CAPÍTULO 2 DEFINICIONES Y NOMENCLATURA

Transcripción

1 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA Artículo 3. DEFINICIONES CAPÍTULO 2 DEFINICIONES Y NOMENCLATURA 3.1 Albañilería o Mapostería. Material estructural copuesto por "unidades de albañilería" asentadas con ortero o por "unidades de albañilería" apiladas, en cuyo caso son integradas con concreto líquido. En adelante, el subíndice que se utiliza en los distintos paráetros epleados en el diseño estructural (f, v, etc.), proviene de la palabra inglesa asonry o apostería. La albañilería copuesta por unidades apilables, tabién se le denoina Albañilería de Junta Seca por carecer de ortero en las juntas. Estas unidades pueden ser hechas de sílicecal o de concreto (Fig. 2.1). Fig.2.1. Unidades apilables de sílice-cal (izquierda) y de concreto (derecha). 3.2 Albañilería Arada. Albañilería reforzada interiorente con varillas de acero distribuidas vertical y horizontalente e integrada ediante concreto líquido, de tal anera que los diferentes coponentes actúen conjuntaente para resistir los esfuerzos. A los uros de Albañilería Arada tabién se les denoina Muros Arados. Los uros arados pueden ser construidos con bloques de arcilla, de concreto o de sílice-cal (Fig.2.2). En estas edificaciones, es recoendable que los abientes sean odulares, con diensiones últiplos de 15 c para los bloques sílico-calcáreos y de 20 c para los bloques de arcilla y de concreto (Fig.2.3), para de esta anera evitar el retaceo de bloques, en caso contrario, los bloques recortados deben eplearse en la zona central del uro. 11

2 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA Fig.2.2. Bloques nacionales de arcilla (izquierda), concreto (centro) y sílice-cal (derecha). Fig.2.3 Abientes odulares. 3.3 Albañilería Confinada. Albañilería reforzada con eleentos de concreto arado en todo su períetro, vaciado posteriorente a la construcción de la albañilería. La cientación de concreto se considerará coo confinaiento horizontal para los uros del prier nivel. Es necesario que los eleentos de confinaiento sean vaciados después de construir la albañilería (Fig. 2.4), de esta anera se logrará integrar el aterial concreto con el aterial albañilería, a través de la adherencia que se genera entre ellos. Fig.2.4 Secuencia en la construcción de la Albañilería Confinada. Cuando se construyeron priero las colunas y después la albañilería, la experiencia sísica ha sido negativa, ya que abos ateriales se separaron coo si existiese una junta vertical entre ellos, quedando la albañilería sin arriostres verticales, lo cual produjo su volcaiento 12

3 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA ante fuerzas sísicas transversales al plano (Fig.2.5), especialente en los pisos altos, donde la fuerza sísica es áxia y la carga vertical que presiona a la albañilería es ínia. Fig.2.5. Técnica constructiva inadecuada y consecuencias en el siso de Pisco. 3.4 Albañilería No Reforzada. Albañilería sin refuerzo (Albañilería Siple) o con refuerzo que no cuple con los requisitos ínios de esta Nora. 3.5 Albañilería Reforzada o Albañilería Estructural. Albañilería arada o confinada, cuyo refuerzo cuple con las exigencias de esta Nora. 3.6 Altura Efectiva. Distancia libre vertical que existe entre eleentos horizontales de arriostre. Para los uros que carecen de arriostres en su parte superior, la altura efectiva se considerará coo el doble de su altura real. 3.7 Arriostre. Eleento de refuerzo (horizontal o vertical) o uro transversal que cuple la función de proveer estabilidad y resistencia a los uros portantes y no portantes sujetos a cargas perpendiculares a su plano. Es indispensable arriostrar a los uros, coo se indica en el Capítulo 9, para evitar su volcaiento por acciones transversales a su plano (Fig.2.6). Fig.2.6. Colapso de parapetos y tabiques no arriostrados. 13

