ALBAÑILERIA CONFINADA SEGUN NORMA Nch 2123 1. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACION Se establecen los criterios de diseño y métodos de cálculo de las construcciones de albañilería confinada, en las que se utilizan estructuralmente muros compuestos por unidades de albañilería. Los muros deben estar totalmente enmarcados por elementos de hormigón armado.
CADENA SUPERIOR
PILAR
CADENA INFERIOR
2. MATERIALES 2.1 Generalidades - Los materiales componentes deben cumplir con los requisitos de calidad especificados por las normas chilenas vigentes. -Las unidades de segundo uso se pueden usar con la aprobación del Ingeniero Estructural. -Los paños de albañilería deben construirse con unidades del mismo tipo , clase y grado que corresponda.
1
2.2 Unidades de albañilería Los ladrillos cerámicos se clasifican en: a) TIPOS
:
Según su proceso de producción
b) CLASES:
Según sus características geométricas
c) GRADOS:
Según sus características resistentes
• Tipos de ladrillos cerámicos TIPO I: Ladrillos cerámicos hechos a maquina. TIPO II: Ladrillos cerámicos hecho a mano. • Clases de ladrillos cerámicos MqM : macizos MqP : perforados MqH : huecos, MqHh
: ladrillos con huecos horizontales
MqHv
: ladrillos con huecos verticales
mnM :macizos hecho a mano • Grados de ladrillos cerámicos Grado I : Resistencia y durabilidad alta (Buen desempeño en condiciones de servicio extremas) Grado II: Resistencia y durabilidad moderada (Apto para condiciones de servicio normales)
2
Grado III: Resistencia y durabilidad regular (Apto para condiciones de servicio medio) Grado IV: Resistencia y durabilidad baja (Apto para condiciones de servicio sin exigencia).
2.3 Requisitos de calidad de las unidades cerámicas de acuerdo a lo especificado por nch169 De acuerdo a la norma NCh 2123 solo podrán utilizarse unidades del tipo i de clase MqM , MqP, MqHv y del tipo II de la clase mnM. No deben usarse unidades con huecos y perforaciones paralelas a las caras de apoyo de la unidad.
SECCION TRANSVERSAL • Requisitos geométricos Las unidades de albañilería deben cumplir con los requisitos geométricos establecidos en el en la NCh 169 (5.3 Requisitos geométricos). -El área neta de las unidades debe ser mayor o igual al 50 % del área bruta. -El área de los huecos de las unidades donde se acepta colocar armaduras debe ser mayor o igual a 32 cm2 en huecos de sección variable este requisito debe aplicarse al área mínima del hueco. -La dimensión mínima de los huecos de las unidades donde se acepta colocar armaduras debe ser 5 cm. -Los espesores mínimos de cáscaras simples de las unidades deben ser 19 mm. En el caso de unidades con cáscara compuesta, el espesor mínimo de la cáscara debe ser 38 mm.
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• Requisitos resistentes TIPO CLASE GRADO PROMEDIO(1) INDIVID.(2) PROMEDIO(1) INDIVID.(2) PROMEDIO(1) INDIVID.(2)
HECHO A MAQUINA MqM 1 2 3 200 150 80 160 120 60 6 4 4 4 3 2 10 12 14 12 14 16
4 (3) (3) 2.5 1.75 18 20
TIPO CLASE GRADO PROMEDIO(1) INDIVID.(2) PROMEDIO(1) INDIVID.(2) PROMEDIO(1) INDIVID.(2)
HECHO A MAQUINA MqP 1 2 3 120 80 90 60 4 4 3 2 12 14 14 16
4 45 35 2.5 1.75 18 20
TIPO CLASE GRADO Resistencia a la PROMEDIO(1) compr. min (kg./cm2) INDIVID.(2) Adherencia min. PROMEDIO(1) ( kg./cm2) INDIVID.(2) absorcion de PROMEDIO(1) agua max.(% peso) INDIVID.(2) TIPO REQUISITOS CLASE GRADO Resistencia a la PROMEDIO(1) comp. min (kg./cm2) INDIVID.(2) Adherencia min. PROMEDIO(1) ( kg./cm2) INDIVID.(2) Absorcion de PROMEDIO(1) agua max.(% peso) INDIVID.(2)
HECHO A MAQUINA MqHv 1 2 3 70 60 4 2 14 16 HECHO A MANO mnM 1 2 3
REQUISITOS Resistencia a la comp. min (kg./cm2) Adherencia min. ( kg./cm2) Absorcion de agua max.(% peso)
REQUISITOS Resistencia a la comp. min (kg./cm2) Adherencia min. ( kg./cm2) Absorcion de agua max.(% peso)
REQUISITOS
4 45 35 2.5 1.75 18 20 4 40 35 2 1.75 20 24
4
(1) (2) (3) (4)
Valor promedio de las probetas ensayadas Valor individual en cualquiera de las probetas No se especifica valor de la resistencia a la compresión El ensayo de absorción de agua determina también la succión de los ladrillos cerámicos por capilaridad de su masa. Se estima aceptable un valor de succión inferior o igual a 0.10 g/cm2 x minuto
2.4 Mortero El mortero debe cumplir con lo establecido en la norma NCh 2256. ( RMIN COMP. ) mortero ≥ ( R COMP. )
UNIDAD ALBAÑILERIA
( RMIN COMP. ) mortero ≥ 5.0 Mpa.
