UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERÍA CIVIL
ALBAÑILERÍA ARMADA FRENTE A LOS SISMOS ALUMNOS: CHAVEZ CHAVEZ QUISPE SUSAN XIMENA
110252
FERREL SOTO DIOMEDES
100490
CARRERA PROFESIONAL: INGENIERÍA CIVIL.
CURSO: ALBAILERÍA ESTRUCTURAL
DOCENTE: ING. ADRIEL GAMARRA
2016 – I
ALBAÑILERIA ARMADA FRENTE A LOS SISMOS
Falla por flexión La falla por flexión consiste en la fluencia del acero vertical en tracción, presencia de grietas horizontales y aplastamiento de la albañilería en compresión. El muro en este caso se comporta como una viga en voladizo. Este tipo de falla se presenta cuando la capacidad de resistencia a la fuerza cortante proporcionada por el refuerzo horizontal y el concreto! supera a la de flexión generada por el refuerzo vertical y la carga axial!. Esta falla se caracteriza por el balanceo del muro en torno a sus extremos, transmiti"ndose gran parte de la carga vertical.
Falla por deslizamiento
#e habla de falla por deslizamiento cuando en la base de un muro se producen desplazamientos relativos excesivos entre hileras de unidades de albañilería. El esfuerzo cortante $ue produce esta falla es resistido por la acción con%unta de la fricción entre hileras donde participa el mortero de pega! y el refuerzo vertical.
Falla por corte La falla por corte se caracteriza por el agrietamiento diagonal a lo largo del muro. Esta falla puede ser fr&gil o d'ctil dependiendo de la cuantía de acero de refuerzo horizontal y de la eficiencia del ancla%e de "ste, la figura (((.)* muestra de forma visual como se presenta una falla fr&gil y una d'ctil. El refuerzo horizontal evita $ue las grietas se ensanchen, previniendo el colapso repentino del muro, en vez de eso, conforme aumenta la solicitación lateral se van desarrollando grietas diagonales por todo el muro. La falla por corte puede ser a trav"s de la %unta de mortero o atravesando las unidades. La primera se da cuando la tracción diagonal $ue solicita el muro supera la resistencia de la interfase unidad mortero, mientras la segunda ocurre cuando la compresión diagonal supera la resistencia de la albañilería.
Efecto de los sismos sobre edificaciones de albañilería armada En edificios de albañilería armada se ha producido en algunos casos el colapso total+ por e%emplo en el terremoto de opayan-olombia.
Edificio de albañilería armada de / pisos. olapso del primer piso.
#e observa el detalle de la falla, donde se nota el do0ell $ue sale de la cimentación y el refuerzo horizontal utilizado.
En la mayoría de los casos el colapso se ha explicado por defectos en el proceso de construcción, principalmente la creación de bolsones de aire cangre%eras! producido por el mal llenado del concreto fluido grout! en los
alveolos de la unidad. ara $ue un muro armado se considere portante de carga vertical y sísmica, es necesario $ue tenga continuidad vertical, para $ue los esfuerzos producidos por la carga de gravedad y sísmica, se transmitan de un piso al otro hasta llegar a la cimentación.
or e%emplo, en el edificio de la figura, se combinaron los siguientes factores $ue dieron lugar a su colapso ante el sismo de isco del )1 de agosto del 233*
!
la ba%a calidad de los ladrillos, $ue dio lugar a una ba%a resistencia al corte
!
de los muros. la ba%a densidad de muros en la dirección corta, donde sólo habían 2 muros
! !
perimetrales. la mala distribución en planta de los muros la existencia de cocheras, $ue dio lugar al problema de 4piso blando5. Este tipo de estructuración debe ser evitada.
iso blando es cuando el piso en mención presenta alta flexibilidad por la escasa densidad de muros $ue impide controlar los desplazamientos laterales impuestos por los terremotos, en tanto $ue los pisos adyacentes son relativamente m&s rígidos por contener una mayor cantidad de muros. Este es el caso, por e%emplo, de a$uellos edificios $ue presentan en su primer piso cocheras, tiendas o restaurantes, donde por el uso $ue se le da tiene pocos muros El problema de 4iso 6lando5 tambi"n puede presentarse cuando se utiliza blo$ues huecos de concreto vibrado en muros confinados, o de albañilería armada. 7l triturarse los blo$ues vacíos, se pierde la resistencia a fuerza cortante y se flexibiliza fuertemente el primer piso, como se muestra en la Fig./* correspondiente al sismo del #ur del 28 de %unio del 233).
