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ÍNDICE INTRODUCCIÓN……………………………………………………… INTRODUCCIÓN…………………… ………………………………………..…………...3 ……..…………...3 OBJETIVOS………………………………………………… OBJETIVOS……………… …………………………………………..……..……………..4 ………..……..……………..4 MARCO TEORICO…………………………… TEORICO……………………………………………………………… …………………………………… ….…….5 1. ALBAÑILERÍA CONFINADA ………………………………………………………5 1.1.
Definición ……………………………… …………………………………………………….…………... …………………….………….....5 ..5
1.2.
Importancia …………………………… ………………………………………………………..…...… …………………………..…...…..5 ..5
1.3.
Conjunto Estructural ……………………………… …………………………………………………..…..6 …………………..…..6
1.4.
1.5.
1.3.1.
Cimentación …………………………… ……………………………………………......…7 ………………......…7
1.3.2.
Muros……………………………………………………... Muros…………………………………………………… ...….. …...9 .9
1.3.3.
Arriostres ……………………………………………..….… ……………………………………………..….…...14 ...14
1.3.4.
Losa Aligerada ……………………………………………… ………………………………………………..15 ..15
Componentes e Albañilería Confinada…………………………..…. Confinada…………………………..….....16 ....16 1.4.1.
Ladrillo………………………………………………….……..16 16
1.4.2.
Mortero ………………………… …………………………………..……………………1 ………..……………………177
1.4.3.
Fierro de Construcción… Construcción……………………………… ………………………………..….18 …..….18
1.4.4.
Concreto ……………………… ……………………………………………..…….… ……………………..…….…19 19
Proceso Constructiv Constructivo…………………………… o……………………………………………………..19 ………………………..19 1.5.1.
Espesor e Juntas………… Juntas…………………………….…………… ………………….………………19 …19
1.5.2.
Unión Muro Portante – Portante – Columna……………………..……20
CONCLUSIONES.………………………………………………… CONCLUSIONES.……………… ………………………………………..………………22 ……..………………22 RECOMENDACIONES……………………………………………………..………..…...23 RECOMENDACIONES……………………………………………………..……… REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………..…………… BIBLIOGRÁFICAS……………………………………..……………..24 ..24 ANEXOS…………………………………………………………… ANEXOS………………………… ………………………………………………….……..25 ……………….……..25
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I.
INTRODUCCION
El Perú por su ubicación geográfica, al encontrarse en la zona del Cinturón de Fuego, constituye un país altamente sísmico, y ello lo demuestra los diferentes sismos ocurridos a lo largo de nuestra historia. Sismos de mediana a gran intensidad, los cuales causaron graves daños en nuestra infraestructura e incluso en algunos casos se llegó a la condición de colapso total. Se tiene entonces la necesidad de diseñar y construir edificios más resistentes a las solicitaciones sísmicas (edificios sismo-resistentes), esto se lograra siempre y cuando se cumplan con los reglamentos existentes en la actualidad en nuestro país tales como el RNE (Reglamento Nacional de Edificaciones). Edificaciones). Sin embargo no sucede así, se observa la construcción indiscriminada de edificios que no cuentan con la asesoría de un profesional (Ingeniero Civil), así como el incumplimiento de las normas existentes. Urge entonces por parte de las autoridades la supervisión de las viviendas por construirse, es decir prohibir las construcción de estas en caso no cuenten con las asesoría de profesionales. En el presente informe se sigue la metodología a seguir para el diseño de edificaciones de albañilería confinada empleando la Norma E-070 del RNE, y el uso adecuado para lograr una buena edificación o construcción construcción confinada. Las edificaciones de mediana altura que más abundan en nuestro medio, son estructuradas por muros de albañilería confinada o por muros de albañilería reforzada interiormente. El comportamiento sísmico de estas edificaciones depende mucho de la calidad de los materiales empleados y de la técnica constructiva empleada, es por ello que la Norma se hace especial énfasis en estos aspectos. La albañilería albañilerí a confinada es aquel tipo de sistema constructivo constructi vo 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
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II. DATOS GENERALES: 2.1.
Tema: “ Sistema de Albañilería Confinada”
2.2.
Objetivos:
Informar sobre Sistema Confinado aplicado a un caso práctico en la ciudad de Huancavelica
2.3.
Desarrollar conceptos básicos de albañilería confinada y proceso constructivo.
Ubicación de Caso Práctico: - Lugar
: Quintanilla Pampa – Pampa – Jr. Jr. América S/N zonificado como R2- (Densidad baja)
- Distrito
: Ascensión.
- Provincia
: Huancavelica.
- Departamento
: Huancavelica.
III. REFERENCIA DE NORMATIVAS VIGENTES: Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuación.
Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.):
NTE E.020 “CARGAS”
NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”
NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NTE E.070 “ALBAÑILERIA”
NTE E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES” CIMENTACIONES”
Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.
IV. ANTECEDENTES:
.- Menciona en el numeral 3.2 Sistemas Estructurales, NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” .que los sistemas de muros portantes son sistemas en que la resistencia sísmica está dada predominantemente por muros estructurales sobre las que actúa a ctúa por lo menos el 70 % de la fuerza de la cortante de la base.
articulo 3 definiciones, menciona Albañilería Confinada NTE E.070 “ALBAÑILERIA”.- En el capítulo 2, articulo es la albañilería reforzada con elementos de concreto armado en todo su perímetro, vaciado posteriormente a la construcción de la albañilería. La cimentación de concreto se considerará como confinamiento horizontal para los muros del primer nivel.
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V. MARCO TEORICO 5.1. ALBAÑILERÍA CONFINADA CONFINADA 5.1.1. DEFINICION: La albañilería confinada es la técnica de construcción que se emplea normalmente para la edificación de una vivienda. En este tipo de construcción se utilizan ladrillos de arcilla cocida, columnas de amarre, vigas soleras, etc. En este tipo de viviendas primero se construye el muro de ladrillo, luego se procede a vaciar el concreto de las columnas de amarre y, finalmente, se construye el techo en conjunto con las vigas. (Ver figura 1).
