ANTIGUO CUSCATLÁN FEBRERO

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1 Universidad Centroamericana José Simeón Cañas Apartado Postal (01) 168 Boulevard Los Próceres San Salvador, El Salvador, C.A. Teléfono , ext. 1007, 1036 Fax INVESTIGACION DE LA INFLUENCIA DE LA FORMA DE COLOCACIÓN DEL REFUERZO HORIZONTAL EN LA RESISTENCIA A CORTANTE EN EL PLANO DE PAREDES ESTRUCTURALES DE BLOQUE DE CONCRETO PARA VIVIENDAS DE DOS PLANTAS ANTIGUO CUSCATLÁN FEBRERO 2014

2 INDICE 1. INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECIFICOS ALCANCES PROPUESTA TÉCNICA PRESUPUESTO CRONOGRAMA.... 7

3 1. Introducción. En el Salvador la mayoría de viviendas se construye con el sistema de paredes estructurales de bloque de concreto con refuerzo interior. En el Informe de Pre-Diagnóstico se muestra que el número aproximado de permisos de construcción otorgados por año para este sistema son: 2,075 para vivienda individual, lo que representa un 70.7% del total de permisos otorgados y 34 para vivienda en serie, lo que representa un 89.5%. Por lo anterior, la falla o colapso por terremotos de viviendas construidas con este sistema constituiría una pérdida considerable tanto desde el punto de vista humano como económico. En el terremoto del 13 de enero de 2001 se observaron fallas en paredes estructurales de bloque de concreto en viviendas de dos plantas, lo que se puede observar en la Figura 1. Figura 1. Falla por cortante de viviendas de bloque de concreto en Santa Tecla, terremoto del 13 de enero de Justificación. En diferentes países se ha observado que la falla más frecuente que ocasionan los terremotos en paredes y otros elementos estructurales como vigas y columnas se debe a cortante. Este es un tipo de falla que en elementos de concreto y mampostería se ha llamado falla explosiva, debido a que se produce de forma repentina y no da señales de que el elemento está por perder su capacidad para seguir soportando cargas, por lo cual se considera una falla grave. Debido a lo anterior, numerosas investigaciones se han orientado a estudiar el efecto de la fuerza cortante en comportamiento de

4 elementos estructurales y en cómo reforzarlos para evitar o mitigar las fallas por cortante. Por lo tanto, se considera sumamente importante realizar investigaciones que respalden los requisitos y recomendaciones de las normas de diseño y construcción de viviendas, a fin de poder diseñar las paredes para que puedan resistir las fuerzas cortantes adecuadamente. Los requisitos y recomendaciones de la propuesta de Norma Especial de Vivienda 2004 de El Salvador son confusos en cuanto a la posición y al tamaño del refuerzo horizontal que se puede utilizar, el cual es colocado en las sisas de paredes de bloque de concreto. Esta propuesta de norma muestra una alternativa de ubicación del refuerzo horizontal colocado en las sisas junto al refuerzo vertical lo que deja tramos de la varilla que no estarán embebidas en el mortero o concreto lo que causaría con el paso del tiempo oxidación en el acero y disminución en el área de las varillas. Otro problema que ocasiona esta forma de colocar el refuerzo horizontal, es la falta de adherencia entre el acero y el mortero en la zona en que la varilla no está rodeada de mortero lo que provocaría deslizamiento del acero de refuerzo. La disminución del área de la varilla por oxidación y el deslizamiento de la misma ocasionaría una disminución en la resistencia a cortante de la pared que la puede llevar a fallar. En otra figura la norma muestra el refuerzo horizontal como dos varillas colocadas en las sisas como se puede observar en la Figura 2. Figura 2. Detalles para la colocación del refuerzo horizontal propuesto en la Norma Especial de Diseño y Construcción de Vivienda 2004.

