Vivienda de mamposterĂa confinada con elementos de concreto armado Angelo Marinilli
funvisi Fundación Venezolana de
INVESTIGACIONES SISMOLÓGICAS
Primera edición 2013 ©Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas - FUNVISIS Hecho el Depósito de Ley ISBN 978-980-6069-26-8 ISBN 978-980-6069-27-5 Dep. Legal: lf8102013620603 Dep. Legal: Ifi8102013620604 Proyecto Fonacit Nº 2011000438 (Proyectos Estratégicos 2011) “La vivienda segura ante las amenazas naturales y otros riesgos: fascículos para la construcción popular” Impreso con recursos del Centro Nacional de Investigación y Certificación en Vivienda, Hábitat y Desarrollo Urbano (Cenvih) Proyecto: Víctor H. Cano P. Francisco Garcés Alejandro López Oscar A. López Guy Vernáez Coordinación General: Ana Rosa Massieu Comité editorial: Víctor H. Cano P. Antonio Conti Jorge González Oscar A. López Alejandro López Ana Rosa Massieu Secretaria Brenda Well Asesoría del Proyecto Editorial: Edición, revisión: Helena González Diseño, diagramación: Michela Baldi Concepto gráfico: Douglas Muñoz, Michela Baldi Ilustraciones de portada e interior: Douglas Muñoz Dibujo técnico: Elisa Ferrán Dibujos “Construyendo paso a paso” (pp. 46-49): Pedro L. Hippolyte
Proyecto financiado por Fonacit en el marco de la Ley Orgánica de Ciencia, Tecnología e Innovación (LOCTI)
Presentación
Venezuela está sujeta a la acción de amenazas naturales y tecnológicas, como aludes torrenciales, inundaciones, deslizamientos, terremotos e incendios, eventos que sumados a las limitaciones de la planificación territorial y de la construcción popular, conllevan la posibilidad de que ocurran desastres. Los desastres son la materialización del riesgo que se construye socialmente. Decir que “los desastres son naturales” es algo erróneo. Para que haya un desastre no sólo es necesario que se presente el desbordamiento de un río, un deslizamiento de tierra o un terremoto, sino también que existan construcciones que se puedan inundar, tapiar o que no cumplan con exigencias sismorresistentes. En otras palabras, un desastre se presenta no solamente cuando un evento natural ocurre sino cuando asentamientos humanos u otros bienes de la sociedad están expuestos a dichos eventos peligrosos y cuando, además, presentan niveles de vulnerabilidad adversos. Dicha vulnerabilidad es el resultado de actividades humanas y por esta razón los desastres son más fenómenos sociales que sucesos naturales. La construcción de vivienda popular en Venezuela, en su mayoría, se realiza por autogestión o de manera informal: sin proyecto; sin asistencia técnica; de forma progresiva y, en particular, sin las consideraciones sismorresistentes y geotécnicas necesarias para que dichas viviendas sean seguras ante la ocurrencia de eventos naturales. Esto ocurre, principalmente, debido a los escasos conocimientos que de la materia tienen los constructores de vivienda popular y por la falta de herramientas que brinden a dichos constructores informales orientaciones prácticas, sistematizadas y validadas por los entes rectores en las distintas temáticas. Basado en lo anterior y teniendo en cuenta: 1) que una de las cinco prioridades del Marco de Acción de Hyogo de las Naciones Unidas, hace referencia a la utilización del conocimiento, la innovación y la educación para crear una cultura de seguridad y resiliencia ante el riesgo de desastres a todo nivel; 2) que una de las directrices del Proyecto Nacional Simón Bolívar 2007-2013 hace referencia a la Suprema Felicidad Social, específicamente en el propósito de garantizar el acceso a una vivienda digna, fomentando y apoyando la participación y el compromiso para la construcción de la vivienda, donde la puesta en marcha de la Gran Misión Vivienda Venezuela es una solución estructurada, y 3) que el Programa Nacional de Reducción del Riesgo Sísmico que está desarrollando la Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS) busca contribuir a mitigar el riesgo sísmico a que están expuestas las viviendas en Venezuela, se elaboró la presente colección Vivienda segura ante amenazas naturales.
Vivienda segura ante amenazas naturales
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Dicha colección ha sido desarrollada por un grupo de expertos en cada una de las áreas temáticas (Conceptualización del Riesgo de Desastres; Amenaza por Terremotos; Amenaza por Aludes Torrenciales e Inundaciones Fluviales; Amenaza por Inestabilidad del Terreno; Hábitat Urbano y Vivienda; Vivienda de Mampostería Confinada Sismorresistente e Instalaciones para Vivienda de Mampostería), bajo la coordinación de FUNVISIS, con el apoyo financiero del Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología (FONACIT), del Ministerio del Poder Popular para la Ciencia, Tecnología e Innovación (MPPCTI), en el marco de la Ley Orgánica de Ciencia, Tecnología e Innovación (LOCTI). Con esta colección se intenta contribuir a la construcción de una vivienda popular más segura en el país, suministrando a los constructores populares, a la comunidad organizada, a las medianas y pequeñas empresas de construcción y a la población en general, una herramienta orientadora, sencilla y didáctica para la selección del terreno y para la construcción de viviendas resistentes a los terremotos y a otros eventos como inundaciones y deslizamientos. Sin embargo, se tiene claro que el desarrollo y la entrega de esta colección no es suficiente para prevenir y mitigar el riesgo susceptible de acarrear desastres. Todos debemos reconocer la gran responsabilidad que tenemos en la construcción social del riesgo, y, basados en el principio constitucional de la corresponsabilidad, declaramos que el problema de los desastres es de todas y todos. En consecuencia debemos trabajar coordinadamente para encontrar una solución a este problema. Leer y usar esta colección es un buen comienzo.
Víctor H. Cano P. Presidente de FUNVISIS
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Vivienda segura ante amenazas naturales
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado Angelo Marinilli
Viga de corona
Muro de mampostería confinada
Machón Viga de corona
Muro de mampostería confinada
Viga de riostra
En este documento se busca señalar, en cada etapa de la construcción, los aspectos que se deben cuidar para garantizar un comportamiento seguro durante un terremoto. Con esta finalidad se presentan las características más importantes de las edificaciones de mampostería confinada aplicadas a estructuras de hasta dos pisos, señalando en cada etapa las especificaciones y recomendaciones técnicas para asegurar comportamientos sismorresistentes adecuados.
Machón
Fundaciones
La mampostería es un sistema tradicional de construcción que consiste en levantar muros mediante la colocación manual y unión de ladrillos o bloques de arcilla, concreto u otro material, con mortero que puede estar compuesto de cemento, arena, agua y cal.
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Sistema de mampostería confinada y de pórticos con concreto
Figura 1 Mampostería confinada con elementos de concreto armado
Existen varios sistemas que pueden ser utilizados para la construcción de viviendas y otros tipos de edificaciones. Entre los sistemas más comúnmente utilizados en Venezuela se puede mencionar la mampostería confinada (figura 1) y los pórticos de concreto armado (figura 2), también conocido como concreto reforzado y la mampostería confinada con perfiles de acero. Las estructuras de mampostería confinada están conformadas básicamente por muros portantes compuestos por paredes de mampostería totalmente rodeadas por elementos confinantes usualmente fabricados de concreto armado.