UNIDADES HECHAS A MANO
( RMIN COMP. ) mortero ≥ 10.0 Mpa.
UNIDADES HECHAS A MAQUINA
2.5 Hormigón de elementos de confinamiento
Estos hormigones deben cumplir con lo prescrito en NCh 170. La resistencia mínima y su nivel de confianza será lo indicado por NCh 430.
2.6 Armaduras de refuerzo Las armaduras deben cumplir con lo establecido en la norma NCh 204. el uso de barras lisas solo se permite en estribos y en armaduras electrosoldadas. Las armaduras electrosoldadas del grado at-56-50-h deben cumplir con lo establecido en la norma nch 1173. 2.7 Albañileria • Resistencia básica a la compresión , f´m La resistencia básica a la compresión debe especificarse a la edad de 28 días o a una edad menor si la albañilería puede recibir antes la totalidad de las cargas.
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PROCEDIMIENTO: a) Ensayos de prismas de albañilería. Deben construirse en las mismas condiciones y materiales en que se van a utilizar. (según procedimiento anexo B norma NCh 1928.) La resistencia básica a la compresión será determinada por el ensayo de 5 probetas y estará dado por: f´m = x - 0.431( x 5 - x 1 ) x = resistencia promedio a la compresión de 5 prismas ensayados. x5 , x1 = mayor y menor valor de la resistencia. a la compresión obtenidos en los ensayos.
b) A partir de las resistencias de las unidades de albañilería Cuando la resistencia básica a la compresión de la albañilería no ha sido determinada por el procedimiento anterior, y tanto las unidades como el mortero cumplen con los requisitos especificados por esta norma, la resistencia puede calcularse a partir de las resistencias a la compresión de las unidades de la siguiente forma: f´m = 0.25 fp < 6.0 Mpa.
Ladrillos cerámicos
f´m = 0.30 fp <4.5 Mpa. Bloques de hormigón sin hormigón de relleno - En estas expresiones tanto f´m como fp están referidas al área bruta del prisma y de la unidad de albañilería respectivamente. - La resistencia a la compresión de la unidad de albañilería se determina usando probetas compuestas por una unidad de albañilería cada una y refrentando las caras de las probetas con pasta de azufre (Nch 1172) - Estas expresiones son válidas para albañilerías con espesores de junta comprendidos entre 10 mm. y 15 mm. Para valores fuera de este intervalo, el valor de la resistencia básica a la compresión debe determinarse de acuerdo al procedimiento indicado en el ensayo de prismas.
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c) A partir de un valor indicativo. Cuando la resistencia básica a la compresión de la albañilería construida con unidades del tipo mnM no ha sido determinada por ensayos de prismas y las unidades como el mortero cumplen con lo especificado por la norma, la resistencia a la compresión puede determinarse por: f´m = 1.5 MPa. - f´m, está referida al área bruta del prisma - Espesores de junta de la albañilería: 20 mm < e > 15 mm. Fuera de este intervalo usar procedimiento descrito en a) • Resistencia basica de corte τ m La resistencia básica al corte debe especificarse a la edad de 28 dias o a una edad menor si la albañilería puede recibir antes la totalidad de las cargas. PROCEDIMIENTO: a) ENSAYOS DE MURETES CUADRADOS DE ALBAÑILERIA SOMETIDOS A COMPRESION DIAGONAL: Estos muretes deben construirse en las mismas condiciones y materiales en que se van a utilizar en la obra. La resistencia al corte se determina ensayando 5 muretes y queda determinado por: τ m = x - 0.431 (x 5 - x 1 ) x = resistencia promedio de los 5 muretes ensayados x5 , x1 = mayor y menor valor de la resistencia obtenidos en los ensayos. b) A PARTIR DE LOS VALORES INDICATIVOS DE LA TABLA TIPO DE UNIDAD CLASE
fP (Mpa)
GRADO DEL MORTERO SEGUN Nch 2256
RESISTENCIA BASICA DE CORTE τ m (Mpa)
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MqM MqP MqHv mnM Bloque Bloque
16.0 10.0 10.0 4.0 5.0 4.5
M 15 M 10 M 10 M5 M 10 M 10
0.60 0.50 0.50 0.25 0.30 0.20
• RESISTENCIA A LA TRACCION POR FLEXION Fbt A
A
CORTE AA
LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN POR FLEXION PERPENDICULAR A LA JUNTA HORIZONTAL DE MORTERO DEBE ESPECIFICARSE A LA EDAD DE 28 DIAS O A UNA EDAD MENOR SI ESTA VA A CARGARSE ANTES CON LA TOTALIDAD DE LAS CARGAS. ESTA RESISTENCIA DEBE DETERMINARSE CON ALGUNO DE LOS PROCEDIMIENTOS SIGUIENTES: a) A PARTIR DE ENSAYOS DE PRISMAS DE ALBAÑILERÍA. Estos deben construirse con los materiales y procedimientos que se usarán en obra. Se usará el procedimiento indicado en la norma ASTM C-1072. La resistencia a flexión se determina del ensayo de 5 prismas y queda determinada por el siguiente valor: Fbt = x - 0.431 (x5 - x1 ) x = resistencia promedio a la tracción por flexión de los 5 prismas ensayados x5 , x1 = mayor y menor valor de la resistencia a la tracción por flexión obtenidos en los ensayos.