5 Adicionalmente, la Norma Especial para el Diseño y Construcción de Viviendas de 1997 no establece ninguna provisión sobre la forma de colocar el refuerzo horizontal, por lo que deja a criterio del diseñador/constructor la forma de ubicar el mismo. Por otra parte, dado que la falla por cortante es considerada como frágil, es necesario determinar la capacidad de disipación de energía del sistema con distintos patrones de colocación del refuerzo horizontal a fin de concluir que patrón de colocación es más eficiente. 3. OBJETIVOS 3.1. OBJETIVO GENERAL Determinar la eficiencia del refuerzo horizontal para resistir fuerzas cortantes en paredes estructurales de bloque de concreto sometidas a carga vertical y horizontal cíclica reversible OBJETIVOS ESPECIFICOS - Ensayar paredes de bloque de concreto de 15 cm sometidas a carga vertical y carga horizontal cíclica reversible paralela al plano. - Evaluar el comportamiento de las paredes para diferentes formas de colocar el refuerzo horizontal. - Determinar la influencia en la resistencia a cortante de diferentes formas de disponer el refuerzo horizontal. - Determinar la capacidad de deformación de las paredes empleando diferentes formas de colocar el refuerzo horizontal. - Evaluar la capacidad de disipación de energía de las paredes con distintos formas de colocación del refuerzo horizontal. - Evaluar la eficiencia de la forma de colocar el refuerzo horizontal especificado en la Propuesta de Norma Especial de Vivienda 2004 de El Salvador. 4. ALCANCES Se estudiarán paredes de bloque de concreto con refuerzo interior de primera planta de una vivienda de dos pisos. Para ello se ensayarán 6 paredes de 3.0 m de largo y 3.0 m de altura con fuerza vertical aplicada simulando las cargas vivas y muertas que transmite la losa, la pared del segundo piso y el techo y fuerza horizontal cíclica reversible en el plano simulando el efecto de sismo.

6 5. PROPUESTA TÉCNICA Se ensayarán los componentes y ensamblajes de mampostería: - Tensión del acero. - Compresión y absorción de bloques. - Compresión del mortero. - Compresión del concreto fluido. - Compresión de prismas de mampostería. - Adherencia mortero-bloque. - Cortante de prismas de mampostería. Se ensayarán las siguientes paredes de bloque de concreto de 15 cm de espesor, 3.0 m de largo y 3.0 m de alto con fuerza vertical y fuerza horizontal cíclica reversible en el plano: - Dos paredes con el refuerzo horizontal colocado en bloque solera. - Dos paredes con refuerzo horizontal colocado en las sisas y embebido en toda su longitud en el mortero. - Dos paredes con refuerzo horizontal colocado en las sisas y junto al refuerzo vertical. Con esta disposición el refuerzo quedará embebido sólo en las zonas en que las celdas estarán llenas con concreto. Esto se hará de acuerdo a la recomendación de la propuesta de Norma Especial de Diseño y Construcción de Vivienda Las paredes tendrán cuantías y distribución del refuerzo vertical iguales y la cuantía de refuerzo horizontal similares, variándose la forma de colocación del refuerzo horizontal. 6. PRESUPUESTO. En la tabla siguiente se muestra el presupuesto que se empleará para el presente proyecto. El monto total mostrado de la propuesta, no incluye el aporte de la UCA para su ejecución, el cual se detalla a continuación: Uso de laboratorios: $36, Depreciación de equipo de laboratorio: $15, Recurso humano (tres investigadores y dos técnicos de laboratorio): $28, El total del aporte de la UCA para el eje de investigación suma: $80,000

7 PROYECTO: Fortalecimiento del marco legal de la construcción en El Salvador y su aplicación Eje de Investigación - UCA FECHA: FEBRERO 2014 OFERTADO No PARTIDA CANT. UNID. PU COSTO TOTAL POR PARCIAL PARTIDA 1 MATERIALES $ 16, Fabricación de paredes instrumentadas (9.0 m2) 6.00 u $2, $ 16, Materiales para pruebas en materiales 1.00 s.g. $ $ MANO DE OBRA $ 10, Asistentes de investigación # mes $ $ 1, Asistentes de investigación # mes $ $ 1, Prestaciones asistentes de investigación # s.g $ $ Prestaciones asistentes de investigación # s.g $ $ Contratación de asistente técnico # u $ $ 1, Contratación de asistente técnico # u $ $ 1, Albañil # días $16.61 $ Albañil # días $16.61 $ Auxiliar # días $13.54 $ Auxiliar # días $13.54 $ Auxiliar # días $13.54 $ VARIOS $ 9, Equipo de seguridad 1.00 s.g. $ $ Equipo de transmisión de carga vertical 1.00 s.g. $7, $ 7, Cámara fotográfica profesional con accesorios 1.00 s.g. $1, $ 1, TOTAL COSTO DIRECTO CON IVA $ 36, IVA (13%) $ 3, COSTO SIN IVA $ 33, IMPREVISTOS (5%) $ 1, COSTO TOTAL $ 38, CRONOGRAMA. La lista de actividades y el cronograma tentativo se muestran a continuación.

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