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ALBAÑILERÍA SIMPLE ALBAÑILERIA SIMPLE O MURO NO PORTANTE 1.1 GENERALIDAES UNIDADES DE ALBAÑILERÍA La unidad de albañilería es el componente básico para la construcción de la albañilería. Ella se elabora de materias primas diversas, las principales son la arcilla, el concreto de cemento Pórtland y la mezcla de sílice y cal. La unidad de albañilería se forma mediante moldeo, empleado en combinación con diferentes métodos de compactación, o por extrusión. Finalmente, se produce en condiciones variadas: en sofisticadas fábricas, bajo estricto control industrial, o en precarias canchas, a pie de obra donde será utilizada, mediante procedimientos rudimentarios y sin control de calidad. No debe extrañar, entonces, que las formas, tipos, dimensiones y pesos sean de variedad prácticamente ilimitada, y que la calidad de las unidades cubra todo el rango, desde pésimo hasta excelente. Además también se las clasifica por el porcentaje de huecos (alvéolos o perforaciones) que tienen en su superficie de asentado y por la disposición que estos tengan. Así se les denomina unidades sólidas o macizas, huecas y tubulares. Las unidades de albañilería pueden ser ladrillos o bloques. También existen las unidades apilables pero su uso no es muy difundido en nuestro país y muy pocas

Albañilería No Reforzada

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ALBAILERA SIMPLE

ALBAILERIA SIMPLE O MURO NO PORTANTE

1.1 GENERALIDAES

UNIDADES DE ALBAILERA La unidad de albailera es el componente bsico para la construccin de la albailera. Ella se elabora de materias primas diversas, las principales son la arcilla, el concreto de cemento Prtland y la mezcla de slice y cal.

La unidad de albailera se forma mediante moldeo, empleado en combinacin con diferentes mtodos de compactacin, o por extrusin. Finalmente, se produce en condiciones variadas: en sofisticadas fbricas, bajo estricto control industrial, o en precarias canchas, a pie de obra donde ser utilizada, mediante procedimientos rudimentarios y sin control de calidad. No debe extraar, entonces, que las formas, tipos, dimensiones y pesos sean de variedad prcticamente ilimitada, y que la calidad de las unidades cubra todo el rango, desde psimo hasta excelente. Adems tambin se las clasifica por el porcentaje de huecos (alvolos o perforaciones) que tienen en su superficie de asentado y por la disposicin que estos tengan. As se les denomina unidades slidas o macizas, huecas y tubulares.

Las unidades de albailera pueden ser ladrillos o bloques. Tambin existen las unidades apilables pero su uso no es muy difundido en nuestro pas y muy pocas fbricas los producen. Los ladrillos se caracterizan por tener dimensiones (particularmente el ancho) y pesos que los hacen manejables (con una sola mano) en el proceso de asentado. Una segunda caracterstica de los ladrillos es que normalmente el fabricante slo forma la pieza estndar. El resto de las piezas necesarias para la construccin, tales como terminales, cartabones y esquineros, tienen que ser cortados en obra, por el albail con sus herramientas tradicionales.

Los bloques estn hechos para manipularse con las dos manos, lo que ha determinado que en su elaboracin se haya tomado en cuenta el que puedan pesar hasta unos quince kilos. Pueden tener cualquier dimensin y normalmente ocupan mucho espacio. Las piezas se entregan preparadas por lo que en obra slo deben hacerse los recortes menores para las instalaciones. Los apilables suelen ser piezas sofisticadas. Los huecos tienen el propsito de manipuleo y de aligerar el peso. A travs del uso de stas unidades se consigue menor variabilidad de la albailera, mayor productividad de la mano de obra y reduccin del agrietamiento de los muros.

Los muros no portantes son aquellos diseados y construidos en forma tal que slo lleven cargas provenientes de su peso propio (parapetos, tabiques y cercos). Estos muros pueden ser construidos con unidades de albailera slidas, huecas o tubulares. Los muros no portantes slo llevan cargas verticales (gravitacionales) y horizontales (ssmicas y/o de viento), generadas por su propia existencia. Se pueden considerar dentro de esta categora los muros de contencin. Su condicin crtica de diseo proviene de la accin conjunta de las cargas de peso propio y de las cargas laterales (perpendiculares a su plano). Dentro de esta condicin crtica lo usual es despreciar el efecto compresor del peso propio.

