albañileria en chile

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Sociedad Mexicana de Ingeniera EstructuralSociedad Mexicana de Ingeniera Estructural

ALBAILERA EN CHILE

Augusto Holmberg Fuenzalida 1 y Miguel Araneda Reyes2

RESUMEN En este trabajo se presenta una descripcin general de las albaileras en Chile y se realiza una comparacin de las normas chilenas de diseo de albaileras armadas y albaileras confinadas con normas similares del resto de los pases de la regin. De la comparacin se puede apreciar que existe una gran dispersin tanto en las caractersticas de los materiales como en las disposiciones de diseo empleadas.

ABSTRACT In this paper a general description of masonry in Chile is presented and a comparison between the Chilean standards for reinforced masonry and confined masonry and similar standards from other counties in the region is made. From the comparison it can be shown great differences in material properties and design criteria for masonry construction.

INTRODUCCIN La construccin de viviendas en Chile representa, de acuerdo a cifras del ao 2000, un 63% de la superficie total edificada, comparada con un 27% destinada a industria, comercio y establecimientos financieros y un 10% destinada a servicios, lo cual refleja su gran importancia relativa (fig. 1)

Superficies de Edificaciones aprobadas e iniciadas, sectores privados y pblicos por

destino en el ao 2000 (INE, 2000)

vivienda63%

ind, com y est. fin27%

servicio10%

Figura 1. Superficie total de edificaciones segn destino en el ao 2000. (INE, 2000) En la actualidad la albailera es el material ms usado en la construccin de viviendas en Chile. Esto se debe a los menores costos que representa construir con este material y la rapidez que se puede lograr en la construccin de viviendas al estar la mano de obra familiarizada con la ejecucin de este tipo de construcciones. Para destacar la importancia de la albailera en la edificacin de uso habitacional, en la figura 2 se presentan un cuadro comparativo donde se aprecia que la albailera es usada como material predominante de muro en un 53% de la superficie edificada habitacional.

1 Ingeniero Civil, Gerente General Instituto del Cemento y del Hormign de Chile 2 Ingeniero Civil

V Simposio Nacional de Ingeniera Estructural en la Vivienda Queretaro, Qro. 2007

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Materiales utilizados en la confeccin de muros para la edificacin habitacional (INE, 2000)

18%

13% 16%

53%

hormign armado

albailera

madera

otros

Figura 2 Materiales predominantes en muros para la edificacin habitacional (INE, 2000). Por otra parte, las viviendas de 1 y 2 pisos representan un 68% de la edificacin. De este porcentaje un 40% corresponde a las viviendas de un piso y un 60% a las viviendas de 2 pisos, como se indica en la figura 3.

Altura de Edificacin Habitacional (INE, 2000)

1 piso27%

2 pisos41%

3 y 4 pisos8%

5 y ms pisos24%

Figura 3. Importancia de las viviendas de 1 y 2 pisos en la edificacin habitacional.(INE, 2000).

LA ALBAILERA Y SUS MODALIDADES DE REFUERZO A continuacin se resumen las caractersticas de las modalidades de refuerzo de la albailera utilizada en las viviendas de 1 y 2 pisos. ALBAILERIA ARMADA En este tipo de albailera se integran como un todo el acero y las unidades. Para incorporar la armadura se dispone acero vertical distribuido en los huecos de las unidades y acero horizontal distribuido en las juntas horizontales de mortero. En esta modalidad, los huecos al interior de las unidades donde se instalan las armaduras verticales son llenados con hormign de gravilla o con mortero para lograr adherencia entre la armadura y la unidad permitiendo as la integracin del acero y la albailera. (Fig 4)

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Figura 4. Albailera Armada La albailera armada aparece en Chile en los aos 70 aproximadamente como una alternativa a la albailera confinada, buscndose eliminar lo ms posible el uso de hormign armado en la estructuracin. Aparece el concepto de tensor, el que corresponde a barras de acero que se colocan verticalmente en huecos de ladrillos y cuya funcin es reemplazar al pilar de hormign armado en cuanto a resistir la fuerza de la traccin producido por las cargas laterales. Para caracterizar las viviendas estructuradas con muros de albailera armada, en primer lugar se considera informacin hasta el ao 1986 (Astroza y Delfn, 1986), la que permite identificar los elementos ms comunes en la estructuracin de estas viviendas. Estas caractersticas se detallan en la tabla 1. TABLA 1 CARACTERSTICAS DE VIVIENDAS DE ALBAILERA ARMADA. Tipo de unidad Ladrillo cermico hecho a mquina o bloque hueco de hormign Mortero de junta Morteros mixtos de cemento y cal hidrulica Aparejo De soga Altura de piso 2.4 m Estructuracin Muros de 15 y 20 cm de espesor . Refuerzos con armaduras verticales de 8 mm de

dimetro colocadas en el interior de los huecos de las unidades (10 a 12 mm en bordes de muro) y armadura horizontal normalmente escalerilla de acero electrosoldado de 4.2 mm de dimetro en las juntas horizontales de mortero.

Pisos Losa de hormign armado de 10 cm de espesor mnimo en entrepisos y en algunos casos a nivel de techo.

Techumbre Cerchas de madera y cubierta de plancha asbesto cemento Posteriormente, con la aparicin de la norma chilena de albailera armada NCh 1928 en 1986 se adoptan criterios similares a los establecidos en el cdigo UBC de esa poca. ALBAILERA CONFINADA La otra forma de reforzar los muros de albailera es enmarcar el pao con elementos esbeltos de hormign armado produciendo su confinamiento. El elemento de confinamiento vertical es el pilar y el elemento de confinamiento horizontal es la cadena. Esta modalidad de refuerzo se muestra en la figura 5.


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Figura 5. Albailera Confinada Los pilares y cadenas no aumentan la capacidad resistente al corte de los muros de albailera slo sirven para aumentar la capacidad de deformacin inelstica cuando ocurre la falla por corte una vez que se produce el agrietamiento diagonal del muro (INN, 1997). Los pilares y cadenas adems de contribuir a la capacidad de deformacin inelstica, contribuyen a aumentar la capacidad de disipar energa siempre y cuando el pao est totalmente enmarcado por estos elementos. La albailera confinada comenz a utilizarse en Chile a partir de los aos 40, luego del terremoto de Chilln del ao 1939 en la VIII regin con las limitaciones de diseo que se establecieron en la Ordenanza General de Construccin de 1949, la albailera ms usada empez a ser la albailera confinada. La Ordenanza comenz a exigir que los muros de albailera de ladrillos se construyan entre pilares y cadenas de hormign armado para construcciones 1 y 2 pisos (Gmez, 2000). La caractersticas de esta modalidad de refuerzo de la albailera en viviendas hasta el ao 1986 (Astroza y Delfn, 1986) se indican en la tabla 2. TABLA 2. CARACTERSTICAS DE VIVIENDAS DE ALBAILERA CONFINADA. Tipo de unidad Ladrillo macizo hecho a mano, tipo muralla o fiscal Mortero de junta Morteros de cemento y morteros mixtos de cemento y cal hidrulica Hormign Resistencia cbica mnima de 160 kg/cm2

Aparejo De soga y cabeza Altura de piso 2.4 a 3 m Estructuracin Muros de 20 y 30 cm de espesor reforzados y dinteles de hormign armado. Pisos Entrepisos de madera o losa de hormign armado Techumbre Cerchas de madera y cubierta de asbesto cemento, tejas o plancha de acero zincada

Actualmente estas albaileras se rigen por la norma NCh 2123 of 1997 y los materiales utilizados, unidades de albailera y mortero de junta son similares a los empleados en albailera armada. ALBAILERIA HIBRIDA La albailera hbrida posee caractersticas de refuerzo de las dos modalidades anteriores. Nueve de los trece tipos de estructuras estudiadas por Giadalah (Giadalah 2000) poseen muros de albailera armada en una direccin, muros de albailera confinada en la otra direccin, muros de albailera semi-confinada (muros con slo un pilar) en alguna direccin y muros con un pilar en un extremo y armadura en el interior de las unidades en el otro extremo, en alguna direccin.

