-
6/24/2014
1
Ing. Jorge Rosas Espinoza Ingeniero Civil - Universidad Nacional
de San Agustin Arequipa Peru
MSc. Earthquake Engineering - University at Buffalo, The State
University of New York - USA
ALBAILERIA
ESTRUCTURAL
CAPITULO VI: ESTRUCTURACION ESTRUCTURA CON DIAFRAGMA RGIDO.-
Caractersticas Generales.-
Debe preferirse edificaciones con diafragma rgido y continuo,
es
decir, edificaciones en los que las losas de piso, el techo y
la
cimentacin, acten como elementos que integran a los muros
portantes y compatibilicen sus desplazamientos laterales.
Los techos metlicos o de madera no constituyen diafragmas rgidos
y tampoco arriostran horizontalmente a los muros, en ellos es
indispensable el empleo de vigas soleras, diseadas para absorber
las
acciones ssmicas perpendiculares al plano de la albailera
(armada o
confinada). Para acciones coplanares, se considera que cada
muro
trabaja independientemente, con la carga tributaria
correspondiente.
-
6/24/2014
2
Podr considerarse que el diafragma es rgido cuando la relacin
entre sus lados no excede de 4. Se deber considerar y evaluar
el
efecto que sobre la rigidez del diafragma tienen las aberturas
y
discontinuidades en la losa.
En caso la relacin entre los lados del diafragma exceda de 4,
puede optarse por colocar juntas verticales, dividiendo al edificio
en
bloques, o analizar al edificio suponiendo que los diafragmas
son
flexibles, lo propio cuando el diafragma presente grandes
aberturas.
Caractersticas Generales
Caractersticas Generales Los diafragmas deben tener una conexin
firme y permanente con todos los muros para asegurar que cumplan
con la funcin de
distribuir las fuerzas laterales en proporcin a la rigidez de
los muros
y servirles, adems, como arriostres horizontales.
Para el caso de los aligerados, las soleras se vacan en conjunto
con la losa, esto provee monolitismo en la unin
losa-solera-albailera.
Para el caso de las losas macizas, el concreto se vaca
directamente
sobre los muros creando una unin monoltica entre ambos
elementos.
-
6/24/2014
3
Caractersticas Generales Los diafragmas deben distribuir la
carga de gravedad sobre todos los muros que componen a la
edificacin, con los objetivos
principales de incrementarles su ductilidad y su resistencia al
corte,
en consecuencia, es recomendable el uso de losas macizas o
aligeradas armadas en dos direcciones. Es posible el uso de
losas
unidireccionales siempre y cuando
Mediante ensayos de carga lateral cclica en muros sujetos a
carga
vertical, ha podido comprobarse que conforme la magnitud de
la
carga vertical se incrementa, la resistencia a fuerza cortante
tambin
se incrementa, pero la ductilidad se reduce sustancialmente.
Por
ello, es necesario que los esfuerzos axiales producidos por la
carga
vertical no excedan de 0.15fm. Una manera de reducir la
magnitud
de la carga vertical es mediante el empleo de losas (aligeradas
o
macizas) armadas en 2 sentidos, las que distribuyen las
cargas
provenientes del techo en los muros orientados en la direccin X
e Y,
mientras que las losas unidireccionales concentran estas cargas
sobre
los muros de apoyo.
Caractersticas Generales
-
6/24/2014
4
Caractersticas Generales
- Los diafragmas formados por elementos prefabricados deben
tener conexiones que permitan conformar, de manera
permanente, un sistema rgido que cumpla las funciones
indicadas en 6.1.1 y 6.1.2.
- Las viguetas prefabricadas constituyen una alternativa de
techado. Experimentalmente ha podido comprobarse que este
sistema funciona como diafragma rgido.
- La cimentacin debe constituir el primer diafragma rgido en
la
base de los muros y deber tener la rigidez necesaria para
evitar
que asentamientos diferenciales produzcan daos en los muros.
CONFIGURACIN DEL EDIFICIO
El sistema estructural de las edificaciones de albailera
estar
compuesto por muros dctiles dispuestos en las direcciones
principales del edificio, integrados por los diafragmas y
arriostrados.
La configuracin de los edificios con diafragma rgido debe
tender
a lograr:
- Plantas simples y regulares. Las plantas con formas de L, T,
etc.,
debern ser evitadas o, en todo caso, se dividirn en
formas simples.
Caractersticas Generales
-
6/24/2014
5
Las plantas irregulares han mostrado tener mal
comportamiento
ssmico, por el hecho de que cada zona est sujeta a fuerzas
de
inercias que podran actuar simultneamente en sentidos
indeseables, por tal razn se especifica desdoblar este tipo
de
plantas en bloques simples mediante juntas verticales
Caractersticas Generales
-Simetra en la distribucin de masas y en la disposicin de
los
muros en planta, de manera que se logre una razonable
simetra
en la rigidez lateral de cada piso y se cumpla las restricciones
por
torsin especificadas en la Norma Tcnica de Edificacin E.030
Diseo Sismorresistente.