5.1.2 IMPORTANCIA Desde hace muchos años atrás, las viviendas de este tipo son las construcciones más populares en las zonas urbanas de nuestro país y en la actualidad esta tendencia continúa. Por otro lado, si tú estás a cargo de una obra de este tipo, debes tener en cuenta tres factores: a. El diseño estructural. b. El control de los procesos constructivos. c. El control de la calidad de los materiales. Es importante que consideres estos tres factores, ya que para que una vivienda pueda soportar exitosamente los efectos devastadores de un terremoto, debe tener una estructura sólida, fuerte y resistente.
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Un sismo causará daños a una vivienda, si ésta carece de diseño estructural o si fue mal construida. La vivienda puede incluso derrumbarse, causando pérdidas materiales importantes, heridas graves a sus ocupantes y hasta la muerte de alguno de ellos.
El Perú se encuentra ubicado en una zona altamente sísmica. En nuestro país, este riesgo sísmico no es igual en todos los departamentos, cada región tiene sus propias características. Observa en el mapa que te presentamos, las zonas que corren mayor riesgo.
5.1.3. CONJUNTO ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL La estructura de una vivienda se encarga de soportar su propio peso y los efectos de un terremoto. Está formada por los siguientes elementos: UAP
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5.1.4. CIMENTACIÓN Debido a la presencia de muros portantes, el tipo de cimentación que se usa generalmente es el denominado “cimiento corrido”. Éste se construye con:
Concreto ciclópeo = Cemento + Hormigón +Agua + Piedra zanja (mediana o grande) He aquí algunos requisitos mínimos que debe cumplir:
Es importante tener en cuenta que las medidas del cimiento corrido dependen básicamente de dos d os factores: a. Del tipo de suelo b. Del peso total a soportar Veamos cada uno de ellos:
a. Tipo de suelo: Existen diferentes tipos de suelo y cada uno de ellos tiene sus propias características (arcilloso, arenoso, peso máximo a soportar, grado de humedad, cantidad de sales, sulfatos, etc.). . UAP
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Como verás, es importante conocer las características del terreno para definir las medidas del cimiento corrido. Este “factor suelo” es considerado por el proyectista cuando realiza el diseño estructural de la vivienda de albañilería que vas a construir. Cada proyecto incluye planos de cimentación que indican -entre otras cosas- la profundidad de excavaciones, las medidas de sus cimientos y la cantidad de refuerzo necesario, de acuerdo a su estudio de ubicación y suelo.
Suelo normal: Conglomerado o mezcla de grava y arena.
Suelo blando: Arena suelta o arena fina o arcilla o suelo húmedo.
Si el suelo es blando, es recomendable considerar un sobrecimiento armado:
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b. Peso total a soportar: Este es el segundo factor del cual dependen las medidas definitivas y precisas del cimiento corrido. El peso total a soportar no es igual para todos los cimientos. Algunos soportan más que otros; dependiendo del número de pisos y también de la ubicación (en planta) de los cimientos. Esto también lo toma en cuenta el ingeniero proyectista cuando realiza el diseño estructural de la vivienda.
5.1.5. MURO En este punto nos referiremos a los muros portantes, que constituyen el segundo elemento estructural a estudiar.
Muro portante = Ladrillo King Kong + Mortero
Es importante saber que un muro portante no es lo mismo que un “tabique”.
Tabique = Ladrillo pandereta + Mortero
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El ladrillo pandereta sólo se debe usar en la construcción de tabiques.
Los muros portantes le proporcionan la fortaleza y la solidez necesarias a una vivienda, es decir, la vuelven más resistente. Observa la figura 10. Ahí se muestra m uestra uno de los trabajos que realizan estos muros: soportar y transferir peso (o carga) de cada uno de los pisos de una vivienda.
Como se puede apreciar, una edificación es la superposición de varios pisos separados por los techos (losas aligeradas de concreto armado), los cuales se apoyan en los muros (en toda su longitud) por medio de las vigas soleras. En el caso de una vivienda de dos pisos, la transferencia de los pesos de un nivel a otro sucede de la siguiente manera (Ver figura 10):
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Todo el peso del segundo piso es distribuido a los muros de ese mismo nivel de la manera que indican las flechas.
Igualmente, el peso del primer piso es distribuido a sus propios muros como indican las flechas, sumándose a esto todo el peso del segundo piso. Como se ve, en este caso, los muros del primer piso soportan el doble de peso que los del segundo.
Finalmente, todo el peso acumulado que llega a los muros del primer piso es transferido a la cimentación cime ntación y ésta lo transfiere al terreno.
Por otro lado, estos mismos muros portantes tienen que realizar otro trabajo adicional: soportar y transferir las fuerzas que producen los sismos. Al ocurrir un sismo, éste produce una fuerza (V) que se distribuye a cada muro portante (Ver figura 11), ocasionándole mayor presión.
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Es importante mencionar que con cierta frecuencia, los muros portantes tienen que realizar estos dos trabajos al mismo tiempo, lo cual demanda un gran esfuerzo para cada muro portante y por esta razón es importante utilizar excelentes materiales, contar con buena mano de obra y tener un diseño estructural adecuado (planos estructurales). Por eso toma en cuenta estas dos recomendaciones.
a. Necesidad de tener muros portantes en las dos direcciones: Un sismo es un fenómeno natural que ocasiona, entre otros efectos, que la vivienda se sacuda como si alguien la empujara lateralmente. Estas fuerzas pueden sacudir a la vivienda en distintas direcciones (X, Y), y por lo tanto, la edificación debe tener muros dispuestos a lo largo de dichas direcciones, de modo que le proporcionen fortaleza. (Ver figuras 12 y 13).