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REA, ALTURAS DE PISO Y DENSIDAD DE MUROS DE LAS VIVIENDAS DE ALBAILERA

REA Para viviendas de un piso el rea promedio es 40.6 m2 y para las viviendas de dos pisos esta rea aumenta a 41.61 m2 segn los proyectos revisados por Giadalah. Los proyectos estudiados por Faulhaber (Faulhaber, 1987) poseen una superficie en planta entre 28 y 47 m2. ALTURA La altura promedio de estas viviendas segn los datos de Giadalah son 2.24 m para casas de un piso y 4.42 m para casas de 2 pisos. La altura libre promedio de entrepiso para las viviendas de un piso es 2.24 m y para las casas de 2 pisos es de 2.21 m. DENSIDAD DE MUROS En general las estructuras de un piso poseen una densidad de muros bastante alta, mayor que 1.15 %. Las viviendas de 2 pisos poseen en la mayora de los casos una densidad de muros por piso del orden de 1.15%. Otros datos disponibles (Faulhaber, 1987) indican que viviendas de un piso poseen una densidad de muros, entre 1.7 y 4.7% en cada direccin.

ALGUNOS ASPECTOS DE INTERS DE LAS VIVIENDAS DE ALBAILERA DE 1 Y 2 PISOS

Considerando todas las modalidades de refuerzo, Giadalah entrega informacin sobre la evolucin en el tiempo de ellas, con lo cual se puede extraer para las viviendas de 1 y 2 pisos la informacin siguiente: VIVIENDAS DE 1 PISO Las viviendas de albailera sin refuerzo se usan hasta 1979, luego y hasta antes de 1985 se construyen viviendas de albailera semi-confinadas y viviendas de albailera con armadura vertical distribuida y de borde A partir del ao 1985 se observa un cambio, las viviendas pasan de ser semi-confinadas a confinadas y siguen apareciendo viviendas de albailera armada pero que en general no cumplen con la norma NCh 1928 (INN, 1993). VIVIENDAS DE 2 PISOS Antes de 1985 se usan estructuras con muros confinados en las dos direcciones de la planta y estructuras con muros con armaduras vertical en los bordes de aberturas. Lo anterior revela una mayor exigencia respecto de las viviendas de 1 piso. A partir de 1985 se presentan estructuras que utilizan muros de albailera confinada en una direccin y muros de albailera armada en la otra.

COMPARACION NORMAS CHILENAS Y EXTRANJERAS INTRODUCCIN En este captulo se entregan los resultados obtenidos de la revisin de las normas chilenas y extranjeras sobre el diseo y el clculo de estructuras de albailera y sobre el diseo ssmico de edificios. La informacin reunida y resumida de las normas revisadas corresponde a : 1. Las exigencias que deben cumplir los materiales componentes de la albailera. 2. Las limitaciones de diseo que deben cumplir los muros de albailera reforzada. 3. La resistencia al corte de los muros de albailera reforzada.


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NORMAS REVISADAS A continuacin se presentan las normas de diseo y clculo de albailera estructural y las normas de clculo ssmico de edificios revisadas, destacando en forma especial los alcances de ellas. 1. NCh 1928 Of93. Albailera Armada. Requisitos de Diseo y Clculo (INN, 1993). 2. NCh 2123 Of97. Albailera Confinada. Requisitos de Diseo y Clculo (INN, 1997). 3. NSR - 98. Ttulo D - Mampostera Estructural. Colombia (AIS, 1998). 4. NSR - 98. Ttulo E - Casas de 1 y 2 pisos. Colombia (AIS, 1998). 5. Norma Peruana de Estructuras . Cap. 06. Norma Tcnica de Edificacin de Albailera (ACI Per, 1998). 6. Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de Estructuras de Mampostera. Mxico (Gaceta Oficial DF, 1995). 7. Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de Estructuras de Mampostera. Mxico (SMIE, 2001). 8. IBC 2000. International Building Code. Chapter 21. Masonry (IBC, 2000). 9. NCh 433. Of 96. Diseo Ssmico de edificios (INN, 1996). 10. NSR - 98. Ttulo A. Requisitos Generales de Diseo y Construccin Sismorresistente. Colombia (AIS, 1998). 11. Norma Peruana de Estructuras. Captulo 03. Diseo Sismorresistente. ACI. Captulo Peruano (ACI Per, 1998). 12. Normas Tcnicas Complementarias para Diseo por Sismo. Mxico (SMIE, 2001). 13. International Building Code. IBC. 2000. Chapter 16. Structural Design. Section 1614. Earthquake loads. USA (IBC, 2000). CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES Las normas de diseo revisadas establecen requisitos geomtricos a las unidades y requisitos de comportamiento mecnico (resistencia a la compresin) que deben cumplir todos los materiales componentes de una albailera estructural. Unidades Normalmente las propiedades geomtricas que se controlan cuando las unidades tienen un uso estructural son: el rea neta de las unidades, las dimensiones de los huecos donde se ubican las armaduras y los espesores de los tabiques que conforman la unidad. Tambin se establecen requisitos sobre la absorcin de agua que posea la unidad y la resistencia mnima a la compresin que debe cumplir.

Resistencia mnima a la compresin Todas las normas revisadas recomiendan el uso de por lo menos dos tipos de unidades: unidad de arcilla y bloque de hormign. La resistencia mnima a la compresin de las unidades recomendadas por las normas revisadas se detallan en la tabla 3. La norma chilena para albailera armada (NCh 1928) y la norma colombiana para albailera confinada exigen un valor mnimo para la resistencia a la compresin de las unidades de arcilla (110 kg/cm2, caso nacional y 150 kg/cm2 caso colombiano) y de las unidades de concreto (50 kg/cm2, ambas normas). La resistencia en el caso de la norma chilena se mide sobre el rea bruta y en el caso de la norma colombiana se mide sobre el rea neta. Los datos de la resistencia mnima a la compresin de las unidades para albailera confinada en el caso de la norma chilena son los recomendados por las normas NCh169 of 2001 para las unidades cermicas (grado 1, clases MqM, MqP y MqH ) y NCh 181 of 1965 para bloques de hormign (bloque tipo A). En este ltimo caso los 45 kg/cm2 que aparecen en la tabla 3.1 son considerando el promedio de 5 unidades. Esta resistencia debe medirse sobre el rea bruta.

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TABLA 3. RESISTENCIA MNIMA A LA COMPRESIN DE LAS UNIDADES

Norma Unidad Resistencia kg/cm2

Ladrillo cermico 110 NCh 1928 Bloque de hormign 50

Ladrillo cermico 140 NCh 2123 Bloque de hormign 45

Tolete de arcilla 150 NSR-98 ttulo D Bloque de perforacin vertical de concreto o arcilla 50

NSR-98 ttulo E Segn NSR-98 ttulo D Ladrillo I Ladrillo II Ladrillo III Ladrillo IV Ladrillo V

60 70 95 130 180

Norma Peruana

Bloque I Bloque II

140 60

Norma Mexicana (V) No especifica Bloques Tabicn

60 100

Norma Mexicana (P) NMX-C-404-1997-ONNCCE Ladrillo

Ladrillo perforacin vertical 60 100

Unidad de arcilla(ASTM C62) y (ASTM C652) Grado SW Grado MW Grado NW

207(5) 172(5) 103(5)

172 152 86

IBC 2000

Bloque de hormign(ASTM C90) 131(3) 117 (5) Promedio de 5 unidades (3) Promedio de 3 unidades

Para visualizar las exigencias relacionadas con la resistencia mnima a la compresin de las unidades, en las figuras 6 y 7 se grafican los resultados para unidades de arcilla y bloques de hormign respectivamente.

