ALBAÑILERÍA SIMPLE ALBAÑILERIA SIMPLE O MURO NO PORTANTE 1.1 GENERALIDAES UNIDADES DE ALBAÑILERÍA La unidad de albañilería es el componente básico para la construccin de la albañilería! Ella se elabora de materias primas di"ersas# las principales son la arcilla# el concreto de de cemento $rtland $rtland % la me&cla de sílice % cal! La unidad de albañilería se 'orma mediante moldeo# empleado en combinacin con di'erentes m(todos de compactacin# o por e)trusin! *inalmente# se produce en condiciones "ariadas+ en so'isticadas 'ábricas# ba,o estricto control industrial# o en precarias canc-as# a pie de obra donde será utili&ada# mediante procedimientos rudimentarios % sin control de calidad! No debe e)trañar# entonces# .ue las 'ormas# tipos# dimensiones % pesos sean de "ariedad prácticamente ilimitada# % .ue la calidad de las unidades cubra todo el ran/o# desde p(simo -asta e)celente! Además Además tambi(n se las clasi'ica por el porcenta,e de -uecos 0al"(olos o per'oraciones1 .ue tienen en su super'icie de asentado % por la disposicin .ue estos ten/an! Así se les denomina unidades slidas o maci&as# -uecas % tubulares! Las unidades de albañilería pueden ser ladrillos o blo.ues! 2ambi(n e)isten las unidades apilables pero su uso no es mu% di'undido en nuestro país % mu% pocas 'ábr 'ábric icas as los los prod produc ucen en!! Los Los ladr ladril illo loss se cara caract cter eri& i&an an por por tene tenerr dime dimens nsio ione ness 0particularmente el anc-o1 % pesos .ue los -acen mane,ables 0con una sola mano1 en el proc proces esoo de asen asenta tado do!! Un Unaa se/u se/und ndaa cara caract cter erís ísti tica ca de los los ladr ladril illo loss es .ue .ue normalmente el 'abricante slo 'orma la pie&a estándar! El resto de las pie&as necesarias para la construccin# tales como terminales# cartabones % es.uineros# tienen .ue ser cortados en obra# por el albañil con sus -erramientas tradicionales! Los blo.ues están -ec-os para manipularse con las dos manos# lo .ue -a determinado .ue en su elaboracin se -a%a tomado en cuenta el .ue puedan pesar -asta unos .uince .uince 3ilos! 3ilos! $ueden $ueden tener tener cual. cual.uie uierr dimen dimensi sinn % normal normalmen mente te ocu ocupan pan muc-o muc-o espacio! Las pie&as se entre/an preparadas por lo .ue en obra slo deben -acerse los recortes menores para las instalaciones! Los apilables suelen ser pie&as so'isticadas! Los -uecos tienen el propsito de manipuleo % de ali/erar el peso! A tra"(s del uso de
(stas unidades se consi/ue menor "ariabilidad de la albañilería# ma%or producti"idad de la mano de obra % reduccin del a/rietamiento de los muros! Los muros no portantes son a.uellos diseñados % construidos en 'orma tal .ue slo lle"en car/as pro"enientes de su peso propio 0parapetos# tabi.ues % cercos1! Estos muros pueden ser construidos con unidades de albañilería slidas# -uecas o tubulares! Los muros no portantes slo lle"an car/as "erticales 0/ra"itacionales1 % -ori&ontales 0sísmicas %4o de "iento1# /eneradas por su propia e)istencia! Se pueden considerar dentro dentro de esta cate/oría cate/oría los muros de contencin! contencin! Su condición crítica d di!"o