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Los muros portantes trabajan principalmente en dirección longitudinal, es decir, a lo largo. Esto significa que en una casa, los muros dispuestos en la dirección d irección “Y”, son los que deberán soportar las fuerzas fuerzas del sismo en esa dirección; y los muros dispuestos en la dirección “X”, son los que deberán soportar la fuerza sísmica de esta dirección. Los problemas comienzan cuando en una vivienda hay escasos muros en una dirección u otra, o si éstos son de poca longitud. De presentarse esta falla grave, las fuerzas del sismo pueden ocasionar la rajadura y el colapso de los muros. El diseño estructural de una vivienda permite conocer si los muros serán de cabeza o de soga y la longitud que deberán tener.
b. Densidad de muros: Es muy importante controlar la cantidad de muros portantes que debe tener una vivienda en cada una de las direcciones (X, Y) y de los pisos a construirse. Este control lo puedes hacer cumpliendo los siguientes pasos: Paso N° 1: Calcula el área techada de cada piso en metros cuadrados (m2). Paso N° 2:
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Calcula el área horizontal de muros confinados requeridos.
Paso N° 3: Calcula el área horizontal total de muros portantes que piensas construir. Paso N° 4: Compara el resultado del paso N° 2 con el del N° 3. Debe cumplirse lo siguiente:
Recomendaciones: No incluyas en estos cálculos:
A los muros cuya longitud sea menor de 1.20m.
Los muros que no están conectados a los techos.
Los muros sin confinar, es decir, sin columnas o vigas de amarre.
A los tabiques. Estos muros NO le dan fortaleza a la vivienda ante un terremoto.
5.1.6. ARRIOSTRES (COLUMNAS Y VIGAS SOLERAS) Para que el trabajo antisísmico que desarrollan los muros portantes sea el adecuado, es importante que los muros estén totalmente confinados (rodeados) por columnas y vigas de concreto armado. Las columnas se hacen generalmente del mismo espesor de los muros. El área de su sección y su refuerzo deben ser calculados según la intensidad del trabajo que realiza el muro y según la separación entre columnas. Si se tienen muros muy largos, se deberá colocar columnas cada 3 m ó 3.5m si son de soga; o cada 5 m si son de cabeza.
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5.1.7. LOSA ALIGERADA Los techos forman parte de la estructura de una vivienda, están hechos de concreto armado y se utilizan como entrepisos. Pueden apoyarse sobre los muros portantes, vigas o placas. Las losas aligeradas cumplen básicamente tres funciones:
Transmitir hacia los muros o vigas el peso de los acabados, su mismo peso, el peso de los muebles, el de las personas, etc.
Transmitir hacia los muros las fuerzas que producen los terremotos.
Unir los otros elementos estructurales (columnas, vigas y muros) para que toda la estructura trabaje en conjunto, como si fuera una sola unidad.
Para que se puedan cumplir a cabalidad estas funciones, debes tener en cuenta las siguientes recomendaciones con relación a las losas aligeradas.
Deben ser iguales en todos los pisos.
Como máximo: Largo = 3 veces Ancho.
Las aberturas para escaleras no deben ser excesivas ni en número ni en tamaño y de preferencia deben estar ubicadas en la zona central.
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5.1.8. COMPONENTES DE LA ALBAÑILERÍA CONFINADA En este tipo de construcciones, los componentes que se usan son los siguientes: - Ladrillo - Fierro de Construcción
- Mortero - Concreto
A. LADRILLO En el mercado existen actualmente diversos tipos de ladrillos con los cuales se pueden construir los muros portantes. Algunos son de buena calidad pero hay otros que no deben utilizarse. En general, existen dos tipos de ladrillos: los sólidos y los tubulares. Los ladrillos tubulares son los ladrillos pandereta (Ver figura 17), los cuales como ya se explicó anteriormente, no son los más apropiados para la construcción de los muros portantes por su poca resistencia y fragilidad. Los ladrillos ladrillo s sólidos (King Kong) son los más recomendables. En el mercado merc ado existen dos tipos:
He aquí algunas recomendaciones a tener en cuenta al momento de comprar nuestros ladrillos:
No deben tener materias extrañas en su superficie o interior (Ver figura 18).
Deben estar bien cocidos, no quemados.
Deben emitir un sonido metálico al golpearlo con un martillo.
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No deben estar agrietados (Ver figura 19).
No deben presentar manchas blanquecinas de origen salitroso.
B. MORTERO Mortero = Cemento + Arena gruesa + Agua El mortero es un elemento clave en la fortaleza del muro portante. No debes olvidar que las funciones básicas del mortero son:
Pegar o unir ladrillo con ladrillo.
Corregir las irregularidades de los ladrillos.
Dada la importancia de este componente, es necesario preparar un mortero de buena calidad. Para eso debes tener cuidado con dos aspectos fundamentales: a. La calidad de sus ingredientes. b. La dosificación, es decir, la cantidad de cada ingrediente que debe usarse en la preparación de la mezcla.
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a. Calidad de los ingredientes:
Cemento: Debe ser fresco.
Arena: Debe ser limpia, sin restos de plantas, cáscaras, etc.
Agua: - Bebible. - Limpia. - Libre de ácidos.
b. Dosificación: La dosificación volumétrica apropiada está descrita en la Norma Técnica de Edificaciones E-070. Estas son las medidas: Ambos morteros se usan en muros portantes.
C. FIERRO DE CONSTRUCCIÓN La calidad de las estructuras de concreto armado depende en gran medida de la eficiencia de la mano de obra empleada en su construcción. Los mejores materiales e ingeniería utilizados en el diseño estructural carecen de efectividad si los procesos constructivos no se han realizado en forma correcta. Uno de los procesos constructivos más importantes es la calidad del habilitado del refuerzo que se coloc colocará ará en la estructura. Hay que cuidar que éste tenga las adecuadas “dimensiones y formas”, así como también que cumpla las especificaciones indicadas en los planos estructurales. Precisamente en el “Capítulo 1”, te hemos dado algunas recomendaciones importantes sobre el tema de los fierros.