Viga de corona
Machón
Pared de mampostería
Machón
Figura 2 Pórticos de concreto armado con paredes de mampostería de relleno
Viga
Pared de mampostería
Columna
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Vivienda segura ante amenazas naturales
Columna
Sistema mampostería confinada con acero
También los elementos confinantes pueden ser elaborados con perfiles metálicos, como se muestra en las figuras 3 y 4. En otro fascículo de esta serie se desarrolla el tema: “Vivienda de mampostería confinada con perfiles de acero”.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado Figura 3 Mampostería confinada con perfiles de acero
Machón perfil tipo VP 160 mm PROPERCA
Cabilla lisa de 1/2”
Mortero
Bloque de concreto e=15 cm
Figura 4 Ejemplos de mampostería confinada con perfiles de acero
(Fotografías Domingo Acosta, 2011)
Vivienda segura ante amenazas naturales
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
1. LA MAMPOSTERÍA CONFINADA
En el sistema de mampostería confinada los muros son considerados ‘portantes’ (o estructurales) teniendo como característica fundamental encontrarse totalmente rodeados por elementos confinantes de concreto armado vaciado en sitio. Los elementos de confinamiento tienen otra propiedad característica y es que las dimensiones de sus secciones transversales son similares al espesor de la pared. Usualmente en Venezuela a los elementos de confinamiento verticales se les llama “machones” y a los elementos de confinamiento horizontales “vigas de corona”. Las paredes pueden ser fabricadas con ladrillos o bloques de arcilla o concreto, unidos o pegados entre sí con mortero o “pega”. La figura 5 permite observar algunos ejemplos de mampostería confinada. Cuando las paredes no están totalmente rodeadas por elementos confinantes –o estos no existen– se les puede identificar como mampostería no confinada, no apta para un desempeño estructural adecuado (figura 6).
Figura 5 Ejemplos de mampostería confinada
Foto: V. Páez
Foto: E. Castilla Figura 6 Ejemplos de mampostería no reforzada
Fotos: E. Castilla
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Vivienda segura ante amenazas naturales
La mampostería confinada es un sistema estructural de muros portantes, constituido por paredes de mampostería y confinados con elementos de concreto armado vaciados en sitio. El muro así ensamblado se considera un elemento portante capaz de resistir las acciones provenientes de cargas verticales, de un sismo o del viento.
Foto: Meli et al., 2011
Existen algunas características que diferencian las estructuras de mampostería confinada de otras estructuras que pueden tener apariencias similares. La primera de estas diferencias es que las dimensiones de las secciones transversales de los elementos de confinamiento, es decir, las dimensiones de los lados de los machones y las vigas de corona son parecidas, y en muchos casos iguales, al espesor de la pared de mampostería. La otra diferencia importante es el proceso constructivo, es decir, la manera en que estas estructuras son construidas (figuras 7 y 8).
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado En el caso de la mampostería confinada con machones y vigas de corona de concreto armado siempre se construye en primer lugar las paredes de mampostería y luego se vacían los machones y las vigas de corona. De esta manera se asegura que la pared de mampostería y los elementos de confinamiento queden muy bien unidos entre sí.
Figura 7 Primero se levantan las paredes de mampostería
Figura 8 Luego se vacían los machones y la viga de corona
(Fotos: A. Marinilli 2005)
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado Componentes de una vivienda con estructura de mampostería confinada
Una edificación de mampostería confinada para vivienda de dos pisos consta de fundaciones, muros de mampostería confinada, losas de entrepiso y losas de techo o techos ligeros. Además se requieren puertas, ventanas, acabados y todas las instalaciones necesarias para su habitabilidad. La figura 9 muestra los elementos de una edificación de mampostería confinada.
Figura 9 Elementos que componen una vivienda de mampostería confinada Techo ligero
Viga de corona
Machón Losa de entrepiso
Machón
Muro de mampostería confinada
Losa de piso
Vigas de fundaciones
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Vivienda segura ante amenazas naturales
Materiales usados en la construcción de muros de mampostería confinada
Los materiales usados para la construcción de las paredes de mampostería son ladrillos o bloques de arcilla cocida o de concreto (figura 10) y el mortero. En cualquier caso se deben usar materiales de buena calidad, de acuerdo con las normas pertinentes, puesto que de ello depende la calidad y capacidad resistente de la construcción.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
En todos los casos se deben usar materiales de buena calidad, de acuerdo con las normas pertinentes, puesto que de ello va a depender la calidad y capacidad resistente de la construcción.
El mortero usado para pegar bloques y ladrillos comúnmente se elabora con una parte de cemento, una parte de cal hidratada y cuatro partes de arena lavada, tamizada, añadiendo a la mezcla la cantidad de agua necesaria para su preparación y lograr una trabajabilidad adecuada, cuidando que la mezcla no quede ni muy seca ni muy líquida. El uso de la cal no tiene como finalidad sustituir el cemento, sino mejorar la trabajabilidad del mortero y retardar su secado, lo que facilita el proceso de construcción (figura 11). Figura 10 Bloques y ladrillos
Bloques de concreto Figura 11 Dosificación y preparación del mortero
Ladrillos de arcilla Bloques de arcilla
Agua
1 de Cemento Portland
1 de Cal
4 de Arena lavada y tamizada
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Materiales usados en la construcción de los elementos de confinamiento
Los materiales usados para fabricar machones y vigas de corona son el concreto y las barras de acero (conocidas popularmente como cabillas), empleadas para el refuerzo longitudinal y transversal. Las barras de acero deben poseer resaltes y ser de “alta resistencia” (acero grado 60 con límite elástico fy = 4.200 kgf/cm2 y alargamiento mínimo de 12%). Este tipo de acero también debe ser empleado en la construcción de otros elementos estructurales de concreto armado como fundaciones, losas de piso, losas de entrepiso y losas de techo.
El concreto usado para los elementos de confinamiento es elaborado con cemento, arena, piedra picada tipo “arrocillo” (tamaño máximo 3/8 de pulgada) y agua. Una dosificación en volumen comúnmente usada de estos materiales es la siguiente: una parte de cemento, dos partes de arena y dos partes de piedra picada, añadiendo a la mezcla la cantidad necesaria de agua para su preparación (figura 12). Hay que ser cuidadoso al añadir el agua de modo que la mezcla no quede muy seca ni muy líquida. La resistencia mínima a compresión del concreto para uso estructural es f’c=210 kgf/ cm2, lo que también aplica para fundaciones, losas de piso, losas de entrepiso y losas de techo.
Figura 12 Composición de la mezcla para el concreto estructural
Agua
1 de Cemento
14
2 de Arena
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2 de Piedra picada tipo “arrocillo”
Cómo se debe estructurar una vivienda de mampostería confinada
Regularidad estructural A los efectos sismorresistentes uno de los aspectos más importantes de la vivienda de mampostería confinada es la proporción en cuanto a sus dimensiones: ancho, largo y alto. La figura 13 muestra las dimensiones máximas en planta y elevación, así como la relación entre ellas para asegurar estructuras regulares. Se muestran también estructuras deseables y no deseables desde el punto de vista de su regularidad (figura 14).
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado Figura 13 Regularidad estructural: dimensiones máximas en planta y elevación
H≤6m H ≤ 1,5 veces a l ≤ 2 veces a
H=alto
l=
lar go
ho nc
a a=
Figura 14 Regularidad estructural: configuraciones deseables y no deseables
Configuraciones deseables
a=
an
l/a=1
Configuraciones no deseables
o arg
ch o
l=l
o arg
a=
an
l/a=2
ch o
l=
go lar
a=
l=l an
ch o
l/a=3
Vivienda segura ante amenazas naturales
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Distribución y continuidad de muros Es también importante considerar la cantidad de muros de mampostería confinada, su distribución en planta en ambas direcciones y su continuidad en elevación (figuras 15 y 16).
Figura 15 Situación deseable: muros suficientes y continuidad vertical
Elevación
Figura 16 Situación no deseable: muros insuficientes, discontinuidad vertical
Elevación
Planta
16
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Planta
Figura 17 Disposición de muros en planta: densidad de muros confinados en ambas direcciones
3,90
2,95
2,90
3,05
1,60 2,95
a = ancho = 7,45 m.
