FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
INFORMDE DE INVESTIGACION REFORZAMIENTO DEL ADOBE CON MALLA ELECTROSOLDADA METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA III CICLO AUTORES BARRERA ALBURQUEQUE, JORGE V. (COORDINADOR) BRAVO DÍAZ, ANDRÉS. FONSECA SÁNCHEZ, KATTIA. MAZA VÁSQUEZ, YOEL. MENDOZA AYRA, MARLON. (SECRETARIO) MARTÍNEZ ALBERCA, BRYAN. VARGAS BECERRA, YADER. VARGAS HERNÁNDEZ, EZEQUIEL. ASESORA MGTR. AURORA ZAPATA RUEDA PIMENTEL – PERU OCTUBRE 2011
DEDICATORIA El presente Trabajo de Investigación está dedicado a todas las personas que nos apoyaron en la realización del desarrollo Teórico y Metodológico del Proyecto, lo dedicamos también a nuestros padres por apoyarnos en la carrera profesional que hemos escogido.
I.
INFORMACIÓN GENERAL 1.1. Título del Proyecto de Investigación: REFORZAMIENTO
DEL
ADOBE
CON
ELECTROSOLDADA
1.2. Autores: Barrera Alburqueque, Jorge v. Bravo Díaz, Andrés. Fonseca Sánchez, Kattia. Martínez Alberca, Bryan. Maza Vásquez, Yoel. Mendoza Ayra, Marlon . Vargas Becerra, Yader. Vargas Hernández, Ezequiel.
1.3. Asesor: Asesor Metodológico: Aurora Zapata Rueda 1.4. Tipo de Investigación: Tecnológica Aplicada. 1.5. Lugar de Ejecución: Ciudad de Ferreñafe 1.6. Facultad y Escuela Profesional: Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Urbanismo. Escuela Profesional de Ingeniería Civil.
1.7. Duración del Proyecto: 4 meses. 1.8. Fecha de Inicio: 01 de Setiembre del 2011. 1.9. Fecha de Presentación: 29 de Octubre del 2011.
MALLA
RESUMEN Las construcciones tradicionales de adobe no reforzado son muy vulnerables ante los sismos de gran magnitud, afectando sobre todo a pobladores de bajos recursos económicos. Las investigaciones experimentales para reducir este problema se han orientado a reforzar el adobe con mallas electrosoldadas por el interior y por exterior de la vivienda. En los años recientes se han desarrollado una serie de ensayos de Laboratorio para estudiar la posibilidad de emplear materiales económicos para el reforzamiento, obteniendo buenos resultados. En base a los resultados de estos experimentos, se desarrollo una propuesta de diseño sísmico de viviendas de adobe reforzado hasta de dos pisos. La teoría de la propuesta utiliza los criterios de diseño a la rotura de muros y por desempeño que se emplean en las edificaciones de albañilería reforzándolo con la malla y otros materiales explicados en el proyecto.
PALABRAS CLAVE Adobe, reforzamiento, economía, desarrollo, antisísmica, malla electrosoldada.
ABSTRACT: The traditional buildings of unreinforced adobe are very vulnerable to earthquakes of great magnitude, mainly affecting lowincome residents. Experimental research to reduce this problem have been aimed at strengthening the adobe welded mesh on the inside and outside the home. In recent years we have developed a series of laboratory tests to study the possibility of using inexpensive materials for reinforcement, with good results. Based on the results of these experiments, we developed a proposal for seismic design of reinforced adobe houses up to two floors. The theory of the proposed design criteria used to break walls and performance that are used in masonry buildings reinforced with mesh and other materials in the project explained.
KEY WORDS: Adobe, reinforcement, economics, development, seismic, wire mesh.
INDICE INTRODUCCION CAPITULO I. PLAN DE INVESTIGACION Situación Problema. Problema de Investigación. Justificación. Objetivos. General. Especifico.
CAPITULO II. MARCO TEORICO Antecedentes. Titulo. Autor. Objetivo. Resultados. Conclusiones Ventajas.
CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO Tipo de Investigación. Hipótesis. Vivienda a Reforzar. Materiales a Emplear y sus Funciones. Herramientas Emplear y sus Funciones.
Procedimiento del Proyecto Costo de los Principales Materiales.
CAPITULO IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. CAPITULO V. BIBLIOGRAFIA. CAPITULO V. ANEXOS.
INTRODUCCION Nuestro proyecto busca dar solución práctica al problema del colapso precipitado de las construcciones tradicionales de adobe durante los terremotos, que muchas veces ocasionaban pérdidas humanas y materiales. Uno de los objetivos importantes era dotar a la vivienda de adobe con la resistencia sísmica suficiente para que, ante un terremoto, los pobladores pudieran salir de sus casas antes del colapso. El problema se centro en las viviendas tradicionales de adobe existentes que en la Provincia de Ferreñafe. Dichas viviendas tienen una serie de deficiencias que las hacen especialmente vulnerables: Materiales de baja capacidad de resistencia, ausencia de refuerzos sísmicos, muros y techos de construcción deficiente, mano de obra no calificada, falta de mantenimiento, entre otros.
CAPITULO I.
PLAN DE INVESTIGACION 1.1. Situación Problema. Un problema que usualmente surge con la ocurrencia de sismos es la reparación de las viviendas de adobe que no colapsaron sino que permanecen en pie a diferentes niveles de daño. Muchas veces el problema de los damnificados que pierden sus viviendas, se agrava cuando las autoridades locales por falta de adecuada asesoría técnica, demuelen viviendas de adobe que pueden ser reparadas, en otros casos los propietarios reparan sus viviendas usando técnicas que no dan una adecuada resistencia sísmica o simplemente ocupan las viviendas dañadas esperando repararlas en el futuro. El resultado es un incremento de la vulnerabilidad de dichas viviendas en réplicas o futuros sismos. De esta manera se puede deducir la importancia de una técnica de reparación que sea probada mediante un programa de experimento en el Laboratorio. La gente de bajos recursos económicos no tiene conocimiento del refuerzo al que se le puede hacer a sus viviendas para que sean más seguras ante un sismo y puedan salvar sus vidas y las vidas de su Familia.
1.2. Problema De Investigación. ¿Cómo mejorar y reforzar las construcciones de adobe en la Provincia de Ferreñafe?
1.3. Justificación. Decidimos hacer este proyecto porque nos hemos dado cuenta de que cuando ocurre una desgracia como un sismo, la gente humilde y pobre son las más afectadas, ya que sus viviendas no son tan resistentes para soportar este tipo de desastre, esto se debe porque sus casas son de abobe y no tienen la economía suficiente para hacerla mejor .
1.4. Objetivos. General: Reforzar la vivienda con materiales económicos para las personas de bajos recursos económicos.
Específicos:
Mejorar la calidad de vida de las personas que beneficiadas con el proyecto.
podrían ser
Vivienda más resistente para que durante un sismo la gente pueda salir de sus casas antes del colapso.
Ofrecer a la población de Ferreñafe una opción de construcción resistente y económica.
CAPITULO II.
MARCO TEÓRICO 2.1.
ANTECEDENTES: Título:
“TECNICA
PROBADA
EN
EL
CAMPO
Y
LABORATORIO PARA PREPARAR VIVIENDAS DE ADOBE EN AREAS SISMICAS”
Autor: Ing° Daniel Torrealva Dávila
Objetivo: Proponer una técnica sencilla de reforzamiento que permita retardar el colapso de las viviendas de adobe existentes en la región andina, cuando éstas se vean sujetas a terremotos. De esta manera, se pretende que los ocupantes tengan el tiempo suficiente para evacuar su vivienda hacia zonas más seguras durante el sismo.
Resultados: Se obtuvieron señales de aceleración y desplazamiento en varios puntos del modulo; sin embargo, el conocimiento más importante se obtuvo de la observación del comportamiento dinámico de los módulos reforzados. Los ensayos mostraron un incremento en la resistencia sísmica del modulo reforzado. El colapso parcial del modulo sin refuerzo ocurrió en el movimiento con 0.9 g. de aceleración máxima en la base.
