Memoria de Calculo Final

AET.CORP ARQUITECTURA DISEO INGENIERIA CONSTRUCCION

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ARQUITECTURA DISENO INGENIERIA CONSTRUCCION

ARRIENDO DE VEHICULOS Y MAQUINARIA

LOS NOGALES N165/74669703

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MEMORIA DE CALCULO AGOSTO 2012 - Pgina 1 de 27

MEMORIA DE CLCULO

PROPIETARIO : HEDYS VARGAS PAVEZ

PROYECTO : RECONSTRUCCION VIVIENDA

LOCALIDAD : MARCHIGUE

COMUNA : MARCHIGUE

PROVINCIA : CARDENAL CARO

REGION : SEXTA

A.- GENERALIDADES:

Se contempla la reparacin y regularizacin de la vivienda segn las caractersticas que a continuacin se describen.

Compuesta por fundaciones de pirca segn dimensiones indicadas en planos de estructura.

Albailera de ladrillos de adobe puestos en soga con escuadras en esquinas segn construccin tpica de viviendas

de adobe.

Cadeneta superior de madera fijada mediante esprragos de fierro a la albailera de adobe, cubierta de techumbre

compuesta por tijerales y cubierta de teja de arcilla pegadas con adobe al ensardinado o en su defecto planchas de fierro o

zincalum

Puertas y ventas de madera, vidrios monolticos dobles.

La presente MEMORIA DE CALCULO constara de 2 partes fundamentales.

A1.- PARTE I - ANALISIS VIVIENDA DE ADOBE

Se realizara clculos matemticos para analizar la condicin y caractersticas constructivas de la vivienda en las

condiciones existentes, la cual estar fundada en normativas extranjeras, bsicamente Norma Peruanas e italiana.

No obstante esto solo tendr carcter de referencial para entender de mejor manera la solucin de reforzamiento

estructural de la vivienda en cuestin.

Finalmente servir como una evaluacin de daos para poder medir lo comprometido de la estructura siendo

complementario con el informe de dao adjunto y planimetra referente a este mismo tem.

A2.- PARTE 2 - SOLUCION PLANTEADA REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL VIVIENDA DE ADOBE Y

ANALISIS ESTRUCTURAL SOLUCION PROPUESTA

Se plantea solucin de malla de fierro eletrosoldada tipo ACMA C-139, la cual se instalara una vez retirado todo el


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revestimiento de adobe. Se amarrara por ambas caras mediante alambre galvanizado N18 para posterior aplicar revoque de

hormign tipo mortero.

ZONA SISMICA SEGUN NCH 433: 3

CLASIFICACION DE SUELO SEGN NCH 433: III

CLASIFICACION DE SUELO SEGN DS 61: C

FACTOR MODIFICACION RESPUESTA SEGN NCH 433: 4

CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA SEGN OGUC: F

CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA POST APLICACIN SOLUCION: MIXTA A - F

TENSION ADMISIBLE DEL TERRENO: 1,2 Kg/cm2 Esttico y 1,6 Kg/cm2 Dinmico

ESTRATO Y CLASIFICACION SEGN USCS o AASHTO: ARCILLAS LIMOSAS (OL)

B.- PLANTA VIVIENDA IDENTIFICACION DE DAOS


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C.- PARTE 1

C.2.- BASE DEL ANALISIS VIVIENDA DE ADOBE

C.2.1.- RECOMENDACIONES PARA LA ELABORACION DE NORMAS TECNICAS DE EDIFICACIONES

DE ADOBE Y TAPIA Y BTC. Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnologa para el Desarrollo (CYTED) Red

Temtica XIV. A. HABITERRA La Paz, Bolivia 1995

C.2.2.- NORMA PERUANA NTE 080 (MTC 2006)

C.2.3.- CARACTERISTICAS MECANICAS DEL ADOBE, TAPIAL Y QUINCHA. Ensayos Departamento de

Ingeniera Civil-Pontificia Universidad Catlica del Per-LEDI (Blondet et al 1986, Otazzi 1981, Otazzi 1995 y Vargas

1978). Universidad Nacional de Ingeniera CISMID (Kuroiwa 1972 y Pique 1992)

C.3.- ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS DE ADOBE

El anlisis ssmico consiste en determinar modelos de anlisis de las viviendas evaluadas sobre los cuales se

aplica un sismo de anlisis. Se calculan los esfuerzos actuantes y resistentes en los elementos estructurales de las

viviendas estudiadas para obtener los factores de capacidad/demanda (C/D).

Los modelos ssmicos se determinan en base a las fallas tpicas presentadas en eventos ssmicos pasados sobre

los elementos estructurales de viviendas.

Tipo de vivienda Tipo de falla en

elementos estructurales

Flexin

Vivienda de adobe Corte

Volteo

Vivienda de tapial Corte

Volteo

Vivienda de quincha Corte

Vivienda republicana Corte

Otros tipos de falla poco comunes que podran presentarse en los elementos estructurales (paneles, muros) son la

falla a compresin o la falla por torsin. Debe verificarse en los modelos de anlisis la posibilidad de que se presenten este

tipo de fallas.