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b) A PARTIR DE LOS VALORES INDICATIVOS DE LA TABLA UNIDAD CERAMICA
BLOQUES DE HORMIGON
CLASE MqM MqP MqHv mnM Sin relleno de huecos Con relleno total
Fbt en MPa 0.30 0.30 0.30 0.10 0.10 0.60
LOS VALORES DE LA TABLA SOLO PUEDEN APLICARSE A ALBAÑILERIAS CONSTRUIDAS CON UNIDADES DE LA CLASE INDICADAS, PARA OTRO TIPO USAR PROCEDIMIENTO DESCRITO EN a) • MODULO DE ELASTICIDAD Y MODULO DE CORTE PARA CALCULAR DEFORMACIONES PRODUCIDAS POR LA ACCION SISMICA EL MODULO DE ELASTICIDAD Em Y EL MODULO DE CORTE Gm DE LA ALBAÑILERIA SE DETERMINAN SEGUN LA SIGUIENTE EXPRESION : Em = 1000 f´m Gm = 0.30 Em f´m ESTA REFERIDA AL AREA BRUTA DE LA ALBAÑILERÍA.
3.DISPOSICIONES DE DISEÑO 3.1 DISPOSICIONES GENERALES - LOS ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO NO CONTRIBUYEN A AUMENTAR LA RESISTENCIA AL CORTE DEL MURO.SU FUNCION ES SOLO EVITAR LA FALLA FRAGIL LUEGO DE PRODUCIDO EL AGRIETAMIENTO DIAGONAL DE LA ALBAÑILERIA. - LOS DETALLES DE CONSTRUCCION DEBEN GARANTIZAR QUE LA ALBAÑILERIA Y LOS ELEMENTOS DE HORMIGON ARMADO QUE LA CONFINAN ACTUEN COMO UN TODO PARA RESISTIR LAS SOLICITACIONES - DE ACUERDO CON LOS REQUISITOS ESTABLECIDOS EN LA NORMA NCH 433 SE DEBEN CONFINAR TODOS LOS MUROS EN ZONAS SISMICAS 2 Y 3. - EN ZONA SISMICA 1 SE DEBEN CUMPLIR LAS SIGUIENTES CONDICIONES: - DEBEN ESTAR CONFINADOS TODOS LOS MUROS PERIMETRALES 9
- DEBEN ESTAR CONFINADOS UN CONJUNTO DE MUROS QUE RESISTAN AL MENOS EL 70 % DEL CORTE DEL PISO. - DEBE ESTAR CONFINADO CUALQUIER MURO QUE RESISTA EL 10 % O MAS DEL CORTE SISMICO DEL PISO DONDE SE UBICA
LOS ELEMENTOS DE HORMIGON ARMADO DEBEN CUMPLIR DOS FUNCIONES: • CONFINAMIENTO EN EL PLANO DEL MURO • APOYO DEL PAÑO DE ALBAÑILERIA ANTE FUERZAS HORIZONTALES PERPENDICULARES AL MURO SE PERMITE UN INCREMENTO DEL 33,3 % EN LAS TENSIONES ADMISIBLES PARA COMBINACIONES DE CARGA SISMICA U OTRA CARGA EVENTUAL MAS CARGAS PERMANEBTES. NO SE PERMITE ESTE INCREMENTO CUANDO: • UN MURO RECIBE MAS DEL 45% O MAS DE LA SOLICITACION DEL PISO. • CUANDO SE UTILIZAN COMO ARMADURAS ACEROS DE ALTA RESISTENCIA DE GRADO AT-56-50 O SIMILARES EN LOS ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO. PARA DISTRIBUIR FUERZAS SISMICAS ENTRE MUROS DE ALBAÑILERIA Y DE HORMIGON ARMADO, DEBEN CONSIDERARSE LAS DIFERENCIAS ENTRE LAS PROPRIEDADES MECANICAS DE AMBOS MATERIALES.
3.2 ESFUERZO DE CORTE ADMISIBLE EL ESFUEZO DE CORTE ADMISIBLE PARA SOLICITACIONES CONTENIDAS EN EL PLANO DE UN MURO ES: Va = (0.23 τ
m
+ 0.12 σ0 ) A m
PERO Va ≤ 0.35 τ m A m CON: τ m = RESISTENCIA BASICA DE CORTE DE LA ALBAÑILERIA MEDIDA SOBRE EL AREA BRUTA
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σ0 = TENSION MEDIA DE COMPRESION PRODUCIDA POR EL ESFUERZO AXIAL QUE ACTUA SOBRE LA SECCION. A m = AREA BRUTA DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL MURO, INCLUIDO LOS PILARES (NO USAR SECCION TRANSFORMADA. 3.3 ESFUERZO AXIAL DE COMPRESION ADMISIBLE EL ESFUERZO AXIAL DE COMPRESION ADMISIBLE EN UN MURO ES: Na = 0.40 f´m Φe A m f´m = RESISTENCIA BASICA A LA COMPRESION DE LA ALBAÑILERIA MEDIDA EN LA SECCION BRUTA Φe = FACTOR DE REDUCCION POR ESBELTEZ = ( 1- (h/40t)3 ) h =ES EL MENOR VALOR ENTRE LA LONGITUD DE PANDEO VERTICAL Y LA DISTANCIA LIBRE ENTRE SOPORTES LATERALES. t = ESPESOR DEL MURO. 3.4 FLEXO COMPRESION PARA SOLICITACIONES CONTENIDAS EN EL PLANO DEL MURO
d´
a) FLEXION SIMPLE EL MOMENTO DE FLEXION ADMISIBLE ESTA DADO POR: M0a = 0.90 As fs d´ CON:
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As = AREA DE ARMADURA DE REFUERZO LONGITUDINAL DE CADA PILAR COLOCADO EN LOS EXTREMOS DEL MURO fs = TENSION ADMISIBLE DE LAS ARMADURAS DE REFUERZO = 0.50 fy , CON fy = TENSION DE FLUENCIA NOMINAL DE LA ARMADURA. d´ = DISTANCIA ENTRE LOS CENTROIDES DE LOS PILARES COLOCADOS EN AMBOS EXTREMOS DEL MURO. b) FLEXION COMPUESTA CUANDO EXISTE ESFUERZO AXIAL DE COMPRESION EN EL MURO, EL MOMENTO ADMISIBLE ESTARA DADO POR: Si N ≤ Na /3
Ma = Moa + 0.20 N d Ma = (1.5 Moa + 0.10 Na d)(1-N/Na) En que :
Si N > Na /3
N = Esfuerzo axial de compresión que actúa sobre el muro. d = Altura útil de la sección transversal del muro.