Adems pueden ser fabricadas de cualquier materia prima (arcilla, concreto o slice), con mtodos industriales convencionales y no requieren precauciones especiales durante el proceso constructivo. Por otro lado la resistencia a la compresin se reduce en un 20% y se vuelve ms frgil. Los valores de la deformacin ltima de 0.3% (para albailera con mortero) se reducen a 0.2%, con la consecuente limitacin de la rotacin mxima posible en las secciones plastificadas.

1.1.1. Propiedades Es necesario conocer las propiedades de las unidades para tener una idea sobre la resistencia de la albailera, as como su durabilidad ante el intemperismo. Las propiedades relacionadas con la resistencia de la albailera son: - Variabilidad dimensional y alabeo, - Resistencia a la compresin y traccin, - Succin.

Propiedades relacionadas con la durabilidad de la albailera: - Resistencia a la compresin y densidad, - Eflorescencia, absorcin y coeficiente de saturacin.

Las edificaciones de albailera no reforzada, con poca densidad de muros, han demostrado tener un comportamiento ssmico sumamente frgil.

Para los tres tipos de materia prima los ensayos en los ladrillos son prcticamente los mismos. De acuerdo a la Norma de Albailera, los ladrillos se clasifican en 5 tipos: Tipo I: Estos ladrillos tienen una resistencia y durabilidad muy baja; son aptas para exigencias mnimas (viviendas de 1 o 2 pisos), evitando el contacto directo con la lluvia o el suelo.

Tipo II: Ladrillos de baja resistencia y durabilidad; son aptos para usarse bajo condiciones de servicio moderadas (no deben estar en contacto directo con la lluvia, suelo o agua)

Tipo III: Ladrillos de mediana resistencia y durabilidad; aptos para construcciones sujetas a condiciones debajo intemperismo.

Tipo IV: Ladrillos de alta resistencia y durabilidad; aptos para ser utilizados bajo condiciones rigurosas de servicio. Pueden estar sujetos a condiciones moderadas de intemperismo, en contacto con lluvias intensas, suelo y agua.

Tipo V: Tienen resistencia y durabilidad elevada, son aptos para condiciones de servicio muy rigurosas, pueden estar sujetos a condiciones de intemperismo similares al tipo IV.

De acuerdo a la Norma de Albailera cada uno de estos tipos de unidad de albailera normalizada deber cumplir con las caractersticas especificadas en la tabla 1.1 Tabla 1.1 Clasificacin de las unidades de albailera segn Norma de Albailera (E-070)

Adicionalmente a esta clasificacin se puede clasificar la unidad de albailera segn el porcentaje de perforaciones y su ubicacin con respecto a la superficie de asiento. As tenemos la siguiente clasificacin:

a) Huecas Alvolos o perforaciones perpendiculares a la superficie de asiento que representan ms del 25% del rea bruta.

b) Slidas Alvolos o perforaciones perpendiculares a la superficie de asiento que cubren un rea menor al 25% del rea de la seccin bruta (Ver figura 1.2)

c) Tubulares Alvolos o perforaciones paralelas a la superficie de asiento (ver figura 1.3), no hay limitaciones de rea. Este tipo de unidad de albailera se emplea para la construccin de tabiques.

A continuacin se presenta la clasificacin de albailera segn la materia prima y cada una de stas con la clasificacin que ms la representa, segn como se encuentra en el mercado nacional.

1.1.2. De concreto

Se pueden lograr unidades con una resistencia que dependa del uso a que se destine. Las unidades deben curarse por lo menos 7 das y no deben usarse antes de los 28 das de fabricadas.

Materia prima - Cemento arena confitillo agua, esto da unidades con un tono gris verdoso, su textura usual es gruesa, con poros abiertos. - Puede agregarse pigmentos que varen el color.- El peso se puede aligerar empleando piedra pmez como agregado.