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C.4.- ESCALA DE VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES

La clasificacin determinada se verifica con la clasificacin propuesta por el EERI, basada en la Escala

Macrossmica Europea.

Nivel de Descripcin Valor referencial

desempeo

Completamente No hay dao.

Rigidez dentro del rango elstico Factor C/D >>1 Operacional

No hay prdida de rigidez

Dao ligero

Operacional Rigidez dentro del rango elstico

Existe una ligera prdida de rigidez. Factor C/D >>1

Agrietamiento menor de los elementos

estructurales

Dao ligero a moderado

Supervivencia Pierde rigidez original

Factor C/D >1 Conserva resistencia lateral y de carga

Mantiene un margen contra el colapso

Dao moderado a grave

Pierde rigidez y resistencia

Cerca al Colapso Los elementos siguen soportando cargas

Factor C/D


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C.5.1.1.- CARACTERISTICAS MECANICAS

C.5.1.1.1.- RESISTENCIA AL CORTE

A partir del ajuste lineal mostrado en la figura anterior se obtiene la ecuacin 4.1 que relaciona los esfuerzos

axiales y de corte para muros sometidos a cargas axiales:

= 0,09 + 0,55 (4.1a)

: Esfuerzo cortante ltima (kgf/cm2)

: Esfuerzo de compresin aplicada (kgf/cm2)

En unidades del Sistema Internacional:

= 8,82 + 0,55 (4.1b)

: Esfuerzo cortante (kPa)

: Esfuerzo de compresin (kPa)

C.5.1.1.2.- RESISTENCIA A LA FLEXION

La resistencia de un muro de adobe ante fuerzas ortogonales a su plano se calcula para la zona crtica del muro

ubicada en sus esquinas superiores. Las fuerzas horizontales generan flexin en los muros, lo que ocasiona grietas en las

esquinas superiores que luego se propagan hacia abajo. Estas grietas se deben a la poca resistencia del adobe a la traccin.

El momento resistente Mres en los extremos de un muro de adobe se puede calcular con la ecuacin 4.2:


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M res = ft x t2 / 6 (4.2)

ft : esfuerzo a traccin por flexin ltimo (kPa)

t : espesor del muro (m)

A partir de los resultados de ensayos realizados en el Per, se toma como valor promedio del esfuerzo ltimo de

traccin por flexin del adobe (ft) 245 kPa (Ottazzi y Meli 1981).

C.5.1.1.3.- RESISTENCIA AL VOLTEO

La resistencia de un muro de adobe ante fuerzas ortogonales al plano se determina asumiendo que el muro se comporta como un slido rgido (Loaiza 2002). En la Figura 4.4 se muestra un diagrama de fuerza desplazamiento de un muro ensayado. En el diagrama se observa que al alcanzar la fuerza ortogonal el valor P1, el desplazamiento en la parte

superior del muro es igual a 1 (punto A). A partir de este punto, el muro presenta mayores desplazamientos hasta alcanzar el valor 2 (punto B). El incremento de desplazamientos se debe al giro del muro al comportarse como un slido rgido. Finalmente, el muro no es capaz de soportar mayores deformaciones y colapsa por volteo (punto C).

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE MURO DE ADOBE SOMETIDO A UNA FUERZA DE VOLTEO P


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Para todos los casos el muro se comportara como un slido rgido que gira en torno a un punto (O). La carga P,

perpendicular al plano del muro, se aplica a una distancia d del nivel del suelo. La carga W representa el peso del muro, mientras que las fuerzas H y V son las reacciones generadas en su base. Si se logra vencer al momento resistente del slido entonces se concluye que el muro volcar o colapsar (Vargas y Blondet 1978). La resistencia al volteo del muro de adobe es provista por el peso propio del muro. La ecuacin 4.3 permite calcular el

momento resistente en la base del muro (M res).

M res = W x e= x b x h/2 (4.3)

M res : Momento Resistente del muro en la base (kN/m - m) W : peso del muro (kN/m) e : punto de aplicacin de la fuerza de volteo (m) : peso especfico del adobe (kN/m3)

h : altura del muro (m) b : espesor del muro (m)

C.6.- ESFUERZO ADMISIBLES ADOBE

El esfuerzo admisible a compresin de los muros de adobe Fc ser:

Fc = 0,4.fp.Fr

Fp = resistencia a compresin

Fr = factor de reduccin por excentricidad de cargas y esbeltez del muro, que se tomara como 0,7, para

muros interiores que soporten techos con claros que no difieran en ms del 50% y 0,6 para muros exteriores o

interiores con claros que difieran en ms del 50%.