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D. CONCRETO Otros de los procesos constructivos a los que hay que poner especial cuidado son los que tienen que ver con la elaboración del concreto. La calidad final de éste depende de los siguientes factores:
Características de los ingredientes.
Dosificación, es decir, la cantidad de cada ingrediente que debe usarse en la preparación de la mezcla.
Producción.
Transporte.
Colocación.
Compactación.
Curado.
5.1.9 PROCESO CONSTRUCTIVO CONSTRUCTIVO Como ya se ha mencionado anteriormente, la calidad de los procesos constructivos influye en la fortaleza o fragilidad de la estructura de una vivienda y de todo tipo de edificaciones. A continuación veremos algunos ejemplos y sus respectivas recomendaciones:
5.2.0 ESPESOR DE LAS JUNTAS La Norma E-070 E-070 (*) nos dice lo siguiente: “En la albañilería con unidades asentadas con mortero, todas las juntas horizontales y verticales quedarán completamente llenas de mortero. m ortero. El espesor de las juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15 mm”. UAP
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La razón por la cual la Norma limita el espesor de las juntas es muy sencilla. Si el espesor de las juntas es mayor de 15 mm, esto hace hac e que el muro portante se debilite debili te sustancialmente. Una manera práctica de evitar esto, es usando el escantillón en el momento en que se está asentando el ladrillo. Además, se debe cuidar también, que la junta no sea menor de 10 mm, ya que no pegaría bien ladrillo con ladrillo, es decir, la unión quedaría débil.
Por otro lado, obsérvese la figura 22. Ahí se ve que las juntas no están completamente llenas de mortero. Esto debilita el muro portante y por lo tanto la estructura.
5.2.1 UNIÓN MURO PORTANTE – COLUMNA pared es de una edificación que poseen Muro Portante.-Se denomina muro portante o muro de carga a las paredes función estructural; es decir, aquellas que soportan otros elementos estructurales del edificio, como arcos, bóvedas, vigas viguetas de forjados o de la cubierta. Se les reconoce porque las vigas de los techos se apoyan transversalmente a ellos, es por eso que los ladrillos deben ser de muy buena calidad. El más conocido es el King Kong.
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Columnas.- En la albañilería confinada, las columnas son los elementos indispensables para dar mayor resistencia a los muros. Están compuestas de concreto y "armaduras" o refuerzos de fierro (concreto reforzado). El refuerzo de las columnas (fierros corrugados y estribos) depende de la altura y la distribución de los l os muros y por cierto del número de pisos de la edificación. El concreto de las columnas debe vaciarse entre las dentaduras de los muros. Para que todos los elementos estructurales (vigas, columnas, techos, muros, cimientos) trabajen en conjunto, como si se tratara de una sola pieza, es muy importante que la unión entre ellos sea buena; por ejemplo, la unión entre el muro portante y sus columnas de confinamiento debe ser consistente. En la obra, esta buena unión se logra mediante dos procedimientos: a. El endentado del muro b. Las mechas de anclaje
a. Endentado del muro: Como se sabe, el endentado del muro recibirá posteriormente el vaciado del concreto de la columna, logrando que la unión entre ambos sea óptima. La Norma E-070 E-070 se refiere a este tema y nos dice: “La longitud lo ngitud del diente no debe exceder los 5 cm y deberá limpiarse de los desperdicios de mortero y de partículas sueltas antes de vaciar el concreto de la columna de confinamiento.” Si el “diente” es mayor mayor de 5 cm, es probable que éste se rompa debido al peso del concreto que lo impacta cuando se hace el vaciado. Y si el “diente” no se rompió debido a este impacto, el concreto no llenará completamente el espacio entre los “dientes” y formará “cangrejeras”. “cangrejeras”.
b. Mechas de anclaje: En el caso de emplearse una conexión a ras, se deberá contar además con “mechas” de anclaje compuestas por Corrugado 4.7 mm.
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VI E .070 ALBAÑILERIA CAPÍTULO 2 DEFINICIONES Y NOMENCLATURA NOMENCLATURA 3.3 Albañilería Confinada. Albañilería reforzada con elementos de concreto armado en todo su perímetro, vaciado posteriormente a la construcción de la albañilería. La cimentación de concreto se considerará como confinamiento horizontal para los muros del primer nivel.
CAPÍTULO 4 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION Artículo 10 ESPECIFICACIONES ESPECIFICACIONES GENERALES GENERALES
La mano de obra empleada en las construcciones de albañilería será calificada, debiéndose supervisar el cumplimiento de las siguientes exigencias básicas: 10.1 Los muros se construirán a plomo y en línea. No se atentará contra la integridad del muro recién asentado. 10.2 En la albañilería con unidades asentadas con mortero, todas las juntas horizontales y verticales quedarán completamente llenas de mortero. El espesor de las juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15 mm o dos veces la tolerancia dimensional en la altura de la unidad de albañilería más 4 mm, lo que sea mayor. En las juntas que contengan refuerzo horizontal, el espesor mínimo de la junta será 6 mm más el diámetro de la barra. 10.3 Se mantendrá el temple del mortero mediante el reemplazo del agua que se pueda pu eda haber evaporado, por una sola vez. El plazo del retemplado no excederá al de la fragua inicial del cemento. UAP
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10.4 Las unidades de albañilería se asentarán con las superficies limpias de polvo y sin agua libre. El asentado se realizará presionando verticalmente las unidades, sin bambolearlas. El tratamiento de las unidades de albañilería previo al asentado será el siguiente: a) Para concreto y sílico-calcáreo: pasar una brocha húmeda sobre las caras de asentado o rociarlas. b) Para arcilla: de acuerdo a las condiciones climatológicas donde se encuentra ubicadas la obra,
regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas. Se recomienda que la succión al instante de asentarlas esté comprendida entre 10 a 20 gr/200 cm2-min (*). (*) Un método de campo para evaluar la succión de manera aproximada, consiste en medir un volumen (V1, en cm3 ) inicial de agua sobre un recipiente de área definida y vaciar una parte del agua sobre una bandeja, luego se apoya la unidad sobre 3 puntos en la bandeja de manera que su superficie de asiento esté en contacto con una pel ícula de agua de 3 mm de altura durante un minuto, después de retirar la unidad, se vacía el agua de la bandeja hacia el recipiente y se vuelve vuel ve a medir el volumen (V2, en cm3 ) de agua; la succión normalizada a un área de 200 cm2 , se obtiene como:
2)/ A, expresada en gr/200 cm2 -min, donde “A” es el área bruta (en cm2 ) de la SUCCION = 200 (V 1−V 2)/ superficie de asiento de la unidad.