Figura 6. Resistencia mnima a la compresin de las unidades cermicas segn las normas revisadas.


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Figura7. Resistencia mnima a la compresin de las unidades de bloque de hormign segn las normas revisadas. Mortero de junta El mortero de junta est compuesto por arena, cemento, cal, agua y aditivos. Las normas controlan entre otras, la dosificacin de estos componentes y la resistencia a la compresin del mortero endurecido. Dosificacin de los componentes Las normas de Colombia y Mxico reconocen el uso de 3 tipos de mortero, los que difieren en su dosificacin, segn se indica en la tabla 4. A estos morteros se les exige una resistencia mnima a la compresin que depende de la dosificacin utilizada. Esta resistencia mnima es mayor a medida que disminuye la cantidad de cal y que aumenta la cantidad de cemento de albailera en la dosificacin. El cdigo IBC 2000 recomienda el uso de la norma ASTM C270 para morteros de junta en albailera reforzada o no reforzada. Esta norma considera el uso de tres tipos de morteros, estos son: morteros de cemento y cal, morteros de cemento y morteros con cemento de albailera. A su vez estos morteros se clasifican en 4 tipos (M, S, N y O) los que se diferencian por su dosificacin segn lo indicado en la tabla 4. Con la dosificacin recomendada en la norma chilena no es necesario someter el mortero a ensayos para cumplir las exigencias de la resistencia mnima. Las dosificaciones presentadas en la tabla 4 estn especificadas en volumen para los casos de Colombia, Per, Mxico y del cdigo IBC 2000 y en peso en el caso de la norma chilena. La norma mexicana no diferencia el mortero segn su uso, es decir si este es usado para pegar las unidades o para rellenar huecos. La dosificacin presentada en este punto es para morteros de uso general. Sin embargo existe en esta norma un par de exigencias presentadas en el punto siguiente (relacionado con los hormigones de relleno) para que este mortero o un concreto de alto revenimiento pueda ser usado en el colado de los huecos donde se aloje armadura de refuerzo en albailera armada.

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TABLA 4. DOSIFICACIN DE MORTERO DE JUNTA

Dosificacin Norma Mortero

Cemento Cemento alb

Cal hidratada

Arena

NCh 1928 (en peso) 1 tipo 1 0.22 4 NCh 2123 1 tipo NCh 2256

1 0.25 2.25 a 3.00 M 1 1 2.25 a 2.50

1 0.25 a 0.50 2.50 a 3.50 S 0.5 1 2.50 a 3.00 1 0.50 a 1.25 3.00 a 4.50

NSR-98 ttulo D (en vol)

N 0 1 3.00 a 4.00

P1-C 1 1 4 P1 1 4

P2-C 1 1 5 P2 1 5

NP-C 1 1 6

Norma Peruana (en vol)

NP 1 6

1 0 a 0.25 I 1 0 a 0.5 1 0.25 a

0.50 II

1 0.5 a 1.00

Norma Mexicana (V y P) (en vol)

III 1 0.5 a 1.25

2.25 a 3 veces la suma de los

cementantes en volumen

Mortero Cemento Cemento

alb Cal

hidratada Cemento mortero

Arena

M 1 S 1 a N 1 a 1

Cemento-cal

O 1 1 a 2 M 1 1 M 1 S 0.5 1 S 1 N 1

Mortero de

cemento

O 1 M 1 1 M 1 S 0.5 1 S 1 N 1

IBC 2000 ASTM C270 (en vol)

Cemento de

albailera

O 1

2.25 a 3 veces la suma de

los cementant

es en volumen

Resistencia mnima a la compresin del mortero Los valores de estas resistencias varan entre 24 y 175 kg/cm2 segn el mortero utilizado en el caso de las normas de Colombia, Mxico y el IBC 2000, como se detalla en la tabla 5 y en la figura 8. En el caso de las normas de Colombia, Mxico y EEUU (IBC 2000), los valores de las resistencias a la compresin de los morteros, destacadas en la tabla 3.3, son valores que dependen de la dosificacin recomendada. La norma mexicana recomienda explcitamente, como valor mnimo para la resistencia, 40 kg/cm2.

El mortero tipo N recomendado por la norma colombiana slo debe usarse en albailera no reforzada (sistema que no cumple con las cuantas establecidas para albailera armada y parcialmente armada que se presentan ms adelante.)


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TABLA 5. RESISTENCIA MNIMA A LA COMPRESIN DE MORTEROS DE JUNTA

Norma Mortero Resistencia kg/cm2

NCh 1928 1 tipo 100 NCh 2123 1 tipo 50 para unidades hechas a mano

100 para unidades hechas a mquina M 175 S 125

NSR-98 ttulo D

N 75 NSR-98 ttulo E 75 Norma Peruana No especifica

I 125 II 75

Norma Mexicana (V) y (P)

III 40 M 172 S 124 N 52

IBC 2000

O 24

Figura 8. Resistencia a la compresin que deben cumplir los morteros de junta segn las normas revisadas. Estas resistencias son medidas en viguetas Rilem (largo 160 mm con una seccin transversal de 40 x40 mm)con un 4% aceptable de fraccin defectuosa para el caso chileno. La norma colombiana exige que la resistencia se mida con probetas cbicas de 50 mm de arista y puede hacerse la conversin utilizando cilindros de 75 mm de dimetro por 150 mm de alto. En el caso mexicano, en la nueva versin de la norma se exige obtener al menos tres muestras de mortero, cada una compuesta de al menos tres probetas cbicas. La resistencia se determina como el valor que es alcanzado por el 98% de las muestras. Las dimensiones de las probetas no estn especificadas en esta norma. El cdigo IBC 2000 establece que la resistencia a la compresin de los morteros de junta debe calcularse a los 28 das considerando el promedio de la resistencia a la compresin de 3 probetas cbicas de 2 de arista preparadas en laboratorio. La norma peruana (ACI Per, 1998) no indica recomendaciones sobre resistencia mnima para los morteros de junta. Hormign de Relleno

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El hormign de relleno se compone de arena, cemento, cal, agua, aditivos y gravilla. Las normas controlan entre otras, la dosificacin de sus componentes y la resistencia mnima a la compresin. Dosificacin Las normas colombiana y mexicana aceptan el uso de dos tipos de hormign de relleno, los que se diferencian por la presencia de agregado grueso en la dosificacin, de igual manera, el cdigo IBC 2000 (ASTM C 476) recomienda el uso de 2 tipos de hormign de relleno (grout). Detalle de las dosificaciones de stos se indican en la tabla 6. La nueva versin de la norma mexicana incorpora el uso de morteros y hormigones para relleno con la dosificacin presentada en la tabla 6. La versin actual recomienda el uso del mismo mortero que se emplea para pegar las unidades o un hormign de alto revenimiento con agregado mximo de 1 cm y de resistencia mnima a la compresin de 75 kg/cm2 para ser utilizado en el relleno de huecos de las unidades en las construcciones de albailera armada.