Fabricacin:

- Dosificacin de los materiales por volumen (artesanales) o por peso (industriales) - Mezclado de los materiales. - Moldeo por vibro compresin (industrial) o por maquinarias estacionarias o ponedoras (en obra), o chuceando la mezcla en moldes artesanales. - Curado industrial en cmaras de vapor, en cmaras autoclaves, o con riego por aspersin.

Estas unidades son normalmente producidas industrialmente y segn el porcentaje de perforaciones pueden ser: slidas, huecas o tubulares. En la ciudad de Piura existe una fbrica que produce este tipo de ladrillos en sus diferentes presentaciones.

1.1.3. De arcilla Existe una variedad tremenda en las unidades de arcilla, esto se debe a los diversos procesos de elaboracin y materia prima empleada. Normalmente se producen unidades slidas o tubulares. En el pas no se producen unidades huecas, usadas en albailera armada. La principal clasificacin en estas unidades es segn su proceso de fabricacin: artesanales o industriales.

Materia prima: - Calcreas con 15% carbonato de calcio (unidad de color amarillento) - No calcreas con silicato de almina con un 5% de xido de hierro (unidad de color rojizo)

Fabricacin:

El proceso de fabricacin es variado, lo que da lugar a unidades artesanales, semi industriales e industriales, con una gran diferencia en sus formas, resistencias y dimensiones. - Extraccin del material en la cantera. - Molienda de la materia prima. - Mezclado de la materia prima con agua y arena. - Moldeado de la mezcla sobre moldes de madera, con prensas o extrusoras. - Secado de las unidades. - Quemado de las unidades en hornos abiertos con quemadores de lea o petrleo.

1.1.4. Slico calcreo En el Per existe una sola fbrica (La Casa) que produce estas unidades como: bloques, ladrillos (huecos y macizos) y unidades apilables. No existen normas de clasificacin para estas unidades de albailera, pero pruebas realizadas sistemticamente arrojan los siguientes resultados:

a. Resistencia: > 200 Kg/cm2 b. Densidad: 1.85 Kg/cm3 c. Tolerancias: 0.5% d. Alabeo: 0 mm e. Succin: 13 gr f. Absorcin mxima: > 0.20% g. Coeficiente de saturacin: > 0.85

Como consecuencia el ladrillo Slico calcreo puede clasificarse como equivalente al ladrillo de arcilla tipo V.

Materia prima:

Cal hidratada y arena, esto da unidades de color blanco grisceo, se pueden aadir pigmentos.

Fabricacin:

- Dosificacin de los materiales (incluyendo agua) en peso. - Moldeo de las unidades (prensas mecnicas o hidrulicas) - Curado de las unidades a vapor en cmaras autoclave con elevada presin.

1.2. MORTERO A pesar de que el mortero y el concreto se elaboran con los mismos ingredientes, las propiedades necesarias en cada caso son diferentes. Mientras que para el concreto la propiedad fundamental es la resistencia, para el mortero es la adhesividad con la unidad de albailera. Para ser adhesivo el mortero tiene que ser trabajable, retentivo y fluido.

El mortero es un adhesivo y su adhesin completa, fuerte y durable con la unidad de albailera es su objetivo ms importante. En este contexto la relacin agua / cemento, especfica e invariable, carece de importancia. Ms bien, como el mortero debe colocarse con el badilejo en las superficies de las unidades que son absorbentes, comienza a perder agua tan pronto se realiza el contacto. Por lo tanto deber tener la cantidad de agua necesaria para alcanzar una trabajabilidad adecuada a dichas condiciones. Adicionalmente, el mantenimiento o recuperacin de dicho temple perdido por evaporacin del agua puede exigir la adicin de ms agua en un proceso, propio de la tcnica del mortero, llamado retemplado. Ms an: el mortero no puede ni debe ser curado; hacerlo implica humedecer la albailera causando deformaciones (de contraccin y expansin). Estas deformaciones, por ser restringidas, son deletreas, ya que atentan contra la adhesin del mortero y las unidades y, por ello, contra la integridad e impermeabilidad de la albailera.