10.5 Para el asentado de la primera hilada, la superficie de concreto que servirá de asiento (losa o sobrecimiento según sea el caso), se preparará con anterioridad de forma que quede rugosa; luego se limpiará de polvo u otro material material suelto y se la humedecerá, antes de asentar la primera hilada. 10.6 No se asentará más de 1,30 m de altura de muro en una jornada de trabajo. En el caso de emplearse unidades totalmente sólidas (sin perforaciones), la primera jornada de trabajo culminará sin llenar la junta vertical de la primera hilada, hilada, este llenado se realizará al iniciarse la segunda jornada. En el caso de la albañilería con unidades apilables, se podrá levantar el muro en su altura total y en la misma jornada deberá colocarse el concreto líquido. 10.7 Las juntas de construcción entre jornadas de trabajos estarán limpias de partículas sueltas y serán previamente humedecidas. 10.8 El tipo de aparejo a utilizar será de soga, cabeza o el amarre americano, traslapándose las unidades entre las hiladas consecutivas. 10.9 El procedimiento de colocación y consolidación del concreto líquido dentro de las celdas de las unidades, como en los elementos de concreto armado, deberá garantizar la ocupación total del espacio y la ausencia de cangrejeras. No se permitirá el vibrado de las varillas de refuerzo. 10.10 Las vigas peraltadas serán vaciadas de una sola vez en conjunto con la losa de techo. techo. 10.11 Las instalaciones se colocarán colocarán de acuerdo a lo indicado en los Artículos 2 (2.6 y 2.7). UAP
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Artículo 11 ALBAÑILERIA CONFINADA CONFINADA Aparte de los requisitos especificados en el Artículo 10, se deberá cumplir lo siguiente: 11.1 Se utilizará unidades de albañilería de acuerdo a lo especificado en el Artículo 5 (5.3). El uso o aplicación de las unidades de albañilería estará condicionado a lo indicado en la Tabla 2. Las zonas sísmicas son las indicadas en la NTE E.030 Diseño Sismorresistente.
TABLA 2 LIMITACIONES EN EL USO DE LA UNIDAD DE ALBAÑILERÍA PARA FINES ESTRUCTURALES ESTRUCTURALES ZONA SÍSMICA 2 Y 3 ZONA SÍSMICA 1 Muro portante en edificios Muro portante en edificios Muro portante en TIPO todo edificio de 4 pisos a más de 1 a 3 pisos Sólido Artesanal *
No
Sólido Industrial Alveolar
Sí, hasta dos pisos
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí Celdas totalmente rellenas con grout
Sí Celdas parcialmente rellenas con grout
Sí Celdas parcialmente rellenas con grout
No
No
Sí
No
No
Sí, hasta 2 pisos
Hueca Tubular
*Las limitaciones indicadas establecen condiciones mínimas que pueden ser exceptuadas con el respaldo de un informe y memoria de cálculo sustentada por un ingeniero civil. 11.2 La conexión columna-albañilería podrá ser dentada o a ras: a)
En el caso de emplearse una conexión dentada, la longitud de la unidad saliente
no excederá de 5 cm y deberá limpiarse de los desperdicios de mortero y partículas sueltas antes de vaciar el concreto de la columna de confinamiento. b) En el caso de emplearse una conexión a ras, deberá adicionarse “chicotes” o “mechas”
de anclaje (salvo que exista refuerzo horizontal continuo) compuestos por varillas de 6 mm de diámetro, que penetren por lo menos 40 cm al interior de la albañilería y 12,5 cm al interior de la columna más un doblez vertical a 90o de 10 cm; la cuantía a utilizar será será 0,001 (ver el Artículo 2 (2.8).
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11.3 El refuerzo horizontal, cuando sea requerido, será continuo y anclará en las columnas de confinamiento 12,5 cm con gancho vertical a 90o de 10 cm. 11.4 Los estribos a emplear en las columnas de confinamiento deberán ser cerrados a 135o, pudiéndose emplear estribos con ¾ de vuelta adicional, atando sus extremos con el refuerzo vertical, o también, zunchos que empiecen y terminen con gancho estándar a 180o doblado en el refuerzo vertical. 11.5 Los traslapes del refuerzo horizontal o vertical tendrán una longitud igual a 45 veces el mayor diámetro de la barra traslapada. No se permitirá el traslape del refuerzo vertical en el primer entrepiso, tampoco en las zonas confinadas ubicadas en los extremos de soleras y columnas. 11.6 El concreto deberá tener una resistencia a compresión ( fc´) mayor o igual a 17,15MPa (175kg /cm2 ). La mezcla deberá ser fluida, con un revenimiento del orden de 12,7 cm (5 pulgadas) medida en el cono de Abrams. En las columnas de poca dimensión, utilizadas como confinamiento de los muros en aparejo de soga, el tamaño máximo de la piedra chancada no excederá de 1,27 cm (½ pulgada). 11.7 El concreto de las columnas de confinamiento se vaciará 11.8 posteriormente a la construcción del muro de albañilería; este concreto empezará desde el borde superior del cimiento, no del sobrecimiento. 11.9 Las juntas de construcción entre elementos de concreto serán rugosas, humedecidas y libre de partículas sueltas. 11.10 La parte recta de la longitud de anclaje del refuerzo vertical deberá penetrar al interior de la viga solera o cimentación; no se permitirá montar su doblez directamente sobre la última hilada del muro. 11.11 El recubrimiento mínimo de la armadura (medido al estribo) será 2 cm cuando los muros son tarrajeados y 3 cm cuando son caravista.