TABLA 6. DOSIFICACIN PARA HORMIGN DE RELLENO

Dosificacin

Agregado

Norma Tipos

Cemento Cal Arena

Fino Grueso

Fino 1 2.25 a 3.50

NSR-98 ttulo D

Grueso 1 2.25 a 3.00

1.00 a 2.00

Norma Peruana 1 1.5 3

Mortero 1 0 a 0.25

2.25 a 3.0

Norma Mexicana (P)

Hormign 1 0 a 0.1 2.25 a 3.0

1 a 2 (grava)

Fino 1 0 a 0.1 2.25 a 3.0 IBC 2000

Grueso 1 0 a 0.1 2.25 a 3.0 1.00 a 2.00 La norma chilena no indica una dosificacin, recomienda que en caso de usar cal en la dosificacin del hormign de relleno, su peso no puede superar el 5% del peso del cemento. La norma peruana, tal como se indica en la tabla 6, recomienda que el hormign de relleno, debe estar constituido por una mezcla en volumen de 1 parte de cemento Portland, 1 partes de cal hidratada y 3 partes de agregado fino, arena natural, mezclados con agua hasta la consistencia de un lquido uniforme. Resistencia mnima a la compresin Los valores exigidos para la resistencia mnima a la compresin del hormign de relleno van desde los 75 a 175 kg/cm2. La norma chilena presenta la exigencia mayor para esta resistencia, recomendando un valor de 175 kg/cm2, y la norma mexicana presenta el menor valor, 75 kg/cm2. La norma peruana no recomienda un valor mnimo para la resistencia del hormign de relleno. Adems del valor recomendado para la resistencia mnima a la compresin del hormign de relleno presentado en la tabla 7, la norma colombiana indica que la resistencia a la compresin del hormign de relleno, medida a los 28 das, debe tener un valor mximo de 1.5 fm y un valor mnimo de 1.2 fm pero en ningn caso debe ser menor a los 10 MPa. Si se considera un valor de fm igual a 10 MPa (mnimo recomendado por la norma colombiana para albailera armada), los valores mximo y mnimo de la resistencia a la compresin del hormign de relleno son 150 y 120 kg/cm2 respectivamente.


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En el cdigo IBC 2000 no aparece en forma explcita el valor de la resistencia mnima a la compresin del hormign de relleno. Sin embargo recomienda la especificacin ASTM C476 la que recomienda como valor mnimo los 140 kg/cm2. Esta especificacin cita la norma ASTM C1019 la que recomienda la confeccin de probetas moldeadas con unidades dispuestas de tal manera de formar un prisma al igual que la norma colombiana (La norma Colombiana tambin recomienda la norma ASTM C1019).

TABLA 7. RESISTENCIA MNIMA A LA COMPRESIN DEL HORMIGN DE RELLENO

Norma Resistencia kg/cm2 NCh 1928 175 NCh 2123 175

NSR-98 ttulo D 100 Norma Peruana No especifica

Norma Mexicana (V) 75 Norma Mexicana (P) 125

IBC 2000 (ASTMC476) 140

Figura 9. Resistencia mnima a la compresin para los hormigones de relleno segn las normas revisadas. Estas resistencias son medidas para el caso chileno en una probeta cbica de 20 cm de arista aceptando una fraccin defectuosa del 4%. La norma colombiana utiliza probetas moldeadas en las celdas de las unidades huecas o entre unidades dispuestas convenientemente de modo de formar un prisma, usando para ello un papel permeable que permite el paso de agua entre el mortero de relleno y las unidades, tambin puede medirse esta resistencia con probetas cilndricas de 75 mm de dimetro y 150 mm de altura. La norma mexicana, utiliza al menos tres probetas cilndricas para medir la resistencia a la compresin del hormign de relleno cuando se utiliza este material como relleno. Si se usa mortero para el relleno de huecos, se utilizan al menos tres muestras, cada una de al menos tres probetas cbicas para medir la resistencia a la compresin. El valor de la resistencia, en el caso de la norma mexicana, acepta una fraccin defectuosa del 2%. Las dimensiones de la probeta no se especifican en la nueva versin de la norma y la versin actual no especifica el tipo de probeta que se debe utilizar. En la norma peruana (ACI Per, 1998) no establece requisitos para este material.

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Acero Todas las normas recomiendan el uso de barras con resaltes para las barras de refuerzo colocadas en el interior de los huecos de las unidades de los muros de albailera. La norma mexicana permite adems reforzar interiormente los muros utilizando malla de acero y alambres corrugados laminados en fro. En la tabla 8 se entregan las tensiones admisibles del acero para los casos de las normas chilena, colombiana y peruana.

TABLA 8. TENSIN ADMISIBLE EN EL ACERO. MPA

Norma Tensin admisible Tipo de acero Con inspeccin

especializada Sin inspeccin especializada

A44-28H Esttico Ssmico

140 185

140 185


170 220

No usar No usar

NCh 1928. Chile


170 220

170 220

Modalidad del acero Traccin (por flexin o corte)

Compresin

Barras corrugadas 0.5fy < 170 0.5fy < 170 Barras lisas 0.4fy < 140 0.4fy < 140

NSR - 98. Ttulo D. Colombia

Alambres 0.5fy < 210 Norma Peruana 0.5fy < 210

El mayor valor encontrado para la tensin de fluencia del acero, fy, es 420 MPa en los casos de las normas chilena, colombiana y mexicana. Sin embargo todas estas normas permiten el uso de aceros de fluencia mayor. La norma colombiana permite el uso de acero con valores por sobre los 420 MPa siempre y cuando la tensin de fluencia sea menor o igual a los 560 MPa. El valor del mdulo de elasticidad Es, recomendado por las normas colombiana y mexicana es de 200000 MPa mientras que en la norma chilena se utiliza un valor de 210000 MPa. Albailera Fundamentalmente la propiedad de la albailera que se controla es la resistencia a la compresin, fm. A travs de ella se caracterizan las propiedades mecnicas de la albailera como son el mdulo de elasticidad y el mdulo de corte y se establecen las resistencias ante cargas de compresin, corte y flexin para muros de albailera armada. Generalmente, el valor de fm se obtiene por tres mtodos alternativos que se detallan a continuacin. Resistencia a la compresin o resistencia prismtica fm En todas las normas revisadas se indica la forma de determinar esta resistencia considerando la calidad de materiales, ensayos y datos estadsticos. Slo la norma colombiana acota el valor de la resistencia entre los 100 kg/cm2 como mnimo y los 280 kg/cm2 como mximo cuando se trata de albailera armada. Los mtodos recomendados para obtener el valor de la resistencia a la compresin de la albailera se indican en las tablas 9a, 9b y 9c y se detallan a continuacin: i. A travs de valores indicativos o registro histrico de datos.

Estos corresponden a valores numricos recomendados para fm. Tal es el caso de la normativa chilenal, que para unidades cermicas hechas a mano utilizadas en albailera confinada establece 1,5 MPa como valor indicativo. En el caso de la normativa mexicana los valores recomendados dependen de la clase de mortero (I, II y III) y del tipo de unidad. La norma colombiana presenta la opcin de contar con registros histricos de datos desde donde se obtiene


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el valor de fm en forma estadstica como un porcentaje del valor promedio del total de los registros. La norma peruana no hace uso de esta opcin.

TABLA 3.7.A. RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE LA ALBAILERA SEGN

VALORES INDICATIVOS Norma fm

NCh 2123 fm=1.5 MPa, Albailera con espesores de junta entre 15 y 20 mm. Unidades cermicas mnM (NCh 2123) Registros histricos con coeficiente de variacin 60 kg/cm2) Bloque de concreto tipo A (pesado) (P)agrega: (f*p>100 kg/cm2)1P Tabique de concreto2 (f*p>80 kg/cm2) (P)agrega: tabicn (f*p>100 kg/cm2) Tabique con huecos verticales1 (f*p>120 kg/cm2)

15

20

20

40

15

15

15

40

15

15

15

30

1El rea neta/rea bruta > 0.45 2fabricado con arena slica y peso vol > 1500 kg/m3 1p (P) agrega peso volumtrico > 2000kg/cm3 Resistencia en compresin de muros con refuerzo interior

f*m = 1.25f*m (mampostera sin refuerzo)< 7 kg/cm2

Norma Mexicana (V) y(P)

Resistencia en compresin de muros confinados

f*m = f*m (mampostera sin refuerzo) incrementado en 4 kg/cm2

ii. A travs de ensayos de prismas y muretes.

Las normas establecen requisitos para las muestras a las cuales se les realiza el ensayo de compresin . En el caso chileno se establece la forma de calcular la resistencia a partir de 5 probetas construidas bajo las mismas condiciones de la obra. Se recomienda para las probetas una altura mnima de tres hiladas y una longitud mayor al espesor y a la longitud de la unidad, adems se establece que la relacin altura/espesor de la probeta debe ser mayor que 3. La resistencia se calcula considerando el promedio de las resistencias y la dispersin de los resultados de los ensayos de 5 prismas. Ver tabla 9b.