Conclusiones: La malla electrosoldada aplicada en la superficie de las paredes de adobe, es un tipo de refuerzo efectivo que evita la falla afuera del plano de las paredes por abertura de las esquinas. Cuando se cubre con un mortero de cemento, contribuye además a mejorar la resistencia sísmica de las paredes. Mientras mayor sea la superficie cubierta por la malla y/o más resistente sea esta, el incremento de la de la resistencia sísmica es mayor.
2.2. VENTAJAS.
Presenta una vivienda con más resistencia ante un sismo. Incremento de las fuerzas al agrietarse la vivienda. Más seguridad a la familia habitante. Le da más tiempo a la familia de que pueda salir a refugiarse en una zona segura. Es un refuerzo económico. El propietario de la vivienda lo puede realizar, solo se necesita tener un poco de experiencia sobre la Albañilería.
CAPITULO III.
MARCO METODOLOGICO 3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN: Nuestra investigación es Investigación Tecnológica porque resolveremos problemas técnicos que van a beneficiar a los pobladores de bajos recursos económicos en la Provincia de Ferreñafe.
3.2. VIVIENDA A REFORZAR. a) Ubicación.- Desvío Km 2 carreta Ferreñafe – Mesones Muro, (la
vivienda está desde el desvío hacia 565.26 mts mas adentro).
b) Dimensiones.- 16 mts2 y presenta una altura de 2.5 mts.
c)Fotos de la vivienda.
3.3. MATERIALES A EMPLEAR Y SUS FUNCIONES. Los materiales utilizados en la técnica de reforzamiento del adobe son los siguientes: a) Clavos de 2”1/2.- Son utilizados para clavar la malla a la
pared de adobe.
b) Chapas de Gaseosas.- Sirven como especie de arandelas,
que permiten fijar la malla contra la pared. Las chapas con sus respectivos clavos, se colocan espaciadas cada 25 cm. lo cual se hace que se necesite 16 chapas y 16 clavos por metro cuadrado de pared.
c) Malla Electrosoldada.- Esta malla está compuesta por alambre galvanizado de 1 mm de diámetro, formando cocadas cuadrangulares de ¾ de pulgada. La malla se vende en rollos que tienen un ancho de 90 cm, lo cual permite, cortándola en dos partes, emplearla como franjas horizontales de 45 cm de ancho formando una especie de viga solera; en cambio, las franjas verticales que simulan a las columnas, deben colocarse enteras en el encuentro entre los muros ortogonales, doblándolas a 90° (45 cm en cada muro). La malla tiene una resistencia a tracción igual a 1825 kg por metro de ancho (ocho veces superior que la malla de gallinero). Por otro lado, como la malla es galvanizada, puede clavarse directamente contra la pared de adobe sin que exista peligro de corrosión.
d) Alambre # 8.- Este alambre se utiliza como un elemento que conecta las mallas verticales colocadas en las dos caras del muro, a fin de que ambas trabajan en conjunto; las franjas horizontales no necesitan conectarse. El alambre atraviesa la pared, para lo cual debe efectuarse perforaciones previas de 3 x 3cm, espaciadas cada 50 cm, que después se taponan con mortero 1:4, compactado. El alambre dobla 10 cm a 90° en cada extremo, y este doblez se clava contra la malla y la pared, empleando 3 grapas de ¾ de pulgada.
e) Grapas de ¾ de pulgada.- Estas grapas permiten fijar
los conectores como el alambre #8.