Cuando no haya informacin, el esfuerzo admisible a compresin en mampostera de adobe con morteros tipo I

o II, ser:

Fc = 0,2 Mpa = 2kg/cm2

C.6.1.- ESFUERZOS ADMISIBLE DE COMPRESIN POR APLASTAMIENTO

El esfuerzo admisible de compresin por aplastamiento, ser un 25% mayor, que el determinado anteriormente.


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C.6.2.- ESFUERZO ADMISIBLE DE CORTE

Para cargas contenidos en el plano del muro

Vm = 0,4.v.Fe

Fe = V.l/M (0,3


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C.6.6.- MDULO DE ELASTICIDAD

Si no se determina mediante ensayo:

Para mortero TIPO I (E = 500 Mpa 5.000 kg/cm2)

Para mortero TIPO II (E = 200 Mpa 2.000 kg/cm2)

C.6.7.- MDULO DE RIGIDEZ A CORTE

Si no se determina mediante ensayo:

G = 0,4. E

C.6.8.- PESO VOLUMTRICO

C.6.8.1.- ADOBE

Adoptar 1.600 kg/m3

C.6.8.2.- MADERA

Adoptar 800 kg/m3

C.6.8.3.- ESTUCO ADOBE

TIPO I Adoptar 200kg/m3

TIPO II Adoptar 300 kg/m3

C.7.- DISEO DE MUROS TRANSVERSALES

Los muros de adobe, sometidos a cargas perpendiculares a su plano, sern diseados utilizando el mtodo

elstico. Los muros se analizaran con las teoras clsicas de losas o placas elsticas, considerando el borde inferior (En

contacto con la cimentacin) como simplemente apoyado. El borde superior se considerara como libre en ausencia de

solera o simplemente apoyado si existe solera. Los bordes verticales se supondrn empotrados para el caso de encuentros

en T o en cruz y como semi-empotrados para encuentros en esquina. Alternativamente podr utilizarse el Procedimiento

de las lneas de Fractura o Agrietamiento, aplicable a materiales frgiles como la mampostera de adobe, o en su defecto el

procedimiento de las lneas de fluencia, que si bien estrictamente no es aplicable a materiales frgiles, predice

aceptablemente las cargas de falla y permite introducir de manera sencilla la ortotropia de resistencia, las condiciones de

restriccin parcial en los apoyos y la presencia de aberturas en los muros.

C.7.1.- DISEO DE MUROS LONGITUDINALES

El clculo del esfuerzo cortante se har sobre el rea transversal crtica de cada muro (descontando el rea de

vanos si los hubiera). En el caso de muros con vanos (Fig), la distribucin de la fuerza por cortante entre los distintos

segmentos o zonas de muro, se har en proporcin a su rigidez. En el clculo de la rigidez de cada segmento, debern

considerarse las deformaciones por fuerza cortante.


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D.- ANLISIS SSMICO

El anlisis de esfuerzos en general, para las construcciones de adobe, tiene el problema de su casi nula

resistencia a la traccin, con el consiguiente impedimento para aplicar mtodos elsticos de anlisis, y la incertidumbre

sobre si es validos o no, realizar un anlisis ssmico considerando diafragma rgido. Con el uso de las malla electrosoldada

como refuerzo, se abre la posibilidad de utilizar los diversos programas de anlisis elstico para determinar la respuesta

dinmica ssmica, de este tipo de construcciones, para lo cual es necesario un trabajo previo de validar modelos en base a

las caractersticas de las mallas que se utilicen.

D.1.- HIPOTESIS DE DISEO

En el anlisis ssmico de edificaciones en general, el tipo de anlisis depende entre otros factores, de la

distribucin de masas en el edificio, as, se pueden considerar dos tipos de anlisis, el de las masas concentradas en los

pisos, tpicos de las construcciones a porticadas y el de la masa distribuida por zonas de influencia de muros. Para el

caso de edificaciones de adobe, el tipo apropiado es el mencionado en ltimo trmino, debido a que las paredes de adobe

contribuyen con un porcentaje importante de la masa total.

D.2.- ESTIMACION DEL DIAFRAGMA RIGIDO

Otra consideracin importante para el anlisis es determinar si se debe realizar un anlisis considerando

diafragma de techo rgido o flexible. Normalmente los techos en las construcciones de tierra son de madera y se considera

que un techo de este tipo no puede asegurar un comportamiento de diafragma rgido, olvidando que el concepto de

diafragma rgido es relativo y depende tambin de la rigidez de los elementos verticales, en nuestro caso, los muros de

adobe.

Cuando las viviendas tienen diafragmas que no son rgidos, se debe considerar los efectos de un diafragma

flexible en la distribucin de cargas ssmicas (FEMA 2004). En construcciones con diafragmas flexibles, los elementos

verticales pueden analizarse independientemente, con fuerzas ssmicas proporcionales al rea tributaria que corresponde a

cada muro. La fuerza cortante basal estimada con la ecuacin 5.1 se distribuye en cada muro de manera proporcional a la

carga que soporta.