La norma de Colombia, de Per y de Mxico agregan el efecto de la esbeltez, en forma ms detallada, multiplicando la resistencia por un coeficiente o factor correctivo que depende de la relacin altura/espesor de la probeta. La norma colombiana recomienda que la probeta sea un murete de altura mayor o igual a 30 cm con una relacin altura/espesor entre 1.5 y 5. Si se realizan ms de 30 ensayos, el valor de fm es el 85% del valor promedio, si se realizan entre 10 y 30 ensayos el valor de fm es el 80% del valor promedio y si se realizan menos de 10 ensayos y ms de tres el valor de fm es el 75% del valor promedio.

TABLA 9b. RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE LA ALBAILERA Segn ensayos de prismas y muretes

Norma fm Caractersticas probeta

Altura del prisma mnimo tres hiladas y longitud >(espesor y longitud de la unidad). Altura/espesor>3

NCh 1928 NCh 2123

N de probetas 5 probetas

15


fm fm=X-0.431(X5- X1) X: resistencia promedio X5 y X1 mayor y menor valor de las resistencias

Caractersticas probeta

Altura> 300 mm y altura/ancho entre 1.5 y 5 .

N de probetas 3 (una muestra)

fm=promedio de tres muretes < 125% del menor valor obtenido. Debe medirse sobre el rea neta Ms de 30 ensayos previos a la obra

- fm es el 85% del valor promedio

Entre 10 y 30 ensayos previos a la obra


Menos de 10 y ms de 3 ensayos previos a la obra


Altura /espesor

1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0

NSR-98 D

fm

Correccin del valor de fm por esbeltez (multiplicar por factor de correccin FC)

FC 0.86 1.00 1.04 1.07 1.15 1.22


Altura > 30 cm Relacin altura espesor entre 2 y 5

N de probetas 5 especmenes como mnimo Medido sobre el rea neta Corregir el resultado multiplicndolo por los coeficientes siguientes

Altura /espesor

2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Correccin de fm. A los 28 das

Coef 0.73 0.80 0.86 0.91 0.95 0.98 1.00Correccin de fm. A los 7 das

1.1

Norma Peruana

fm .

Coeficiente de variacin V

Si V excede 0.10, multiplicar el promedio por C=1-1.5(V-0.10).


Pilas de por lo menos 3 piezas sobrepuestas Altura/espesor entre 2 y 5

N de probetas Mnimo 9 pilas con piezas de por lo menos 3 lotes diferentes fm: promedio de las resistencias x F.C cm: coef de variacin >0.15 f*m=fm/(1+2.5cm)

Esbeltez 2 3 4 4

Norma Mexicana (V) y(P)

fm

Factor correctivo F.C 0.75 0.90 1.00 1.00


ASTM C1314-00 Largo mnimo 10 cm Altura mnima 2 unidades Relacin altura/espesor entre 1.3 y 5.0

N de probetas 3 prismas por set cada 465 m2 de rea de muro y no menos de 1 set por proyecto ASTM C1314-00 fm de cada set es el promedio de las resistencias de los 3 prismas Calculada sobre rea neta Prismas con unidades de arcilla: rea neta > 75% rea bruta Corregir el valor de fm multiplicndolo por el siguiente factor de correccin

Altura /espesor

1.3 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0

IBC 2000

fm

Factor correctivo

FC 0.75 0.86 1.0 1.04 1.07 1.15 1.22 La norma de Per considera como mnimo 5 especmenes con una altura mnima de 30 cm y una relacin altura espesor entre 2 y 5 para el calculo de la resistencia. El valor de fm obtenido se corrige multiplicndolo por un coeficiente que depende de la relacin altura/espesor. Si el coeficiente de variacin de las muestras es mayor que 0.10, el valor de fm obtenido debe multiplicarse por el factor c (ver tabla 9b). Adems, si se requiere el valor de fm a la edad de 7 das, este valor debe considerarse aumentado en un 10%. La norma mexicana tambin establece una relacin altura/espesor de las probetas entre 2 y 5 con un factor de correccin entre 0.75 y 1.05. El mnimo de probetas son tres obtenidas de por lo menos 3 lotes diferentes. Los prismas de albailera deben ser por lo menos de 3 unidades sobrepuestas. El valor de fm (f*m) se calcula segn la expresin indicada en la tabla 9b.


16

El cdigo IBC 2000 recomienda la confeccin de un set de tres prismas cada 465 m2 de rea de muro con un mnimo de un set por proyecto para calcular el valor de fm . El valor de fm debe calcularse como el promedio de las resistencias de cada prisma dentro de cada set y no debe ser mayor que la resistencia de la unidad utilizada en la confeccin del prisma Este cdigo utiliza la norma ASTM C1314 para definir la geometra del prisma y calcular el valor de fm .Cada prisma debe tener por lo menos una altura de 2 unidades y un largo mnimo de 10 cm con una relacin de esbeltez altura/espesor comprendida entre 1.3 y 5. El valor de la resistencia a la compresin de cada prisma debe corregirse por efectos de esbeltez multiplicando por un factor correctivo (vase tabla 3.7.b) con valores entre 0.75 y 1.22 para razones de esbeltez comprendidas entre 1.3 y 5.

iii. Segn las caractersticas de las unidades y de los morteros.

Las normas chilenas presentan expresiones empricas para fm en funcin de la resistencia a la compresin de las unidades para espesores de junta entre 10 y 15 mm. Para ladrillos cermicos se recomienda usar la ecuacin fm = 0.25 fp < 6.0 MPa y para bloques de hormign fm = 0.30 fp < 4.5 MPa, donde fp corresponde a la resistencia a la compresin de la unidad. Estas resistencias estn referidas al rea bruta del prisma de albailera y de la unidad.

La norma colombiana incorpora la resistencia a la compresin del mortero de pega, fcp, y del hormign de relleno ,fcr. Esta norma recomienda utilizar una correlacin entre la resistencia a la compresin de la unidad, fcu , la resistencia a la compresin del mortero de pega y la absorcin de la unidad con la resistencia a la compresin de la albailera. Esta expresin recomendada se entrega en la tabla 3.7.c. La absorcin es incorporada en la expresin por un factor kp que toma el valor 1.4 para unidades de hormign y 0.8 para unidades de arcilla. Si se utiliza hormign de relleno para llenar las celdas de las unidades, la norma colombiana recomienda utilizar una correlacin entre fm y la resistencia a la compresin del mortero de relleno, la resistencia a la compresin de la unidad y la relacin r, correspondiente al cuociente entre el rea neta y el rea bruta. Las normas de Per, Mxico y el cdigo IBC 2000 entregan directamente los valores para fm clasificados segn el tipo de unidad y mortero de junta utilizado. La norma peruana recomienda valores para fm que van desde 1.5 a 5.5 MPa para ladrillos tipo I a V si se utiliza mortero tipo P1 P1C . Si se utiliza mortero tipo P2 P2C, los valores de fm van desde 1.5 a 4.5 MPa para ladrillos tipo I a V. En el caso de usar bloques de hormign, los valores de fm son 4.5 y 2.5 MPa si se usan bloques tipo I y II respectivamente con uso de mortero tipo P1 P1C. Si se utiliza mortero P2 P2C, los valores para fm son 4.0 y 2.5 MPa para bloques tipo I y II respectivamente. La norma mexicana recomienda valores de fm entre 1.5 y 10 MPa si se utiliza mortero tipo I, entre 1.0 y 9 MPa si se utiliza mortero tipo II y entre 1.0 y 8 MPa si se utiliza mortero tipo III. En todos estos casos se debe usar bloque de hormign con una relacin altura/espesor > 0.5. La versin de la norma mexicana propuesta recomienda valores de fm entre 5 y 10 MPa si se utiliza mortero tipo I, entre 4.5 y 9 MPa si se utiliza mortero tipo II y entre 4 y 8 MPa si se utiliza mortero tipo III. Si se utilizan unidades cermicas con relacin altura/espesor > 0.5 la norma mexicana recomienda valores de fm entre 1.0 y 16 MPa si se utiliza mortero tipo I, entre 1.0 y 13 MPa si se utiliza mortero tipo II y entre 1.0 y 11 MPa si se utiliza mortero tipo III. En la versin propuesta de la norma mexicana se presentan valores de fm entre 2.0 y 16 MPa si se utiliza mortero tipo I, entre 2.0 y 13 MPa si se utiliza mortero tipo II y entre 2.0 y 11 MPa si se utiliza mortero tipo III.