CAPÍTULO 6 ESTRUCTURACIÓN Artículo 17 MUROS PORTANTES Los muros portantes deberán tener: a) Una sección transversal preferentemente simétrica. b) Continuidad vertical hasta la cimentación.
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c) Una longitud mayor ó igual a 1,20 m para ser considerados como
contribuyentes en la resistencia a las fuerzas horizontales.
d) Longitudes preferentemente uniformes en cada dirección. e) Juntas de control para evitar movimientos relativos debidos a contracciones,
dilataciones y asentamientos diferenciales en los siguientes sitios:
•
•
•
En cambios de espesor en la longitud del muro, para el caso de Albañilería Armada En donde haya juntas de control en la cimentación, en las losas y techos. En alféizar de ventanas o cambios de sección apreciable en un mismo piso.
f) La distancia máxima entre juntas de control es de 8 m, en el caso de muros
con unidades de concreto y de 25 m en el caso de muros con unidades de arcilla.
CAPÍTULO 7 REQUISITOS ESTRUCTURALES MÍNIMOS Adicionalmente a los requisitos especificados en Artículo 19, deberá cumplirse lo siguiente: 20.1 Se considerará como muro portante confinado, aquél que cumpla las siguientes condiciones:
a)
Que quede enmarcado en sus cuatro c uatro lados por elementos de concreto armado verticales (columnas) y horizontales (vigas soleras), aceptándose la cimentación de concreto como elemento de confinamiento horizontal para el caso de los muros ubicados en el primer piso.
b)
Que la distancia máxima centro a centro entre las columnas de confinamiento sea dos veces la distancia entre los elementos horizontales de refuerzo y no mayor que 5 m. De cumplirse esta condición, así como de emplearse el espesor mínimo especificado en el Artículo 19.1.a, la albañilería no necesitará ser diseñada ante acciones sísmicas ortogonales a su plano, excepto cuando exista excentricidad de la carga vertical (ver el Capítulo 10).
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c)
Que se utilice unidades de acuerdo a lo especificado en el Artículo 5 (5.3).
d)
Que todos los empalmes y anclajes de la armadura desarrollen plena capacidad a la tracción. Ver NTE E.060 Concreto Armado y Artículo 11 (11.5).
e)
Que los elementos de confinamiento funcionen integralmente con la albañilería. Ver Artículo 11 ( 11.2 y 11.7).
f)
Que se utilice en los elementos de confinamiento, concreto con f c c ´ ≥ 17,15MPa (175 kg /cm2 ) .
20.2
Se asumirá que el paño de albañilería simple (sin armadura interior) no soporta acciones
de
punzonamiento punz onamiento causadas
por
cargas
concentradas. Ver Artículo 29 (29.2).
20.3
El espesor mínimo de las columnas y solera será igual al espesor efectivo del muro.
20.4
El peralte mínimo de la viga solera será igual al espesor de la losa de techo.
20.5
El peralte mínimo de la columna de confinamiento será de 15 cm. En el caso que se discontinúen las vigas soleras, por la presencia p resencia de ductos en la losa del techo o porque el muro llega a un límite de propiedad, el peralte mínimo de la columna de confinamiento respectiva deberá ser suficiente como para permitir el anclaje de la parte recta del refuerzo longitudinal existente en la viga solera más el recubrimiento respectivo (ver Articulo 11.10).
20.6
Cuando se utilice refuerzo horizontal en los muros confinados, las varillas de refuerzo penetrarán en las columnas de confinamiento por lo menos 12,50 cm y terminarán en gancho a 90°, vertical de 10 cm de longitud.
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CAPÍTULO 8 ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL Artículo 27 ALBAÑILERÍA ALBAÑILERÍA CONFINADA a)
Las previsiones contenidas en este acápite aplican para edificaciones hasta de cinco pisos o 15 m de altura.
b)
Para este tipo de edificaciones se ha supuesto que la falla final se produce por fuerza cortante en los entrepisos bajos del edificio. El diseño de los muros debe orientarse a evitar fallas frágiles y a mantener la integración entre el panel de albañilería y los confinamientos verticales, evitando el vaciamiento de la albañilería; para tal efecto el diseño debe comprender:
- la verificación de la necesidad de refuerzo horizontal en el muro; - la verificación del agrietamiento diagonal en los entrepisos superiores; y, - el diseño de los confinamientos para la combinación de fuerzas de corte,
compresión o tracción y corte fricción.
c)
Las fuerzas internas para el diseño de los muros en cada cada entrepiso “i” serán las del “sismo severo” (V uiui ,M ui ), y se obtendrán amplificando los valores obtenidos del análisis elástico ante el “sismo moderado” (Vei , M ei ) por la relación cortante de agrietamiento diagonal (V m1) entre cortante producido por el “sismo moderado” (V e1), ambos en el primer piso. El factor de amplificación no deberá ser menor que dos ni mayor que tres: 2 ≤V m1 /V e1 ≤ 3.