0,20 m 1,60
2,95
Área planta: 83,44 m2 6% área de la planta = 5 m2 Longitud total de muros confinados en la dirección transversal: 25,10 m Área muros confinados: 25,10m x 0,20m = 5,02 m2 5,02 m2 > 5 m2 Densidad: 5,02 / 83,44 = 0,06 = 6%
1,60
1,60 l = largo = 11,20 m Muros confinados en sentido transversal
0,20 m 5,30
5,30
3,10
3,90
3,90
a = ancho = 7,45 m.
Distribución de muros La cantidad de muros de mampostería confinada se puede cuantificar mediante la densidad de muros, definida como la razón entre el área total de muros efectivamente confinados en cada una de las direcciones y el área de la planta (figura 17). Esta relación usualmente se expresa en porcentaje, de acuerdo con la siguiente expresión: Área de muros confinados ≥ 6% Área de la Planta En la figura 18 se ilustra la cantidad mínima de muros confinados que se deben colocar en las fachadas de la vivienda.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
3,10
Área planta: 83,44 m2 6% área de la planta = 5 m2 Longitud total de muros confinados en la dirección longitudinal: 28,50 m Área muros confinados: 28,50 m x 0,20 m = 5,7 m2 5,7 m2 > 5 m2 Densidad: 5,7 / 83,44 = 0,068 = 6,8 %
3,90 l = largo = 11,20 m
Muros confinados en sentido longitudinal Área de la planta = l x a Área de muros confinados = sumatoria longitud de muros confinados x espesor Densidad mínima de muros = área de muros confinados /área de la planta ≥ 6%
Figura 18 Disposición de muros en planta: cantidad mínima de muros confinados en las fachadas l1 + l2 ≥ 0.5 de ‘l’
Fachada 3 = 11,20 m
a1 + a2 + a3 ≥ 0.5 de ‘a’
Fachada 4: Longitud muros = 6,25 m 0,5 de 7,45 m = 3,72 m 6,25 m > 3,72 m
3,05 1,60
1,60 3,90
3,90 l1
l=largo Fachada 1 =11,20 m
1,60
a3 a2 a=ancho Fachada 2 = 7,45 m
Fachada 3: Longitud muros = 10,60 m 0,5 de 11,20 m = 5,60 m 10,60 m > 5,60 m
2,90
a1
Fachada 2: Longitud muros = 6,10 m 0,5 de 7,45 m = 3,72 m 6,10 m > 3,72 m
5,30
5,30
1,60 Fachada 4 = 7,45 m
Fachada 1: Longitud muros = 7,80 m 0,5 de 11,20 m = 5,60 m 7,80 m > 5,60 m
l2
Muros confinados en fachadas
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Continuidad de muros Además de contar con un número suficiente de muros adecuadamente dispuestos en planta, es necesario asegurar la continuidad y alineación vertical de los mismos, tanto internamente como en fachada (figuras 19 y 20). Que la disposición de un muro sea adecuada se refiere a su posibilidad de desarrollar un comportamiento estructural y sismorresistente adecuado como parte integrante de la estructura.
Los elementos resistentes a terremotos son los muros confinados.
Para que la vivienda pueda resistir bien los terremotos es necesario que tenga una cantidad suficiente de muros confinados en sus dos direcciones principales en planta y que estos, además, estén alineados y sean continuos verticamente.
Figura 19 Disposición adecuada y no adecuada de muros internos de mampostería confinada: continuidad vertical Disposición deseable
Corte
Muros internos alineados verticalmente
Disposición no deseable
Muros internos no alineados verticalmente
Figura 20 Disposición adecuada y no adecuada de muros en fachada de mampostería confinada: continuidad vertical Disposición deseable
Fachada
18
Muros continuos verticalmente
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Disposición no deseable
Muros no continuos verticalmente
Ubicación de elementos confinantes Para que un muro de mampostería esté efectivamente confinado debe tener elementos de confinamiento en todo su perímetro. La figura 21 muestra, tanto en elevación como en planta, la ubicación requerida para los machones y vigas de corona. Adicionalmente, la figura muestra el espesor mínimo requerido para los muros de mampostería (t ≥ 15 cm) y su altura máxima en función de dicho espesor (h ≤ 20 t), además de indicar las aberturas –como puertas y ventanas– para facilitar la circulación de sus ocupantes, la ventilación y la iluminación.
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Figura 21 Ubicación de elementos confinantes en una estructura de mampostería confinada en planta y en elevación
Viga de corona del frontón Viga de corona del techo
Viga de corona del techo
Frontón
Viga de corona del frontón
Frontón
Techo
Techo
Machón
Machón
Machones en antepecho
Viga de corona en antepechos ≥ 50 cm
t ≥ 15 cm
Distancia de vigas de corona ≤ 3 m
Losa Di s ma tanc ch ia on en es tre ≤4 m
Espaciamiento de machones ≤ 4 m
h ≤ 20 t
de tos ento n me mi e Ele nfina or d s co eded r tura alr abe las Machones en las esquinas
Espesor t ≥ 15 cm Machones en bordes de las aberturas Machones para las puertas
Machones en intersecciones, esquinas y bordes de muros
Machones para las ventanas
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Las aberturas para puertas siempre requieren la colocación de elementos de confinamiento en su perímetro. Las aberturas para ventanas pueden o no requerirlos, según su ubicación y tamaño.
Especificaciones para puertas y ventanas En el caso de las aberturas para puertas, éstas siempre requieren la colocación de elementos de confinamiento en su perímetro. Las aberturas para ventanas pueden o no requerir elementos de confinamiento a su alrededor dependiendo de su ubicación y tamaño, como se ilustra en la figura 22.
Figura 22 Ubicación de aberturas en los muros de mampostería confinada y necesidad de elementos de confinamiento
Aberturas rodeadas con elementos confinantes en todos sus lados
Abertura que no requiere elementos confinantes: sus lados son menores a 60 cm y está ubicada fuera de las diagonales del muro
Necesidad de elementos confinantes alrededor de aberturas Diagonales del muro
l
h
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l2 ≥ h/1,5
l ≥ h/1,5
h
h
Muro no confinado
20
l1 ≥ h/1,5
Muro confinado. Configuración correcta
Muro confinado. Configuración correcta
Necesidad de dinteles Cuando las puertas y ventanas no están ubicadas directamente debajo de las vigas de corona, se requiere la colocación de dinteles sobre las mismas (figura 23). Las dimensiones y el reforzamiento recomendables para los dinteles son similares a los de las vigas de corona, siendo sus apoyos a los lados de las aberturas de un mínimo de 20 cm. Cuando el dintel se ubica justo debajo de la viga de corona, estos dos elementos se pueden unir tal como se ve en la figura 24.
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Figura 23 Necesidad de dinteles en aberturas ubicadas más abajo de la viga de corona
Dintel
Mínimo 20 cm Dintel en abertura que no requiere confinamiento
Dintel
Dintel en abertura que requiere dintel y confinamiento
Figura 24 Necesidad de dinteles en aberturas ubicadas justo debajo de la viga de corona
Dintel
Mín. 20 cm Dintel en abertura que no requiere elementos de confinamiento
Dintel
Dintel en abertura que sí requiere elementos de confinamiento
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Comportamiento de viviendas de mampostería confinada durante terremotos Es importante contar con
estructuras regulares, con muros de mampostería adecuadamente confinados, así como colocar y anclar correctamente el acero de refuerzo en los elementos de confinamiento, y colocar elementos de confinamiento alrededor de las aberturas y en los antepechos para contar con estructuras seguras ante terremotos destructores. Una adecuada planificación inicial y la atención cuidadosa durante todas las fases del proceso de construcción de una estructura de mampostería confinada hacen la diferencia entre un comportamiento adecuado y un comportamiento inadecuado durante un terremoto. En la figura 25 se puede observar viviendas populares de mampostería construida en la ciudad de Caracas, mientras que en la figura 26 se observan los daños ocurridos en edificaciones de mampostería por causa del fuerte terremoto ocurrido en Haití en 2010.