-
Efecto del detallamiento de los refuerzos en el daño oser!ado en los muros El daño observado durante los terremotos, permite reconocer $ue un mal
detallamiento de los refuerzos de un elemento estructural reduce severamente sus capacidades, lo $ue se traduce en un comportamiento fr&gil una vez $ue se produce el agrietamiento de la albañilería, comportamiento no deseado y $ue se caracteriza por la reducida capacidad
de deformación y disipación de
energía. En forma seme%ante a lo $ue ocurre en los muros de un edificio de 9ormigón 7rmado, los daños por un mal detallamiento de las barras de refuerzo distribuidas en el interior del paño de albañilería de los muros de albañilería armada, se relacionan con: ). El empalme
y ancla%e
de la barra
de acero de refuerzo vertical
y
horizontal. 2.
El di&metro de las barras $ue se ubican en el interior de los huecos y en las %untas horizontales de mortero.
8. El pandeo
de las barras
verticales
ubicadas
en las cabezas
comprimidas de los muros. /. La distribución de las barras en el interior del paño. 1. El refuerzo de las aberturas de ventanas y de las perforaciones del muro. ;. Espesor de las %untas de mortero. *. El detallamiento de las barras de refuerzo en el encuentro de muros.
"#
Em$alme % ancla&e de las arras de acero de refuerzo !ertical % 'orizontal Los errores en el empalme y el ancla%e de las barras de acero impiden $ue
ellas desarrollen su capacidad resistente, definida nominalmente por la fluencia del acero, y por lo mismo se ve disminuida la capacidad resistente del muro,
tanto en flexión
como en corte,
y el comportamiento
del muro $ueda
controlado por una falla del tipo fr&gil, facilitando la aparición de daños m&s severos y muchas veces difíciles de reparar por concentrarse en un sector reducido del muro. Este tipo de daño se produce por el uso de longitudes
de desarrollo
insuficiente desde el punto de vista de las variables $ue est&n en %uego y las cuales $uedan identificadas al revisar los t"rminos de las ecuaciones $ue se recomiendan para establecer el largo de desarrollo de una barra.
Falla
en el empalme
traslape
de las barras
por de
refuerzo horizontal =erremoto hile 23)3!
(# Di)metro de las arras *ue se uican en el interior de los 'uecos % en las &untas 'orizontales de mortero El uso de barras de di&metros muy grandes en el interior de huecos con dimensiones reducida obstaculiza
el llenado de los huecos afectando
la
durabilidad de las armaduras corrosión por falta de protección o recubrimiento del hormigón de relleno! y la adherencia entre la armadura y el hormigón de relleno
present&ndose la falla en los empalmes
de las barras,
con las
consecuencias destacadas en "# ! Este tipo de daño puede verse en la siguiente figura
>i&metro excesivo de la barra de refuerzo vertical =erremoto hile )?@1!
+# ,andeo de
las
armaduras !erticales uicadas en
las
caezas
com$rimidas de los muros or la dificultad de colocar barras
horizontales
a cual$uier distancia,
$uedando restringida esta separación al escantillón de la albañilería, en la medida $ue se utilicen unidades de albañilería altas altura mayor $ue )) cm! y cuantía mínima de armaduras, la longitud
de pandeo de las armaduras
verticales ubicadas en las cabezas de compresión de los muros es superior a )3 veces su di&metro. Esta situación, unida al daño $ue puede experimentar la albañilería en la cabeza de compresión por falta de confinamiento, produce el pandeo de las barras como se pudo observar en los muros de 9. 7. durante el terremoto del 2* de febrero del 23)3.
Falla por pandeo de barra de refuerzo
vertical =erremoto
hile )?@1!
Falla por pandeo de barra de
refuerzo
vertical
=erremoto hile 23)3!
-#
Distriuci.n de las arras de refuerzo en el interior del $año La ubicación y la separación
de las barras en el interior del paño es
fundamental para controlar el nivel de daños en el paño de albañilería. En la medida
$ue las armaduras est"n mas distancia- das,
el agrietamiento se
concentra
en un n'mero reducido de grietas, produci"ndose grietas de
gran espesor, daños importantes por trituración de las unidades
huecas y
perforadas a lo largo de las grietas y desprendimiento de sectores del muro en la zona donde se cruzan las grietas diagonales.