4 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA 3.8 Borde Libre. Extreo horizontal o vertical no arriostrado de un uro. Fig.2.7 En la Fig.2.7 se uestra el borde libre horizontal de un cerco. 3.9 Concreto Líquido o Grout. Concreto con o sin agregado grueso, de consistencia fluida. La consistencia del grout es la de una sopa espesa de séola (Fig.2.8), que perite rellenar los intersticios internos de la albañilería arada. El objetivo de este concreto es integrar al refuerzo con la albañilería en una sola unidad, aparte de proporcionar resistencia al uro. Fig Coluna. Eleento de concreto arado diseñado y construido con el propósito de transitir cargas horizontales y verticales a la cientación. La coluna puede funcionar siultáneaente coo arriostre o coo confinaiento Confinaiento. Conjunto de eleentos de concreto arado, horizontales y verticales, cuya función es la de proveer ductilidad a un uro portante. Las colunas constituyen la últia línea resistente de los uros confinados, ellas se diseñan para soportar la carga que produce el agrietaiento diagonal de la albañilería (Fig. 2.9), con lo cual, su función es antener la resistencia a fuerza cortante del uro en el rango inelástico. Para que las colunas funcionen coo arriostres, debe haber una adecuada integración colunaalbañilería, no coo aparece en la Fig.2.5. Fig Construcciones de Albañilería. Edificaciones cuya estructura está constituida predoinanteente por uros portantes de albañilería. Es posible que en una construcción de albañilería existan placas de concreto arado (Fig.2.10) que ayuden a soportar la fuerza sísica, sin ebargo, el aterial predoinante es la albañilería. 14

5 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA Fig.2.10 Construcción ixta de albañilería arada, confinada y placas de concreto arado. placa 3.13 Espesor Efectivo. Es igual al espesor del uro sin tarrajeo u otros revestiientos descontando la profundidad de bruñas u otras indentaciones. Para el caso de los uros de albañilería arada parcialente rellenos de concreto líquido, el espesor efectivo es igual al área neta de la sección transversal dividida entre la longitud del uro. En el cálculo del espesor efectivo t (Fig. 2.11), no se contabiliza el tarrajeo porque este podría desprenderse (Fig.2.12) por la acción vibratoria del siso. En el caso que el tarrajeo se aplique sobre una alla de acero (Fig.2.13) anclada a la albañilería, el grosor del tarrajeo puede incluirse en el cálculo de t. Fig.2.11 Fig.2.12 Fig.2.13 Los uros arados parcialente rellenos (Fig.2.14) son aquellos donde se ha vaciado concreto líquido solo en los alvéolos que contienen refuerzo vertical. En estos casos, los experientos deuestran que la resistencia unitaria al esfuerzo cortante calculada sobre el área neta de la sección transversal es siilar a la evaluada sobre el área bruta de un uro totalente relleno, por ello, para deterinar la resistencia al corte, puede trabajarse con un espesor efectivo t An / L, donde An es el área neta y L es la longitud del uro. Los uros de albañilería apilable son totalente rellenos, al no existir ortero en las juntas. En estos casos el espesor efectivo debe calcularse coo se indica en la Fig

