRITO DE JESÚS NAZARENAS, PROVINCIA DE HUAMANGA, REGIÓN AYACUCHO, ABRIL – ABRIL – 2016. 2016.
1. Título de la tesis. DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO DE ALBAÑILERÍA CONFINADA DEL CERCO PERIMÉTRICO DE
LA
INSTITUCIÓN EDUCATIVA INICIAL SIMÓN BOLÍVAR 104, DISTRITO DE JESÚS NAZARENAS, PROVINCIA DE HUAMANGA, REGIÓN AYACUCHO, ABRIL – ABRIL – 2016. 2016.
2. Contenido 1. Título de la tesis. ..................................................... ........................................................................... ............................................. .......................1 2. Contenido .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................. .......................2 3. Introducción .......................................... ................................................................ ............................................ ......................................... ...................4 4. Planeamiento de la investigación ............................................. .................................................................... .......................... ...7 4.1.
Planteamiento del Problema......................................... ............................................................... ................................. ........... 7
a.
Caracterización del Problema .......................................... ................................................................. ............................. ...... 7
b. Enunciado del del Problema ............................... ...................................................... .............................................. ........................... 8 4.2.
Objetivos de la Investigación ........................................... .................................................................. ............................. ...... 8
4.2.1.
Objetivo General ............................................ ................................................................... ........................................ ................. 8
4.2.2.
Objetivos Específicos ........................................... .................................................................. ................................. .......... 8
4.3.
Justificación de la Investigación .......................................... ................................................................. ........................... 8
a.3. Muros............................................................................................................... 17 a.4. Cerco Perimetral .............................................................................................. 17 5.2.3.
Patologías en el concreto ......................................................................... 17
5.2.4.
Patologías en Elementos de Concreto Armado ....................................... 18
5.2.5.
Descripción de las patologías .................................................................. 18
6. Metodología ........................................................................................................19 6.1.
Tipo de Investigación .................................................................................. 19
6.2.
Nivel de la Investigación de la Tesis........................................................... 19
6.3.
Diseño de la Investigación .......................................................................... 19
6.4.
El Universo y muestra ................................................................................. 19
6.5.
Definición y Operacionalización de las Variables ...................................... 20
6.6.
Técnicas e Instrumentos de recolección de datos ....................................... 20
3. Introducción La presente investigación, se realizará con la finalidad de determinar los tipos de patologías en la Estructura de Albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, Distrito de Jesús Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho, Abril – 2016. El origen etimológico de la palabra patología proviene de los términos pathos y logos que significan enfermedad y conocimiento, respectivamente, por lo que se puede definir este término como el estudio de las enfermedades. Llevado al área de la construcción se puede decir que las patologías de la construcción se refieren al estudio de las lesiones o fallas en una edificación después de su ejecución. Los cercos perimétricos son empleados como elementos de cierre en los linderos de una edificación (o de un terreno). Los muros de albañilería, reciben carga vertical, estos muros son diseñados básicamente ante cargas perpendiculares a su plano, originadas por el viento, sismo u otras cargas de empuje. Tenemos como antecedente nacional la investigación que realizó (Beltrán A. 2015),
partir de la determinación y la evaluación de las patologías del mismo. Para poder dar respuesta al objetivo general se a planteado el siguiente objetivos específicos : Identificar los tipos de patologías del concreto en la estructuras de albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, Distrito de Jesús Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho; Analizar los tipos de patologías del concreto en la estructuras de albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, Distrito de Jesús Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho y Obtener la severidad de acuerdo a las patologías del concreto en la estructuras de albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, Distrito de Jesús Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho. La presente investigación se justifica por la necesidad de conocer los tipos de patologías y severidad que se presentan en la infraestructura del cerco perimétrico en la Estructuras de Albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial Simón Bolívar 104, teniendo en conocimiento los diferentes tipos de patologías identificadas
El quinto capítulo es la del Marco Teórico en el cual encontramos una serie de antecedentes de investigaciones similares tanto internacionales, nacionales y locales, también se encuentra la base teórica en la cual encontramos definiciones de distintos profesiones sobre los elementos estructurales y las patologías que encontramos en ellas. El sexto capítulo es la Metodología empleada para en el proyecto, en el cual definimos nuestro universo y muestra a estudiar, definiremos los métodos a utilizar y las herramientas utilizadas para lograr el estudio . El séptimo capítulo es la Bibliografía en la cual anotamos las fuentes de donde se obtiene información la cual utilizamos de referencias para la investigación.