TABLA 9.c. RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE LA ALBAILERA Segn las caractersticas de las unidades y de los morteros

Norma fm NCh 1928 fm=0.25 fp < 6.0 Mpa, ladrillos cermicos

17


NCh 2123 fm=0.30 fp < 4.5 Mpa, bloques de hormign Para albailera con espesores de junta entre 10 y 15 mm expresiones referidas al rea bruta de la albailera y la unidad Correlacin (debe verificase con el ensayo de 3 muretes c/500 m2)

fm=0.75Rm Rm=((2h/(75+3h))fcu+(50kp/(75+3h))fcp < 0.8fcu otra correlacin h: altura de la unidad fcp: resistencia a la compresin del mortero de pega kp= 1.4, unidades de concreto (absorcin) kp= 0.8, unidades de arcilla (absorcin) Resistencia de la unidad medida sobre rea neta

NSR-98 D

Correlacin (huecos con hormign de relleno)

fm=0.75(rRm+0.9(1-r)fcr) < 0.94Rm r= rea neta/rea bruta fcr: resistencia a compresin del hormign de relleno

fm Unidad Mortero P1 P1C Mortero P2 P2C

Ladrillo I 15 15 Ladrillo II 25 25 Ladrillo III 35 35 Ladrillo IV 45 40 Ladrillo V 55 45 Bloque I 45 40

Norma Peruana

Bloque II 25 25 (P)agrega: para espesores de junta horizontal entre 10 y 12 mm (fb mec) y 15 mm (fb man)

f*m kg/cm2 f*p kg/cm2 Mortero I Mortero II Mortero

III 25 50 75

15 25 40

10 20 35

10 20 30

Bloques y tabiques de concreto con relacin altura/espesor>0.5 Con f*pavimento0.5 ((p)cambia f*p =50 por f*p =60 y descarta los valores para f*p =25) 25

50 75

100 150 200 300 400 500

10 20 30 40 60 80

120 140 160

10 20 30 40 60 70 90

110 130

10 20 25 30 40 50 70 90 110

El cdigo IBC 2000 propone el clculo de la resistencia para albailera con espesores de junta menores o iguales a 15.9 mm e indica adems, que si se utiliza hormign de relleno, este debe tener una resistencia mnima a la compresin igual a fm pero no menor que 138 kg/cm2. (El cdigo IBC 2000 indica segn la norma ASTM C476 una resistencia mnima a la compresin del grout igual a 140 kg/cm2) Si se utilizan bloques de hormign con resistencias entre los 86 y los 362 kg/cm2, el cdigo IBC 2000 recomienda valores para fm comprendidos entre 69 y 207 kg/cm2. Si se utilizan bloques de hormign con una altura menor a 101.6 mm debe usarse el 85% del valor recomendado para fm.


18

Si se utilizan unidades de arcilla con resistencias entre los 166 y 993 kg/cm2, el cdigo IBC 2000 recomienda valores para fm entre 69 y 276 kg/cm2 utilizando los morteros tipo M, S N segn la tabla 9c.

LIMITACIONES DE DISEO Las normas establecen recomendaciones sobre los refuerzos mnimos que se deben utilizar en muros de albailera armada y las dimensiones mnimas que estos muros deben satisfacer. Para muros de albailera confinada se recomiendan dimensiones y refuerzos de acero mnimo para los elementos de confinamiento y dimensiones mnimas de los muros. La norma colombiana reconoce tres tipos de albailera de inters para este estudio. Estas son la albailera armada, albailera parcialmente armada y la albailera confinada. La albailera parcialmente armada posee el 39% de las cuantas mnimas de refuerzo recomendadas para la albailera armada en esta misma norma. La norma chilena considera dos tipos de albailera reforzada, la albailera armada diseada a travs de la norma NCh 1928 of 93 y la albailera confinada diseada con la norma NCh 2123 of 97. La norma peruana y mexicana tambin reconocen la albailera armada y la albailera confinada como modalidades de albailera reforzada. La norma mexicana reconoce el diseo de una albailera no reforzada que en cierta manera tiene refuerzos pero que no cumple con los requisitos de una albailera armada o confinada segn los requisitos de esta misma norma. A continuacin se presentan los dimetros mnimos de las barras para reforzar los bordes y los encuentros de muros, las cuantas mnimas de reparticin y el espesor mnimo de los muros de albailera armada as como tambin las dimensiones mnimas recomendadas para muros de albailera confinada y limitaciones de diseo para pilares y cadenas recomendados en las normas revisadas. Armaduras en Muros En su mayora, las normas exigen dimetros mnimos, recubrimientos y espaciamientos para las armaduras verticales y horizontales (Ver fig 10, 11 y 12 ).

En relacin con la albailera armada debe destacarse que slo la norma colombiana reconoce dos tipos de albailera: armadas (AA) y parcialmente armadas (APA). Estas se diferencian por las cuantas y por las posibilidades de uso en las distintas zonas en que se divide el territorio colombiano segn la amenaza ssmica. Para efectos de esta norma, la albailera parcialmente armada se definen como un Sistema con capacidad mnima de disipacin de energa en el rango elstico y su uso se limita a edificaciones de un mximo de 2 pisos en zona ssmica alta. Es importante destacar que la norma mexicana, exige que el refuerzo vertical en los bordes del muro sea de 3/8 de dimetro (9.5 mm) y se ubique adems, en dos celdas (huecos) consecutivas en cada borde y encuentro de muros y cada 3 m. De esta manera la norma mexicana establece un requisito ms estricto que el resto de las normas al igual que la norma peruana que tambin recomienda 2 barras de 3/8 Con respecto a los espaciamientos mximos de armaduras de refuerzo vertical, las limitaciones establecidas por las normas revisadas se muestran en la figura 11. Entre estos se destacan la albailera parcialmente armada de la norma colombiana con un espaciamiento mximo de 240 cm.

19


Dimetro de armadura vertical mnima en bordes y encuentros de muros

8

9,59,510

1212

0

2

4

6

8

10

12

14

NCh 1928 Of93 NSR-98 T. D AA NSR-98 T. D APA Norma Peruana Norma Mexicana(v) y (p) 2 barras

Propuesta de CLuders

documento

mm

(3/8")

(3/8")

Figura 10. Dimetro mnimo de armaduras verticales en bordes y encuentros de

La norma chilena y mexicana restringe el espaciamiento entre armaduras verticales a un mximo de seis veces el espesor del muro. Si se considera el espesor mnimo de muros para el caso chileno de 14 cm y 10 cm en el caso mexicano se obtienen de espaciamiento mximo entre armadura vertical 84 y 60 cm respectivamente. Para el espaciamiento mximo de las armaduras horizontales, la norma chilena recomienda el mismo espaciamiento mximo de las armaduras verticales, esto es 6 veces el espesor del muro y 120 cm. La norma colombiana establece 60 y 80 cm de espaciamiento mximo para albailera armada y parcialmente armada respectivamente. El caso mexicano se hace presente en la versin propuesta un espaciamiento mximo de 4 hiladas y 60 cm. Los datos anteriores se visualizan el la figura 12.

