construciones de albanieria angel san bartolome

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  • Primera edicin, octubre de 1994

    Construcciones de Albailera -Comportamiento Ssmico y Diseo Estructural-

    Copyright por Fondo Editorial de la Pontificia Universidad Catlica del Per. Av. Universitaria, cuadra 18. San Miguel. Apartado 1761. Lima 100, Per. Telfs. 626390, 622540, Anexo 220.

    Prohibida la reproduccin de este libro por cualquier medio, total o parcialmente, sin permiso expreso de los editores.

    Derechos reservados ISBN 84-8390-965-0

    Impreso en el Per - Printed in Peru

  • Iv

    Ange/ San Bart%m Ramos

    Ingeniero Civil graduado en la Pontificia Universidad Catlica del Per.

    Estudios de Post-Grado en Ingeniera Antissmica en el International Institute of Seismology and Earthquake Engineering (IISEE). Building Research Institute (BRI). Tokyo - Japan.

    Estudio Individual en Albailera Estructural en The Large Scale Structures Testing. Building Research Institute (BRI). Tsukuba - Japan.

    Profesor Principal del Departamento de Ingeniera -Area de Estructuras- de la Pontificia Universidad Catlica del Per. Miembro del Consejo de la Facultad de Ciencias e Ingeniera y Asesor de Tesis.

    Investigador en las Areas de Albailera Estructural, Adobe, Tapial y Concreto Armado, en el Laboratorio de Estructuras (LE DI) de la Pontificia Universidad Catlica del Per.

    Autor del Libro "Albailera Confinada". Libro 4 de la Coleccin del Ingeniero Civil. Consejo Departamental de Lima -Captulo de Ingeniera Civil- del Colegio de Inge-nieros del Per (CIP). 1992.

    Proyectista de Estructuras, antes asociado a la Compaa STRUDA Ings. S.R.L.

  • A /a memoria de mi madre,

    Doctora en Educacin,

    Livia Elisa Ramos de San Bart%m

  • v

    NSTRUCCIONES DE

    ALURILERIA fi

    -Comportamiento Ssmico y Diseo Estructural-

    ENSAYO DE CARGA LATERAL CICLlCA CON CARGA VERTICAL CONSTANTE. EXPERIMENTO REALIZADO EN EL LABORATORIO DE ESTRUCTURAS DE LA

    PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLlCA DEL PERU

  • vi

    HORNO ABIERTO CON QUEMADORES DE LEA EN SU BASE, TlPICO DE NUESTRA SERRANIA. CORTESIA DE LA Srta. IRIS JACHA, EGRESADA DE LA UNIVERSIDAD

    NACIONAL HERMILlO VALDIZAN - HUANUCO.

  • vii

    PROLOGO

    Esta publicacin est basada en los apuntes de clase del curso "Albailera Estructural", dictado por el autor durante el segundo semestre del ao 1991 en la Facultad de Ciencias e Ingenierra de la Pontificia Universidad Catlica del Per (PUCP).

    En esta edicin, el autor ha procurado volcar su experiencia profesional, docente y de investigacin; por lo que este libro no slo est dirigido a los alumnos, sino tambin a actualizar los conocimientos de los ingenieros civiles y, sobre todo, a los docentes universitarios encargados de difundir con mayor profundidad estos conocimientos. Todo ello porque sabemos que la Albailerra Estructural constituye una alternativa econmica y sencilla de aplicar para resolver nuestro elevado dficit habitacional, mediante la construccin de edificios de mediana altura, en donde se aprovecha el rea del terreno con una sla cimentacin y se comparten los servicios comunes de agua, desage y electricidad (con una sla cisterna, tanque de agua, etc.); mejor an, si estos edificios se ubican en urbanizaciones.

    Sin embargo, vivimos en un pas ssmico, donde adems el medio ambiente es altamente erosivo, por lo que estas edificaciones tienen que ser convenientemente analizadas, diseadas y construidas (propsitos de este libro), de modo que tengan un adecuado comportamiento ante todo tipo de solicitacin.

    Hasta antes de 1970, los edificios de albailera se construian sin las precauciones necesarias, por lo que generalmente sufran serios daos estructurales cuando ocurran los sismos, llegando incluso a colapsar ante los terremotos. En otros casos, se proporcionaba paredes con espesores exagerados y muros en abundancia, dando por resultado edificios seguros, pero antieconmicos. Es decir, estas edificaciones no seguan los lineamientos de un diseo racional, debido a que el ingeniero estructural no contaba con la informacin suficiente que le permitiese efectuar un diseo adecuado.

    Actualmente, la arquitectura moderna, las razones econmicas y la mejor calidad de los materiales de construccin, conllevan a proyectar edificios de albailera donde se aprovecha en mejor forma las dimensiones de los ambientes, colocando la mnima densidad posible de muros y por supuesto, el refuerzo adecuado; de manera que los muros de estas edificaciones puedan soportar sismos moderados sin ningn dao estructural y sismos severos con daos estructurales que sean reparables, evitando a toda costa el colapso y, por ende, salvando lo primordial: las vidas humanas.