Figura 25 Edificaciones de mampostería en la ciudad de Caracas
http://caracaschronicles.files.wordpress.com/2010/10
Figura 26 Edificaciones de mampostería dañadas por el terremoto ocurrido en Haití en 2010
http://www.gehablog.org/2010/04/haiti-geopolitica-revuelta-despues-del.html
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
En la figura 27 se presentan algunos ejemplos de respuestas de estructuras de mampostería confinada durante terremotos fuertes.
Figura 27 Comportamientos adecuados y no adecuados de estructuras de mampostería confinada durante los terremotos
Foto: Meli et al.
Foto: E. Castilla
Comportamiento adecuado de estructura bien construida con mampostería confinada
Es importante contar con estructuras regulares, con muros de mampostería confinados adecuadamente, así como colocar y anclar correctamente el acero de refuerzo en los elementos de confinamiento, y colocar elementos de confinamiento alrededor de las aberturas y en los antepechos para contar con estructuras seguras ante terremotos destructores.
Terremoto de Pisco de 2007
Terremoto de Cariaco 1997
Foto: Meli et al.
Foto: Meli et al.
Comportamientos no adecuados
Ausencia de suficientes elementos de confinamiento
Falta de elementos confinantes en antepechos
Foto: Meli et al.
Foto: www.fema.gov
Acero de refuerzo insuficiente y mal detallado
Foto: Ruiz et al.
Ausencia de muros en una dirección en la planta baja
Falta de elementos confinantes alrededor de las aberturas
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
2. PROCESO CONSTRUCTIVO DE VIVIENDAS DE MAMPOSTERÍA CONFINADA Selección del terreno
El primer paso para la construcción de una vivienda es la selección de un terreno adecuado, alejado de lugares propensos a peligros naturales (figura 28), esto es, un terreno que se encuentre sobre suelo firme y resistente, de roca o grava, evitando en lo posible sitios inestables, cauces de quebradas o terrenos
inundables. (Para información adicional sobre este tema y recomendaciones sobre ubicación de sitios adecuados consultar, en esta colección: “Caracterización y acondicionamiento del terreno”, de Daniel Salcedo).
Figura 28 Ejemplos de ubicaciones inadecuadas
Sobre rellenos sanitarios
Rellenos mal compactados Taludes inestables
Cauces de quebradas Sobre cauces de ríos o depósitos de agua
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Terrenos inundables o con nivel freático elevado
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Limpieza y preparación del terreno Una vez seleccionado el terreno, se procede a la limpieza, el desmonte, la remoción de la capa vegetal y nivelación del mismo, como se ilustra en la figura 29.
Figura 29 Adecuada preparación del terreno
Terreno a ser cortado Nivelación del terreno
Nivel de referencia
al ur
r Te
Nivel deseado del terreno
o
n re
t na
Terreno a ser rellenado Remoción de la capa vegetal
Limpieza
Uso de manguera transparente de agua para nivelar Compactación del suelo
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Replanteo de la construcción
El replanteo permite trazar sobre la superficie del terreno la ubicación de las fundaciones de la vivienda. Para esta actividad el constructor puede valerse de caballetes, cordeles, plomada, cinta métrica y cal para marcar la anchura de las fundaciones, tal como muestra la figura 30. Una vez replanteada la vivienda se puede iniciar la excavación del terreno para la construcción de las fundaciones necesarias.
Figura 30 Replanteo de la construcción y proceso de excavación a mano
Uso de caballetes, plomada y cinta métrica para replanteo
Plano de las fundaciones
3m Replanteo de un ángulo recto en la obra. Usa 3-4-5 para que las fundaciones y los muros estén a escuadra formando ángulos rectos
cal
Marcado del ancho de la fundación con cal. Usa cordeles como guía y marca con cal en el suelo el ancho de los cimientos
Excavación a mano
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4m 5m
Fundaciones
Una vez replanteado el terreno, el proceso de fabricación de las fundaciones para una estructura de mampostería confinada se puede resumir en las siguientes actividades: excavación, colocación del acero de refuerzo de los elementos de la fundación, colocación del refuerzo longitudinal de los machones de concreto reforzado, preparación, vaciado y curado del concreto. La dosificación de concreto es similar a la de los elementos de confinamiento de concreto reforzado, sólo que en vez de utilizar piedra picada tipo “arrocillo” se usa piedra picada convencional.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Puesto que las estructuras de mampostería confinada se basan en muros portantes, se deben proveer losas o fundaciones corridas bajo todos los muros, con el espesor suficiente para anclar de manera efectiva los aceros de refuerzo longitudinales de los machones de concreto (ver figura 31).
Las fundaciones tienen como finalidad principal transmitir al suelo todas las cargas que se generan en la edificación distribuyéndolas de manera adecuada y deben vaciarse sobre terrenos muy bien compactados para evitar daños en la vivienda. Adicionalmente, las fundaciones deben reducir la posibilidad de que ocurran asentamientos diferenciales que puedan generar daños en la estructura.
Figura 31 Fundaciones debajo de todos los muros de mampostería confinada
Fundaciones bajo todos los muros
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Detalles de fundaciones El anclaje del acero de refuerzo permite la conexión efectiva entre los muros de mampostería confinada y las fundaciones de la vivienda (figura 32).
Existen diversos tipos de fundaciones que se pueden emplear para viviendas de mampostería confinada, tales como las fundaciones directas mostradas en las figuras 33, 34 y 35 y las losas de fundación nervadas mostradas en las figuras 36 y 37.
Figura 32 La altura o el espesor de la fundación debe garantizar el anclaje adecuado del refuerzo longitudinal de los machones
Figura 33 Viga de fundación de concreto ciclópeo (no reforzado)
Refuerzo longitudinal del machón
Viga de riostra
Anclaje del refuerzo longitudinal en la fundación
10 cm Mínimo 80 cm
Mínimo 25 cm
Viga de riostra
Mínimo 30 cm
Piso
Viga de fundación
Viga de fundación
Piedra picada Mínimo 40 cm
Figura 35 Viga de fundación de concreto reforzado
Figura 34 Fundaciones corridas
Piso
Piedra picada
28
Mínimo 50 cm
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Viga de fundación Mínimo 30 cm
5 cm
Mínimo 40 cm
10 cm
Fundación corrida
Piedra picada
Piso
Mínimo 30 cm
Adicionalmente, se pueden usar losas de fundación macizas que son más rígidas y requieren una mayor cantidad de concreto en su fabricación, por consiguiente, son más costosas.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
La selección del tipo y las dimensiones de las fundaciones dependerán de las características del suelo de fundación y su capacidad portante. En la medida de lo posible esta selección se debe realizar con la asesoría de personal calificado.
Refuerzo de la losa de fundación Losa de fundación
Mínimo 30 cm
Mín. 10 cm
Figura 36 Losa de fundación con nervios de concreto armado bajo los muros de mampostería
Nervios de concreto reforzado
Figura 37 Losa de fundación con ensanchamientos bajo los muros de mampostería
Ensanchamiento de la losa
Losa de fundación
Ensanchamiento de la losa Mínimo 30 cm
Mín. 10 cm
Refuerzo de la losa de fundación
Nervios de concreto reforzado
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Muros de mampostería confinada
El proceso seguido para la construcción de los muros de mampostería confinada es muy importante, puesto que condiciona el comportamiento de los mismos ante la acción de cargas sísmicas. Como ya fue referido anteriormente, en primer lugar se construyen las paredes de mampostería y luego se vacía
el concreto de los elementos de confinamiento con la finalidad de garantizar la mejor unión posible entre las paredes de mampostería y los elementos de concreto reforzado, logrando así que las paredes queden efectivamente confinadas (figuras 38 y 39).