f) Mortero 1:4.- Este mortero recubre la malla y es el elemento que incrementa la rigidez de la pared de adobe, ante acciones sísmicas coplanares y ortogonales al plano de muro. El espesor de la capa de mortero es del orden de 2 cm y eta compuesto volumétricamente por una proporción de cemento portland tipo I mas 4 de arena fina. El agua a utilizar para formar la mezcla, debe ser potable. Para el espesor de mortero indicado, se necesita por metro cuadrado de pared: 0.17 bolsas de cemento (0.005 m 3) y 0.02 m 3 de arena fina, sin contar desperdicios (usualmente 5 %). Inicialmente se humedece la pared para después pañetearla, luego se aplica el mortero frotachandolo. El tarrajeo final que se realiza con una plancha, lo cual hace que la zona reforzada luzca bien acabada.
g) Tablas de ½” de espesor, 2” de ancho y 60 cm de altura.- Este refuerzo debe emplearse en los tímpanos de las
viviendas. Preferentemente, la tabla deben ser de madera tornillo y debe colocarse embutida en una ranura, hecha previamente en el muro, de manera que la malla lo cubra. Estas tablas tienen una altura de 30 cm por arriba y debajo de la línea de debilidad. A su vez, la tabla interior debe conectarse con la exterior mediante alambre #8, grampados contra las tablas.
3.4. HERRAMIENTAS Y SUS FUNCIONES: Para aplicar la técnica de reforzamiento, se requieren de las siguientes herramientas de trabajo: a) Alicate.- Empleado para cortar la malla electrosoldada y los
elementos conectores de las mallas verticales.
b) Cincel y Martillo.- Se usan para hacer las perforaciones de
3 x 3 cm en el muro, donde se ubican los elementos conectores de la malla asi como para ejecutar las ranuras en la pared donde se colocan las tablas de 2” x ½” x 60cm. Además el
martillo se utiliza para clavar la malla contra la pared de adobe y para clavar las grapas de los conectores.
c) Varilla de acero corrugado de 3/8” de diámetro por 50 cm de largo.- Sirve para compactar el mortero 1:4 a
colocar en las perforaciones donde se alojan los conectores.
d) Serrucho.- Empleado para cortar las tablas.
e) Carretilla.- Es empleada para transportar las bolsas de
cemento y la arena fina.
f) Batea.- Utilizada para preparar el mortero.
g) Lata.- Se usa para definir las proporciones volumétricas de los ingredientes del mortero (cemento, arena fina y agua).
h) Badilejo, Frotacho, Plancha y Tabla.- Estas herramientas se emplean en la operación de tarrajeo. El badilejo se utiliza para pañetear al muro con una primera capa de mortero, lanzar una segunda capa de mortero y cortar las rababas finales del mortero. El frotacho y la tabla sirven para alisar la capa de mortero y la plancha para darle el acabado final, para lo cual debe espolvorearse cemento seco.
Utilizada correspondientes.
i) Wincha.-
para
efectuar
las
mediciones
3.5. PROCEDIMIENTO. A continuación se describe paso a paso la técnica de reforzamiento propuesta, debiéndose indicar que el enmallado por franjas horizontales y verticales, debe realizarse en las dos caras de todos los muros que componen la vivienda. a) Preparación de la Pared.- La pared debe estar limpia de
partículas sueltas, para lo cual debe barrérsela con escoba.
b) Trazado de las Mallas y Ubicación de las Perforaciones y Ranuras.- Empleando una tiza, una regla y una wincha, se traza
unas líneas sobre la pared en los lugares donde se colocaran las mallas verticales y horizontales. Luego, se marca los puntos donde se colocaran los conectores de las mallas verticales, debiéndose indicar que el primer punto se ubica a 25 cm desde el borde superior de la pared.
c)Perforación y Ranurado de la Pared.-
En los lugares donde se van a colocar los conectores de las mallas verticales, se realizan perforaciones de 3 x 3 cm, atravesando la pared, con un martillo y un cincel.
d) Instalación de los Conectores y Taponado de las Perforaciones.- El conector de las mallas verticales, tiene una
longitud igual al espesor del muro mas 20 cm. Después de haber colocado al conector en su perforación respectiva, esta se tapona con mortero 1:4 , compactándolo con una varilla corrugada de 3/8”, para lo cual, una de las caras del muro se encofra con un triplay de 10 x 10 cm, con un agujero en su zona central por donde pasa el conector.