El mortero es un adhesivo pobre, lo demuestran las fallas de adhesin en las obras de albailera. Estas fallas se presentan siempre en la superficie pegada, es decir en la interfase del mortero con la unidad y no en el mortero o en la unidad. Aun as el mortero es, hasta ahora, insustituible; intentos para utilizar adhesivos ms competentes (como polmeros por ejemplo) han fracasado debido a que su precio es desproporcionado.

El mortero debe prepararse con cemento, cal hidratada, arena y la mxima cantidad posible de agua sin que la mezcla segregue. El agua proveer trabajabilidad, la cal retentividad y fluidez, y el cemento resistencia. La trabajabilidad del mortero debe conservarse durante el proceso de asentado. Por esta razn, toda mezcla que haya perdido trabajabilidad deber retemplarse. Dependiendo de condiciones regionales de humedad y temperatura, el retemplado puede hacerse hasta 1 y 2 horas despus de mezclado el mortero.

En el estado plstico la propiedad esencial del mortero es su temple, es gracias al cual puede ser manipulado con el badilejo, ser esparcido fcilmente sobre las superficies de las unidades. Igualmente puede adherirse a superficies verticales de las unidades y lograr contacto ntimo y complejo con las irregularidades de stas. Lo opuesto a un mortero trabajable es un mortero spero. Si bien la trabajabilidad de un mortero es fcilmente reconocible por un buen albail, ella es una compleja propiedad. Adems no existe un ensayo para cuantificarla ni para medir caractersticas tales como la cohesin y la plasticidad de un mortero.

Cohesin, plasticidad, fluidez y retentividad estas dos ltimas susceptibles de medicin , en conjunto, definen el temple. Lo que se hace, en la prctica, es medir el temple mediante ensayos relativamente simples, que cuantifican la fluidez del mortero y su retentividad.

En la construccin, la retentividad se evidencia por la capacidad del mortero de permanecer trabajable despus del contacto con la primera unidad. Esta caracterstica permite el asentado cmodo de la unidad superior y, as, la homogeneizacin de la adhesin. La composicin del mortero demanda la presencia de cemento, cal, arena y agua. Los aditivos se usan rara vez en el mortero. Ms an su incorporacin debe ser desalentada debido a malas experiencias pasadas. Han ocurrido efectos deletreos como el de la adicin de aditivos incorporadores de aire para mejorar la durabilidad ante heladas. Esto implica un contenido de aire entre 12 y 14% que reduce la adhesin con la unidad de albailera a tres cuartos. Por lo tanto, como regla general, si se requiere realzar alguna propiedad del mortero y se propone utilizar un aditivo para hacerlo, deben efectuarse ensayos de laboratorio adecuados. Estos ensayos buscarn precisar los efectos integrales del aditivo en la adhesin con las unidades, en sus cambios volumtricos y en la durabilidad.

Las caractersticas de las unidades de albailera y las condiciones ambientales afectan la consistencia ptima del mortero. Por ejemplo: el mortero para asentar bloques de concreto y para asentar piedra debe ser menos fluido que lo usual. Con esto se busca evitar asentamientos desiguales o excesivo aplastamiento de las juntas en el proceso de asentado. De otro lado, las temperaturas ms calientes del verano demandan mezclas ms suaves y hmedas para compensar las prdidas de agua por evaporacin. Finalmente, los morteros para asentar unidades con excesiva succin deben tener una dosis adicional de cal.

Todo muro no portante de albailera no reforzada debe ser arriostrado a intervalos tales que satisfagan las exigencias del espesor mnimo de la Norma de Albailera. El diseo de los arriostres se debe hacer considerando a estos como apoyo del muro arriostrado, actuando el muro como losa y sujeto a fuerzas horizontales perpendiculares a l. Los arriostres deben tener resistencia, estabilidad y anclajes adecuados para transmitir las fuerzas actuantes a elementos estructurales adyacentes, al suelo o a la cimentacin. La cimentacin de los cercos debe ser diseada por mtodos racionales de clculo.