Es muy importante cumplir con el orden recomendado para la construcción de los muros de mampostería confinada puesto que de eso dependerá su comportamiento ante la acción de cargas sísmicas.
Figura 38 Proceso constructivo de muros de mampostería confinada con elementos de concreto
Figura 39 Proceso de construcción de muros de mampostería confinada para ensayos de laboratorio (Fotos: A. Marinilli 2005)
30
Armado de la viga de fundación y anclaje del refuerzo longitudinal de los machones
Fabricación de la pared de mampostería y colocación y armado de machones
Vaciado del concreto de los machones
Muros de mampostería confinada terminados
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Colocación del armado de la viga de corona
Paredes de mampostería
Antes de iniciar la construcción de las paredes de mampostería es muy importante humedecer los bloques y ladrillos (figura 40) –sobre todo si estos son de arcilla– para que no absorban agua del mortero durante el proceso de construcción, lo que de otra manera reduciría su trabajabilidad, adherencia y resistencia. Durante la construcción se deben cuidar las dimensiones y el acabado de las juntas de mampostería (figura 41).
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Al colocar los bloques es muy importante asentarlos adecuadamente y rellenar muy bien tanto las juntas horizontales como las juntas verticales, para garantizar que las piezas queden bien unidas entre sí (figura 42). Para la preparación del mortero, primero mezclar el cemento, la cal y la arena. Luego agregar agua conforme se vaya avanzando con la construcción de los muros (figura 43). La manera adecuada de poner los bloques es trabada.
Siempre se debe usar mortero recién hecho. No utilizar mortero que se esté endureciendo. Iniciado el fraguado no se debe agregar agua.
Muro
Figura 41 Acabado y espesor de las juntas
Junta
1,0 a 1,5 cm Figura 40 Humedeciendo los bloques
Acabados recomendables de las juntas de mortero
Acabados no recomendables
Figura 43 Preparación del mortero • 1 parte de cemento • 4 partes de arena lavada y tamizada Figura 42 Juntas horizontales y verticales
• 1 parte de cal
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
El avance diario de la construcción de los muros se debe limitar a una altura de 1,20m para evitar que las juntas de mortero, aun en estado fresco, puedan fallar debido al peso de la pared (figura 44). Opcionalmente, el “dentado” de las paredes de mampostería permitiría garantizar que éstas queden mejor unidas a los machones al proveer una traba mecánica adicional, lo que favorece el efecto de confinamiento (figura 45).
Es necesario verificar con la plomada en cada hilada la verticalidad del muro.
Muro vertical
Muro inclinado
Plomada
Uso de la plomada para verificar la verticalidad de la pared Figura 44 Construcción de muros de mampostería
40 ºC 30 20 10
1,20 m
Avance diario máximo en la construcción del muro
Figura 45 Ejemplo de dentado
Protección de los muros cuando existen temperaturas elevadas durante la construcción
2,5 cm 2,5 cm
5 cm
“Dentado” de la pared de mampostería.
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5 cm
≥ t (15 cm)
Mínimo 4 barras Nº 3 (4 ø 3/8”)
Figura 46 Dimensiones y refuerzo longitudinal mínimos de los elementos de confinamiento ≥ t (15 cm)
≥ t (15 cm)
Las dimensiones de las secciones transversales de los elementos de confinamiento son similares al espesor de la pared de mampostería, por consiguiente, las dimensiones mínimas de los elementos de confinamiento son de 15 cm por 15 cm tanto para machones como para vigas de corona (figura 46). Esta figura también indica el refuerzo longitudinal mínimo requerido para los elementos de confinamiento (4 cabillas ø 3/8”, figura 46).
Este anclaje se realiza con ganchos a 90° con ramas de longitudes adecuadas.
Se debe prestar especial atención a los detalles necesarios para el anclaje de las barras de acero longitudinal, tanto de los machones como de las vigas de corona (figuras 47, 48 y 49). Mediante este anclaje se logra desarrollar la conexión efectiva entre los elementos de confinamiento.
Viga de corona
Machón Pared ≥ t (15 cm)
Machones y vigas de corona
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t
Pared
Machón Planta
t
Viga de corona Corte
Mínimo 4 barras Nº 3 (4 ø 3/8”)
Figura 47 Detallado del acero longitudinal de los machones de concreto reforzado Viga de corona
Mínimo 15 cm
Gancho a 90º Viga de corona
2,5 cm
2,5 cm Pared Refuerzos longitudinales del machón
Machón
Refuerzos longitudinales del machón
Mínimo 25 cm
Refuerzos longitudinales del machón
Fundación
Nota importante Para los refuerzos horizontales y verticales debe usarse barras de acero de alta resistencia fy = 4.200 Kgf/cm2.
Mín.15 cm
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Figura 48 Detallado del acero longitudinal de los machones de concreto reforzado
1/3 de h
Refuerzos longitudinales del machón
Mínimo 40 cm
Vaciado de concreto pobre para proteger el acero
1/3 de h
Continuidad del refuerzo longitudinal de los machones para crecimiento vertical
1/3 de h
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Figura 49 Detallado del acero longitudinal de las vigas de corona de concreto reforzado
Empalme por solape del refuerzo longitudinal de los machones de concreto armado Sección transversal de la viga de corona
Machón
Paso del refuerzo longitudinal de la viga de corona a través de un machón
Refuerzo longitudinal de la viga de corona
Refuerzo longitudinal de la viga de corona
Refuerzo longitudinal de la viga de corona
Refuerzo longitudinal de la viga de corona
Mín. 15 cm
Refuerzo longitudinal de la viga de corona
Gancho a 90º
Anclaje del refuerzo longitudinal de las vigas de corona en el machón del borde del muro
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M 50 íni m cm o
o im ín m M 0c 5
Machón
Gancho a 90º
Machón Anclaje del refuerzo longitudinal de las vigas de corona en la intersección de muro
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Se debe cuidar la ubicación y longitud de los empalmes por solape de los aceros longitudinales de los machones y las vigas de corona, cuyos detalles se pueden observar en las figuras 48 y 50, respectivamente. Estos empalmes permiten darle continuidad a las barras de acero cuando la longitud de un elemento de concreto es mayor que la longitud de la barra. No es recomendable soldar las barras de acero para darles continuidad, puesto que el proceso de soldadura podría hacer más frágil el acero. Al igual que el acero longitudinal, el acero de refuerzo transversal, los estribos, también juega un papel muy importante en el comportamiento de los elementos de confinamiento de concreto reforzado. El refuerzo transversal se realiza con estribos cerrados terminados en ganchos a 135° y con ramas de longitudes adecuadas.
El espaciamiento de los estribos a lo largo de los elementos es por lo general de 20 cm, pero esa distancia se debe reducir a la mitad en los extremos superior e inferior de los machones externos de los muros confinados y aquellos machones ubicados a los lados de las aberturas, como se muestra en la figura 51. Detalles adicionales del acero de refuerzo transversal se pueden observar en la figura 52.
Figura 50 Empalme por solape del refuerzo longitudinal de las vigas de corona de concreto
Empalme por solape del refuerzo superior en el tercio central de la luz libre
Empalme por solape del refuerzo inferior en el tercio inicial o final de la luz libre
l/3
l/3
s/2
s/2
s/2
Mín. 40 cm
l/3
s/2
Mín. 40 cm
Figura 51 Detallado de la disposición del acero transversal (estribos) de los elementos verticales de confinamiento de concreto armado
s
Los empalmes por solape permiten dar continuidad a las barras de acero cuando la longitud de un elemento de concreto es mayor que la longitud de la barra.
s/2
s
h s s/2
A B Espaciamiento del refuerzo transversal en los machones
C
D
E
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El recubrimiento de concreto protege al acero contra la acción de los agentes ambientales. Se recomienda un valor mínimo de 2,5 cm medido desde la parte externa del estribo a la cara externa del machón y de la viga de corona (figura 52).