#ro$in d %a acción con&unta d %a! car'a! d #!o #ro#io ( d %a! car'a! %atra%! )#r#ndicu%ar! a !u #%ano*. Dentro de esta condicin crítica lo usual es despreciar el e'ecto compresor del peso propio! Además pueden ser 'abricadas de cual.uier materia prima 0arcilla# concreto o sílice1# con m(todos m(todos industrial industriales es con" con"encio encionales nales % no re.uieren re.uieren precaucion precauciones es especiale especialess durante el proceso constructi"o! $or otro lado la resistencia a la compresin se reduce en un 567 % se "uel"e más 'rá/il! 'r á/il! Los "alores de la de'ormacin 8ltima de 6!97 0para albañilería con mortero1 se reducen a 6!57# con la consecuente limitacin de la rotacin má)ima posible en las secciones plasti'icadas! :!:!:! :!:!:! $ropiedad $ropiedades es Es necesario necesario conocer conocer las propiedad propiedades es de las unidades unidades para tener tener una idea sobre la resistencia de la albañilería# así como su durabilidad ante el intemperismo! Las propiedades relacionadas con la resistencia de la albañilería son+ ;
2ipo I+ Estos ladrillos tienen una resistencia % durabilidad mu% ba,a> son aptas para e)i/encias mínimas 0"i"iendas de : o 5 pisos1# e"itando el contacto directo con la llu"ia o el suelo! 2ipo II+ Ladrillos de ba,a resistencia % durabilidad> son aptos para usarse ba,o condiciones de ser"icio moderadas 0no deben estar en contacto directo con la llu"ia# suelo o a/ua1 2ipo III+ Ladrillos de mediana resistencia % durabilidad> aptos para construcciones su,etas a condiciones deba,o intemperismo! 2ipo I<+ Ladrillos de alta resistencia % durabilidad> aptos para ser utili&ados ba,o condiciones ri/urosas de ser"icio! $ueden estar su,etos a condiciones moderadas de intemperismo# en contacto con llu"ias intensas# suelo % a/ua! 2ipo <+ 2ienen resistencia % durabilidad ele"ada# son aptos para condiciones de ser"icio mu% ri/urosas# pueden estar su,etos a condiciones de intemperismo similares al tipo I
Adicionalmente a esta clasi'icacin se puede clasi'icar la unidad de albañilería se/8n el porcenta,e de per'oraciones % su ubicacin con respecto a la super'icie de asiento! Así tenemos la si/uiente clasi'icacin+ a1 uecas Al"(olos o per'oraciones perpendiculares a la super'icie de asiento .ue representan más del 5=7 del área bruta! b1 Slidas Al"(olos o per'oraciones perpendiculares a la super'icie de asiento .ue cubren un área menor al 5=7 del área de la seccin bruta 0
c1 2ubulares Al"(olos o per'oraciones paralelas a la super'icie de asiento 0"er 'i/ura :!91# no -a% limitaciones de área! Este tipo de unidad de albañilería se emplea para la construccin de tabi.ues!
A continuacin se presenta la clasi'icacin de albañilería se/8n la materia prima % cada una de (stas con la clasi'icacin .ue más la representa# se/8n como se encuentra en el mercado nacional! :!:!5! De concreto Se pueden lo/rar unidades con una resistencia .ue dependa del uso a .ue se destine! Las unidades deben curarse por lo menos @ días % no deben usarse antes de los 5 días de 'abricadas! Cateria prima ; ?emento arena con'itillo a/ua# esto da unidades con un tono /ris "erdoso# su te)tura usual es /ruesa# con poros abiertos! ; $uede a/re/arse pi/mentos .ue "aríen el color! ; El peso se puede ali/erar empleando piedra pme& como a/re/ado! *abricacin+ ; Dosi'icacin de los materiales por "olumen 0artesanales1 o por peso 0industriales1 ; Ce&clado de los materiales! ; Coldeo por "ibro compresin 0industrial1 o por ma.uinarias estacionarias o ponedorasF 0en obra1# o c-uceandoF la me&cla en moldes artesanales! ; ?urado industrial en cámaras de "apor# en cámaras autocla"es# o con rie/o por aspersin! Estas unidades son normalmente producidas industrialmente % se/8n el porcenta,e de per'oraciones pueden ser+ slidas# -uecas o tubulares! En la ciudad de $iura e)iste una 'ábrica .ue produce este tipo de ladrillos en sus di'erentes presentaciones!