6 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA Fig Fig Vista en planta de un uro parcialente relleno. Corte vertical de un uro de junta seca Muro Arriostrado. Muro provisto de eleentos de arriostre Muro de Arriostre. Muro portante transversal al uro al que provee estabilidad y resistencia lateral. Para que un uro sirva de arriostre a otro transversal, abos deben estar debidaente conectados y haberse construido en siultáneo, no coo se uestra en la Fig Fig Muro No Portante. Muro diseñado y construido en fora tal que sólo lleva cargas provenientes de su peso propio y cargas transversales a su plano. Son, por ejeplo, los parapetos y los cercos. Los tabiques de albañilería no aislados de la estructura principal (Fig.2.24), son portantes de carga sísica al interactuar coplanarente con el pórtico que lo enarca, según se indica en el Capítulo 10 de esta Nora Muro Portante. Muro diseñado y construido en fora tal que pueda transitir cargas horizontales y verticales de un nivel al nivel inferior o a la cientación. Estos uros coponen la estructura de un edificio de albañilería y deberán tener continuidad vertical. Es necesario que los uros portantes tengan continuidad vertical (Fig.2.17), con el objeto de que los esfuerzos producidos por la carga vertical y por los sisos, puedan transitirse de un piso al inediato inferior, hasta la cientación. En la Fig.2.18 se aprecia uros que carecen de continuidad vertical, por lo que son siples tabiques. 16

7 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA Fig.2.17 Muros portantes continuos verticalente. Fig.2.18 Muros discontinuos verticalente (tabiques) Mortero. Material epleado para adherir horizontal y verticalente a las unidades de albañilería. En nuestro edio hay dos tipos de ortero: artesanal e industrial, el artesanal se prepara en el lugar de la obra revolviendo la ezcla en seco hasta que adopte un color unifore (Fig.2.19), ientras que el industrial se expende en bolsas (Fig.2.20), listo para echarle agua, o preezclado ( larga vida ). El cuidado que debe dársele al ortero ebolsado, es el iso que se le da al ceento ebolsado: debe protegérsele de la lluvia y de la huedad, colocar las bolsas sobre una taria en ruas de hasta 10 bolsas, y verificar la fecha de caducidad. Fig.2.19 Fig Placa. Muro portante de concreto arado, diseñado de acuerdo a las especificaciones de la Nora Técnica de Edificación E.060 Concreto Arado. Las placas de concreto arado, al igual que todos los eleentos estructurales que se especifican en esta Nora, deben llevar refuerzo dúctil. Estas placas, pueden transforarse en 17

8 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA sus niveles altos en uros de albañilería reforzada (Fig.2.21), siepre y cuando el cabio de rigidez y resistencia sea conteplado en el diseño estructural. Adicionalente, es preferible evitar la unión en la isa sección transversal entre una placa y un uro de albañilería (Fig. 2.22), debido a que abos eleentos tienen distintas propiedades, lo que podría originar una fisura vertical en la zona de conexión quedando la albañilería sin arriostre vertical; en estos casos es recoendable crear una junta vertical entre abos ateriales, sin que atraviese el techo, o hacer que el uro sea de un solo aterial. Fig.2.21 Fig.2.22 placa placa placa 3.20 Plancha. Eleento perforado de acero colocado en las hiladas de los extreos libres de los uros de albañilería arada para proveerles ductilidad. En la Fig.2.23 se uestra la fora que tienen las planchas etálicas, a utilizar en los bordes libres de un uro arado que presente esfuerzos de copresión por flexión excesivos. En estos casos, priero debe aplicarse una capa delgada de ortero, luego se coloca la plancha de tal fora que el ortero penetre por los orificios de la plancha y luego se aplica otra capa de ortero para asentar la unidad inediata superior. Fig Tabique. Muro no portante de carga vertical, utilizado para subdividir abientes o coo cierre perietral. Por las buenas propiedades téricas, acústicas, incobustibles y resistentes que tiene la albañilería, los tabiques son hechos con ese aterial. Puesto que estos eleentos no portan 18