Espaciamiento mximo armadura vertical

120 120

240

80

0

50

100

150

200

250

300

NCh 1928 Of93 NSR-98 T. D (AA) NSR-98 T. D (APA) Norma Mexicana (v) y (p)

documento

cm

84

60

Figura 11. Espaciamiento mximo de la armadura vertical segn las normas revisadas.


20

Espaciamiento mximo armadura horizontal

120

60

80

60

0

20

40

60

80

100

120

140

NCh 1928 Of93 NSR-98 T. D (AA) NSR-98 T. D (APA) Norma Mexicana (p)

documento

cm

84

Figura 12. Espaciamiento mximo de la armadura horizontal segn las normas revisadas.

Cuantas mnimas de armadura de reparticin vertical y horizontal En este punto se entrega informacin sobre las cuantas mnimas del refuerzo distribuido tanto vertical como horizontalmente. En las figuras 13, 14 y 15 se grafican las cuantas mnimas recomendadas por las normas revisadas. Es importante destacar la albailera parcialmente armada recomendada por la norma colombiana, pues esta presenta el menor valor para las cuantas de refuerzo. La albailera parcialmente armada recomendada por la norma colombiana NSR-98 ttulo D, no restringe explcitamente la cuanta mnima en lo relacionado con la suma de la armadura vertical y horizontal. El valor que se muestra en la figura 15 es resultado de la suma de la cuanta mnima vertical ms la cuanta mnima horizontal. Lo mismo ocurre con el IBC 2000, categora C donde se estima el valor de 0.06%. La norma peruana recomienda una cuanta mnima considerando tanto la armadura vertical como la horizontal igual a 0.15 tal como se aprecia en la figura 15. Para la cuanta mnima horizontal recomienda los 2/3 de la cuanta anterior, esto es 0.10 tal como se muestra en la figura 14. La cuanta mnima vertical no aparece explcitamente en la norma peruana pero fue considerada para efectos de este estudio, igual al tercio restante de la cuanta mnima vertical ms horizontal con un valor de 0.05 % tal como se muestra en la figura 13.

21


Cuanta mnima vertical

0,06

0,07

0,027

0,05

0,07 0,07

0,03

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

NCh 1928Of93

NSR-98 T. D(AA)

NSR-98 T. D(APA)

NormaPeruana

NormaMexicana (v)

NormaMexicana (p)

Propuesta deC Luders

documento

%

Figura 13. Cuanta mnima vertical en muros de albailera armada segn las normas revisadas.

Cuanta mnima horizontal

0,060,07

0,027

0,1

0,07 0,07

0,03

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

NCh 1928Of93

NSR-98 T. D(AA)

NSR-98 T. D(APA)

NormaPeruana

NormaMexicana (v)

NormaMexicana (p)


documento

%

Figura 14. Cuanta mnima horizontal en muros de albailera armada segn las normas revisadas


22

Cuanta mnima (vertical+horizontal)

0,15

0,2

0,054

0,15

0,2 0,2

0,08

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

NCh 1928Of93

NSR-98 T. D(AA)

NSR-98 T. D(APA)

NormaPeruana

NormaMexicana (v)

NormaMexicana (p)


documento

%

Figura 15. Cuanta mnima vertical + horizontal en muros de albailera armada segn las normas revisadas.

Geometra de muros albailera armada Desde el punto de vista de la geometra de los muros, la dimensin que se controla por las normas es el espesor mnimo que deben tener los muros y la relacin altura libre/espesor. Los lmites establecidos se indican en la figura 16. La norma peruana establece para muros portantes, un espesor t mnimo de t=h/26 con lo cual, considerando una altura de muro de unos 230 cm, se obtiene el espesor de 9 cm en la figura 16. La norma mexicana recomienda que la relacin altura espesor del muro no debe exceder de 30 por lo tanto, con esta relacin se obtiene un espesor mnimo de 8 cm para una altura de 230 cm.

Espesor mnimo de muros de albailera armada

12 12

98

1011

14

0

2

4

6

8

10

12

14

16

NCh 1928 Of93 NSR-98 T. D(AA)

NSR-98 T. D(APA)

Norma Peruanah=230 cm

NormaMexicana (v)

h=230 cm

NormaMexicana (p)

Propuesta de CLuders

documento

cm

Figura 16. Espesor mnimo de muros de albailera armada segn las normas revisadas.

23


Dimensiones del pao de albailera confinada La relacin altura/espesor (h/t) est controlada por las normas de Mxico Colombia y Per. La norma colombiana recomienda que la relacin sea menor o igual a 25 mientras que la norma mexicana recomienda un valor mximo de 30. La norma peruana recomienda que el espesor mnimo de los muros debe se t=h/26 de donde se puede inferir que la relacin altura/espesor toma un mximo de 26. La norma chilena recomienda que el espesor mnimo para los muros de albailera sea la veinticincoava parte de la menor distancia entre los bordes internos de los elementos de confinamiento, agrega adems que en todo caso el espesor debe ser mayor o igual a 14 cm si se utilizan en la construccin del muro unidades hechas a mquina o 15 cm si se utilizan unidades hechas a mano. La norma colombiana indica que los muros deben poseer como mnimo un espesor nominal de 11 cm y la norma mexicana, en su versin propuesta, recomienda un espesor mnimo de 10 cm. La norma mexicana no especifica un lmite inferior para el espesor de muros. Otra propiedad geomtrica de los muros que se controla, es el rea del pao del muro confinado. La norma chilena recomienda que esta rea debe ser 12.5m2 como mximo. Pilares en albailera confinada i. Dimensiones de la seccin transversal Los pilares deben tener un espesor mnimo igual al espesor del muro que confinan. Esta recomendacin se encuentra en todas las normas revisadas y adems la norma chilena agrega que deben tener un ancho mayor o igual a 20 cm. La norma colombiana por su parte, recomienda que el pilar debe tener una seccin transversal mnima de 200 cm2 con lo cual podra tenerse un ancho mnimo de 18 cm si se considera el espesor mnimo de muro igual a 11 cm. La norma peruana recomienda que el rea de la seccin transversal, Ac, debe ser Ac=0.9V/fc>20t, con V, el esfuerzo de corte en el muro, con lo cual se deduce que el ancho del pilar debe ser mayor o igual a 20 cm. ii. Calidad del hormign La calidad del hormign utilizado en la construccin de los pilares es recomendado por las normas de Mxico que establece una resistencia fc>150 kg/cm2 y de Colombia que indica que el hormign debe cumplir con una resistencia mnima a la compresin de 175 kg/cm2. iii. Ubicacin Los pilares deben ubicarse en todos los bordes libres e intersecciones de muros. La norma chilena recomienda tambin que deben ubicarse en el interior de un pao de albailera para cumplir con un rea mxima de pao de muro confinado de 12.5m2 y en distancias menores o iguales a 6m. La norma colombiana indica que la separacin mxima entre pilares debe ser la menor de 35 veces el espesor efectivo del muro, 1,5 veces la distancia vertical entre cadenas y 4m. Las ltimas dos distancias mximas recomendadas por la norma colombiana coinciden con lo indicado por la norma mexicana. Finalmente, la norma peruana recomienda que la distancia mxima entre pilares, medida de eje a eje de pilar, sea 2 veces la altura (distancia entre los ejes de las cadenas). iv. Refuerzo longitudinal Con respecto al refuerzo longitudinal, la norma chilena recomienda un mnimo de 4 barras de 10 mm de dimetro, que pueden disminuir a 4 barras de 8 mm de dimetro si se utiliza un acero con tensin de fluencia de 500 MPa (AT 56-50-H) y la tensin de traccin en el acero no supere el 25% de la tensin de fluencia. Las normas de Mxico y Colombia recomiendan un mnimo de 3 barras longitudinales que en el caso de Colombia son de dimetro 10 mm y en el caso mexicano todas las barras deben cumplir con un rea mnima igual a 0.2 fc/fyt2. Si se considera para este ltimo caso fc=150kg/cm2, fy=4200 kg/cm2 y un espesor de muro igual a 14 cm se tiene un rea mnima de 1.4 cm2 que se puede satisfacer con 3 barras de 8 mm (1.5 cm2). A lo anterior se adiciona que la norma colombiana tambin recomienda una cuanta mnima de 0.0075% de acero de refuerzo longitudinal calculada sobre la seccin transversal bruta del pilar, lo que corresponde, con una seccin transversal mnima de 200 cm2, a un rea de 1.5 cm2 de acero (3 barras de 8 mm). La norma peruana, al igual que la norma mexicana entrega una expresin para la armadura longitudinal mnima, est es 0.1(fc/fy)Ac. Si se considera en este ltimo caso fc=150kg/cm2, fy=4200 kg/cm2 y una seccin transversal de 14 cm de espesor y 20cm de ancho (datos segn la norma chilena) se