Condiciones de borde

Dependiendo de los bordes apoyados, o arriostrados, los casos de diseo de muros no portantes que se presentan en la prctica son:

a. Muros apoyados exclusivamente en su base (ver figura (1)) b. Muros apoyados abajo y arriba (ver figura (2)) c. Muros apoyados abajo y en sus dos costados (ver figura (3)) d. Muros apoyados arriba, abajo y en sus dos costados (ver figura (4))

Los elementos de apoyo o arriostre pueden ser otros muros ortogonales o contrafuertes y pilastras de la misma albailera. Tambin pueden ser elementos de concreto armado provistos con el propsito de prestar el apoyo requerido, o simplemente otras estructuras con las que el muro est en contacto. Para que los elementos de apoyo puedan efectivamente darlo, es indispensable que la interfase muro apoyo sea capaz de proveer la resistencia necesaria para la reaccin de borde. Esta capacidad debe normalmente ser bidireccional y necesariamente (en el caso de los sismos) en ambos sentidos. Esto se logra de varias maneras:

- Para muros ortogonales, se logra cruzando las unidades de uno y otro muro en las esquinas e intersecciones. - Para pilastras o contrafuertes, con una construccin totalmente integrada. - Para elementos de concreto armado construidos antes que la albailera, es usual llenar ntegramente con mortero las juntas (verticales y horizontales) entre ambos materiales, procurando un buen ajuste. Es prctica comn en nuestro pas dejar alambres en los elementos verticales de concreto armado, con el propsito de mejorar esta unin. Sin embargo, es muy difcil hacer coincidir exactamente los alambres con la junta de la hilada y muchas veces estos quedan con dobleces (por tratar de ubicarlos en las juntas). Estos dobleces, lamentablemente, los inutilizan para el cumplimiento de su funcin. - Para proveer un buen apoyo es preferible que los elementos de concreto armado se llenen despus de construir el muro. En este caso, el llenado se hace con el muro a ras o, mejor an, con el muro endentado. - Cuando el apoyo ha de ser provisto por elementos de acero estructural, es necesario conseguir algn tipo de sujecin mecnica de manera que se logre la competencia estructural de la interfase.

Las condiciones de borde pueden entonces ser tales que slo provean un apoyo simple, o que alcancen a proveer empotramiento o continuidad totales. Esta caracterstica se llama eficiencia del apoyo y esta en funcin del momento mximo resistente en el pao de albailera y del momento mximo resistente que puede desarrollarse en la interfase apoyo muro. Cuando la eficiencia es cero, el borde slo provee apoyo simple.DISEOREQUISITOS GENERALES.

Las construcciones de albailera sern diseadas por mtodos racionales basados en los principios establecidos por la mecnica y la resistencia de materiales. Al determinarse los esfuerzos en la albailera se tendr en cuenta los efectos producidos por las cargas muertas, cargas vivas, sismos, vientos, excentricidades de las cargas, torsiones, cambios de temperatura, asentamientos diferenciales, etc. El anlisis ssmico contemplar lo estipulado en la Norma Tcnica de Edificacin E.030 Diseo Sismorresistente, as como las especificaciones de la presente Norma.

La albailera es un sistema frgil, basta una distorsin de 1/800 como para que ella se agriete.

Por ello es necesario emplear cimentaciones rgidas cuando se cimiente sobre suelos de baja capacidad portante.

No se recomienda construir sobre arena fina suelta con napa fretica elevada por el riesgo que este suelo pueda licuarse durante los terremotos, ni sobre arcilla expansiva que al entrar en contacto con el agua puede generar fuertes asentamientos diferenciales.

Otras soluciones para el caso de suelo blando, como el uso de solados de cimentacin, deben contemplar la inclusin de nervaduras bajos los muros, por la posibilidad de que al girar por flexin en su base, punzonen al solado, y adems porque el refuerzo vertical de las columnas, debe anclar all y tener un recubrimiento de por lo menos 7.5cm.

PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION

Los muros se construirn a plomo y en lnea. No se atentar contra laintegridad del muro recin asentado.

En la albailera con unidades asentadas con mortero, todas las juntas horizontales y verticales quedarn completamente llenas de mortero. El espesor de las juntas de mortero ser como mnimo 10 mm y el espesor mximo ser 15 mm o dos veces la tolerancia dimensional en la altura de la unidad de albailera ms 4 mm, lo que sea mayor. En las juntas que contengan refuerzo horizontal, el espesor mnimo de la junta ser 6 mm ms el dimetro de la barra.