4. Planeamiento de la investigación 4.1. Planteamiento del Problema a. Caracterización del Problema La Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar del distrito de Jesús Nazarenas, provincia de Huamanga, región Ayacucho, Abril – 2016, Está ubicado a una altitud de 2 780 msnm. El clima templado y seco con una biotemperatura anual promedio de 15.5ºC, con una precipitación promedio de 540 m.m. por año y una humedad que varía en un rango de 56 a 60%. Presenta tres estaciones: lluviosa (diciembre, enero, febrero y marzo) intermedia (abril, setiembre, octubre y noviembre) y secano (mayo, junio, julio y agosto). La investigación a realizar está enfocado al estudio de las estructuras de albañilería confinada del
cerco perimétrico
de la infraestructura antes
mencionada. La longitud que comprende el Cerco Perimétrico de la Institución Educativa Simón Bolívar es de 239.84 m., cuenta con columnas, sobrecimiento,
b. Enunciado del Problema ¿En qué medida la determinación y evaluación de las patologías del concreto en la estructuras de mortero armado en columnas, muros de albañilería de la Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, nos permitirá conocer la severidad en que se encuentra la infraestructura de la Institución Educativa?
4.2. Objetivos de la Investigación 4.2.1.Objetivo General Determinar y evaluar las patologías del concreto de albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, distrito de Jesús Nazarenas, provincia de Huamanga, región Ayacucho, a partir de la determinación y la evaluación de las patologías del mismo.
4.2.2. Objetivos Específicos a) Identificar los tipos de patologías del concreto en la estructuras de albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial 104, Simón
Este trabajo de investigación posibilitará servir de base a la Institución Educativa en el planteamiento de cuáles son las necesidades y prioridades de reparación o mantenimiento de las estructuras de albañilería confinada del cerco perimétrico de la Institución Educativa Simón Bolívar 104 en beneficio de la ciudadanía; así como también, ofrecer a futuros investigadores sobre este tema un material de consulta.
5. Marco teórico y conceptual 5.1. Antecedentes 5.1.1.Antecedentes Internacionales a) Durabilidad del concreto armado en viviendas de zonas costeras por acción del medio ambiente en la conurbación Barcelona, Lechería, Puerto la Cruz y Guanta del Estado Anzoátegui.”
(Escalante S. 2010) 1 El objetivo es evaluar la durabilidad del Concreto Armado debido a los Daños Estructurales en las Viviendas en Zonas Costeras por acción del medio ambiente
El ambiente climatológico en la zona de Lechería, Puerto la Cruz y cuanta se caracteriza por un alto índice de agresividad, con temperatura media en promedio de 27°C, porcentaje de humedad relativa en 77% y los pico de humedad, según la tabla 4.13, se registraron en un 80% durante los meses de junio y agosto en el periodo de 11 años.
En el ensayo utilizado para demostrar la presencia de CO2 en el concreto, con la solución de fenoltaleína, se pudo observar tonalidades de violeta indicando la presencia de carbonatación y blanco indicando carbonatación avanzada en el elemento. Al cuantificar el nivel de carbonatación presente a través de la gráfica de Verbeck humedad Vs carbonatación, se obtuvo un 97% de la misma correspondiente a una humedad aproximada de 77%.
Se manifestó la presencia de cloruros al aplicarse la solución de nitrato de plata, cambiando el color del concreto a un tono blanquecino.
Para retardar la penetración tanto de cloruros como de sulfatos es recomendable utilizar un concreto con mayor resistencia mecánica y menor porosidad de
Las construcciones en zonas de playa y costeras al estar sometidas a un ambiente extremadamente agresivo, tienen mayor vulnerabilidad a la aparición de deterioros que las que no se encuentran en dicha zona.
Las lesiones más comunes encontradas fueron la humedad con un 23 %, seguido de las fisuras con un 20 % y la erosión con un 15 %, mientras que el elemento con mayor incidencia de lesiones son los revestimientos con un nivel de aparición del 31%, siendo la carpintería la menos afectada con un 16 %. Cabe señalar que la pérdida de la capa protectora en la carpintería está presente en 15 de las 17 edificaciones analizadas, para un 88 %.