:!:!9! De arcilla E)iste una "ariedad tremenda en las unidades de arcilla# esto se debe a los di"ersos procesos de elaboracin % materia prima empleada! Normalmente se producen unidades slidas o tubulares! En el país no se producen unidades -uecas# usadas en albañilería armada! La principal clasi'icacin en estas unidades es se/8n su proceso de 'abricacin+ artesanales o industriales! Cateria prima+ ; ?alcáreas con :=7 carbonato de calcio 0unidad de color amarillento1 ; No calcáreas con silicato de al8mina con un =7 de )ido de -ierro 0unidad de color ro,i&o1 *abricacin+ El proceso de 'abricacin es "ariado# lo .ue da lu/ar a unidades artesanales# semi industriales e industriales# con una /ran di'erencia en sus 'ormas# resistencias % dimensiones! ; E)traccin del material en la cantera! ; Colienda de la materia prima! ; Ce&clado de la materia prima con a/ua % arena! ; Coldeado de la me&cla sobre moldes de madera# con prensas o e)trusorasF! ; Secado de las unidades! ; Guemado de las unidades en -ornos abiertos con .uemadores de leña o petrleo! :!:!H! Sílico calcáreo En el $er8 e)iste una sola 'ábrica 0La ?asaF1 .ue produce estas unidades como+ blo.ues# ladrillos 0-uecos % maci&os1 % unidades apilables! No e)isten normas de clasi'icacin para estas unidades de albañilería# pero pruebas reali&adas sistemáticamente arro,an los si/uientes resultados+ a! Resistencia+ 566 J/4cm5 b! Densidad+ :!= J/4cm9 c! 2olerancias+ ± 6!=7 d! Alabeo+ 6 mm e! Succin+ :9 /r '! Absorcin má)ima+ 6!567 /! ?oe'iciente de saturacin+ 6!= ?omo consecuencia el ladrillo Sílico calcáreo puede clasi'icarse como e.ui"alente al ladrillo de arcilla tipo
?al -idratada % arena# esto da unidades de color blanco /risáceo# se pueden añadir pi/mentos! *abricacin+ ; Dosi'icacin de los materiales 0inclu%endo a/ua1 en peso! ; Coldeo de las unidades 0prensas mecánicas o -idráulicas1 ; ?urado de las unidades a "apor en cámaras autocla"eF con ele"ada presin! :!5!
CKR2ERK A pesar de .ue el mortero % el concreto se elaboran con los mismos in/redientes# las propiedades necesarias en cada caso son di'erentes! Cientras .ue para el concreto la propiedad 'undamental es la resistencia# para el mortero es la ad-esi"idad con la unidad de albañilería! $ara ser ad-esi"o el mortero tiene .ue ser traba,able# retenti"o % 'luido! El mortero es un ad-esi"o % su ad-esin completa# 'uerte % durable con la unidad de albañilería es su ob,eti"o más importante! En este conte)to la relacin a/ua 4 cemento# especí'ica e in"ariable# carece de importancia! Cás bien# como el mortero debe colocarse con el badile,o en las super'icies de las unidades .ue son absorbentes# comien&a a perder a/ua tan pronto se reali&a el contacto! $or lo tanto deberá tener la cantidad de a/ua necesaria para alcan&ar una traba,abilidad adecuada a dic-as condiciones! Adicionalmente# el mantenimiento o recuperacin de dic-o temple perdido por e"aporacin del a/ua puede e)i/ir la adicin de más a/ua en un proceso# propio de la t(cnica del mortero# llamado retemplado! Cás a8n+ el mortero no puede ni debe ser curado> -acerlo implica -umedecer la albañilería causando de'ormaciones 0de contraccin % e)pansin1! Estas de'ormaciones# por ser restrin/idas# son delet(reas# %a .ue atentan contra la ad-esin del mortero % las unidades %# por ello# contra la inte/ridad e impermeabilidad de la albañilería! El mortero es un ad-esi"o pobre# lo demuestran las 'allas de ad-esin en las obras de albañilería! Estas 'allas se presentan siempre en la super'icie pe/ada# es decir en la inter'ase del mortero con la unidad % no en el mortero o en la unidad! Aun así el mortero es# -asta a-ora# insustituible> intentos para utili&ar ad-esi"os más competentes 0como polímeros por e,emplo1 -an 'racasado debido a .ue su precio es desproporcionado! El mortero debe prepararse con cemento# cal -idratada# arena % la má)ima cantidad posible de a/ua sin .ue la me&cla se/re/ue! El a/ua pro"eerá
traba,abilidad# la cal retenti"idad % 'luide&# % el cemento resistencia! La traba,abilidad del mortero debe conser"arse durante el proceso de asentado! $or esta ra&n# toda me&cla .ue -a%a perdido traba,abilidad deberá retemplarse! Dependiendo de condiciones re/ionales de -umedad % temperatura# el retemplado puede -acerse -asta : % 5 -oras despu(s de me&clado el mortero! En el estado plástico la propiedad esencial del mortero es su temple# es /racias al cual puede ser manipulado con el badile,o# ser esparcido 'ácilmente sobre las super'icies de las unidades! I/ualmente puede ad-erirse a super'icies "erticales de las unidades % lo/rar contacto íntimo % comple,o con las irre/ularidades de (stas! Lo opuesto a un mortero traba,able es un mortero áspero! Si bien la traba,abilidad de un mortero es 'ácilmente reconocible por un buen albañil# ella es una comple,a propiedad! Además no e)iste un ensa%o para