Se recomienda no extender al mortero en una longitud mayor que 80cm, de lo contrario, se endurecer rpidamente, desmejorndose la adherencia con la unidad superior.Asimismo, cuando el mortero carece de fluidez (Fig.3.18), no cubrir toda la superficie de asentado de la unidad, crendose espacios vacos que reducen la resistencia al corte.

Las unidades de albailera se asentarn con las superficies limpias de polvo y sin agua libre. El asentado se realizar presionando verticalmente las unidades, sin bambolearlas. El tratamiento de las unidades de albailera previo al asentado ser el siguiente:

a) Para concreto y slico-calcreo: pasar una brocha hmeda sobre las caras de asentado o rociarlas.

b) Para arcilla: de acuerdo a las condiciones climatolgicas donde se encuentra ubicadas la obra, regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas. Se recomienda que la succin al instante de asentarlas est comprendida entre 10 a 20 gr/200 cm2-min.

Las unidades de arcilla presentan alta succin, por lo que de asentarse secas absorberan rpidamente el agua del mortero endurecindolo, lo cual reducira la adherencia mortero-unidad de la hilada superior. Ha podido apreciarse que cuando los ladrillos se asientan secos, la resistencia al corte disminuye en 50%, por ello, es necesario regarlos durante unos 30 minutos varias horas antes de su asentado. El objetivo de esta operacin es que al instante del asentado la superficie de la unidad se encuentre relativamente seca, para que pueda absorber al material cementante del mortero, y que el ncleo se encuentre saturado de tal modo que esa agua sirva para curar al mortero de manera natural.

Para el asentado de la primera hilada, la superficie de concreto que servir de asiento (losa o sobrecimiento segn sea el caso), se preparar con anterioridad de forma que quede rugosa; luego se limpiar de polvo u otro material suelto y se la humedecer, antes de asentar la primera hilada.El rayado de la superficie de concreto, debe hacerse lo ms profundo posible (unos 5 mm), unas tres horas despus de haberse vaciado el concreto. El objetivo de esta operacin es incrementar la resistencia a cizalle en la base de los muros. Por otro lado, existe la costumbre errada de humedecer la superficie rugosa con lechada de cemento, esto es incorrecto porque se impermeabiliza esa junta impidiendo que el material cementante del mortero penetre en los poros del concreto.

No se asentar ms de 1,30 m de altura de muro en una jornada de trabajo.En el caso de emplearse unidades totalmente slidas (sin perforaciones), la primera jornada de trabajo culminar sin llenar la junta vertical de la ltima hilada, este llenado se realizar al iniciarse la segunda jornada. En el caso de la albailera con unidades apilables, se podr levantar el muro en su altura total y en la misma jornada deber colocarse el concreto lquido.

Las juntas de construccin entre jornadas de trabajos estarn limpias departculas sueltas y sern previamente humedecidas.

No es posible construir a los muros en una sola jornada de trabajo, salvo el caso de la albailera apilable (de junta seca) donde no existe mortero, porque el peso de las hiladas superiores deformara al mortero an fresco desalineando al muro. Las juntas de construccin entre jornadas de trabajo necesitan un tratamiento especial para evitar fallas por cizalle, por ello se recomienda dejar libre las juntas verticales correspondientes a la ltima hilada de la primera jornada, para crear llaves de corte con el mortero que all se coloca al iniciar la segunda jornada de trabajo.

El tipo de aparejo a utilizar ser de soga, cabeza o el amarre americano,traslapndose las unidades entre las hiladas consecutivas.

BASES DE DISEO

El procedimiento que se utilizar en el diseo de muros de albailera deriva del mtodo de los estados lmite. Llamamos estados lmite a las condiciones crticas en que la estructura deja de cumplir las funciones para las cuales fue diseada. Los estados lmite incluyen aquellos estados ltimos o de colapso de la estructura (volteo, deslizamiento, fatiga y, sobre todo, la rotura causada por sobrepasar la capacidad resistente). Todos estos estados se relacionan con la seguridad de la estructura. Tambin incluyen los estados de servicio al nivel de su situacin de trabajo, que se relacionan con restricciones a su uso. Por ejemplo: las deflexiones, las vibraciones, las deformaciones permanentes y los agrietamientos.