27.1
Verificación de la necesidad de colocar refuerzo horizontal en los muros
a)
Todo muro confinado cuyo cortante bajo sismo severo sea mayor o igual a su resistencia al corte (V u ≥V m ), o que tenga un esfuerzo a compresión axial producido por la carga gravitacional considerando toda la sobrecarga, σm = P m
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/(L.t ),), mayor o igual que 0,05 f m´ , deberá llevar refuerzo horizontal continuo anclado a las columnas de confinamiento. En los edificios de más de tres pisos, todos los muros portantes del primer
b)
nivel serán reforzados horizontalmente. La cuantía del acero de refuerzo horizontal será: ρ= As /(s.t ) ≥ 0,001. Las
c)
varillas de refuerzo penetrarán en las columnas de confinamiento por lo menos 12,5 cm y terminarán con gancho a 90o vertical de 10 cm de longitud.
27.2
Verificación del agrietamiento diagonal en los entrepisos superiores a) En cada entrepiso superior al primero (i >1) , deberá verificarse para cada muro confinado que: V mimi >V ui ui
De no cumplirse esta condición, el entrepiso “i ” también se agrietará y sus confinamientos deberán ser diseñados para soportar “V mimi ”, en forma similar al primer entrepiso.
27.3 Diseño de los elementos de confinamiento de los muros del primer piso y de los muros agrietados de pisos superiores a)
Diseño de las columnas de confinamiento
• Las fuerzas internas en las columnas se obtendrán aplicando las expresiones de la Tabla 11.
TABLA 11 FUERZAS INTERNAS EN COLUMNAS DE CONFINAMIENTO CONFINAMIENT O COLUMNA
V c c (fuerza (fuerza cortante)
Interior Extrema
1,5
T (tracción) (tracción)
C (compresión) (compresión)
Vm1.Lm
h
+1) L(N c c +1)
Vm1 −Pc L
V .h P c c − m1 2L
F −P c
P c +F
V .L m1
m
L(N c +1)
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Donde: M = M u1 −1 2 V m1.h (“h” es la altura del primer piso). F = M L = fuerza axial en las columnas columnas extremas producida producidass por
“M”. N c = = número de columnas de confinamiento (en muros de un paño N c = 2 ) Lm = longitud del paño mayor ó 0,5 L, lo que sea mayor (en muros de un paño Lm = L ) P c = = es la sumatoria de las cargas gravitacionales gravitacionales siguientes: carga vertical directa sobre la columna de confinamiento; mitad de la carga axial sobre el paño de muro a cada lado de la columna; y, carga proveniente de los muros transversales de acuerdo a su longitud tributaria indicada en el Artículo 24 (24.6).
a.1 Determinación de la sección de concreto de la columna de confinamiento
•
El área de la sección de las columnas será la mayor de las que proporcione el diseño por compresión o el diseño por corte fricción, pero no menor que 15 veces el espesor de la columna (15 t) en cm2.
Diseño por compresión
•
El área de la sección de concreto se calculará asumiendo que la columna c olumna está arriostrada en su longitud por el panel de albañilería al que confina y por los muros transversales de ser el caso. El área del núcleo ( An ) bordeado por los estribos se obtendrá mediante la expresión:
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donde:
φ = 0,7 o 0,75, según se utilice estribos cerrados o zunchos, respectivamente δ = 0,8, para columnas sin muros transversales δ = 1, para columnas confinadas por muros transversales
•
Para calcular la sección transversal de la columna ( Ac ), deberá agregarse los recubrimientos (ver Artículo 11 (11.10)) al área del núcleo " An "; el resultado no deberá ser menor que el área requerida por cortefricción " Acf ". Adicionalmente, en los casos que la viga solera se discontinúe, el peralte de la columna deberá ser suficiente como para anclar al refuerzo longitudinal existente en la solera.
Diseño por corte-fricción (V c )
•
La sección transversal ( Acf ) de las columnas de confinamiento se diseñará para soportar la acción de corte fricción, con la expresión siguiente:
donde: φ= 0,85
a.2 Determinación del refuerzo vertical
•
El refuerzo vertical a colocar en las columnas de confinamiento será capaz de soportar la acción combinada de corte-fricción y tracción; adicionalmente, desarrollará por lo menos una tracción igual a la capacidad resistente a tracción del concreto y como mínimo se colocarán 4 varillas para formar un núcleo confinado. El refuerzo vertical ( As ) será Asf ) y el refuerzo la suma del refuerzo requerido por corte-fricción ( A
requerido por tracción ( Ast ):
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donde: El factor de reducción de resistencia es φ= 0,85
El coeficiente de fricción es:µ= 0,8 para juntas sin tratamiento y µ=1,0 para juntas en la que se haya eliminado la lechada de cemento y sea intencionalmente rugosa.
a.3 Determinación de los estribos de confinamiento
•
Los estribos de las columnas de confinamiento co nfinamiento podrán ser ya sea estribos cerrados con gancho a 135o, estribos de 1 ¾ de vuelta o zunchos con ganchos a 180º. En los extremos de las columnas, en una altura altu ra no menor de 45 cm o 1,5 d (por (por debajo o encima de de la solera, dintel o sobrecimiento), deberá colocarse el menor de los siguientes espaciamientos (s) entre estribos:
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Donde “ d ” es el peralte de la columna, colu mna, “ t tn ” es el espesor del núcleo confinado y “ Av ” es la suma de las ramas paralelas del estribo.
•
El confinamiento mínimo con estribos será [] 6mm, 1 @ 5, 4@ 10, r @ 25 cm. Adicionalmente se agregará 2 estribos en la unión solera-columna y estribos @ 10 cm en el sobrecimiento.
b)
Diseño de las vigas soleras correspondientes al primer nivel •
La solera se diseñará a tracción pura para soportar una fuerza igual a T s:
donde:
φ= 0,9 Acs = área de la sección transversal de la solera
•
El área de la sección transversal de la solera ( Acs ) será suficiente para alojar el refuerzo longitudinal ( As ), pudiéndose emplear vigas chatas con un peralte igual al espesor de la losa del techo. En la solera se colocará estribos mínimos: [] 6mm, 1 @ 5, 4@ 10, r @ 25 cm.