cuanti'icarla ni para medir características tales como la co-esin % la plasticidad de un mortero! ?o-esin# plasticidad# 'luide& % retenti"idad estas dos 8ltimas susceptibles de medicin # en con,unto# de'inen el temple! Lo .ue se -ace# en la práctica# es medirF el temple mediante ensa%os relati"amente simples# .ue cuanti'ican la 'luide& del mortero % su retenti"idad! En la construccin# la retenti"idad se e"idencia por la capacidad del mortero de permanecer traba,able despu(s del contacto con la primera unidad! Esta característica permite el asentado cmodo de la unidad superior %# así# la -omo/enei&acin de la ad-esin! La composicin del mortero demanda la presencia de cemento# cal# arena % a/ua! Los aditi"os se usan rara "e& en el mortero! Cás a8n su incorporacin debe ser desalentada debido a malas e)periencias pasadas! an ocurrido e'ectos delet(reos como el de la adicin de aditi"os incorporadores de aire para me,orar la durabilidad ante -eladas! Esto implica un contenido de aire entre :5 % :H7 .ue reduce la ad-esin con la unidad de albañilería a tres cuartos! $or lo tanto# como re/la /eneral# si se re.uiere real&ar al/una propiedad del mortero % se propone utili&ar un aditi"o para -acerlo# deben e'ectuarse ensa%os de laboratorio adecuados! Estos ensa%os buscarán precisar los e'ectos inte/rales del aditi"o en la ad-esin con las unidades# en sus cambios "olum(tricos % en la durabilidad! Las características de las unidades de albañilería % las condiciones ambientales a'ectan la consistencia ptima del mortero! $or e,emplo+ el mortero para asentar blo.ues de concreto % para asentar piedra debe ser menos 'luido .ue lo usual! ?on esto se busca e"itar asentamientos desi/uales o e)cesi"o
aplastamiento de las ,untas en el proceso de asentado! De otro lado# las temperaturas más calientes del "erano demandan me&clas más sua"es % -8medas para compensar las p(rdidas de a/ua por e"aporacin! *inalmente# los morteros para asentar unidades con e)cesi"a succin deben tener una dosis adicional de cal!
2odo muro no portante de albañilería no re'or&ada debe ser arriostrado a inter"alos tales .ue satis'a/an las e)i/encias del espesor mínimo de la Norma de Albañilería! El diseño de los arriostres se debe -acer considerando a estos como apo%o del muro arriostrado# actuando el muro como losa % su,eto a 'uer&as -ori&ontales perpendiculares a (l! Los arriostres deben tener resistencia# estabilidad % ancla,es adecuados para transmitir las 'uer&as actuantes a elementos estructurales ad%acentes# al suelo o a la cimentacin! La cimentacin de los cercos debe ser diseñada por m(todos racionales de cálculo!
+ondicion! d ,ord Dependiendo de los bordes apo%ados# o arriostrados# los casos de diseño de muros no portantes .ue se presentan en la práctica son+
a! Curos apo%ados e)clusi"amente en su base 0"er 'i/ura 0:11 b! Curos apo%ados aba,o % arriba 0"er 'i/ura 0511 c! Curos apo%ados aba,o % en sus dos costados 0"er 'i/ura 0911 d! Curos apo%ados arriba# aba,o % en sus dos costados 0"er 'i/ura 0H11
Los elementos de apo%o o arriostre pueden ser otros muros orto/onales o contra'uertes % pilastras de la misma albañilería! 2ambi(n pueden ser elementos de concreto armado pro"istos con el propsito de prestar el apo%o re.uerido# o simplemente otras estructuras con las .ue el muro está en contacto! $ara .ue los elementos de apo%o puedan e'ecti"amente darlo# es indispensable .ue la inter'ase muro apo%o sea capa& de pro"eer la resistencia necesaria para la reaccin de borde! Esta capacidad debe normalmente ser bidireccional % necesariamente 0en el caso de los sismos1 en ambos sentidos! Esto se lo/ra de "arias maneras+ ; $ara muros orto/onales# se lo/ra cru&ando las unidades de uno % otro muro en las es.uinas e intersecciones! ; $ara pilastras o contra'uertes# con una construccin totalmente inte/rada! ; $ara elementos de concreto armado construidos antes .ue la albañilería# es usual llenar ínte/ramente con mortero las ,untas 0"erticales % -ori&ontales1 entre ambos materiales# procurando un buen a,uste! Es práctica com8n en nuestro país de,ar alambres en los elementos "erticales de concreto armado# con el propsito de me,orar
esta unin! Sin embar/o# es mu% di'ícil -acer coincidir e)actamente los alambres con la ,unta de la -ilada % muc-as "eces estos .uedan con dobleces 0por tratar de ubicarlos en las ,untas1! Estos dobleces# lamentablemente# los inutili&an para el cumplimiento de su 'uncin! ; $ara pro"eer un buen apo%o es pre'erible .ue los elementos de concreto armado se llenen despu(s de construir el muro! En este caso# el llenado se -ace con el muro a ras o# me,or a8n# con el muro endentado! ; ?uando el apo%o -a de ser pro"isto por elementos de acero estructural# es necesario conse/uir al/8n tipo de su,ecin mecánica de manera .ue se lo/re la competencia estructural de la inter'ase!