9 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA carga vertical, deben ser construidos después de desencofrar a la estructura principal (Fig.2.24). Los tabiques pueden conectarse o aislarse de la estructura principal, dependiendo si se busca o no, respectivaente, la interacción sísica entre abos sisteas (Capítulo 10). Fig.2.24 Tabiques de albañilería en una estructura aporticada Unidad de Albañilería. Ladrillos y bloques de arcilla cocida, de concreto o de sílice-cal. Puede ser sólida, hueca, alveolar ó tubular Unidad de Albañilería Alveolar. Unidad de Albañilería Sólida o Hueca con alvéolos o celdas de taaño suficiente coo para alojar el refuerzo vertical. Estas unidades son epleadas en la construcción de los uros arados. En la Fig.2.25 se uestran unidades alveolares nacionales. Fig Bloques de concreto (izquierda), arcilla (centro) y sílice-cal (derecha) Unidad de Albañilería Apilable: Es la unidad de Albañilería alveolar que se asienta sin ortero. En la Fig.26, se uestra unidades apilables nacionales (tabién llaadas ecano ). Su interconexión se hace a través del grout. Fig

10 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA 3.25 Unidad de Albañilería Hueca. Unidad de Albañilería cuya sección transversal en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área equivalente enor que el 70% del área bruta en el iso plano. Las unidades huecas han deostrado tener una falla uy frágil (trituración, Figs y 2.27) por carga vertical y por fuerza cortante, cuando se les ha epleado en uros portantes confinados, por lo que se prohíbe su uso en la zona sísica 3, a no ser que el ingeniero estructural deuestre que la estructura se coportará elásticaente (sin fisuras) ante los sisos severos, según se indica en el Capítulo 8. Fig.2.27 Hueco Sólido 3.26 Unidad de Albañilería Sólida (o Maciza) Unidad de Albañilería cuya sección transversal en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área igual o ayor que el 70% del área bruta en el iso plano. Las unidades sólidas son las que deben eplearse en la construcción de uros confinados en la zona sísica 3. Pueden ser de arcilla, concreto o de sílice-cal (Fig.2.28), y su fabricación puede ser artesanal o industrial. Fig Ladrillos de arcilla (izquierda), sílice-cal (centro) y de concreto (derecha) Unidad de Albañilería Tubular (o Pandereta). Unidad de Albañilería con huecos paralelos a la superficie de asiento. 20

11 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA Estas unidades (Fig.2.29) deben eplearse en los uros no portantes, salvo que la edificación, de hasta 2 pisos, se encuentre ubicada en la zona sísica 1, según se indica en la Tabla 2. Fig Viga Solera. Viga de concreto arado vaciado sobre el uro de albañilería para proveerle arriostre y confinaiento. La viga solera tiene la función de transitir la carga sísica desde la losa del techo hacia los uros. En el caso que el diafraga (losa de techo) sea rígido (Fig.2.30), la solera no trabaja coo arriostre horizontal, ya que no se defora ante acciones sísicas transversales al plano del uro al ser solidaria con la losa, entendiéndose que la losa y la solera son vaciadas en siultáneo (Fig.2.31). En el caso que el diafraga sea flexible (techo etálico o de adera), la solera es indispensable para arriostrar horizontalente a los uros (Fig. 2.32). Fig.2.30 Fig.2.31 Fig Techo etálico y uros no arriostrados. Cabe señalar que uchas veces se coete el error de vaciar el concreto de la solera en 2 etapas (Fig.2.33), lo cual hará que se fore una junta de construcción entre la losa del techo y la parte interedia de la viga y un plano potencial de falla por deslizaiento entre estos eleentos, dado que las fuerzas sísicas horizontales se transiten desde la losa hacia las vigas y de allí a los uros. Fig.2.33 INCORRECTO 21

12 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA Artículo 4 NOMENCLATURA A área de corte correspondiente a la sección transversal de un uro portante. A c área bruta de la sección transversal de una coluna de confinaiento. A área de una coluna de confinaiento por corte-fricción. cf A n área del núcleo confinado de una coluna descontando los recubriientos. área del acero vertical u horizontal. A s A área del acero vertical por corte-fricción en una coluna de sf A st A v d D b e confinaiento. área del acero vertical por tracción en una coluna de confinaiento. área de estribos cerrados. peralte de una coluna de confinaiento (en la dirección del siso). diáetro de una barra de acero. espesor bruto de un uro. En la Fig.2.34 se uestra parte de la noenclatura para el caso de un uro confinado. A L t siso L t d C1 Fig Sección transversal de un uro confinado. E c ódulo de elasticidad del concreto. E ódulo de elasticidad de la albañilería. f b f c f f t resistencia característica a copresión axial de las unidades de albañilería. resistencia a copresión axial del concreto o del grout a los 28 días de edad. resistencia característica a copresión axial de la albañilería. esfuerzo adisible a tracción por flexión de la albañilería. 22