Figura 52 Detallado del acero transversal (estribos) de los elementos de confinamiento de concreto armado
Configuración adecuada del acero transversal
Configuración no adecuada del acero transversal
. ín M 6 cm
Estribos de diámetro mín. 1/4”
Ganchos a 90º
Ganchos a 135º s
Recubrimiento mín. 2,5 cm
Características del refuerzo transversal de los elementos de confinamiento
Colocación del refuerzo transversal con S ≤ 20 cm en machones y vigas de corona alternando la ubicación de los ganchos
Refuerzo transversal adicional en la conexión de una viga de corona alta con un machón Acero transversal en forma de “U”
> 300 mm
Mínimo 40 cm
Mínimo 40 cm
Machón
Viga de corona (altura mayor a 30 cm)
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Vaciado del concreto en machones y vigas El proceso de colocación en obra del concreto de los elementos de confinamiento implica encofrado, vaciado, vibrado, desencofrado y curado (figura 53). El vaciado debe ser realizado de manera de evitar la disgregación del concreto. La compactación se puede realizar con equipos vibradores, con barras o golpeando suavemente con martillos de goma el encofrado. Se recomienda el desencofrado a las 24 horas de terminar el vaciado. Si al desencofrar se observan cangrejeras en el concreto se debe eliminar de
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado inmediato el material suelto y rellenarlas cuidadosamente con un mortero rico en cemento. El curado se puede realizar regando con agua los elementos dos o tres veces al día, durante al menos siete días. Esto ayudará a que el concreto desarrolle su máxima resistencia.
Después de vaciar el concreto en los elementos de confinamiento se deben dejar los encofrados en su lugar por 24 horas. Luego se retiran cuidadosamente para volverlos a usar en otros elementos de confinamiento. Nunca utilizar como encofrados materiales inadecuados como bolsas de cemento, ladrillos o cartones porque entonces los elementos de concreto resultarán deformados.
Figura 53 Vaciado de los elementos de confinamiento de concreto armado Vaciado del concreto del machón
Vaciado del concreto de las vigas de corona
Curado del concreto de los elementos de confinamiento
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Losas de entrepiso y techo
Las losas tienen como función principal soportar las cargas verticales que corresponden al uso de la vivienda y transmitirlas a los muros portantes de mampostería confinada. Adicionalmente, las losas tienen la función de servir como diafragmas que compatibilicen las deformaciones laterales producidas por el efecto de los terremotos sobre las edificaciones. Por lo tanto, las losas son importantes para amarrar horizontalmente todos los componentes y crear un conjunto eficiente ante las
acciones sísmicas. Entre los diversos tipos de losas se pueden mencionar las de tabelones y las losas de nervios prefabricados de concreto, cuyos detalles constructivos se muestran en las figuras 54 a 57. Durante la construcción es importante cuidar la conexión de las losas con los muros de mampostería confinada. En el caso de las losas de tabelones esta conexión se puede realizar con ganchos elaborados con barras de acero ancladas en las vigas de corona (figura 56).
Durante la construcción es importante cuidar la conexión de las losas con los muros de mampostería confinada. En el caso de las losas de tabelones esta conexión se puede realizar con ganchos elaborados con barras de acero ancladas en las vigas de corona. Cuando se trata de las losas de nervios prefabricados la conexión se puede lograr mediante barras de acero para anclar la losa a la viga de corona.
Figura 54 Losas de tabelones Perfil de acero “doble T” de 8 cm de altura
Tabelones de arcilla
Tabelones de arcilla de 60 cm
Viga de corona
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Anclajes perfiles “doble T”
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Figura 55 Losas de tabelones. Colocación de la malla electrosoldada y el encofrado
Malla electrosoldada de 10x10 o 15x15 cm
Encofrado de madera para vaciado de la loseta de concreto
Viga de corona Figura 56 Losas de tabelones. Fijación de las correas a las vigas de corona
Perfil de acero “doble T”
Gancho de cabillas de 3/8” anclado en la viga de corona
Viga de corona
Puntal
Colocación de puntales en el centro de la luz libre entre apoyos
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En el caso de las losas de nervios prefabricados la conexión se puede lograr mediante barras de acero para anclar la losa a la viga de corona (figura 57). El vaciado del concreto, tanto en la losa de tabelones como en la losa de nervios prefabricados, permite consolidar la unión entre las losas y los muros portantes de mampostería confinada. La dosificación del concreto necesario para la fabricación de las losas es similar a la del concreto usado para las fundaciones.
Figura 57 Proceso de montaje de la losa de nervios prefabricados de concreto y bloque piñata
Loseta de concreto
Barra de acero para anclar la losa a la viga de corona
Viga de corona Nervio prefabricado
Conexión de la losa de nervios prefabricados a la viga de corona Corte longitudinal del nervio Loseta de concreto
Malla electrosoldada Bloque “piñata”
e (Mín. 6 cm)
Losa con nervios prefabricados de concreto
Bloque “piñata”
Corte transversal
Nervio prefabricado de concreto
Puntales
40
Nervio prefabricado
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La figura 58 ilustra el proceso Una vez vaciada la losa de del vaciado y aplanado y la concreto, el apuntalamiento figura 59 el curado del concreto debe permanecer colocado de la losa de tabelones o de 7 días, como mínimo, nervios prefabricados. Es sosteniendo la losa. importante recordar la necesidad de apuntalar las losas para Figura 58 Vaciado y aplanado del concreto de la losa de tabelones o nervios prefabricados evitar deformaciones excesivas o el posible derrumbe de Aplanado de la loseta de concreto éstas durante el proceso de de espesor mínimo 6 cm Vaciado del concreto de la construcción. losa y la viga de corona
Figura 59 Curado del concreto de la losa humedeciendo con agua
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Techos ligeros
El techo de una vivienda puede ser elaborado con láminas ligeras montadas sobre una estructura de soporte o con machihembrado de madera y acabado de teja criolla. Una alternativa a la teja es la impermeabilización y teja asfáltica o lámina ligera sobre el machihembrado de madera. En el mercado se encuentran diversos tipos de láminas para la construcción de techos ligeros, algunas de ellas permiten la iluminación diurna y proporcionan aislamiento térmico y acústico.
Estas láminas siempre se deben fijar a la estructura de soporte del techo de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. La estructura de soporte puede ser fabricada con diversos materiales, siendo usados más comúnmente la madera y los perfiles de acero. Para garantizar la conexión de la estructura de soporte del techo a la estructura de la vivienda se pueden emplear ganchos elaborados con barras de acero ancladas en las vigas de corona (figura 60).
Es importante tener en cuenta al utilizar losas de techo o techos ligeros proporcionar la pendiente adecuada (para ello seguir las recomendaciones del proveedor de la lámina seleccionada) y tomar las previsiones necesarias para la recolección y disposición del agua de lluvia.
Techo ligero Figura 60 Techo machihembrado de madera y tejas
Viguetas
Ganchos
Cabillas de 1/4” ancladas en la viga de corona Uso de viguetas y correas para instalación de techos ligeros
42
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Instalaciones
Una vivienda requiere de diversos servicios para que sea funcional para sus usuarios: electricidad, aguas blancas y servidas, entre otros. En la medida de lo posible las instalaciones eléctricas deben ser colocadas en la parte externa de los muros. Si se prefiere que estas instalaciones sean empotradas, éstas se deben ubicar en los huecos de los bloques durante la construcción y de ninguna manera generar ranuras en las paredes una vez construidas (ver figura 61).