Generalmente, el centro de masas de cada nivel coincide con
el
centroide del rea en planta, sin embargo, cuando existe una
concentracin de muros hacia un lado de la planta, el centro
de
masas se correr hacia esa zona, lo que deber contemplarse en
el
anlisis estructural. Incluso, la masa del tanque de agua
elevado
podra causar el desplazamiento del centro de masas hacia esa
zona, causando torsin que repercute en todos los pisos.
procedimientos para el ensayo de Variacin de Dimensiones.
Caractersticas Generales
-
6/24/2014
6
Caractersticas Generales
- Proporciones entre las dimensiones mayor y menor, que en
planta estn comprendidas entre 1 a 4, y en elevacin sea
menor que 4.
Plantas con relacin entre sus lados mayores que 4 funcionan
como diafragmas flexibles. Por otra parte, mientras ms
esbeltos sean los muros, los efectos de flexocompresin en
sus
talones sern mayores.
Caractersticas Generales
- Regularidad en planta y elevacin, evitando cambios bruscos
de rigideces, masas y discontinuidades en la transmisin de
las
fuerzas de gravedad y horizontales a travs de los muros
hacia
la cimentacin.
-
6/24/2014
7
Caractersticas Generales Por lo general, en nuestro medio los
tanques de agua apoyan
sobre 4 columnas, producindose un cambio brusco de rigidez
entre esos elementos y el ltimo piso que es de albailera,
generndose un efecto de apndice (o ltigo) que trae por
consecuencia el colapso del tanque. Para evitar el cambio
brusco
de rigidez, es recomendable taponar con albailera el espacio
existente entre las columnas del tanque.
Caractersticas Generales
Irregularidades en elevacin, como las mostradas en la, deben
evitarse en la medida que sea posible, subdividiendo al
edificio
en bloques.
Densidad de muros similares en las dos direcciones
principales
de la edificacin. Cuando en cualquiera de las direcciones no
exista el rea suficiente de muros para satisfacer los
requisitos
de la Seccin, se deber suplir la deficiencia mediante
prticos,
muros de concreto armado o la combinacin de ambos.
-
6/24/2014
8
Caractersticas Generales
En nuestro medio, usualmente las edificaciones presentan
plantas
alargadas con pocos muros en la direccin de la fachada,
estas
edificaciones han mostrado mal comportamiento ssmico por lo
que es necesario la inclusin de placas de concreto en esa
direccin.
Vigas dinteles preferentemente peraltadas (hasta 60 cm) para el
caso
en que el edificio se encuentre estructurado por muros
confinados, y
con un peralte igual al espesor de la losa del piso para el caso
en que
el edificio est estructurado por muros armados.
Caractersticas Generales
- Conforme se incrementa el peralte de las vigas dinteles las
fuerzas
internas que se desarrollan en ella tambin se incrementan.
Estas
fuerzas internas actan sobre los muros en sentido contrario y
tratan
de contrarrestar los efectos de la carga ssmica reducindose
el
momento flector en la base de los muros en sentido contrario y
tratan
de contrarrestar los efectos de la carga ssmica reducindose
el
momento flector en la base de los muros, lo que trae por
consecuencia un incremento de la rigidez lateral, un incremento
de la
resistencia al corte.
-
6/24/2014
9
Caractersticas Generales
Una reduccin del tamao de la cimentacin con su refuerzo
respectivo, una reduccin de la flexocompresin en los talones
del
muro y una reduccin del refuerzo vertical a colocar en los
extremos
del muro. Por ello, estas vigas peraltadas son beneficiosas
cuando se
utilizan en los sistemas de albailera confinada, donde se supone
que
la falla de los muros es por fuerza cortante; sin embargo, en
los muros
armados donde se admite una falla por flexin, no es
conveniente
emplear dinteles peraltados ya que al reducirse el momento
flector en
la base de los muros, la posibilidad de una falla por flexin se
aleja.
Caractersticas Generales
- Cercos y alfizares de ventanas aislados de la estructura
principal,
debindoseles disear ante acciones perpendiculares a su
plano,
segn se indica en el Captulo 10.
Cuando los alfizares de ventanas no se aslan de la
estructura
principal, dan lugar a los siguientes problemas:
1) grieta vertical en la zona de unin producida porque en el
alfizar
no existe carga vertical, excepto su peso propio, mientras que
el muro
es portante de carga vertical (lo propio ocurre con los cercos
coplanares con muros portantes).
-
6/24/2014
10
Caractersticas Generales
2) Reduccin de la altura efectiva del muro portante, que conduce
a
una elevacin sustancial de su rigidez lateral, y, en
consecuencia, a
una mayor absorcin de fuerza cortante.