A
A
d´
CORTE A-A
C
T
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3.5 FLEXO COMPRESION PARA SOLICITACIONES PRODUCIDAS POR ACIONES PERPENDICULARES AL PLANO DEL MURO A
a= F k+1/ P k+1
CORTE AA
A MURO DEL PISO K
fc
COMPRESION
ft
FLEXION Ft <= 0.50 Fbt
LOS MUROS DEL PISO k DEBEN VERIFICARSE COMO PLACAS SIMPLEMENTE APOYADAS EN LOS PILARES Y CADENAS, PARA UNA ACELERACION SISMICA HORIZONTAL DE Fk+1 / Pk+1 , DE MODO QUE LA TENSION DE TRACCION QUE RESULTA POR M y P SEA IGUAL O MENOR QUE EL 50 % DE LA RESISTENCIA A FLEXION Fbt LAS TENSIONES NORMALES SE DETERMINAN CON LA SECCION BRUTA DEL PAÑO DE ALBAÑILERIA.
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3.6 CONTROL DE DEFORMACIONES losa
f h
f<=0.002 h
losa EL DESPLAZAMIENTO TRANSVERSAL MAXIMO DE LAS CADENAS UBICADAS EN LOS PISOS FLEXIBLES Y A MEDIA ALTURA DE LOS ENTREPISOS ALTOS, PRODUCIDO POR LAS CARGAS QUE ACTUAN PERPENDICULARMENTE AL PLANO DE LOS MUROS SOBRE LOS QUE SE UBICAN LAS CADENAS, DEBE SER MENOR O IGUAL QUE LA ALTURA ENTRE PISO O QUE LA ALTURA ENTRE CADENAS SUCESIVAS MULTIPLICADAS POR 0.002.
3.7 SOLICITACION SISMICA EL DISEÑO A LA FEXO - COMPRESION DE LOS MUROS, ASI COMO EL CALCULO DE LOS MOMENTOS VOLCANTES PARA EL DISEÑO DE LAS FUNDACIONES DEBE HACERSE CON EL 50 % DE LAS SOLICITACIONES SISMICAS ESTABLECIDAS EN LA NORMA Nch 433. PARA EL CALCULO DE LAS DEFORMACIONES ENTRE PISO Y TOTALES, EXIGIDA POR 5.9 DE LA NORMA Nch 433 DEBEN CALCULARSE CON LAS SOLICITACIONES SIN NINGUN TIPO DE REDUCION.
4.LIMITACIONES DE DISEÑO ESTAS LIMITACIONES SOLO SON APLICABLES A LOS MUROS QUE FORMAN PARTE DE LA ESTRUCTURA SISMORRESISTENTE, CON CUALQUIER NUMERO DE PISOS, SALVO QUE SE INDIQUE LO CONTRARIO.
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4.1 DIMENSIONES LIMITES LOS PAÑOS DE ALBAÑILERIA QUE PERTENECEN A UN MURO QUE FORMA PARTE DE LA ESTRUCTURA RESISTENTE DEL EDIFICIO. DEBE TENER UN ESPESOR :
t
h
L t = (1/25) h ó L , el que sea menor t >= 14 cm. (ladrillos hecho a máquina) t >= 15 cm. (ladrillos hecho a mano) EL ESPESOR DEL MURO DEBE SER MEDIDO EN OBRA GRUESA LAS DIMENSIONES DE UN PAÑO DE ALBAÑILERIA QUEDAN DETERMINADAS POR LA DISTANCIA ENTRE EJES DE SUS ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO , PILARES Y CADENAS, UBICADOS EN UN MISMO PLANO. EL AREA Y DIMENSIÓN HORIZONTAL MÁXIMA DE UN PAÑO DEBEN SATISFACER LOS SIGUIENTES REQUISITOS : • AREA MAXIMA DEL PAÑO EN SU PLANO : • DIMENSION HORIZONTAL MAXIMA DEL PAÑO :
12.5 m2 6.0 m
15
h
A<=12.5 m2
L < 6 mts.