En cuanto a las actuaciones constructivas solo el 29 % de los casos de estudio necesitan mantenimiento; sin embargo, el 71 % restante requiere de rehabilitación en sus diferentes modalidades, ocupando la rehabilitación media y pesada el 47 % del total.
c) Patologías en la edificación de viviendas sociales, especialmente con la humedad, Chile – 2004.
potable, grietas en radieres, instalación defectuosa de artefactos sanitarios y humedad y deformación de tabique mixto. Las patologías citadas superan las mil viviendas afectadas dentro del universo estudiado en la investigación realizada. Asimismo, las patologías aludidas derivan a problemas y/o efectos relacionados con la humedad en la vivienda. Por ejemplo, una patología, como la filtración de la red interior de agua potable, sin duda que originara daños y/o manchas en las paredes, producto del agua filtrada. Este problema se verá intensificado si se trata de una vivienda nueva, la cual ya contiene un % de humedad debido a los materiales que componen su construcción.
5.1.2.Antecedentes Nacionales a. Determinación de los Tipos de Patologías y Evaluación del Grado de las mismas en las Instituciones Educativas de Catacaos – Provincia de Piura año 2010 (Palomino C. 2010) 4 El objetivo de esta tesis de nivel descriptivo que se aplicó a una muestra de 10
El objetivo de este trabajo es el estudio de la influencia del agrietamiento en la respuesta sísmica de tres edificios peruanos. Se trabajó con edificios a porticados de 4, 5 y 6 pisos usando diferentes niveles de reducción en las inercias. Los resultados se obtuvo el siguiente análisis, de las 19 patologías principales de muro, solamente tuvieron una presencia significativa seis de ellas, a saber:
Falta de adherencia entre mortero y ladrillo, y mortero en mal estado, patología hallada en el 92% de las viviendas.
Falta de traba en las esquinas, hallada en el 100% de las viviendas.
Uniones a paredes existentes, halladas en un 98% de las viviendas
Asentamiento Diferencial, halladas en un 70% de las viviendas.
Muros sometidos a cargas muy diferentes, halladas en el 80% de las viviendas.
Aberturas, halladas en el 94% de las viviendas.
Concluyó:
Inmaculada de la Merced, del distrito de Chimbote, provincia del Santa y departamento de Ancash.
Resultados:
Agrupando los resultados de todas las unidades de muestra, desde la unidad de muestra U – 01 hasta la unidad de muestra U – 07, se obtuvo un porcentaje promedio de área afectada de8.24 %, lo que le corresponde una clasificación promedio de LEVE.
El tipo de patología más frecuente, es decir con mayor área, que se ha encontrado en las diferentes unidades de muestra es la humedad con 27.72 m2, esto quiere decir que el 6.10 %de muros de albañilería del Pabellón 5 está afectado por el tipo de daño humedad con nivel de severidad Leve.
Concluyó:
Los muros de albañilería del Pabellón 5 de la Institución Educativa Inmaculada de la Merced tienen un porcentaje promedio de área afectada de 8.24 %, lo que le corresponde una clasificación LEVE, donde el tipo de
(Jiménez R. 2011) 8 Albañilería Etimológicamente significa “puesto con la mano” y precisamente en eso consiste la esencia de este sistema para la construcción de muros.
5.2.2.Tipos de Albañilería Existen tres tipos de albañilería
5.2.2.1. Albañilería simple (Pérez J. 2004) 9 Usada de manera tradicional y desarrollada mediante experimentación. Es en la cual la albañilería no posee más elementos que el ladrillo y el mortero o argamasa, siendo éstos los elementos estructurales encargados de resistir todas las potenciales cargas que afecten la construcción. Esto se logra mediante la disposición de los elementos de la estructura de modo que las fuerzas actuantes sean preferentemente de compresión.
(Kuroiwa J, Salas J. 2009) 12 La albañilería confinada es aquel tipo de sistema constructivo en el que se utilizan piezas de ladrillo rojo de arcilla horneada o bloques de concreto, de modo que los muros quedan bordeados en sus cuatro lados, por elementos de concreto armado.
a. Elementos de confinamiento. (Fernández L. 2009) 13 Vigas y columnas de confinamiento que tienen como función reforzar los paneles de mampostería no reforzada. Estos elementos de confinamiento pueden fallar por corte, por tensión, por compresión o por efectos combinados principalmente como consecuencia del agrietamiento del panel interior.
a.1. Columna (Blanco A. 2008)14
el concreto y las fuerzas de flexión son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado.
a.3. Muros (Barreto A. 2010)17 Es una construcción que permite dividir o delimitar un espacio. El término suele utilizarse como sinónimo de pared, muralla o tapia, según el contexto.
Muro Portante o de Carga (Medina R. 2010) 18 Los muros de carga se dan a conocer como muros portantes y son las paredes que en determinada construcción tienen función estructural. También se emplean como elementos estructurales y están preparados para soportar la diversidad de fuerzas que siempre están presentes en una construcción.