e) Instalación de las Tablas de Refuerzo.- Este paso es opcional, solo se ejecuta cuando existen tímpanos o muros con más de 4m de altura y con sobrecimiento elevado. Una vez instalado los 2 conectores de cada tabla, taponado los huecos respectivos con mortero, se colocan las tablas embutiéndolas en su ranura correspondiente. Estas tablas deben tener 2 agujeros por donde pasan los conectores.
f) Instalación y Clavado de las Mallas.La malla electrosoldada se clava directamente contra la pared, atravesando las salientes de los conectores. En el caso de que uno de los alambres de la malla chocase con el conector, ese alambre se corta con alicate en el punto de contacto. La malla vertical se instala antes que la horizontal, y ella es continua a lo largo de la altura de los muros, mientras que las mallas horizontales pueden traslaparse 30 cm en las zonas localizadas al tercio de la longitud del muro, estos traslapes nunca deben efectuarse al centro del muro ni en las esquinas. Por otro lado, de existir tímpanos, la malla horizontal debe cubrir totalmente el triangulo superior. g) Doblaje y Engrape de los Conectores.- Los 10 cm que
sobresalen de conector, se doblan a 90° sobre la malla, para luego clavarlos con 3 grapas de ¾ de pulgada contra el muro o contra la tabla de refuerzo.
h) Tarrajeo de la Zona Reforzada.- El mortero a utilizar tiene
una proporción volumétrica cemento – arena fina 1:4 y un espesor de 2 cm. en primer lugar, con el badilejo se pañetea al muro lanzando una primera capa de mortero contra la malla. Luego se lanza una segunda capa de mortero, la que se alisa con el frotacho y la tabla. Posteriormente, espolvoreando cemento seco, se procede a dar el acabado final con la plancha, cortando las rebabas con el badilejo. En el estado final, el muro debe quedar tal como se muestra:
7. COSTO DE MATERIALES.
Clavos de 2 ½” = 1Kg =S/ 3.15
Alambre #8 = 1Kg =S/3.70
Grapas = S/ 5.30 = 100 unidades.
1m2 de malla = S/ 3.20.
Pie2 de madera = S/ 4.00
Bolsa de Cemento = S/ 19.50.
Chapas = 1 Kg = S/ 1.00.
Mano de Obra: Capataz = S/ 35.00 Operario = S/ 25.00 Peón = S/ 20.00
CAPITULO IV.
CONCLUSIONES El sistema de refuerzo para viviendas existentes, debe aplicarse en viviendas sin daños previos, este reforzamiento constituye una solución factible para las viviendas de adobe existentes sujetas a terremotos. Para construcciones nuevas, la técnica fue mejorada con la inclusión de adobes mejorados, cimientos y sobrecimientos de concreto, una viga solera de concreto, entre otros aspectos.
CAPITULO V. BIBLIOGRAFIA 5.1. Hernández, O., “Evaluación Experimental de Procedimientos para Reforzar Viviendas de Adobe y Hacerla Resistentes ante la Acción Sísmica”, Seminario Latinoamericano de Construcciones Sismo – Resistentes de tierra; Lima, Mayo 1983.
5.2. Torrealva, D. y J. Vargas, “Estudio Experimental de Viviendas de Adobe en Mesa Vibradora”, Congreso Nacional de Ingeniería Civil, Tacna, Perú, 1984.
5.3.
Torrealva, D., “Técnica Aprobada en el Campo y Laboratorio para Preparar Viviendas de Adobe en Áreas Sísmicas”, Congreso Nacional de Ingeniería Civil, Cajamarca, Perú, 1986.
5.4. http://www.world-housing.net/Tutorials/AdobeTutorial/Reference_1.pdf#
5.5.http://www.pucp.edu.pe/documento/publicaciones/expediente-tecnico-demodulo-basico-de-adobe-reforzado-con-geomalla.pdf
5.6. http://www.predes.org.pe/t_reforzado.htm