4.2 UBICACION DE LOS PILARES EN LOS MUROS QUE FORMAN PARTE DE LA ESTRUCTURA RESISTENTE DEL EDIFICIO, LOS PILARES DE HORMIGON ARMADO DEBEN UBICARSE EN: a) TODOS LOS BORDES LIBRES b) TODAS LAS INTERSECCIONES DE LOS MUROS c) EN EL INTERIOR DE UN PAÑO DE ALBAÑILERIA PARA CUMPLIR CON LAS RESTRICCIONES PARA EL AREA Y DIMENSION HORIZONTAL MAXIMA DEL PAÑO
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i.m.
i.m.
b.l.
b.l.
b.l.
b.l.
i.m. i.m.
max 6 mts. i.m.
p.i.
b.l.
b.l.
i.m. = intersección muro b.l. = borde libre p.i. = pilar intermedio
4.3 UBICACION DE LAS CADENAS. EN LOS MUROS QUE FORMAN PARTE DE LA ESTRUCTURA RESISTENTE DEL EDIFICIO, LAS CADENAS DE HORMIGON ARMADO DEBEN UBICARSE EN: a) A NIVEL DE LA TECHUMBRE Y DE LOS PISOS. LOS CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS DE HORMIGON DESEMPEÑAN LA FUNCION DE UNA CADENA.
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NIVEL TECHUMBRE
NIVEL PISO
cadena fundación
b) EN EL INTERIOR DE UN PAÑO DE ALBAÑILERIA PARA CUMPLIR CON LAS RESTRICCIONES PARA EL AREA Y DIMENSION HORIZONTAL MAXIMA DEL PAÑO c) EN EL BORDE SUPERIOR DE TODO PIÑON, ANTETECHO O SALIENTE QUE SOBREPASE EL NIVEL DEL CIELO DEL ULTIMO PISO d) PARA COMPLETAR EL TRIANGULO EN EL CASO DE UNA CADENA FORMADA POR DOS TRAMOS INCLINADOS, CUANDO LA DESVIACION DE CUALQUIERA DE LOS TRAMOS, MEDIDA CON RESPECTO A LA BASE DEL TRIANGULO, ES SUPERIOR A 15 o .
Φ >15
4.4 REFUERZO DE ABERTURAS
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DEBEN REFORZARSE LAS ABERTURAS DE LOS MUROS QUE FORMAN PARTE DE LA ESTRUCTURA RESISTENTE DEL EDIFICIO CON EXCEPCION DE LOS CASOS INDICADOS MAS ADELANTE LOS REFUERZOS DEBEN SER: a) ELEMENTOS DE HORMIGON ARMADO ( estos deben cumplir con lo dispuesto en esta norma) b) ARMADURAS INCLUIDAS EN LOS HUECOS DE LAS UNIDADES Y EN LAS JUNTAS HORIZONTALES, LAS QUE DEBEN CUMPLIR CON LAS CONDICIONES SIGUIENTES: • - Solo se aceptan armaduras incluidas en los huecos de las unidades y en las juntas horizontales de mortero, cuando el esfuerzo de corte en los elementos de un muro adyacentes a la abertura sea menor que el 50 % de su valor admisible. • - La armadura de los muros debe diseñarse para las acciones contenidas en su plano y para aquellas perpendiculares a su plano. • - El área mínima de la armadura vertical en los bordes debe ser igual a 0.8 cm2 El diámetro mínimo de esta armadura debe ser igual a 8mm.
Amin=0.8 cm2 Φ min = 8 mm.
Amin=0.5 cm2
• - El área mínima de la armadura horizontal debe ser igual a 0.5 cm2 .Esta armadura debe colocarse en la primera junta horizontal o en las dos primeras juntas horizontales bajo la abertura • - El diámetro de la armadura colocada en el mortero de junta entre hiladas debe ser igual o menor que la mitad del espesor de la junta. • - El recubrimiento mínimo de mortero para la armadura de junta y escalerillas debe ser 16 mm. en muros expuestos a la intemperie, y 12 mm. en muros no expuestos a la intemperie.
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e
diam < = e/2
rec = 16 mm (interperie) 12 mm (no expuesto)
• - El recubrimiento mínimo de mortero para la armadura de junta y escalerillas debe ser 16 mm. en muros expuestos a la intemperie, y de 12 mm. en muros no expuestos a la intemperie. • - La armadura vertical y horizontal deben anclarse a los elementos de confinamiento.
SE PUEDE PRESCINDIR DE LOS REFUERZOS DE LA ABERTURA CUANDO ESTA SEA PEQUEÑA Y ESTE UBICADA EN LA ZONA CENTRAL SUPERIOR DEL PAÑO. Deben cumplirse las siguientes condiciones: • - El área de al abertura es igual o menor que el 5% del área del paño. • - La longitud del lado mayor de la abertura es igual o menor que 60 cm. • - La distancia entre el pilar vecino a la abertura y el borde vertical de la abertura es igual o mayor que el 25 % de la longitud del paño de albañilería.
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• - La distancia entre el borde horizontal inferior de la abertura y el borde horizontal inferior del paño es igual o mayor que los dos tercios de la altura del paño de albañilería. > = .25 L
Area<=.05A H
< 60 cm.
>=2/3 H
A
L
Aberturas con lados de longitud igual o menor que 20 cm. , pueden ubicarse en cualquier posición del paño. Solo se aceptan tres aberturas de este tipo por paño de albañilería, separadas entre sí por lo menos 1 mt.
> 1mt. > 1mt.
<= 20 cm.