Las condiciones de borde pueden entonces ser tales .ue slo pro"ean un apo%o simple# o .ue alcancen a pro"eer empotramiento o continuidad totales! Esta característica se llama e'iciencia del apo%o % esta en 'uncin del momento má)imo resistente en el paño de albañilería % del momento má)imo resistente .ue puede desarrollarse en la inter'ase apo%o muro! ?uando la e'iciencia es cero# el borde slo pro"ee apo%o simple! DISEÑK
RE-UISITOS GENERALES. Las construcciones de albañilería serán diseñadas por m(todos racionales basados en los principios establecidos por la mecánica % la resistencia de materiales! Al determinarse los es'uer&os en la albañilería se tendrá en cuenta los e'ectos producidos por las car/as muertas# car/as "i"as# sismos# "ientos# e)centricidades de las car/as# torsiones# cambios de temperatura# asentamientos di'erenciales# etc! El análisis sísmico contemplará lo estipulado en la Norma 2(cnica de Edi'icacin E!696 Diseño Sismorresistente# así como las especi'icaciones de la presente Norma! La albañilería es un sistema 'rá/il# basta una distorsin de :466 como para .ue ella se a/riete!
$or ello es necesario emplear cimentaciones rí/idas cuando se cimiente sobre suelos de ba,a capacidad portante!
No se recomienda construir sobre arena 'ina suelta con napa 'reática ele"ada por el ries/o .ue este suelo pueda licuarse durante los terremotos# ni sobre arcilla e)pansi"a .ue al entrar en contacto con el a/ua puede /enerar 'uertes asentamientos di'erenciales!
Ktras soluciones para el caso de suelo blando# como el uso de solados de cimentacin# deben contemplar la inclusin de ner"aduras ba,os los muros# por la posibilidad de .ue al /irar por 'le)in en su base# pun&onen al solado# % además por.ue el re'uer&o "ertical de las columnas# debe anclar allí % tener un recubrimiento de por lo menos @!=cm!
$RK?EDICIEN2K DE ?KNS2RU??IKN Los muros se construirán a plomo % en línea! No se atentará contra la inte/ridad del muro reci(n asentado!
En la albañilería con unidades asentadas con mortero# todas las ,untas -ori&ontales % "erticales .uedarán completamente llenas de mortero! El espesor de las ,untas de mortero será como mínimo :6 mm % el espesor má)imo será := mm o dos "eces la tolerancia dimensional en la altura de la unidad de albañilería más H mm# lo .ue sea ma%or! En las ,untas .ue conten/an re'uer&o -ori&ontal# el espesor mínimo de la ,unta será M mm más el diámetro de la barra! Se recomienda no e)tender al mortero en una lon/itud ma%or .ue 6cm# de lo contrario# se endurecerá rápidamente# desme,orándose la ad-erencia con la unidad superior! Asimismo# cuando el mortero carece de 'luide& 0*i/!9!:1# no cubrirá toda la super'icie de asentado de la unidad# creándose espacios "acíos .ue reducen la resistencia al corte!