V = S x U x C x Z x P / R (5.1)

V : Fuerza cortante basal en la estructura (kN)

S : Factor de suelo

U : Factor de uso

C : Coeficiente de amplificacin. Depende del periodo (T)

C= 2.5 x (Tp/T); C< 2.5 (5.2)

Tp : perodo que determina el fin de la plataforma de aceleracin constante en el espectro de

aceleraciones. (Fig 5.2)

Z : Aceleracin del suelo (g)

P : Peso que carga la estructura (Carga muerta + 50%Carga Viva) (kN)

R : Coeficiente de reduccin de solicitaciones ssmicas

Fig 5.2


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Las Figuras 5.3a y 5.3b muestran la diferencia entre la distribucin de fuerzas cuando la vivienda tiene un

diafragma rgido (Figura 5.3a) y cuanto tiene un diafragma flexible (Figura 5.3b). En el caso de tener diafragma rgido, la

carga ssmica (W) se distribuye en razn a la rigidez de los muros; si el diafragma es flexible, la distribucin se hace en

base a la carga que soporta cada muro.

Fig 5.3a y 5.3b

W : fuerza ssmica distribuida

Rig. : Rigidez del muro

v,d : desplazamiento del muro o del diafragma

La distribucin vertical de la fuerza ssmica puede ser rectangular o triangular invertida, de acuerdo con las

caractersticas dinmicas de la estructura. Para construcciones de uno o de dos pisos, que por lo general tienen periodos

cortos, el primer modo de respuesta es el que controla el movimiento. La distribucin de carga que ms se aproxima a la

respuesta de un muro es la distribucin triangular invertida (Tejada 2001), que se muestra en la Figura 5.4.

La carga ssmica triangular (W) se calcula de acuerdo a la siguiente ecuacin:

W = 2V / H (5.2)

V : cortante basal segn el sismo de anlisis

H : altura total

Determinada la solicitacin ssmica y su distribucin se procede al anlisis de las estructuras.

D.3.- DETERMINACION DEL CORTE BASAL

El clculo del cortante basal para muros de adobe reforzados con malla electrosoldada,, por un lado existe una

amplificacin de la respuesta estructural, que no se produca con otros tipos de refuerzo y por otro una capacidad de


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disipacin de energa que justifica el uso de un factor de reduccin R en forma similar a otros materiales convencionales.

Otra variable importante a tener en cuenta, es el valor del amortiguamiento en la etapa pos elstica, que en el caso de

adobe o tierra en general, es ms alto que en los materiales convencionales. Como se coment al inicio de la presente

memoria, carecemos en Chile, de una norma o recomendacin que regule la utilizacin del adobe como elemento

estructural. En consecuencia, se pueden utilizar los coeficientes que fija la norma INPRES-CIRSOC 103, en su parte III,

construcciones de albailera, (Coeficiente ssmico normalizado para mampostera de ladrillos macizos), los coeficientes

de destino, establecidos en la parte I de la misma norma, y los criterios y consideraciones de la norma peruana NTE 080.

Debido a que se trata de un anlisis de equilibrio y no de resistencia, es factible utilizar como coeficiente ssmico el valor

0,20; que es el valor mximo utilizado por la norma NTE 0.80, para zonas con sismo de diseo superiores a los que fija

nuestra normativa.(Zona ssmica III)

D.4.- PROCEDIMIENTO PARA DISEO

Una vez hallada las fuerzas en cada muro, el procedimiento para disear el refuerzo con malla electrosoldada, es

el siguiente:

1. Con la fuerza cortante en el plano de cada muro, se determina el valor de la tensin cortante, dividiendo la mencionada fuerza, por la seccin transversal neta del muro, restando las aberturas de puerta y ventanas, donde

corresponda.

2. Si el esfuerzo cortante resulta menor que 0,02 MPa (0,2 kg/cm2), se acepta que el muro se comportara elsticamente y el refuerzo tiene la condicin de refuerzo mnimo.

3. Si el esfuerzo cortante resulta entre 0,02 y 0,04 MPa (0,2 y 0,4 kg/cm2), significara que se ha sobrepasado el lmite elstico inicial y el refuerzo de malla electrosoldad va a tomar de forma conservadora, el corte mximo

que puede soportar el muro reforzado para lo cual se utiliza la expresin:

fg = (S).(vu).(b).(1/N)

4. Si el esfuerzo cortante, es mayor a 0,04 MPa, el muro entrara en el rango inelstico con deterioro significativo del muro de adobe, lo cual se asegura usando el refuerzo estipulado, con la misma expresin del punto 3.

5. Una vez definida la resistencia a traccin del refuerzo, se determina el momento resistente de la seccin por unidad de longitud segn la expresin:

Se verifica que sea mayor que los momentos generados por las aceleraciones perpendiculares al plano del muro.

6. Si los momentos flexores actuantes por efectos de las fuerzas fuera del plano, son mayores al momento resistente, se colocara capas de malla adicional.