27.4 Diseño de los pisos superiores no agrietados a.
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Las columnas extremas de los pisos superiores deberán tener un refuerzo vertical ( As ) capaz de absorber la tracción “T ” producida producida por el momento flector (M ui = M e (V m1 /V e1)) actuante en el piso en estudio, asociado al instante en que se origine el agrietamiento diagonal del primer entrepiso.
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b.
El área del núcleo ( An ) correspondiente a las columnas extremas de confinamiento, deberá diseñarse para soportar la compresión “C” . Para obtener el área de concreto ( Ac ), deberá agregarse los recubrimientos al área del núcleo “ An ”:
Dónde: φ = 0,7 o 0,75, según se emplee estribos cerrados o zunchos, respectivamente. δ= 0,8 para columnas sin muros transversales δ= 1 para columnas confinadas para muros transversales
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c.
Las columnas internas podrán tener refuerzo mínimo.
d.
Las soleras se diseñarán diseñarán a tracción tracción con una fuerza igual a “T s ”:
e.
Tanto en las soleras como en las columnas de confinamiento, podrá colocarse estribos mínimos: [] ¼”, 1 @ 5, 4@ 10, r @ 25 cm.
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VII CONCLUSIONES CONCLUSIONES
Las construcciones de edificaciones con Albañilería Confinada, deberán de cumplir la Norma Técnica E.070 Albañilería y E-030 Sismo Resistente, para evitar serios daños materiales y personales frente a un efecto de sismo moderado y severo.
La E.070 menciona menciona los parámetros mínimos que se debe tomar en cuenta cuenta para la construcción mediante el sistema confinado, mencionado las características de a unidades a utilizar, proceso constructivo, análisis y diseño estructural.
El sistema confinado comprende la construcción de muros portantes antes que las columnas, por lo que la ubicación de estas deberán ser en función de la fuerzas horizontales (viento, sismo), y verticales las cuales deberán ser resistidos por estos muros, así mismo los muros resistirán el peso de la edificación transmítenoslo del último piso hasta la zapatas don reposa el peso total de la edificación.
Las unidades de albañilería utilizadas en los procesos constructivos de las edificaciones deben de cumplir con las características técnicas reglamentarias mínimas, para garantizar la calidad de la construcción y su resistencia frente a los eventos de sismo moderado o severo.
Los tubos para instalaciones sanitarias y los tubos con diámetros mayores que 55 mm, no tienen recorridos fuera de los muros portantes o en falsas columnas y no se alojarán en ductos especiales, o en muros no portantes.
La albañilería confinada es el sistema estructural más usado en la construcción de viviendas unifamiliares + multifamiliares debido a su buen comportamiento sísmico.
La Albañilería Confinada se comete errores en hacer las falsas columnas por mencionar tenemos las tuberías de desagüe, ya que algunos trabajadores olvidan enrollar con alambre la tubería.
Las juntas en el vaciado de las losas son de vital cuidado así evitar que aparecen fisuras por la no adherencia de un concreto vaciado en diferentes etapas.
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VIII RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES
Las construcciones con albañilería confinada y armada deben de aplicase para edificaciones hasta de cinco pisos o 15 m de altura solamente de acuerdo a lo establecido en la norma y no someter en riesgo a los usuarios de la edificación.
Las unidades de albañilería para muros portantes son del tipo kin kon o ladrillo macizo, ya que estas ayudar a que el muro tenga resistencia para soportar el peso de la edificación y las fuerzas sísmicas horizontales
El diseño de las configuraciones arquitectónicas de las edificaciones deben en lo posible pos ible ser simétricos, para minimizar el desplazamiento de su centro de masa y su centro geométrico, para evitar las complicaciones del diseño estructural de los componentes por torsión.
Para las autoconstrucciones independientes que se realizan por los usuarios de la edificación, las Municipalidades de su sector deben de establecer una supervisión permanente del proceso pro ceso constructivo y previa emisión de la licencia de construcción.
Las construcciones de edificaciones deben de ser dirigidas y supervisadas por profesionales con conocimiento del área para garantizar la calidad de la edificación.
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IX REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Norma técnica peruana vigente e 030 sismo resistente.
Norma técnica peruana vigente e 070 sismo albañilería.
San Bartolomé, Ángel. Construcciones de Albañilería, Comportamiento Sísmico y Diseño Estructural. Pontificia Universidad Católica del Perú. Fondo Editorial, 1998 Lima.
Reglamento Nacional de Construcciones CAPECO.
Construyendo con ladrillo CAPECO. Página web
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Tema: albañilería confinada http://www.acerosarequipa.com http://www.aceros arequipa.com/manuales/ /manuales/manual-maestro manual-maestro-de-obra/1-alba -de-obra/1-albanilerianileriaconfinada/11-que-es-albanil confinada/11-q ue-es-albanileria-confinada.html eria-confinada.html http://es.wikipedia.org/wik http://es.wiki pedia.org/wiki/Alba%C3%B i/Alba%C3%B1iler%C3%ADa 1iler%C3%ADa
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X ANEXO (CASO PRÁCTICO)
Se hiso una inspección a una edificación (sistema a porticado) Ubicado: Huancavelica - distrito de
ascensión - Quintanilla pampa- Jr. américa s/n zonificado como R2(densidad baja)
Fachada de la vivienda de 4 pisos
DESCRIPCION: La vivienda cuenta con 3 pisos
-
Primer piso 2.80
-
Segundo piso 2.50
-
Tercero piso 2.50 En el plano x-x Medida de 8m En el plano y-y 13.50m
y
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COLUMNAS DE CONFINAMIENTO
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