Las unidades de albañilería se asentarán con las super'icies limpias de pol"o % sin a/ua libre! El asentado se reali&ará presionando "erticalmente las unidades# sin
bambolearlas! El tratamiento de las unidades de albañilería pre"io al asentado será el si/uiente+ a1 $ara concreto % sílico;calcáreo+ pasar una broc-a -8meda sobre las caras de asentado o rociarlas! b1 $ara arcilla+ de acuerdo a las condiciones climatol/icas donde se
encuentra
ubicadas la obra# re/arlas durante media -ora# entre :6 % := -oras antes de asentarlas! Se recomienda .ue la succin al instante de asentarlas est( comprendida entre :6 a 56 /r4566 cm5;min! Las unidades de arcilla presentan alta succin# por lo .ue de asentarse secas absorberían rápidamente el a/ua del mortero endureci(ndolo# lo cual reduciría la ad-erencia mortero;unidad de la -ilada superior! a podido apreciarse .ue cuando los ladrillos se asientan secos# la resistencia al corte disminu%e en =67# por ello# es necesario re/arlos durante unos 96 minutos "arias -oras antes de su asentado! El ob,eti"o de esta operacin es .ue al instante del asentado la super'icie de la unidad se encuentre relati"amente seca# para .ue pueda absorber al material cementante del mortero# % .ue el n8cleo se encuentre saturado de tal modo .ue esa a/ua sir"a para curar al mortero de manera natural!
$ara el asentado de la primera -ilada# la super'icie de concreto .ue ser"irá de asiento 0losa o sobrecimiento se/8n sea el caso1# se preparará con anterioridad de 'orma .ue .uede ru/osa> lue/o se limpiará de pol"o u otro material suelto % se la -umedecerá# antes de asentar la primera -ilada! El ra%ado de la super'icie de concreto# debe -acerse lo más pro'undo posible 0unos = mm1# unas tres -oras despu(s de -aberse "aciado el concreto! El ob,eti"o de esta operacin es incrementar la resistencia a ci&alle en la base de los muros! $or otro lado# e)iste la costumbre errada de -umedecer la super'icie ru/osa con lec-ada de cemento# esto es incorrecto por.ue se impermeabili&a esa ,unta impidiendo .ue el material cementante del mortero penetre en los poros del concreto!
No se asentará más de :#96 m de altura de muro en una ,ornada de traba,o! En el caso de emplearse unidades totalmente slidas 0sin per'oraciones1# la primera ,ornada de traba,o culminará sin llenar la ,unta "ertical de la 8ltima -ilada# este llenado se reali&ará al iniciarse la se/unda ,ornada! En el caso de la albañilería con unidades apilables# se podrá le"antar el muro en su altura total % en la misma ,ornada deberá colocarse el concreto lí.uido! Las ,untas de construccin entre ,ornadas de traba,os estarán limpias de partículas sueltas % serán pre"iamente -umedecidas! No es posible construir a los muros en una sola ,ornada de traba,o# sal"o el caso de la albañilería apilable 0de ,unta seca1 donde no e)iste mortero# por.ue el peso de las -iladas superiores de'ormaría al mortero a8n 'resco desalineando al muro! Las ,untas de construccin entre ,ornadas de traba,o necesitan un tratamiento especial para e"itar 'allas por ci&alle# por ello se recomienda de,ar libre las ,untas "erticales correspondientes a la 8ltima -ilada de la primera ,ornada# para crear lla"es de corte con el mortero .ue allí se coloca al iniciar la se/unda ,ornada de traba,o!
El tipo de apare,o a utili&ar será de so/a# cabe&a o el amarre americano# traslapándose las unidades entre las -iladas consecuti"as!