7. Como se podr comprobar, estos criterios, aseguran el comportamiento de la estructura en el campo inelstico,

con control del colapso, cumpliendo con los actuales criterios de sismo resistencia. (Criterio por desempeo

estructural). La verificacin est ms centrada en la estabilidad de la construccin y no en su resistencia.


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E.- CALCULO MATEMATICO VIVIENDA DE ADOBE

Independiente de los resultados que arroje los procedimiento que a continuacin se muestran, para todo evento

se considerar que la estructura no cumple, para proceder al reforzamiento con mallas electrosoldadas C-139 y revoque en

hormigo segn descripcin en Especificaciones Tcnicas Arquitectnicas.

Se tomara como referencia de clculo los muros portantes de la envolvente ya que son los que tienen mayor

solicitud estructural.

Segn la Norma Peruana NTE 080 (2007), el valor para Vm (Esfuerzos Cortantes Ssmicos) en muros de adobe

ser:

Vm: 0.25 kg/cm2


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NOTA:

Se puede concluir segn los clculos matemticos que la vivienda puede resistir el terremoto con

daos de menor gravedad, tal y cual se puede verificar en las condiciones actuales que se encuentra, solo sufre

daos de consideracin en los muros portantes de longitud superior.

F.- PARTE II

F.- SOLUCION PLANTEADA REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL VIVIENDA DE ADOBE Y ANALISIS

ESTRUCTURAL SOLUCION PROPUESTA

F.1.- METODOLOGIA

Se proceder a retirar revoque de barro u hormign segn corresponda, hasta llegar al sustrato del muro de

albailera de adobe.

Se instalaran pie derechos de 4x4 distanciados segn planos de estructura, por ambas caras de cada uno de los

muros de la vivienda. Se instalaran soleras superior e inferior de tal forma de generar arriostre y ayudar a estructuralmente

los dinteles tanto de puertas como ventanas.

Proceder a enmallar por ambas caras de los muros con Malla ACMA C-139 AT 56-50H se fijaran mediante

barras de 8mm las cuales traspasaran el muro para ser soldadas por ambos lados fijando esta nueva piel. Posterior se

estucara ambas caras segn Especificaciones Tcnicas Arquitectnicas.

F.1.1.- CRITERIOS PARA EL CLCULO

F.1.2.- NORMATIVA

Normativa para el clculo de los materiales y de la solucin constructiva aplicada a la vivienda de adobe


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F.1.2.1.- NORMAS GENERALES CLCULO