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado La colocación de las instalaciones sanitarias, eléctricas y otras que sean necesarias se debe realizar de manera que no afecte la integridad y, en consecuencia, el comportamiento estructural y sismorresistente de los muros de mampostería confinada.
Figura 61 Colocación de instalaciones eléctricas
Colocación correcta Instalación eléctrica a la vista sobre la superficie del muro
Colocación correcta Instalación eléctrica empotrada en los huecos de los bloques
Colocación incorrecta Instalación eléctrica empotrada ranurando el muro
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Las áreas de la vivienda que requieren servicio de aguas blancas y servidas, como cocinas, sanitarios y lavaderos, deben estar concentradas horizontal y verticalmente en una misma zona de la vivienda con el fin de agrupar las tuberías y colocarlas en ductos, por encima o por debajo de las losas o a la vista. Las tuberías horizontales se pueden ocultar mediante sobrepisos o cielos rasos, según sea el caso. La colocación sugerida de tuberías de aguas blancas y servidas a la vista facilita su inspección y mantenimiento, sin interferir con los muros de mampostería confinada (figura 62).
Figura 62 Colocación adecuada de instalaciones sanitarias en el interior de la vivienda
Ducto
Sobrepiso
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Cielo raso
Nunca se debe romper un muro de mampostería confinada para el paso o empotramiento de tuberías eléctricas, sanitarias o de cualquier otra naturaleza. También es importante que el paso de las tuberías de los servicios hacia el exterior de la vivienda no interfiera con las fundaciones de la misma ni que éstas se vean afectadas por pequeños asentamientos que puedan ocurrir. Esto se logra dejando un paso holgado a través de las fundaciones o pasando por debajo de ellas (figura 63). Información adicional y detallada sobre este tema se puede encontrar en el fascículo “Instalaciones para mampostería confinada”.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado Nunca se debe romper el muro para empotrar las instalaciones eléctricas, sanitarias u otras que sean necesarias.
Figura 63 Ubicación adecuada de tuberías hacia el exterior de la vivienda
Viga de fundación
Tubería debajo de las fundaciones
Muro de bloques Muro de bloques
Viga de riostra
Viga de fundación de concreto ciclópeo Holgura Tubería
Mínimo 15 cm Máximo 15 cm
Holgura (Tubería separada de las fundaciones)
Mínimo 15 cm
Dejar holgura para el paso de la tubería
Viga de riostra
Viga de fundación de concreto ciclópeo Paso de las tuberías hacia el exterior
Holguras para el paso de las tuberías hacia el exterior
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Acabados
Los muros de mampostería confinada se pueden dejar en obra limpia, también pueden ser pintados, frisados o revestidos con cerámica u otros acabados similares (figura 64). En caso de dejar la mampostería en obra limpia es conveniente aplicar productos que la sellen y protejan de la humedad del ambiente y de la lluvia. Lo mismo sucede con los pisos y los techos, que pueden ser revestidos con cualquier tipo de acabado. En caso de utilizar losas de techo es muy importante impermeabilizarlas, colocar tejas asfálticas, tejas de arcilla u otros acabados similares y tomar las previsiones para recoger y disponer de manera adecuada de las aguas de lluvia.
Figura 64 Ejemplo de revestimiento de los muros de mampostería
Foto: Domingo Acosta
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Los muros de mampostería confinada tienen la responsabilidad de soportar todas las cargas que pueden actuar sobre la estructura y, por lo tanto, no se deben demoler parcial o totalmente sin considerar el efecto que esto puede tener sobre el comportamiento estructural y sismorresistente de la vivienda. Para realizar cualquier modificación es indispensable contar con la asesoría profesional de expertos. Los acabados tienen como finalidad proteger y hacer más confortables las viviendas.
Recomendaciones para el mantenimiento de la estructura
La durabilidad y funcionalidad de una vivienda están muy ligadas a su uso y mantenimiento por lo tanto es importante mantener su integridad física, especialmente la integridad de los muros de mampostería confinada. También es importante mantener los materiales que componen los muros de mampostería confinada para protegerlos de los agentes ambientales. Esta protección tiene como finalidad evitar la degradación de los materiales, la corrosión del acero de refuerzo o la aparición de otras patologías que pueden afectar la apariencia y la resistencia de la estructura.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado Igualmente importante es la revisión periódica de la impermeabilización de los techos, el mantenimiento de las tuberías de aguas blancas, aguas servidas y agua de lluvia para evitar el humedecimiento de los muros y del terreno de fundación, lo que facilitaría la degradación de los materiales estructurales y reduciría la capacidad portante del suelo.
Los sismos ponen en evidencia los descuidos y los errores que se hayan cometido al construir.
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3. CONSTRUYENDO PASO A PASO CON MAMPOSTERÍA CONFINADA
1
Replanteo y excavación para las vigas de fundaciones y colocación de tuberías para aducción de aguas blancas y aguas negras (ver pág. 23, 24 y 43).
4
Replanteo de los muros con bloques de concreto (ver pág. 28, 29 y 30).
5
Ejecución de los muros y encofrado de los machones de planta baja (ver pág. 35).
48
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2
Armado de las vigas de fundaciones y de los machones (ver de la pág. 25 a la 27 y desde la 31 a la 34.
3
Colocación de la malla de refuerzo y vaciado de la losa de piso (ver pág. 27).
6
Armado y encofrado de las vigas de corona del entrepiso (ver desde pág. 31 a 34).
Dibujos: P. Hippolyte
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7
Vaciado de la loseta de concreto sobre la losa de tabelones para el entrepiso (ver desde pág. 36 a 39).
10
Vaciado vigas de corona y encofrado de la viga inclinada del frontón (ver pág 17 y 35).
11
Colocación de ventanas y puertas. Ejecución de la estructura metálica del techo y colocación del machihembrado de madera (ver pág. 40).
50
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Ejecución de los muros y encofrado de los machones de la segunda planta (ver desde pág. 28 a la 30 y pág. 35).
9
Encofrado de las vigas de corona de la segunda planta (ver desde pág. 31 a 34).
12
Vivienda terminada.
Dibujos: P. Hippolyte
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Glosario de términos
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Acabado
Aspecto final que se le da a la superficie de un concreto o mortero por medio de un tratamiento adecuado.
Acero de refuerzo Conjunto de barras, mallas o alambres que se colocan dentro del concreto para resistir tensiones conjuntamente con éste.
Agregado Material granular inerte, el cual se mezcla con cemento hidráulico y agua para producir concreto. Se clasifica como agregado fino (usualmente arena lavada) y agregado grueso (usualmente piedra picada).
Anclaje Sujeción en el extremo del acero de refuerzo que permite el desarrollo de su resistencia a tracción o compresión axial.
Arrocillo Fracción de agregado grueso de tamaño máximo 3/8 de pulgada.
Bloque Pieza de mampostería de forma prismática que puede ser maciza o hueca. Usualmente es fabricado con concreto compactado o con arcilla extruida y cocida.
Cemento Material inorgánico finamente molido que al mezclarse con agua forma un pasta que endurece por reacciones y procesos de hidratación. Después del endurecimiento mantiene su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua.
Compactación Proceso manual o mecánico que tiende a reducir el volumen total de los vacíos de una masa de mortero o de concreto en estado fresco.
Concreto Mezcla constituida por cemento, agregados finos y gruesos y agua en proporciones adecuadas para obtener la resistencia prefijada.
Concreto reforzado Concreto para uso estructural con cantidades adecuadas de acero de refuerzo, diseñado bajo la suposición que los dos materiales actúan conjuntamente para resistir las solicitaciones a las cuales está sometido. También conocido como concreto armado.
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Curado
Procedimiento que asegura la temperatura y humedad necesarias para que se cumplan las reacciones de hidratación del cemento, propias de los procesos de fraguado y endurecimiento del concreto.