BASES DE DISEÑK El procedimiento .ue se utili&ará en el diseño de muros de albañilería deri"a del m(todo de los estados límite! Llamamos estados límiteF a las condiciones críticas en .ue la estructura de,a de cumplir las 'unciones para las cuales 'ue diseñada! Los estados límite inclu%en a.uellos estados 8ltimos o de colapso de la estructura 0"olteo# desli&amiento# 'ati/a %# sobre todo# la rotura causada por sobrepasar la capacidad resistente1! 2odos estos estados se relacionan con la se/uridad de la estructura! 2ambi(n inclu%en los estados de ser"icio al ni"el de su situacin de traba,o# .ue se relacionan con restricciones a su uso! $or e,emplo+ las de'le)iones# las "ibraciones# las de'ormaciones permanentes % los a/rietamientos! La "eri'icacin de la se/uridad en los estados límite 8ltimos# se reali&a cumpliendo .ue la capacidad resistente sea ma%or .ue la accin de rotura! Esta "eri'icacin debe darse en todas % cada una de las acciones % 'ormas de rotura! ?uando se trata de los límites de ser"icio# es usual .ue se precisen condiciones cuantitati"as 0como de'ormaciones o dimensiones de /rietas má)imas1! Estas condiciones permiten establecer las ecuaciones de diseño % determinar las características de la estructura! Es usual .ue las resistencias 8ltimas est(n "inculadas al comportamiento post;elástico de la estructura# mientras .ue las condiciones de ser"icio lo están con la etapa elástica de su comportamiento! Esto con"ierte al m(todo en una combinacin % /enerali&acin de los procedimientos de es'uer&os 0admisibles1 % resistencias 08ltimas1! *inalmente# 9 las características de la estructura 0dimensiones# materiales# re'uer&os# etc!1 deberán ser a.uellas .ue satis'a/an tanto las ecuaciones de se/uridad como las de ser"icio! La incertidumbre respecto de los materiales % del sistema# la naturale&a de la estructura % las consecuencias de la 'alla# son tratadas en el procedimiento 'ormal de diseño como 'actores de se/uridadF! Aun.ue los 'actores de se/uridad son usualmente "alores re/lamentarios están su,etos# para su ,usta aplicacin# al ,uicio % e)periencia del diseñador!
+ondicion! #ara %a a%,a"i%ría !i#% En el caso de la albañilería simple# los estados límite a considerar se re'ieren e)clusi"amente a condiciones 8ltimas de se/uridad! Esto se debe a .ue# en todos los casos# la ocurrencia de la 'alla es coincidente con el a/rietamiento! Además la albañilería simple 0en sus 'ormas de aplicacin1 no está su,eta a de'ormaciones de tal ma/nitud .ue condicionen su capacidad de ser"icio! En consecuencia# las 8nicas 'rmulas de diseño de albañilería simple# pro"ienen de procedimientos de resistencia 08ltima1! El diseño por resistencia 08ltima1 tiene una serie de "enta,as sobre el m(todo de es'uer&os 0admisibles1# cuando ocurre comportamiento estructural plástico si/ni'icati"o! Es el caso de la albañilería# armada con barras de acero! En cuanto a su aplicacin en albañilería simple 0cu%o comportamiento es prácticamente elástico -asta la rotura1 tiene como 8nica "enta,a el control racional de los H6 'actores de se/uridad# ra&n su'iciente para pre'erirlo! Los 'actores de car/as % resistencias características así como los 'actores de se/uridad a utili&arse en el diseño de la albañilería simple# usualmente están 'i,ados en los re/lamentos de cada país!
E!/ur0o! adi!i,%! Se/8n la Norma de Albañilería los es'uer&os admisibles .ue se deben calcular son+ compresin a)ial# compresin por 'le)in % traccin por 'le)in! Además se debe determinar el "alor del mdulo de elasticidad de la albañilería! a! ?ompresin a)ial 0*a1
donde+ -+ es la altura del muro en m t+ es el espesor del muro en m
'Om+ es la resistencia a la compresin de la unidad de albañilería en J/4cm5
b! ?ompresin por 'le)in 0*m1
c! 2raccin por 'le)in
Corteros con cal+ :!99 J/4cm5 Corteros sin cal+ :!66 J/4cm
d! Cdulo de elasticidad 0Em1
Unidad! !ó%ida! Si las unidades de albañilería son slidas# para el diseño de los muros se podrá utili&ar la e)presin dada por la Norma de Albañilería de las Normas $eruanas de Estructuras! Es decir# primero se calcula el espesor del muro tomando en cuenta .ue la 'uer&a distribuida aplicada es la de sismo! Lue/o se "eri'ica el espesor encontrado para una 'uer&a de "iento! A continuacin se presenta la deduccin de la 'rmula para un muro .ue soporta su peso propio % una car/a sísmica perpendicular al plano! En la 'i/ura $F es el peso propio del muro % CF es el momento producido por accin de la car/a sísmica!
+ondicion! d car'a n un uro
El momento actuante estará en 'uncin de las condiciones de apo%o del muro 0 m1# de la car/a distribuida aplicada 0 w1 % de la altura del muro 0 l 1! El momento actuante será calculado para un anc-o de muro unitario 0b1!
donde+ M P momento actuante# en J/Qm w P J/4m5 lPm b P : metro
Asumimos la car/a distribuida como un porcenta,e del peso! El porcenta,e se -allará multiplicando el 'actor de &ona 01# el coe'iciente de uso 0U1 % el "alor de ?: se/8n el tipo de elemento a diseñar! Estos "alores se encuentran detallados en la Norma de Diseño Sismorresistente E;696!