NCH 433 Of 1996 2009 DISEO SISMICO DE EDIFICIOS

DECRETO SUPREMO N61 MODIFICACIONES NCH 433

NCH 432 2010 CARGAS DE VIENTO

NCH 431 2010 VARGAS DE NIEVE

NCH 1537 2009 CARGAS PERMANENTES Y CARGAS DE USO

NCH 3171 2010 DISPOSICIONES GENERALES Y COMBINACIONES DE CARGA

F.1.2.2.- NORMAS DE ACERO

NCH 698 Of 74 ACERO. BARRAS Y PERFILES LIVIANOS REQUICITOS GENERALES

NCH 203 Of 77 ACERO ESTRUCTURAL

NCH 204 Of 78 ACERO, DISPOCICIONES GENERALES

NCH 3260 2012 ACERO GALVANIZADO REQUICITOS

NCH 1186 1997 ELEMENTOS DE FIJACION, PERNOS Y TUERCAS, TERMINOLOGIA Y DESIGNACION DE DIMENSIONES

NCH 1420 1997 ELEMENTOS DE FIJACION, PERNOS, LONGITUDES NOMINALES Y LONGITUD ROSCADA DE PERNOS PARA USOS GENERALES

NCH 301 1963 PERNOS DE ACERO CON CABEZA Y TUERCA HEXAGONALES

NCH 227 1962 - ALAMBRES DE ACERO PARA USOS GENERALES

NCH 218 2009 ACERO MALLAS ELECTROSOLDADAS DE ALAMBRE PARA HORMIGON Y MORTERO ESPECIFICACIONES

F.1.2.3.- HORMIGON MORTEROS

NCH 2256/1 MORTEROS PARTE 1 REQUISITOS GENERALES

NCH 2471 2000 MORTEROS, ADHERENCIA METODO DE TRACCION DIRECTA

NCH 2257/1 1996 MORTEROS CONSISTENCIA RECOMENDADA

NCH 2259 1996 MORTEROS RETENTIVIDAD RECOMENDADA

NCH 1498 2012 HORMIGON Y MORTEROS AGUA DE AMASADO

NCH 1174 1977 CONSTRUCCION ALAMBRE ACERO LISO O CON ENTALLADURAS DE GRADO AT56-50H

NCH 1173 2010 ALAMBRE DE ACERO AT56-50H PARA USO EN HORMIGON O MORTERO

NCH 3260 2012 ACERO ACERO GALVANIZADO PARA HORMIGON ARMADO, REQUICITOS GENERALES

NCH 163 1979 ARIDOS PARA MORTEROOS Y HORMIGONES REQUICITOS GENERALES

NCH 2261 2010 MORTEROS CONFECCION DE PROBETAS EN OBRA DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A COMPRESION

NCH 2182 2010 MORTERO Y HORMIGON, ADITIVOS, CLASIFICACION Y REQUISITOS

NCH 1443 2012 HORMIGON Y MORTERO, AGUA DE AMASADO EXTRACCION DE MUESTRA

F.1.2.4.- NORMAS DE MADERA

NCH 1970/1 1988 MADERAS PARTE 1

NCH 1970/2 1988 MADERAS PARTE 2

NCH 819 2012 MADERA PRESERVADA, PINO RADIATA, CLASIFICACION SEGN RIESGO DE DETERIORO EN SERVICIO Y MUESTREO

NCH 1207 Of 90 PINO RADIATA, CLASIFICACION VISUAL PARA USO ESTRUCTURAL

NCH 1102 Of 90 PINO RADIATA CLASIFICACION ESTRUCURAL Y SUS GRADOS

NCH 1990 2006 MADERA TENSION ADMISIBLE PARA MADERAS ESTRUCTURALES

NCH 1198 2006 CONSTRUCCION EN MADERAS CALCULO


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F.2.- CALCULO SOLUCION PROPUESTA DE REFORZAMIENTO.

F.2.1.- MORTERO

Mtodo resistencia ltima diagrama parbola.

Deber cumplir con la NCH 2256/1 en sus requisitos generales.

En cuanto a requisitos Principales deber cumplir lo indicado en la TABLA I de la Nch 2256/1.

Resistencia a la Compresin Mnima a los 28 das 2,5Mpa y su espesor ser de 5cm tanto al interior

como exterior de los muros. Deber aplicar la Nch 158.

Adherencia mnima a los 28 das 0,2Mpa. Deber aplicar la Nch 2471.

Consistencia Recomendada ser de 500mm tanto interior como exterior de los muros. Deber aplicar

la Nch 2257/1.

Retentividad mnima ser en porcentaje 60% para mortero exterior y 70% para mortero interior.

Para recubrimiento de superficies con malla metlica deber aplicar lo indicado en la TABLA II de

la Nch 2256/1, superficie Tipo IV esto para medir el nivel de absorbencia y velocidad de absorcin. El

procedimiento para medir el nivel de la absorbencia deber ser el indicado segn la ANEXO A de la Nch ya

citada

Con todo lo anterior deber cumplir segn corresponda a todo lo indicado en el punto F.1.2.3 de las

presentes especificaciones tcnicas.

Nota: 1) Para morteros colocados sobre superficies nuevas..

2) Para estucos colocados manualmente, cuando se empleen equipos mecanizados (mortero proyectado,

estucadoras mecnicas, entre otros) es necesario estudiar cada caso en particular

3) Si el ambiente de exposicin es adverso durante la colocacin (altas temperatura, fuertes vientos,

radiacin solar directa) se recomienda valores de retentividad cercanos al 70%

4) En ambientes rigurosos es conveniente que la retentividad sea superior a 60% y tambin cuando la

absorbencia del parmetro es alta (segn tabla 2).

F.2.2.- SECCIONES DE ACERO MALLA ELECTROSOLDAD TIPO AT56 50H

La metodologa de clculo estar basada en Tensiones Admisibles ASD, estipulada en el manual de diseo

basado en tensiones admisibles, novena edicin y la Nch 1173 del 2010.

Adems de lo ya mencionado deber cumplir con lo que indique las Nch 3260 para definir los requisitos

generales y la Nch 218 para definir sus especificaciones tcnicas.

Se proyecta la solucin constructiva con malla electrosoldad tipo C-139 marca ACMA calidad del fierro deber

ser AT56 50H, la cual deber estar por ambos lados del muro, tanto interior como exterior, la metodologa de amarre ser alambre de fierro galvanizado la cual se aplicara segn los criterio de la Nch 227.

F.2.3.- PERNOS DE ACERO

Los pernos para el desarrollo de las piezas de refuerzos en interseccin de muros estn basados en el clculo de

Tensiones Admisibles ASD y lo dispuesto en la Nch 1186 y la Nch 1420.

La calidad de los pernos, tuercas y golillas deber ser A42 23, adems debern cumplir con la Nch 300 y 301, sern de fierro galvanizado o en su defecto zincado.

Las distancias del centro de los agujeros para pernos al borde de cualquier elemento de conexin sern segn la

Nch 427.

F.2.4.- MADERAS

La totalidad de las piezas de maderas deber cumplir con la Nch 819 y Nch 1970 parte I y II. Su diseo en

cuanto a las piezas deber cumplir la Nch 1990. Su metodologa de clculo ser segn Tensiones Admisibles.