4.2 CRITERIOS Y LIMITACIONES DE DISEÑO DE LOS PILARES Y CADENAS En los pilares y cadenas se deben distinguir dos zonas críticas, una ubicada en los extremos y otra comprendida entre ellas. LONGITUD DE LA ZONA CRITICA DE UN PILAR:
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Esta longitud debe ser el mayor valor entre dos veces el ancho del pilar o 60 cm. Esta longitud debe medirse desde el borde interno de los elementos de confinamiento horizontal LONGITUD DE LA ZONA CRITICA DE UNA CADENA: Esta longitud debe ser de 60 cm. Esta longitud debe medirse desde el borde interno del pilar. 60 cm.
zona crítica cadena
mayor valor entre 60 cm. o h
zona crítica pilar
zona intermedia
h
En caso de utilizarse una losa maciza en el piso, sin bovedillas y hormigonada simultáneamente con la cadena, en la cadena no deben considerarse zonas críticas. Los pilares deben tener un espesor igual o mayor que el espesor del muro y un ancho igual o mayor que 20 cm. Las cadenas deben tener un espesor igual o mayor que el espesor del muro y un ancho igual o mayor que 20 cm.
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t
>=t
> = 20 cm.
PILARES
>=t
> = 20 cm.
t
CADENAS
El esfuerzo de corte que debe resistir cada pilar en las zonas críticas debe ser el menor valor entre: • el esfuerzo de corte admisible del paño de albañilería confinado por el pilar ( sin considerar la amplificación del 33% debido a la combinación eventual) • 1.33 veces el esfuerzo de corte solicitante en el paño de albañilería confinado por el pilar.
s
zona crítica
Vp
dp
b
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t
>=t
> = 20 cm.
PILARES
>=t
> = 20 cm.
t
CADENAS
El esfuerzo de corte Vp que debe resistir cada pilar en las zonas críticas debe ser el menor valor entre: • el esfuerzo de corte admisible del paño de albañilería confinado por el pilar ( sin considerar la amplificación del 33% debido a la combinación eventual) • 1.33 veces el esfuerzo de corte solicitante en el paño de albañilería confinado por el pilar.
s
zona crítica
Vp
dp
b
En las zonas críticas de un pilar, el área de estribos debe calcularse con la expresión:
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Ae = (Vp - Vc ) s fy dp en que : Vp = esfuerzo de corte absorbido por la zona critica del pilar Vc = resistencia al corte proporcionada por el hormigón. Vc =16.66√ f´c b dp (N)
Con f´c en Mpa. , b y dp en cm
dp = altura útil de la sección transversal del pilar. s = separación entre estribos en la dirección paralela al refuerzo longitudinal. f´c = resistencia cilíndrica a la compresión del hormigón del pilar. b = espesor del pilar
4.6 DETALLE DE LA ARMADURA DE REFUERZO • ARMADURA MINIMA LONGITUDINAL DE PILARES Y CADENAS 4 barras de 10 mm. de diámetro Se puede utilizar armaduras de acero AT-56-50H o similares como armadura longitudinal de pilares y cadenas de edificaciones hasta 4 pisos con las siguientes limitaciones: Pilares : Tensión de tracción en las armaduras determinada de acuerdo a esta Norma ≤ 0.25 fy -Debe usarse 4 barras Φmin. =8 mm. Cadenas : Tensión de tracción en las armaduras determinada de acuerdo a un diseño de tensiones admisibles ≤ 0.40 fy -Debe usarse 4 barras Φmin. =8 mm. La armadura electrosoldada debe cumplir con las normas Nch 1173 y Nch 1174 • ARMADURA MINIMA TRANSVERSAL DE PILARES Y CADENAS Diámetros mínimos: ΦMIN = 6 mm. ΦMIN = 4.2 mm. para armadura electrosoldada Separación mínima: smin =10 cm. ( en zona crítica) smin =20 cm. ( en zona intermedia)
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No obstante en edificios bajos de hasta 2 pisos, la separación máxima entre estribos de cadenas y pilares de confinamiento podrá ser de 20 cm. cuando el esfuerzo de corte solicitante del muro de que forman parte los elementos de confinamiento sea igual o menor que el 50% del esfuerzo de corte admisible del muro.
4 φ 10 s max = 10 cm.(zona crítica) 20 cm. (zona intermedia)
s max = 10 cm.(zona crítica) 20 cm. (zona intermedia)
CADENA
PILAR
Las longitudes de empalme y anclaje y los recubrimientos y separaciones de las barras longitudinales de refuerzo deben cumplir con lo establecido en la Norma Nch 430. LOS EMPALMES DEBEN HACERSE FUERA DE LA ZONA CRÍTICA.
5.DISPOSICIONES DE CONSTRUCCION • EQUIPOS Los equipos empleados en la construcción de la albañilería deben cumplir con los requisitos exigidos por el proyectista.