Sabiendo .ue el peso está en 'uncin del espesor del muro % del peso especí'ico se/8n el tipo de albañilería utili&ado tenemos el peso por metro de muro! Este peso será calculado para un anc-o de muro unitario 0: m1!
donde+ P P peso del muro en J/4m t P espesor del muro en metros ϒ
P peso especí'ico de la albañilería en J/4m9
Reempla&ando el "alor del peso propio del muro en la ecuacin de la car/a repartida tenemos+
Reempla&ando el "alor de la car/a repartida en la ecuacin del momento actuante se obtiene+
$or otro lado en la ecuacin se tiene+
donde+ f P es'uer&o de tensin admisible en J/4cm5
El es'uer&o admisible en traccin por 'le)in 0 f 1 de la albañilería se supondrá i/ual a+ f P :#=6 3/4cm5 para albañilería simple
M P momento admisible en J/Qcm c P distancia al e,e neutro en cm I P inercia en cmH S P mdulo de seccin en cm9
La ecuacin es usada para determinar el momento admisible limitado por el es'uer&o de tensin admisible en la albañilería! Despe,ando tenemos+
El mdulo de seccin SF se -alla en 'uncin del espesor 0t en cm1 % del anc-o del muro 0b en cm1!
El momento actuante debe ser menor o i/ual al momento admisible# entonces# el punto crítico será cuando ambos sean i/uales! $or lo tanto# i/ualando+
Despe,ando t de la ecuacin anterior % -aciendo+
de esta manera tenemos la ecuacin para -allar el "alor del espesor del muro para albañilería simple+
t P Espesor e'ecti"o mínimo en metros U P coe'iciente de uso del
re/lamento sísmico
s P coe'iciente dado en la tabla N 5!: m P coe'iciente dado en la tabla N 5!5 a P dimensin crítica 0en metros1 indicada en la tabla N 5!5 b P la otra dimensin del muro en metros!
TABLA N 2.13 4a%or! d ! a! $ara morteros con cal
b! En el caso de emplearse morteros sin cal# los "alores de s obtenidos en a se multiplicarán por :!99!
TABLA N 2.23 4a%or! d
ETEC$LK DE DISEÑK Diseñar un muro en albañilería simple con las si/uientes condiciones+ Base+ 9!66 m# n+ 5!=6 m# tipo de ladrillo Jin/ Jon/ industrial 2ipo I<# ona sísmica ciudad uánuco# 2abi.ue arriostrado por los H lados# uso "i"ienda! Desarrollo+
a*
+o#r!ión A5ia%.
Dnde+ 'OmP M=6 3/4cm5 P 5!=6 m 2 0asumido1 P 6!:9 m Reempla&ando se tiene+ *aP 6!@= 3/4cm5
,*
+o#r!ion #or /%5ion
Reempla&ando tenemos+ *mP 5M6 3/4cm5
c*
Tracción #or /%5ión Cortero con cal P :!993/4cm5
d*
Módu%o d %a!ticidad3
2enemos+ Em P 95=666 3/4cm5
+a%cu%o d% onto actuant3
$ero+
tambi(n+
Reempla&ando+ $ P 6!:9 ) :66 $ P 5H@ 3/4m5 En VFP 6!9 ) 5!=6 ) : ) 6!:9 ) :66 V P :=!5= 3/4m5 Reempla&ando en la ecuacin del momento actuante+
Mact 6 178.98 :';
+a%cu%o d onto adi!i,%3
'P :!=6 3/4cm5 para albañilería simple 0norma E; 6@61 2enemos .ue calcular el "alor de SF +
S P 0966 ) :9514M SP H=6 cm 9 Reempla&amos+ Cadm P :!=6 ) H=6 P :5M@= 3/;cm 2rans'ormando+ Cadm P :5M!@= 3/;m Entonces+ Cadm Cact# entonces ?KN*KRCE
4ri/icación d% !#!or
Los "alores son+ U P *actor de uso 0"i"ienda1 P : S P $ara tabi.ue % &ona 5
S P 6!56 mP Sabemos .ue bP 9!66 % aP-P5!=6
m P 6!6M5@ a P 5!=6 Reempla&amo+ t P : ) 6!56 ) 6!6M5@ ) 5!=6 5 t P @!H cm W t 0asumido1 P :9 cm# por lo tanto ?KN*KRCE