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tiene un rea mnima de 1cm2. Sin embargo en esta norma (ACI Per, 1998) no se recomienda una cantidad mnima de barras. v. Refuerzo transversal La armadura de refuerzo transversal de los pilares son estribos que se distribuyen a lo largo del pilar y se densifican en los extremos en las denominadas zonas crticas. La norma chilena recomienda que los estribos deben tener un dimetro mnimo de 6 mm y si se utiliza armadura electrosoldada este dimetro mnimo puede ser 4.2mm. El espaciamiento mximo recomendado es 10 cm en la zona crtica y 20 cm en la zona intermedia. Respecto a esto ltimo esta norma recomienda que en edificaciones de hasta dos pisos la separacin mxima de estribos puede ser 20 cm siempre y cuando el esfuerzo de corte solicitante del muro sea menor o igual al 50% del esfuerzo de corte admisible. La norma colombiana tambin indica que el dimetro mnimo del estribo debe ser 6 mm con un espaciamiento mximo igual al menor valor entre 1,5 veces la menor dimensin del pilar y 20 cm. Se destaca adems en esta norma que en zonas de amenaza ssmica alta e intermedia (ver punto 3.4 Solicitacin ssmica) deben utilizarse estribos cerrados de dimetro mnimo 6 mm espaciados a 10cm con ramas separadas a distancia menores que 15cm. La norma mexicana recomienda un refuerzo transversal mnimo para los pilares igual a 1000s/(fydc) con s, separacin entre estribos y dc, la menor dimensin del pilar. La separacin mxima de estribos est dada por el menor valor entre 1.5dc y 20 cm. La versin propuesta de la norma mexicana agrega que cuando la resistencia al corte del muro sea mayor a 6 kg/cm2 se deben suministrar estribos en cada extremo del pilar con una separacin menor o igual a 1 hilada. La norma peruana indica que deben colocarse estribos cerrados espaciados a no ms de d/2 con d, altura til de la seccin transversal del pilar, sin recomendar un dimetro mnimo para los estribos. vi. Zona crtica La longitud de la zona crtica en cada extremo del pilar recomendada por la norma chilena est definida por el mayor valor entre 2 veces el ancho del pilar y 60 cm. En la norma colombiana esta longitud es el mayor valor entre 1/6 de la luz del pilar, 3 veces la mayor dimensin de la seccin transversal y 45cm.

La informacin contenida en la norma mexicana es que la zona crtica est definida por el mayor valor entre 1/6 de la luz libre del pilar, 2 veces la dimensin horizontal del pilar en el plano del muro y 40 cm. Finalmente la norma peruana recomienda para la longitud crtica el mayor valor entre 2.5 veces la altura til de la seccin transversal del pilar y 50 cm. Cadenas en albailera confinada Es comn encontrar en las normas las mismas limitaciones de diseo que se recomiendan a los pilares, aplicadas a las cadenas en lo que se refiere a dimensiones mnimas de la seccin transversal, refuerzos mnimos longitudinal y transversal y calidad del hormign. A continuacin se dan a conocer limitaciones de diseo de aplicacin exclusiva para las cadenas segn lo recomendado por las normas revisadas. i. Ubicacin Las cadenas se ubican al nivel de piso y al nivel de la techumbre, en el arranque y remate de muros. La norma chilena recomienda adems que deben ubicarse dentro del pao de albailera para cumplir con el rea mxima del pao de muro confinado de 12.5m2 teniendo en consideracin la distancia entre pilares. La norma colombiana indica que las cadenas deben ubicarse en una distancia no mayor a 25 veces el espesor del muro y se puede prescindir de ellas a nivel de cielo (cadena de amarre) si existe una losa de hormign armado de espesor mayor o igual a 10cm. La separacin mxima entre cadenas consecutivas recomendada por la norma mexicana es 3m. La norma peruana no especifica una distancia mnima entre cadenas. ii. Refuerzo longitudinal La norma chilena recomienda que si se utiliza acero AT56-50H la armadura mnima 4 barras de 10 mm de dimetro puede disminuirse a 4 barras de 8 mm de dimetro siempre y cuando la tensin de traccin de las barras sea menor o igual al 40% de la tensin de fluencia.

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En los casos en que el entrepiso de la estructura sea una losa de hormign armado, el refuerzo mnimo de 3 barras de 10 mm, recomendado por la norma colombiana, puede reducirse a 2 barras de 12 mm segn la misma norma. Haciendo la salvedad indicada en los dos prrafos anteriores, el resto de las limitaciones respecto del refuerzo longitudinal de pilares, son aplicables a las cadenas. iii. Zona crtica La nica norma que recomienda considerar una zona crtica donde el espaciamiento de estribos es menor en los extremos de la cadena, es la norma chilena. la longitud de la zona es de 60cm. Refuerzos en aberturas La norma mexicana actual recomienda que deben haber elementos de refuerzo con las mismas caractersticas de los pilares y cadenas en aberturas cuya dimensin sea mayor a de la longitud del muro. La norma mexicana propuesta agrega a lo anterior que la abertura debe reforzarse si tiene una dimensin mayor a 60 cm. Segn lo recomendado por la norma chilena, los refuerzos deben ser de hormign armado o armaduras al interior de los huecos de las unidades y en las juntas de mortero. Las armaduras de refuerzo al interior de la albailera se aceptan donde el esfuerzo de corte en los elementos de un muro adyacente a la abertura sea menor que el 50% del valor admisible. El rea mnima de este refuerzo vertical recomendado por la norma chilena es 0.8cm2 con un dimetro mnimo de 8mm. El rea mnima de refuerzo horizontal es 0.5cm2 y debe colocarse en la primera junta horizontal o en las primeras juntas bajo la abertura. El dimetro de la armadura horizontal debe ser menor a del espesor de la junta. La norma chilena indica que se puede obviar el refuerzo en aberturas cuya rea sea menor al 5% del rea del pao de albailera, la longitud del lado mayor de la abertura sea menor o igual a 60 cm y la distancia entre el pilar vecino a la abertura es mayor o igual al 25% de la longitud del pao de albailera. Adems la norma chilena recomienda que pueden ubicarse en cualquier parte del muro, aberturas con longitud menor a 20cm y acepta 3 aberturas separadas por lo menos 1 m. Las normas de Colombia y Per no presentan recomendaciones para las aberturas en muros de albailera confinada.

CONCLUSIONES La albailera constituye uno de los principales sistemas constructivos empleados en Latinoamrica. Sin embargo existen importantes diferencias entre cada uno de los pases respecto a los materiales, tanto en el tipo de unidades como en los morteros y hormigones de relleno. De igual forma las limitaciones de diseo que se establecen en las diferentes normas varan de manera importante. El anlisis de estas diferencias y su confrontacin con otras normas a nivel internacional puede conducir al desarrollo de una norma modelo para le regin que permita incorporar la experiencia de cada uno de nuestros pases.

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