Muro Tabique o No Portante (Catcoparco M. 2014) 19 Son aquellos muros que NO están preparados para soportar los diversos tipos
que es uno de los deterioros más frecuentes, se manifiesta por la pérdida de una capa superficial de configuración, espesor y extensión variables. (Vélez L. 2009) 22 El deterioro es la degradación de los atributos de un material, de un elemento constructivo y de un sistema constructivo. La degradaciones la pérdida de propiedades y características en el tiempo, así la durabilidad es un principio de diseño en la ingeniería y construcción.
5.2.4. Patologías en Elementos de Concreto Armado (Rivva E. 2006) 23 La patología del concreto se define como el estudio sistemático de los procesos y características de las “enfermedades” o los “defectos y daños” que puede sufrir el concreto, sus causas, sus consecuencias. En resumen Patología es aquella parte de la durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y diagnóstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto.
6. Metodología 6.1. Tipo de Investigación En general el estudio será del tipo descriptivo. Es descriptivo porque describe la realidad, sin alterarla.
6.2. Nivel de la Investigación de la Tesis El nivel de la investigación para el presente estudio, es cualitativo, de acuerdo a la naturaleza del estudio de la investigación.
6.3. Diseño de la Investigación Para el presente estudio el diseño de investigación será no experimental. El procesamiento de la información se efectuará de forma manual no se hará uso de ningún software. La metodología a utilizar para el desarrollo adecuado del proyecto con fin de dar cumplimiento a los objetivos planteados es: Recopilación de antecedentes preliminares;
en
esta
etapa
serializará
la
búsqueda,
ordenamiento, análisis y validación de los datos existentes y de toda la información
La muestra estará comprendida por toda la infraestructura del cerco perimétrico de la Institución Educativa Inicial Simón Bolívar 104, del distrito de Jesús Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho.
Muestreo El muestreo para la evaluación, será realizado mediante muestras detalladas en los planos y evaluación de patologías propiamente de cada uno de los elementos seleccionados de acuerdo al estado, condición y presencia de los diferentes tipos de patologías que éstas presenten en los diferentes elementos de cerramiento de dicha infraestructura de la Institución Educativa Inicial Simón Bolívar 104, del distrito de Jesús Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho, Abril – 2016.
6.5. Definición y Operacionalización de las Variables Tabla 03: Cuadro de Operacionalización de variables CUADRO DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES Variable
Definición
Dimensiones
Definición
Indicadores
6.7. Plan de Análisis El plan de análisis adoptado, estará comprendido de la siguiente manera:
El análisis se realizará, teniendo el conocimiento general de la ubicación del área que está en estudio. Según los diferentes ejes y tramos proyectados en los planos para mejor evaluación.
Evaluando de manera general, tanto la parte interna como la parte externa de toda la infraestructura, podremos determinar los diferentes tipos de patologías que existen y según ello realizar los cuadros de evaluación.
Procedimiento de recopilación de información de campo, mediante mediciones para obtener cuadros informativos de tipos de patologías.
6.8. Matriz de Consistencia Tabla 04: Elaboración de la matriz de consistencia DETERMINACI N Y EVALUACI N DE LAS PATOLOG AS EN LA ESTRUCTURAS DE MORTERO ARMADO EN COLUMNAS, MUROS DE DETERMINACI N Y EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO DE ALBAÑILERÍA CONFINADA DEL CERCO PERIMÉTRICO DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA INICIAL SIMÓN BOLÍVAR 104, DISTRITO DE JESÚS NAZARENAS, PROVINCIA DE HUAMANGA, REGIÓN AYACUCHO, ABRIL – 2016. Caracterización del Problema Objetivo General Bases Teóricas Referencias bibliográficas La Institución Educativa Inicial 104, Simón Determinar y evaluar las patologías del concreto de albañilería 1. Muñoz M. Bolívar del distrito de Jesús Nazarenas, confinada de la Institución Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, Tipos de Patologías que se "Patologías en la edificación de provincia de Huamanga, región Ayacucho, distrito de Jesús Nazarenas, provincia de Huamanga, región presentan en la estructura de viviendas sociales, Abril – 2016, Está ubicado a una altitud de 2 Ayacucho, a partir de la determinación y la evaluación de las Mortero Armado en Columnas, especialmente con la 780 msnm. El clima templado y seco