La verificacin de la seguridad en los estados lmite ltimos, se realiza cumpliendo que la capacidad resistente sea mayor que la accin de rotura. Esta verificacin debe darse en todas y cada una de las acciones y formas de rotura. Cuando se trata de los lmites de servicio, es usual que se precisen condiciones cuantitativas (como deformaciones o dimensiones de grietas mximas). Estas condiciones permiten establecer las ecuaciones de diseo y determinar las caractersticas de la estructura.

Es usual que las resistencias ltimas estn vinculadas al comportamiento post-elstico de la estructura, mientras que las condiciones de servicio lo estn con la etapa elstica de su comportamiento. Esto convierte al mtodo en una combinacin y generalizacin de los procedimientos de esfuerzos (admisibles) y resistencias (ltimas). Finalmente, 39 las caractersticas de la estructura (dimensiones, materiales, refuerzos, etc.) debern ser aquellas que satisfagan tanto las ecuaciones de seguridad como las de servicio. La incertidumbre respecto de los materiales y del sistema, la naturaleza de la estructura y las consecuencias de la falla, son tratadas en el procedimiento formal de diseo como factores de seguridad. Aunque los factores de seguridad son usualmente valores reglamentarios estn sujetos, para su justa aplicacin, al juicio y experiencia del diseador.

Condiciones para la albailera simple

En el caso de la albailera simple, los estados lmite a considerar se refieren exclusivamente a condiciones ltimas de seguridad. Esto se debe a que, en todos los casos, la ocurrencia de la falla es coincidente con el agrietamiento.

Adems la albailera simple (en sus formas de aplicacin) no est sujeta a deformaciones de tal magnitud que condicionen su capacidad de servicio. En consecuencia, las nicas frmulas de diseo de albailera simple, provienen de procedimientos de resistencia (ltima).

El diseo por resistencia (ltima) tiene una serie de ventajas sobre el mtodo de esfuerzos (admisibles), cuando ocurre comportamiento estructural plstico significativo. Es el caso de la albailera, armada con barras de acero. En cuanto a su aplicacin en albailera simple (cuyo comportamiento es prcticamente elstico hasta la rotura) tiene como nica ventaja el control racional de los 40 factores de seguridad, razn suficiente para preferirlo.

Los factores de cargas y resistencias caractersticas as como los factores de seguridad a utilizarse en el diseo de la albailera simple, usualmente estn fijados en los reglamentos de cada pas.

Esfuerzos admisibles

Segn la Norma de Albailera los esfuerzos admisibles que se deben calcular son: compresin axial, compresin por flexin y traccin por flexin. Adems se debe determinar el valor del mdulo de elasticidad de la albailera.

a. Compresin axial (Fa)

donde: h: es la altura del muro en m t: es el espesor del muro en m fm: es la resistencia a la compresin de la unidad de albailera en Kg/cm2

b. Compresin por flexin (Fm)

c. Traccin por flexin

Morteros con cal: 1.33 Kg/cm2 Morteros sin cal: 1.00 Kg/cm

d. Mdulo de elasticidad (Em)

Unidades slidas

Si las unidades de albailera son slidas, para el diseo de los muros se podr utilizar la expresin dada por la Norma de Albailera de las Normas Peruanas de Estructuras. Es decir, primero se calcula el espesor del muro tomando en cuenta que la fuerza distribuida aplicada es la de sismo. Luego se verifica el espesor encontrado para una fuerza de viento. A continuacin se presenta la deduccin de la frmula para un muro que soporta su peso propio y una carga ssmica perpendicular al plano. En la figura P es el peso propio del muro y M es el momento producido por accin de la carga ssmica.