Este tipo de daño se observa frecuentemente en los muros de albañilería armada construidos con unidades
con altos
porcenta%es de hueco
y con
relleno parcial de los huecos. año en un muro con
barras
de
refuerzo distribuidas
mal en
el
interior del paño de albañilería =erremoto
hile
23)3!
Atro e%emplo de un mal detalle de las barras de refuerzo en el interior del paño en muros de albañilería armada es el $ue se observó en el terremoto del 8 de marzo de )?@1 ver figura!, en el cual la ausencia de estos refuerzos produ%o la trituración de las unidades de albañilería cuando los huecos no se rellenan en su totalidad.
>año
en
un
muro
sin
barras
de
refuerzo horizontal
en
el
de
paño
albañilería =erremoto hile )?@1!
/# Refuerzo de aerturas de !entanas % de $erforaciones del muro El tema del refuerzo de las aberturas de ventanas es fundamental para enfrentar el agrieta- miento precoz del paño por efecto de la concentración de tensiones $ue produce la presencia de perforaciones. La falta de barras de refuerzo se manifiesta sin mediar grandes solicitaciones, roduci"ndose grietas en los v"rtices de las aberturas y por un patrón de agrietamiento severo ba%o los machones de albañilería muros ubicados a cada lado de la abertura! cuando la armadura horizontal se distribuye privilegiando su presencia en los machones.
>esde este punto
de vista
es recomendable
distribuir las barras
de
refuerzo horizontal a todo lo alto y a todo lo largo del muro.
>año en torno de una abertura por falta de refuerzo horizontal =erremoto hile 23)3!
0#
Es$esor de las &untas 'orizontal % !ertical de mortero El
espesor
de
las
%untas
debe analizarse desde dos puntos de vista: a! considerando la situación de un espesor reducido,
menor $ue )3 mm, lo $ue dificulta
el uso de barras
horizontales ubicadas en ellas debido a la mala adherencia $ue se logra entre la barra y el mortero $ue la rodea+ b! en el caso de usar %untas muy gruesas, 21mm o m&s, el problema
se presenta
por la diminución de la capacidad
resistente de la albañilería, la $ue precipita la ocurrencia del agrietamiento del muro por fallas de tracción o adherencia en el paño de albañilería.
1#
Refuerzo en el encuentro de muros Los daños en el encuentro de muros debido a un mal detallamiento de las
barras de refuerzo en esta zona son bastante frecuente y pueden ocasionar perdida de la integridad global del edifico debido a la perdida de los vínculos entre los muros. Esta p"rdida de vínculos es la razón principal del colapso de edificios de albañilería sin refuerzos, y en particular de los edificios de adobe tradicionales. El daño $ue se produce en esta zona corresponde a la aparición de una grieta
vertical
en el encuentro
de muros ortogonales
producto
de las
solicitaciones de las cargas $ue act'an perpendicularmente al plano de los muros y al flu%o de corte $ue se produce por el traba%o con%unto $ue realizan los muros cuando se conectan entre sí. >ependiendo de la severidad del sismo, esta grieta puede manifestarse con distinto nivel de espesor, pudi"ndose observar en algunas ocasiones desplome de los muros. Este tipo de daño se puede apreciar en las siguientes figuras:
>años en encuentro de muros =erremoto hile 23)3!
>años en encuentro de muros =erremoto hile 23)3!
Este
daño
se evita
en la medida $ue se colo$ue elementos $ue
conecten los muros a lo largo del plano de unión entre ellos.
6ibliografía:
!
ESTIMACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTE DE MUROS DE ALBAÑILERÍA ARMADA. ESTUDIO COMPARATIVO Y USO DE REDES NEURONALES ARTIFICIALES - VICTOR HUGO
!
AGUILAR VIDAL VALDIVIA 2013 MANUAL DE CONSTRUCCIÓN, ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO EN
!
ALBAÑILERÍA ARMADA HECHA CON BLOUES DE CONCRETO VIBRADO ! SENCICO 200" CONSTRUCCIONES DE ALBAÑILERÍA# COMPORTAMIENTO SÍSMICO Y DISEÑO
!
ESTRUCTURAL ! ANGEL SAN BARTOLOME 1$$% RECOMENDACIONES DE DETALLAMIENTO PARA MUROS DE ALBAÑILERÍA ARMADA !
!
FRANCISCO &AVIER NAHUM VIDAL 2012 NORMA TECNICA PEUANA E0'0 ALBAÑILERIA 200(