con una patologías del mismo. Muros de Albañilería. humedad" [Tesis Pre Grado]. biotemperatura anual promedio de 15.5ºC, Valdivia, Chile: Universidad Metodología con una precipitación promedio de 540 m.m. Objetivo Especifico Austral de Chile; [Seriada en Tipo de Investigación por año y una humedad que varía en un rango a) Identificar los tipos de patologías del concreto en la Descriptivo, no experimental y línea] 2004. [Citada en 2015 de 56 a 60%. Presenta tres estaciones: estructuras de albañilería confinada de la Institución de corte transversal en enero del Agosto 18]. lluviosa (diciembre, enero, febrero y marzo) http://cybertesis.uach.cl/tesis/u Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, Distrito de Jesús 2016. intermedia (abril, setiembre, octubre y ach/2004/bmfcim971p/pdf/bm Nivel de la investigación Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho. noviembre) y secano (mayo, junio, julio y El nivel de la investigación para fcim971p.pdf b) Analizar los tipos de patologías del concreto en la estructuras el presente estudio, cualitativa. agosto). 2. Otros. de albañilería confinada de la Institución Educativa Inicial ¿En qué medida la determinación y Diseño e la investigación 104, Simón Bolívar, Distrito de Jesús Nazarenas, Provincia evaluación de las patologías del concreto en El universo o Población la estructuras de mortero armado en de Huamanga, Región Ayacucho. columnas, muros de albañilería de la c) Obtener la severidad de acuerdo a las patologías del concreto a) Muestra Institución Educativa Inicial 104, Simón en la estructuras de albañilería confinada de la Institución b) Muestreo Bolívar, nos permitirá conocer la severidad Definición y Operacionalización Educativa Inicial 104, Simón Bolívar, Distrito de Jesús en que se encuentra la infraestructura de la de las Variables Nazarenas, Provincia de Huamanga, Región Ayacucho. Institución Educativa? Técnicas e Instrumentos Plan de estudios
Fuente: elaboración propia (2016)
22
6.9. Principios Éticos A. Ética en la recolección de datos Tener responsabilidad y ser veraces cuando se realicen la
toma de
datos en la zona de evaluación. De esa forma los análisis serán veraces y así se obtendrán resultados conforme lo estudiado, recopilado y evaluado.
B. Ética para el inicio de la evaluación Realizar de manera responsable y ordenada los materiales
que
emplearemos para nuestra evaluación visual en campo antes de acudir a ella. Pedir los permisos correspondientes y explicar de manera concisa los objetivos y justificación de nuestra investigación antes de acudir a la zona de estudio, obteniendo la aprobación respectiva para la ejecución del proyecto de investigación.
C. Ética en la solución de resultados Obtener los resultados de las evaluaciones de las muestras, tomando en cuenta la veracidad de áreas obtenidas y los tipos de daños que la afectan.
7. Referencias bibliográficas (1) Escalante S. Durabilidad del concreto armado en viviendas de zonas costeras por acción del medio ambiente en la conurbación Barcelona, Lechería, Puerto la Cruz y Guanta del Estado Anzoátegui [Tesis para obtención del título]. Barcelona, España: Universidad de oriente Núcleo de Anzoátegui; [Internet] 2010. [Citado 2016 Abr. 03].Pág. 18-198-199-200-201-202-203-204-205-206207, disponible en: http://ri.bib.udo.edu.ve/bitstream/123456789/2580/1/20TESISIC010E40.pdf (2) Domínguez J, González A. Valoración técnica del deterioro de las edificaciones en la zona costera de Santa Fe. Arquitectura y Urbanismo. 2015; 36 (1): 48-61. (3) Muñoz M. "Patologías en la edificación de viviendas sociales, especialmente con la humedad" [Tesis Pre Grado]. Valdivia, Chile: Universidad Austral de Chile;
[Seriada
en
línea]
2004.
[Citada
en
2016
Abr.
18].
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2004/bmfcim971p/pdf/bmfcim971p.pdf
páginas].
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26.]Pág.
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Disponible
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http://www.acerosarequipa.com/fileadmin/templates/AcerosCorporacion/PDF /boletin-construyendo/BOLETIN-CONSTRUYENDO-13.pdf (19) Catcoparco M. Muros y tabiques de albañilería. slideshare [seriada en línea]
2014
[citado
2016
Abr.
21],
disponible
en.
http://es.slideshare.net/freddyramirofloresvega/construccion-parte-4 (20) Mayorga R. Proyecto técnico económico en cierre perimetral para vivienda unifamiliar. Universidad de Magallanes. Vicerrectoría Académica. Escuela
Anexos Fotografías panorámica.
Plano de ubicación
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Plano de en planta
29