Condiciones de carga en un muroEl momento actuante estar en funcin de las condiciones de apoyo del muro (m), de la carga distribuida aplicada (w) y de la altura del muro (l). El momento actuante ser calculado para un ancho de muro unitario (b).

donde: M = momento actuante, en Kg*m w = Kg/m2 l = m b = 1 metroAsumimos la carga distribuida como un porcentaje del peso. El porcentaje se hallar multiplicando el factor de zona (Z), el coeficiente de uso (U) y el valor de C1 segn el tipo de elemento a disear. Estos valores se encuentran detallados en la Norma de Diseo Sismorresistente E-030.

Sabiendo que el peso est en funcin del espesor del muro y del peso especfico segn el tipo de albailera utilizado tenemos el peso por metro de muro. Este peso ser calculado para un ancho de muro unitario (1 m).

donde: P = peso del muro en Kg/m t = espesor del muro en metros = peso especfico de la albailera en Kg/m3Reemplazando el valor del peso propio del muro en la ecuacin de la carga repartida tenemos:

Reemplazando el valor de la carga repartida en la ecuacin del momento actuante se obtiene:

Por otro lado en la ecuacin se tiene:

donde: f = esfuerzo de tensin admisible en Kg/cm2

El esfuerzo admisible en traccin por flexin ( f ) de la albailera se supondr igual a:f = 1,50 kg/cm2 para albailera simple

M = momento admisible en Kg*cm c = distancia al eje neutro en cm I = inercia en cm4 S = mdulo de seccin en cm3La ecuacin es usada para determinar el momento admisible limitado por el esfuerzo de tensin admisible en la albailera. Despejando tenemos:

El mdulo de seccin S se halla en funcin del espesor (t en cm) y del ancho del muro (b en cm).

El momento actuante debe ser menor o igual al momento admisible, entonces, el punto crtico ser cuando ambos sean iguales. Por lo tanto, igualando:

Despejando t de la ecuacin anterior y haciendo:

de esta manera tenemos la ecuacin para hallar el valor del espesor del muro para albailera simple:

t = Espesor efectivo mnimo en metros U = coeficiente de uso del reglamento ssmico s = coeficiente dado en la tabla N 2.1 m = coeficiente dado en la tabla N 2.2 a = dimensin crtica (en metros) indicada en la tabla N 2.2 b = la otra dimensin del muro en metros.TABLA N 2.1: Valores de s a. Para morteros con cal

b. En el caso de emplearse morteros sin cal, los valores de s obtenidos en a se multiplicarn por 1.33.

TABLA N 2.2: Valores de m

EJEMPLO DE DISEO Disear un muro en albailera simple con las siguientes condiciones:Base: 3.00 m, Hn: 2.50 m, tipo de ladrillo King Kong industrial Tipo IV, Zona ssmica ciudad Hunuco, Tabique arriostrado por los 4 lados, uso vivienda.Desarrollo:a) Compresin Axial.

Dnde: fm= 650 kg/cm2H= 2.50 mT (asumido) = 0.13 mReemplazando se tiene: Fa= 90.75 kg/cm2b) Compresion por flexion

Reemplazando tenemos: Fm= 260 kg/cm2c) Traccin por flexin

Mortero con cal = 1.33kg/cm2

d) Mdulo de elasticidad:

Tenemos: Em = 325000 kg/cm2

Calculo del momento actuante:

Pero:

Y tambin:

Reemplazando: P = 0.13 x 1900 P = 247 kg/m2

En W= 0.3 x 2.50 x 1 x 0.13 x 1900W = 185.25 kg/m2 Reemplazando en la ecuacin del momento actuante:

Mact = 104.54 kg/m

Calculo de momento admisible:

f= 1.50 kg/cm2 para albailera simple (norma E- 070)

Tenemos que calcular el valor de S :

S = (300 x 132)/6S= 8450 cm3Reemplazamos: Madm = 1.50 x 8450 = 12675 kg-cm

Transformando: Madm = 126.75 kg-m

Entonces: Madm > Mact, entonces CONFORME

Verificacin del espesor t:

Los valores son:

U = Factor de uso (vivienda) = 1S = Para tabique y zona 2

S = 0.20m= Sabemos que b= 3.00 y a=h=2.50

m = 0.0627a = 2.50

Reemplazamo: t = 1 x 0.20 x 0.0627 x 2.502

t = 7.84 cm < t (asumido) = 13 cm, por lo tanto CONFORME