Desencofrado Proceso de remoción del encofrado de los elementos estructurales de concreto reforzado una vez endurecido el concreto.
Diafragma Parte de la estructura, generalmente horizontal, con suficiente rigidez en su plano, diseñada para transmitir las fuerzas horizontales a los elementos estructurales verticales.
Dintel Viga que se coloca sobre una abertura, tal como puerta o ventana, y que se apoya simplemente en sus extremos.
Elemento estructural Unidad básica constitutiva de una estructura, capaz de resistir y transmitir las cargas a sus apoyos u otros elementos a los que está conectado. También conocido como miembro estructural.
Elementos de confinamiento Aquellos elementos ubicados en todo el perímetro de una pared de mampostería y que poseen secciones transversales de dimensiones similares al espesor de ésta. Pueden ser fabricados de concreto reforzado o con perfiles de acero estructural. Ver machón y viga de corona.
Empalme por solape Unión normalizada de dos barras o mallas electrosoldadas opuestas y paralelas embebidas en un miembro de concreto reforzado para transferir entre ellas fuerzas axiales de tracción o compresión.
Encofrado Molde, usualmente elaborado con madera, para contener al concreto en estado fresco durante su vaciado y dar forma a los elementos de concreto reforzado.
Entrepiso Espacio entre dos pisos consecutivos. También es el conjunto de elementos estructurales que vinculan dos pisos, destinados a resistir las solicitaciones verticales y horizontales que actúan sobre ellos.
Equipos vibradores Dispositivos mecánicos, neumáticos o eléctricos para crear impulsos vibratorios para compactar en concreto en estado fresco en el encofrado.
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Estribo
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Refuerzo transversal usado para confinar el concreto, arriostrar las barras longitudinales y resistir las tensiones de corte en elementos de concreto reforzado.
Estructura Conjunto de elementos estructurales que tienen la función de resistir las cargas o acciones que la afectan y así garantizar la estabilidad de la edificación.
Frontón Remate de forma triangular en la parte superior de una fachada o un muro.
Fundación Parte de la estructura que está en contacto con el suelo y sirve para transmitir a éste todas las cargas generadas por la edificación.
Impermeabilización Comprende los materiales, maquinarias, herramientas y mano de obra, necesarios para la total y completa ejecución de todas y cada una de las etapas constructivas para proteger la edificación o cualquiera de sus partes contra las filtraciones u otros deterioros causados por la humedad.
Instalaciones Conjunto de conductos, dispositivos, equipos u otros elementos necesarios para el suministro de servicios en una edificación. Pueden ser superficiales cuando están a la vista o empotradas cuando están embutidas en los muros o las losas.
Junta Unión horizontal o vertical entre piezas de mampostería debidamente rellenada de mortero.
Ladrillo Pieza de mampostería de forma prismática que puede ser maciza o hueca, usualmente fabricada con arcilla extruida y cocida.
Losa Elemento estructural plano y horizontal para resistir cargas verticales aplicadas sobre su superficie y transmitirlas a sus apoyos. Puede estar ubicada en los entrepisos o el techo de una edificación y servir como diafragma.
Losa de tabelones Losa constituida por perfiles de acero estructural tipo “doble T” y tabelones que se insertan en los perfiles. La losa se completa con el vaciado de una loseta de concreto en su parte superior.
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Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Losa nervada
Losa formada por un sistema de nervios paralelos conectados por una loseta maciza de pequeño espesor. Los nervios de concreto reforzado pueden ser prefabricados o vaciados en sitio.
Machón Elemento confinante vertical de los muros de mampostería confinada.
Malla electrosoldada Conjunto de alambres longitudinales y transversales de acero colocados en ángulo recto y soldados en todos los puntos de entrecruzamiento.
Mampostería Obra de piezas de mampostería naturales o artificiales usualmente colocadas a mano y unidas entre sí horizontal y verticalmente con mortero.
Mampostería confinada Ver muro de mampostería confinada.
Mortero Mezcla constituida por cemento, agregados finos, agua y ocasionalmente cal hidratada en proporciones adecuadas, utilizado para unir horizontal y verticalmente las piezas de mampostería. También conocido como “pega”.
Muro Elemento estructural de espesor pequeño, en comparación a su longitud y altura, que tiene como función principal resistir cargas verticales, pero también cargas laterales en su plano o perpendicularmente a éste.
Muro de mampostería confinada Muro constituido por una pared de mampostería totalmente rodeada en todo su perímetro por elementos de confinamiento.
Pared de mampostería Obra de mampostería de espesor pequeño en comparación a su longitud y altura, que no posee refuerzo alguno.
Pieza de mampostería Componente para uso estructural de forma prismática que unidas entre sí, horizontal y verticalmente, mediante mortero conforman las paredes de mampostería. Ver bloque y ladrillo.
Piso Cada una de las plantas que integran una edificación.
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Planos
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Representación gráfica de la proyección horizontal de la arquitectura, la estructura o las instalaciones de una edificación.
Preparación del terreno Conjunto de acciones que permiten adecuar un terreno para dar inicio a la construcción de una edificación.
Proceso constructivo Conjunto de acciones que realizadas de manera sucesiva permiten construir en su totalidad una edificación.
Recubrimiento Es la menor distancia entre la superficie del acero de refuerzo y la superficie más externa del elemento de concreto reforzado en el que está contenido.
Replanteo de la construcción Conjunto de acciones que permiten trazar sobre la superficie del terreno la ubicación de las fundaciones de la edificación a ser construida.
Tabelón Bloque de arcilla de espesor reducido y de longitud mucho mayor que su anchura, empleado usualmente para la fabricación de las losas de tabelones.
Trabajabilidad Conjunto de propiedades del concreto en estado fresco que permiten manipularlo, colocarlo en los moldes y compactarlo, sin que se produzca separación de sus componentes.
Vaciado Proceso de llenado de los moldes o encofrados de los elementos estructurales con concreto en estado fresco.
Viga de corona Elemento confinante horizontal de los muros de mampostería confinada.
Vigas de riostra Vigas empleadas para conectar fundaciones sucesivas entre sí, usualmente fabricadas de concreto reforzado y orientadas según las dos direcciones principales en planta de la edificación.
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Referencias bibliográficas
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Índice de contenido
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado
Presentación
Víctor H. Cano P.
Vivienda de mampostería confinada con elementos de concreto armado Sistema de mampostería confinada y de pórticos de concreto Sistema de mampostería confinada con acero
1. LA MAMPOSTERÍA CONFINADA
p. 3
p. 5 p. 6 p. 7
p. 8 Componentes de una vivienda con estructura de mampostería confinada p. 10 Materiales usados en la construcción de muros de mampostería confinada p. 11 Materiales usados en la construcción de los elementos de confinamiento p. 12 Cómo se debe estructurar una vivienda de mampostería confinada p. 13 Comportamiento de viviendas de mampostería confinada durante terremotos p. 20
2. PROCESO CONSTRUCTIVO DE VIVIENDAS DE MAMPOSTERÍA CONFINADA
Selección del terreno
Limpieza y preparación del terreno Replanteo de la construcción Fundaciones Muros de mampostería confinada Paredes de mampostería Machones y vigas de corona Vaciado del concreto en machones y vigas Losas de entrepiso y techo Techos ligeros Instalaciones Acabados Recomendaciones para el mantenimiento de la estructura
3. CONSTRUYENDO PASO A PASO CON MAMPOSTERÍA CONFINADA Glosario de términos
Referencias bibliográficas
p. 22 p. 22 p. 23 p. 24 p. 25 p. 28 p. 29 p. 31 p. 35 p. 36 p. 40 p. 41 p. 44 p. 45 p. 46 p. 51
p. 56
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