3) dificultad en el modelaje estructural, salvo que se utilice
la teora
de elementos finitos. Por ello es recomendable aislar los
alfizares
de la estructura principal. Una reduccin del tamao de la
cimentacin con su refuerzo
Otras Configuraciones
Si el edificio no cumple con las configuraciones estipuladas
anteriormente, se deber contemplar lo siguiente:
* Las edificaciones sin diafragmas rgidos horizontales deben
limitarse a un piso; asimismo, es aceptable obviar el diafragma
en el
ltimo nivel de las edificaciones de varios pisos. Para ambos
casos,
los muros trabajarn fundamentalmente a fuerzas laterales
perpendiculares al plano, y debern arriostrarse
transversalmente
con columnas de amarre o muros ortogonales y mediante vigas
soleras continuas.
* De existir reducciones importantes en planta, u otras
irregularidades en el edificio, deber efectuarse el anlisis
dinmico
especificado en la NTE E.030 Diseo Sismorresistente.
-
6/24/2014
11
Caractersticas Generales
* De no aislarse adecuadamente los alfizares y tabiques de
la
estructura principal, se debern contemplar sus efectos en el
anlisis y en el diseo estructural.
* Bajo las consideraciones indicadas, en esta Norma se
acepta
configuraciones del edificio distintas a las ideales. En el caso
que
el edificio califique como irregular no solo deber hacerse
el
anlisis dinmico, sino que deber afectarse por al coeficiente
de
reduccin de las fuerzas ssmicas elsticas R, que equivale a
incrementar las fuerzas ssmicas en 33%, segn se indica en la
Norma E.030.
Caractersticas Generales
MUROS PORTANTES
Los muros portantes debern tener:
Una seccin transversal preferentemente simtrica. Continuidad
vertical hasta la cimentacin. Una longitud mayor igual a 1,20 m
para ser considerados como contribuyentes en la resistencia a las
fuerzas horizontales.
Longitudes preferentemente uniformes en cada direccin.
-
6/24/2014
12
Caractersticas Generales
Juntas de control para evitar movimientos relativos debidos
a
contracciones, dilataciones y asentamientos diferenciales en
los
siguientes sitios:
a) En cambios de espesor en la longitud del muro, para el caso
de
Albailera Armada.
b) En donde haya juntas de control en la cimentacin, en las
losas
y techos.
c) En alfizar de ventanas o cambios de seccin apreciable en
un
mismo piso.
La distancia mxima 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.
Caractersticas Generales
-As, por ejemplo, un muro cuya seccin transversal tiene forma
de
T, no tiene porqu ser desdoblado en secciones rectangulares;
es
ms, un muro transversal conectado a otro longitudinal,
proporciona arriostre y rea de flexocompresin al muro
longitudinal.
- Las razones por las cuales se requieren que los muros
portantes
tengan continuidad vertical han sido citadas.
-
6/24/2014
13
Caractersticas Generales
ARRIOSTRES
-Los muros portantes y no portantes, de albailera simple o
albailera confinada, sern arriostrados por elementos verticales
u
horizontales tales como muros transversales, columnas, soleras
y
diafragmas rgidos de piso.
-Los arriostres se disearn como apoyos del muro arriostrado,
considerando a ste como si fuese una losa sujeta a fuerzas
perpendiculares a su plano.
Caractersticas Generales
Un muro se considerar arriostrado cuando:
a) El amarre o anclaje entre el muro y sus arriostres garantice
la
adecuada transferencia de esfuerzos.
b) Los arriostres tengan la suficiente resistencia y estabilidad
que
permita transmitir las fuerzas actuantes a los elementos
estructurales adyacentes o al suelo.
c) Al emplearse los techos para su estabilidad lateral, se
tomen
precauciones para que las fuerzas laterales que actan en
estos
techos sean transferidas al suelo.
d) El muro de albailera armada est diseado para resistir las
fuerzas normales a su plano.
-
6/24/2014
14
Caractersticas Generales
Para el caso de los muros confinados, las columnas de
confinamiento pueden ser empleadas como elementos de
arriostre
de la albailera. Tanto la conexin dentada como la conexin a
ras
con la inclusin de mechas de anclaje, proporcionan una
adecuada
transferencia de esfuerzos desde la albailera (sujeta a
cargas
perpendiculares a su plano) hacia las columnas.
Para el caso de la albailera armada, el refuerzo interior deber
ser
suficiente como para soportar las acciones perpendiculares
al
plano del muro, salvo que no se permita la fisuracin de la
albailera. En estos casos, por lo general, los arriostres son
las
losas de techo y los muros transversales, sin embargo, es
posible
crear columnas de arriostre con los propios bloques, siempre
y
cuando la arquitectura lo permita.
Caractersticas Generales