    En el caso de la albailera, nuestras tcnicas constructivas y materiales de construccin son muy diferentes a los que se emplean en otros pases, por lo que a diferencia de otros materiales (como el concreto armado y el acero) resulta inadecuado adoptar cdigos de diseo extranjeros. De esta manera, en base a los escasos resultados experimentales alcanzados hasta el ao de 1982, se elabor nuestro primer reglamento de diseo relativo a la albailera: "Norma E-070, ININVI-82". Actualmente, aunque an nos falta un largo camino por recorrer en lo que a investigaciones se refiere, contamos con una propuesta moderna de diseo a la rotura, aplicable a los edificios compuestos

  • viii

    por muros de albailera confinada; esta propuesta est basada en los resultados terico-experimentales de nuestras investigaciones y en las enseanzas dejadas por los terremotos pasados.

    Nuestras investigaciones vienen desarrollndose a partir del ao 1979 en el Laboratorio de Estructuras de la PUCP, contando en su mayora con el concurso de alumnos, quienes han elaborado sus tesis en base a estos trabajos. Algunos de estos proyectos han sido publicados en Congresos Internacionales como: The Eighth (San Francisco, 1988) and Tenth (Madrid, 1992) World Conference on Earthquake Engineering, The Fifth North American Masonry Conference (1IIinois, 1990) y Colloquia '83 y '88 en Santiago de Chile; en tanto que la gran mayora de los trabajos han sido publicados en la revista peruana "El Ingeniero Civil" y en los libros de Ponencias de los Congresos Nacionales de Ingeniera Civil realizados en las siguientes ciudades: Cusco (1980), Chiclayo (1982), Tacna (1984), Cajamarca (1986), Huaraz (1988), Piura (1990) e Ica (1992).

    La difusin de estos trabajos ha sido hecha tambin en: los Seminarios organizados por diversas Instituciones, como el CISMID, la Universidad Nacional del Centro (Huancayo), la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo (Chiclayo), la Universidad Nacional Santiago Antnez de Mayolo (Huaraz) y el Captulo Peruano del ACI; los Cursos de Actualizacin Profesional organizados por la PUCP y el Colegio de Ingenieros del Per; y los Cursos de Albailera Estructural que se dictan en varias universidades peruanas. Adicional-mente, contamos con libros nacionales que recopilan estas investigaciones, como los libros de "Albailera Estructural" por el Ing. Hctor Gallegos y "Albailera Confinada" correspondiente al autor del presente trabajo. De esta manera, podemos decir que nuestra informacin se ha transmitido a nivel nacional e internacional a un vasto sector de ingenieros estructurales y constructores.

    Debe indicarse adems que no slo hemos tratado de estudiar a las edificaciones de mediana altura, sino tambin hemos procurado abaratar costos en las viviendas unifamiliares; por ejemplo: creando bloquetas artesanales de concreto y los denominados "morteros bastardos" con polvo de ladrillo; utilizando los bloques de sillar, los ladrillos horneados con lea y la piedra pmez como agregado grueso en los bloques de concreto; etc. Algunos de estos estudios se han efectuado a travs de Convenios establecidos por la PUCP con las Universidades Nacionales Pedro Ruiz Gallo de Chiclayo y Hermilio Valdizn de Hunuco, cuyos alumnos han ejecutado sus proyectos en el Laboratorio de Estructuras de la PUCP.

    En resumen, este trabajo constituye una sntesis del estado del arte de la albailera peruana, el mismo que no hubiese sido posible realizar sin el valioso aporte intelectual de los alumnos y el apoyo financiero de las siguientes Instituciones Peruanas: ITINTEC, ININVI, ASOCEM, Fbricas de Cemento Yura y Cementos Lima, Compaa Minera Buenaventura, Graa y Montero (GMI), CONCYTEC, CISMID y la Direccin Acadmica de Investigacin de la PUCP (DAI), a quienes el autor agradece profundamente, al igual que al Ing. Daniel Quiun y a la Srta. Nancy Trujillo, por su valiosa cooperacin en la revisin de este ejemplar.

    Angel San Bartolom Ramos

  • ix

    INDICE

    Pg.

    1. INTRODUCCION

    1.1 Objetivos.

    1.2 Breve Historia de la Albailera. 2

    1.3 Construccin de Albailera y Albailera Estructural. 4

    1.4 Tipos de Albailera y Especificaciones Reglamentarias. 5 - Clasificacin por la Funcin Estructural. 5 - Clasificacin por la Distribucin del Refuerzo. 6 - Muros No Reforzados o de Albailera Simple. 6 - Muros Armados. 8 - Muro Laminar ("Sandwich"). 11 - Albailera Confinada. 12

    2. PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCION 19

    2.1 Procedimientos Generales de Construccin. Recomendaciones y Detalles del Refuerzo. 19

    - Muros Confinados. 19 - Muros Armados. 30 - Muros de Junta Seca. 36

    2.2 Puntos a Favor y en Contra de los Muros Armados y Confinados. 37

    3. COMPORTAMIENTO SISMICO

    3.1 Comportamiento Ssmico Pasado. - Albailera No Reforzada. - Albailera Confinada. - Muros Armados.

    3.2 Tipos de Falla Estructural. La Falla por Corte y por Flexin.

    3.3 Criterios Generales de Estructuracin en Edificios.

    41

    41 41 46 49

    51

    63

  • x

    4. ANAUSIS ESTRUCTURAL

    4.1 Caractersticas del Ejemplo.

    4.2 Estructuracin.

    4.3 Predimensionamient