13 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA f y esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo. G ódulo de corte de la albañilería. h altura de entrepiso o altura del entrepiso agrietado correspondiente a un uro confinado. I oento de inercia correspondiente a la sección transversal de un uro. L longitud total del uro, incluyendo las colunas de confinaiento (sí existiesen). L longitud del paño ayor en un uro confinado, ó 0,5 L; lo que sea ayor. L t longitud tributaria de un uro transversal al que está en análisis. M e oento flector en un uro obtenido del análisis elástico ante el siso oderado. M u oento flector en un uro producido por el siso severo. N núero de pisos del edificio o núero de pisos de un pórtico. N c núero total de colunas de confinaiento. N c 2. Ver la Nota 1. P peso total del edificio con sobrecarga reducida según se especifica en la Nora E.030 Diseño Sisorresistente. P g carga gravitacional de servicio en un uro, con sobrecarga reducida. P c carga vertical de servicio en una coluna de confinaiento. P e carga axial sísica en un uro obtenida del análisis elástico ante el siso oderado. P carga gravitacional áxia de servicio en un uro, etrada con el 100% de sobrecarga. P u carga axial en un uro en condiciones de siso severo. P t carga de gravedad tributaria proveniente del uro transversal al que está en análisis. s separación entre estribos, planchas, o entre refuerzos horizontales o verticales. S factor de suelo especificado en la Nora Técnica de Edificación E.030 Diseño Sisorresistente. t espesor efectivo del uro. t n espesor del núcleo confinado de una coluna correspondiente a un uro confinado. U factor de uso o iportancia, especificado en la Nora Técnica de Edificación E.030 Diseño Sisorresistente. V c fuerza cortante absorbida por una coluna de confinaiento ante el siso severo. V e fuerza cortante en un uro, obtenida del análisis elástico ante el siso oderado. V Ei fuerza cortante en el entrepiso i del edificio producida por el siso severo. V ui fuerza cortante producida por el siso severo en el entrepiso "i" de uno de los uros. 23

14 s a la Nora E.070 ALBAÑILERIA V resistencia al corte en el entrepiso "i" de uno de los uros. v resistencia característica de la albañilería al corte obtenida de ensayos de uretes a copresión diagonal. Z factor de zona sísica especificado en la Nora Técnica de Edificación E.030 Diseño Sisorresistente. δ factor de confinaiento de la coluna por acción de uros transversales. δ 1, para colunas de confinaiento con dos uros transversales. δ 0,8, para colunas de confinaiento sin uros transversales o con un uro transversal. φ coeficiente de reducción de resistencia del concreto arado (ver la Nota 2). φ 0,9 (flexión o tracción pura). φ 0,85 (corte-fricción o tracción cobinada con corte-fricción). φ 0,7 (copresión, cuando se use estribos cerrados). φ 0,75 (copresión, cuando se use zunchos en la zona confinada). ρ cuantía del acero de refuerzo A s /( s. t). σ esfuerzo axial de servicio actuante en un uro P g /( t. L). σ P /( t. L) esfuerzo axial áxio en un uro. µ coeficiente de fricción concreto endurecido concreto. Nota 1: En uros confinados de un paño sólo existen colunas extreas ( N c 2) ; en ese caso: L L Nota 2: El factor φ " para los uros arados se proporciona en La noenclatura utilizada se coenta y detalla en los acápites correspondientes. 24