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• PREPARACION Y PUESTA EN OBRA EN TIEMPO FRIO Ninguna albañilería debe construirse a temperaturas inferior a 3º C. No debe colocarse mortero de junta y hormigón de relleno en superficies que hayan sufrido el efecto de heladas, debiendo eliminarse las partes dañadas antes de continuar la faena. La temperatura ambiente en torno a la albañilería no debe bajar de los 5º C. durante las 72 hrs. siguientes a la colocación del mortero. En caso que no se cumplan las condiciones de temperatura anteriores, deben tomarse precauciones especiales. • PREPARACION Y PUESTA EN OBRA EN TIEMPO CALUROSO Cuando la colocación del mortero y del hormigón de relleno se efectúe en tiempo caluroso ( sobre los 35º C.), deben adoptarse medidas para impedir la evaporación del agua de amasado. • MEZCLADO DEL MORTERO Los componentes sólidos deben mezclarse con anterioridad a la adición de agua hasta alcanzar una homogeneidad de color de la mezcla. Cuando se use mezclado mecánico, el tiempo mínimo de mezclado después de agregados todos los ingredientes ,debe ser de 5 minutos o el que se necesite para completar 120 revoluciones El mezclado manual solo se permite en obras menores y aisladas, en amasada de menos de 0.25 m3 , con autorización de la Inspección Técnica de la obra (I.T.O.) No deben usarse mortero que ha empezado a fraguar o que tiene más de 2 hrs. de edad desde el mezclado inicial, período en el cual el mortero puede ser remezclado con agua para recuperar su trabajabilidad. Cualquier excepción de estas disposiciones, motivada por el uso de aditivos, debe ser autorizada por la I.T.O. • PREPARACION Y COLOCACION DE LAS UNIDADES Las unidades de ladrillo cerámico deben colocarse saturadas en agua con superficie seca, mientras que los bloques de hormigón deben colocarse sin mojarlos previamente. La velocidad de avance en altura para la construcción de los elementos de albañilería debe limitarse a 120 cm. por día. • ALBAÑILERIA ARMADA CON HORMIGON DE RELLENO Para lograr un adecuado llenado de los huecos deben tomarse las siguientes precauciones: a) Los huecos a llenar deben estar libres de materiales extraños y de mortero de junta. b) La interrupción de la colocación del hormigón de relleno debe hacerse a media altura de la unidad; en unidades de más de 10 cm. de altura, esta interrupción debe hacerse a una distancia de 5 cm. de la superficie superior de la unidad.
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e
e/2 o 5 cm si e> 10 cm.
c) El hormigón de relleno debe vibrarse o compactarse en forma tal que garantice el perfecto llenado del hueco en toda su altura. Debe evitarse el vibrado de las armaduras para no destruir la adherencia con el hormigón de relleno. d) No debe permitirse el doblado de la armadura después de iniciado el vaciado del hormigón de relleno. e) En el caso de llenarse la altura de un piso se debe dejar dos días, como mínimo, entre la finalización de la faena de albañilería y la operación de llenado, a no ser que el mortero haya alcanzado el 80% de su resistencia al momento de vaciar el hormigón de relleno. f) En muros de doble chapa se debe usar amarras metálicas provistas de ganchos embebidos en el mortero de junta de las chapas. La distancia entre las amarras no debe superar los 60 cm. en vertical y los 90 cm. en horizontal. No será necesario colocar estas amarras cuando se use armadura soldada para unir las chapas. • VERTICALIDAD DE MUROS Y COLUMNAS Las caras mayores de los muros deben estar contenidas en un plano vertical. Los muros y columnas no deben tener una desviación vertical mayor que el 2 por mil para alturas máximas de 3m. Para alturas máximas de 6 y 12 m., las desviaciones máximas permitidas son de 1.5 por mil y 1 por mil, respectivamente. Para alturas superiores a 12 m. la desviación máxima debe limitarse al 1 por mil de la altura, con un máximo de 2.5 cm.
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1 o/oo hpero <=2.5 cm.
1 o/ooh
h >12m. 1.5 o/oo h h<=12m. 2 o/oo h
h<=6 m.
h<=3 m.
• TUBERIAS Y DUCTOS Los proyectos de instalaciones deben hacerse de tal forma que la colocación y eventuales reparaciones puedan materializarse sin dañar la albañilería. Las tuberías y ductos no deben colocarse a lo largo de huecos de las unidades de albañilería que llevan armaduras. Los muros solo se pueden picar para alojar tuberías y ductos, siempre que se cumpla con las siguientes condiciones: 1. Los muros deben estar construidos con unidades macizas o unidades con huecos verticales con relleno total de huecos. 2. El recorrido de la instalación es vertical y solo se extiende el 50% o menos de la altura del muro. 3. La profundidad de la perforación es igual o menor que 1/5 del espesor del muro.
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h <= 0.5h
A
A perforacion
t
1/5 t
Corte A-A
• JUNTAS DE CONSTRUCCION Toda junta de construcción debe ejecutarse sobre una superficie limpia, rugosa y húmeda en el caso de la albañilería de ladrillos cerámicos, con el propósito de lograr una adecuada adherencia. Las unidades de albañilería y el mortero que hayan quedado suelto deben retirarse. • CANTERIA La cantería debe ser trabajada con una herramienta adecuada, presionando el mortero hacia el interior, cuando éste aún permita la deformación ante la presión de un dedo. La profundidad de la cantería debe limitarse a 5 mm. como máximo, con respecto a la arista de la unidad inferior. • APAREJO Las fórmulas y procedimientos de cálculo especificados en la Nch 2123 se aplican sólo si las unidades de albañilería se colocan formando juntas verticales continuas, de modo que la longitud de traba sea igual o mayor que ¼ de la longitud de la unidad de albañilería. En muros que forman parte de la estructura resistente del edificio, no se deben colocarse las unidades en posición de canto o de panderete.