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F.3.- PROGRAMA PARA LA SIMULACION APLICACIN SISMICA A LA ESTRUCTURA

Se usa el Ram Elements 12.5 que permite modelar el comportamiento de la estructura bajo la accin de las

diferentes combinaciones de carga. Este programa se basa en la utilizacin de elementos del tipo barra de seis grados de

libertad por nodo, a nivel elemental permite definir secciones y materiales diferentes para cada barra. El programa trabaja

asumiendo que en los elementos componentes de la estructura, se cumplen las siguientes hiptesis:

1. Una relacin entre desplazamientos y deformaciones de primer orden. 2. Una relacin entre tensiones y deformaciones del tipo elstica lineal e isotrpica. 3. Con relacin al anlisis ssmico de la estructura, ste se considera mediante anlisis esttico equivalente. 4. Como resultado del anlisis estructural se determinan los esfuerzos en cada una de las barras, niveles de

desplazamientos y rotacin que alcanza la estructura en cada estado de carga.

Con esta informacin se procede a seleccionar los elementos ms crticos desde el punto de vista de las solicitaciones y a

realizar la verificacin de la capacidad resistente de los mismos de acuerdo con los criterios definidos por las normas Nch

1198 (madera estructural), NCH 2256/1, NCH 1174, NCH 1173 (hormign armado con alambre electrosoldada tipo AT56

50H), y NCH 698 Of 74, NCH 203 Of 77, NCH 3260 2012, NCH 218 2009 (Norma de Acero), especificaciones del AISC.

5. El programa es capaz de disear elementos metlicos, basadas en el diseo de tensiones admisibles y tambin en el mtodo de carga y factores de resistencia LRFD.

El programa tambin calcula elementos de madera segn la Norma Americana ASD y las compruebas usando las NCH

1970/1, NCH 1198, NCH 1990.

F.3.1.- COMBINACIONES DE CARGA

Para el diseo de madera, acero, estabilidad de fundaciones y anlisis de deformaciones:

PP + SC

PP + V

PP + S

PP+ 0.75SC + 0.75V

PP+0.75SC + 0.75S

Dnde:

PP = Peso de la estructura ms las cargas permanentes.

SC = Sobrecarga de uso.

S = Sismo en dos direcciones ortogonales.

V = Viento en dos direcciones ortogonales.

Para el diseo de hormign armado y fundaciones, consideramos:

1.4PP + 1.4S

1.2PP + 1.6S

1.2PP + S+1.6V

1.4PP + 1.7SC

1.4PP + 1.4SC + 1.4S

1.05PP + 1.275SC + 1.275 V

F.4.- PROCEDIMIENTO

La Malla ACMA C-139 tiene 1,39 cm2/m de acero, lo que significa que resiste la traccin mxima con fluencia

de material de 6.950 kilos. Esto significa para aplicar los programas de calculo que podemos reemplazarla por 5 fierros de


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8mm por metro de longitud, en calidad A44-28H. De esta forma podemos comparar un machn de adobe de 40 cm de

ancho sin y con el refuerzo realizado:

Para iniciar se model numricamente un obelisco o mchon, con una seccin de 95X25 cm. y una altura de 270 cm. Las dimensiones dependieron del ancho de la dimensin de las hojas de la malla metlica que se encuentra en el

mercado y del espesor y la altura de la dimensin media de los muros de adobe. El obelisco o machon, calculado con el sistema de STRAUS7, con un esquema esttico de encaje perfecto en el pie, ha sido sometido a las acciones horizontales

paramtricas distribuidas, aplicadas alternativamente al lado corto y al lado largo de la seccin y posteriormente a ambos

lados contemporneamente.

Como podremos apreciar a continuacin se analizaron diversos casos para llegar al mas idneo a la realidad del

programa y nuestras caractersticas morfolgicas y geogrficas.

1. Obelisco o Machon no confinado 2. Obelisco o Machon Confinado 3. Obelisco confinado con elementos diatnicos de enlace transversal

Se ha considerado muy significativo para los objetivos del anlisis el desplazamiento horizontal a la cabeza del obelisco. 1.- OBELISCO O MACHON SIMPLE

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO CORTO

Desplazamiento a la cabeza del obelisco o machon:

Obelisco no confinado = micron 3.21

Obelisco confinado = micron 3.18

Obelisco confinado y diatones = micron 3.03


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1.1.- OBELISCO O MACHON CONFINADO CON ELEMENTOS DIATONICOS O MALLA

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO CORTO




Obelisco confinado y diatones = micron 35.92

1.2.- CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE LOS LADOS CORTO Y

LARGO




Obelisco confinado e diatones = micron 35.83

CONCLUSION OBELISCO O MACHON SIMPLE CON Y SIN REFUERZO

El caso n.1 no resulta significativo porque la accin de las fuerzas se encuentran en el sentido de la mxima

dimensin del obelisco.

En los casos 2 y 3 el aporte de la malla se traduce en un mejoramiento del 11%, mientras que los elementos

diatnicos aumentan adems el beneficio en una medida del 6 %.

Sucesivamente se ha enriquecido la geometra del obelisco considerando dos obeliscos conjuntos formando un

ngulo. Se han reproducido las mismas condiciones de carga. Los dos obeliscos no han sido amarrados.


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2.- OBELISCO O MACHON COMPUESTO

CARGA DISTRIBUIDO HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO A

Desplazamiento a la cabeza del obelisco:

Obelisco no confinado = cm. 0.42

Obelisco confinado = cm. 0.077

Obelisco confinado y diatones = cm. 0.072

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO B





CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE LOS LADOS A y B

Desplazamiento a la cabeza del obelisco:





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CONCLUSION OBELISCO O MACHON COMPUESTO SIN AMARRAR CON Y SIN REFUERZO

Se observa que en el caso 1 la accin de confinamiento es notablemente positiva, pero solo porque las fuerzas

estn dirigidas en el sentido ms favorable a la resistencia de los muros. En los casos 2 y 3 el mejoramiento prestacional

va entorno del 50%. Sin embargo parece evidente que el comportamiento del obelisco o machon compuesto se vea

afectado por la falta de amarramiento de los muros en los ngulos. Se ha procedido entonces a repetir las simulaciones

numricas considerando los dos muros amarrados en los ngulos.

3.- OBELISCO O MACHON COMPUESTO AMARRADO

CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO A

Desplazamientos a la cabeza del obelisco o machon:




CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO B





CARGA DISTRIBUIDA HORIZONTALMENTE APLICADA SOBRE EL LADO A y B






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CONCLUSIONES OBELISCO O MACHON COMPUESTO AMARRADO

Lo que aparece evidente es cuanto, a paridad de acciones externas el simple amarramiento de las paredes reduce

los desplazamientos en modo determinante, llevndolos a slo el 10% de los desplazamientos relevados en el caso de

paredes no amarradas. Al benfico efecto del amarramiento el confinamiento produce un ulterior efecto benfico del 10%.

Como conclusin se pude deducir que el confinamiento ayuda notablemente al comportamiento de la albailera, en los

lugares donde los muros no fueron amarrados; el amarramiento de los muros produce por s mismo un aumento notable de

la resistencia frente a un sismo, en este caso tanto el confinamiento como los elementos diatnicos, tendran la funcin de

contenimiento del material terroso en fase de colapso, aumentando aunque mnimamente la ductibilidad de la estructura.

Para una ulterior confirmacin de las deducciones precedentemente indicadas se ha realizado la modelacin de

una simple construccin de un vano de 3x3m. Se consideraron los siguientes casos:

Paredes no amarradas Paredes no amarradas y confinadas Paredes amarradas Paredes amarradas y confinadas

Se ha ejecutado un anlisis esttico y mecnico, simulando el terremoto del 20010. Es estimulante poder afirmar

y concluir lo que hemos reiterado. El papel del confinamiento es fundamental en el caso de paredes no amarradas,

contribuyendo tambin en el caso de paredes amarradas, especialmente en la fase de colapso de las estructuras. Es de

nuestra opinin que se debera utilizar los dos tipos de intervenciones contemporneamente: intervencin de cosido y descosido para amarrar los ngulos y sucesivamente el con amarramiento con malla metlica.

MODELOS DINAMICOS

1.- Estructura con Paredes no amarradas y confinada 2.- Estructura con Paredes no amarradas y no confinadas


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3.- Estructura de Paredes amarradas y no confinadas 4.- Estructura de Paredes amarradas y confinadas

El coeficiente ssmico tiene un valor de C=0.264


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G.- OBSERVACIONES

La primera parte de esta memoria de clculo es de carcter referencia y solo deber ser considerada como un

informe de evaluacin de daos en la vivienda aplicado con frmulas numricas y no forma parte de la solucin

estructural y el anlisis esttico y mecnico de cada uno de los casos antes descritos

H.- CONCLUSION

Observamos que las tensiones mximas que se producen tiene un valor muy cercano al lmite elstico del adobe

que es de 0,2 k/cm2, a partir del cual se empieza a fisurar llegando como mximo a una valor de 0,4, valor a partir del cual

las fisuras se transforman en grietas por colapso de la tensin de corte en el adobe. Esto nos indica que la vivienda bien

construida puede resistir la accin ssmica con muy poco dao como tuvo en la prctica y la resolucin de reparacin pasa

a ser entonces de reforzamiento de la estructura.

Analizando los modelos realizados en el punto F.4 en adelante, se puede apreciar que realizando debidos

amarres y reforzamientos con la malla propuesta y su sistema constructivo descrito se puede asegurar un adecuado

comportamiento a eventos de sismo en escala RIGHTER 7 grados y superior.

I.- NOTA

Agradecimientos al Sr Francisco Yaya, Ingeniero Civil Estructural de la Pontificia Universidad Catlica del

Per, por su colaboracin en el desarrollo de la presente memoria de calculo


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FRANCISCO RUIZ TAGLE

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