30
b
a
b
>= 1/4 a a t
>= 1/4 a
b
a
t
t>b NO USAR
• COLOCACION DEL HORMIGON DE LOS ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO. Para lograr una buena trabazón entre los paños de albañilería y los pilares y cadenas de hormigón armado se deben construir primero los paños de albañilería y luego se coloca el hormigón de los elementos de confinamiento. La trabazón debe materializarse mediante un endentado de los bordes verticales del paño de albañilería o con conectores hechos con barras redondas para hormigón armado ubicados en las juntas horizontales de mortero. La separación entre conectores debe ser igual o menor que tres hiladas con un máximo de 40 cm. Estos conectores deben anclarse en ambos extremos cumpliendo con las longitudes de anclaje establecidas en la Norma Nch 430.
<=40cm
conectores
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• PROTECCION Y CURADO DE LOS MUROS Cuando el curado del mortero se realiza con agua, debe evitarse mojar las unidades en el caso de la albañilería de bloques de hormigón. La duración e intensidad del curado del mortero depende de las condiciones ambientales ( Temperatura, humedad, asoleamiento, viento, etc.) El proceso de curado del mortero debe iniciarse dentro de un plazo no mayor que 5 hrs. y debe extenderse por un período de tiempo no menor que 7 días o el tiempo necesario para que el mortero alcance el 70 % de la resistencia especificada. Durante la construcción de los muros debe evitarse cualquier acción externa que pueda agrietar la albañilería. • PLANOS Y ESPECIFICACIONES Los planos estructurales deben indicar las especificaciones de: la unidad de albañilería, del mortero, de la albañilería, del hormigón, de la armadura de refuerzo, y de todo material requerido Se deben especificar claramente las resistencias básicas de los materiales utilizados. Los planos estructurales deben indicar el detalle de los empalmes de las armaduras de: encuentro de cadena con cadena encuentro de cadena con losa encuentro de pilar con cadena 6. INSPECCION Y CONTROL DE OBRAS DE ALBAÑILERIA CONFINADA 6.1 CONTROL DE OBRA Este control se aplica a cada proyecto de una obra y a cada empresa que participa en la ejecución de la obra. • PROGRAMA DE ENSAYOS 1. MORTERO
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Para el control de la resistencia de compresión deben tomarse como mínimo 3 muestras por cada 500 m2 o superficie menor de muro edificada, pero no menos de una muestra por cada piso construido. Cada muestra debe estar compuesta por 3 viguetas, las cuales deben confeccionarse de acuerdo con la norma Nch 2261 y deben ensayarse según Nch 158; al menos dos de estas viguetas deben ensayarse a los 28 días. 2. UNIDADES DE ALBAÑILERIA El control de las unidades deben hacerse de acuerdo con lo indicado en las normas Nch 169 y Nch 181. 3. ALBAÑILERIA Deben tomarse como mínimo tres muestras cada 5000 m2 de muros, o fracción inferior; cada muestra debe estar compuesta por un prisma y un murete, los que deben ensayarse a los 28 días según lo indicado en Nch1928 y en el Anexo A de la norma Nch 2123. El valor obtenido de cada uno de estos ensayos constituye el resultado de la muestra. SE EXIMEN DE LOS CONTROLES ANTERIORES LAS VIVIENDAS INDIVIDUALES QUE CUMPLAN SIMULTANEAMENTE LAS CONDICIONES SIGUIENTES: A) TENER UNA SUPERFICIE INFERIOR A 100 m2. B) TENER UN NUMERO DE PISOS IGUAL O MENOR QUE 2. C) SER CONSTRUIDA BAJO LA SUPERVICIÓN DEL PROYECTISTA, QUIEN CERTIFICARA LA CALIDAD DE EJECUCION. D) NO FORMAR PARTE DE UN CONJUNTO DE VIVIENDAS. • CRITERIOS DE ACEPTIBILIDAD El criterio de aceptabilidad considera el resultado de tres muestras, y es el siguiente: x-f
≥ 0.958
Se
En que : x = Valor promedio de los resultados de las 3 muestras. Se = √ 0.5 Σ3j=1 (xj -x )2
= Desviación normal estimada de los resultados de las 3 muestras.
f= resistencia de proyecto especificada en los planos de cálculo. • ARCHIVOS DE RESULTADOS Los resultados y antecedentes de los ensayos y sus evaluaciones deben estar a disposición de la inspección y/o supervisión de la obra durante la ejecución de los trabajos. El archivo correspondiente debe permanecer disponible cinco años en poder del profesional responsable del proyecto. 33
6.2 MANO DE OBRA La mano de obra empleada en las construcciones de albañilería confinada debe ser calificada. 6.3 INSPECCION EN OBRA Debe supervisarse el cumplimiento de las disposiciones de construcción indicadas en la norma Nch 2123. Además se debe supervisar que: a) El contenido de humedad de los bloques de hormigón debe cumplir con lo dispuesto en el anexo A de la norma Nch 1928, condición que debe mantenerse hasta el momento en que se usan estas unidades. b) Las juntas horizontales y verticales queden completamente llenas de mortero. c) El espesor de las juntas de mortero sea el mínimo que permita una capa uniforme de mortero y la alineación de las unidades de albañilería. d) No se atente contra la integridad del muro recién asentado. e) No se produzcan nidos de piedra al colocar el hormigón de los elementos de confinamiento. f) Las juntas de hormigonado entre un pilar y una cadena queden bien ejecutadas. g) Se asegure que las armaduras de refuerzo de los elementos de confinamiento se mantengan en la posición indicada en los planos para que el recubrimiento, la separación y los traslapes sean los especificados.
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