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8/12/2019 Borrador Tesis Fica (Owner)
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZN
EVALUACIN SSMICA DE VIVIENDASAUTOCONSTRUIDAS EN LA CIUDAD DE
CAYHUAYNAHUNUCO
TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIEROCIVIL
TESISTAOwner Habacuc Salvador Salazar
ASESOR
Ing. Moiss Torres Ramrez
HUNUCO PER
NOVIEMBRE 2013
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL
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EVALUACIN SSMICA DE VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS EN LA CIUDAD DE CAYHUAYNA HUNUCO.
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZ NB/Ing. Civil Owner Habacuc Salvador Salazar
E.A.P. Ingeniera Civil
1
A Dios:
Por darme una vida maravillosa al lado de mis seres queridos, y ser gua en mi vida .
A mis queridos padres Felipe Salvador Arostegui y Fortunata Salazar Sumarn:
Por todo su incansable e inacabable apoyo en todo tiempo, y sus eternas enseanzas para afrontar
la vida.
A mis queridos hermanos: Olindo, Admer, Naun, Abel, Handel, Daynis, Oswaldo y Caleb:
Por bridarme su apoyo, alegras y motivos para seguir adelante
Al Ing. Moiss Torres, al Ing. Wilson Arquiigo, al Ing. Jorge Zevallos, al Ing. Antonio Dominguez, al
Bach. Edwin Mendoza, al Bach. Lenin Lorenzo:
Quienescon su direccin y apoyo incondicional hicieron posible la culminacin de este trabajo.
A los docentes de la Facultad de Ingeniera Civil, personal tcnico de laboratorio, colegas y amigos:
Quienesestuvieron pendientes del avance del trabajo y con su motivacin y apoyo hicieron posible
mantenerme firme hasta culminar este trabajo.
Own er Salvador
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CONTENIDO
Resumen 6
Listas de Informacin7
Introduccin13
CAPTULO 1: ANTEPROYECTO...14
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.15
1.1.1. Antecedentes y Fundamentos del Problema.15
1.1.2. Formulacin del Problema...16
1.1.3. Objetivos...17
1.1.4. Justificacin e importancia.17
1.1.5. Limitaciones y Alcances..18
1.2. MARCO TERICO.18
1.2.1. Revisin de Estudios Realizados..18
1.2.2. Marco Situacional..19
1.2.3. Definiciones de Trminos Bsicos...20
1.3. HIPTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES
OPERACIONALES.. ...21
1.3.1. Hiptesis...21
1.3.2. Sistema de Variables, dimensiones e indicadores...21
1.3.3. Definicin Operacional de Variables, Dimensiones e Indicadores..22
1.4. MARCO METODOLGICO..23
1.4.1. Tipo y Nivel de Investigacin..23
1.4.2. Diseo de la Investigacin...24
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1.5. MATRIZ DE CONSISTENCIA...........25
1.6. UNIVERSO/POBLACIN Y MUESTRA.26
1.7. TCNICAS DE RECOLECCIN Y TRATAMIENTO DE DATOS......27
1.7.1. Fuentes, Tcnicas e Instrumentos de Recoleccin de Datos27
1.7.2. Procesamiento y Presentacin de Datos......28
1.8. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES..28
CAPTULO 2: MARCO INSTITUCIONAL E HISTRICO..29
2.1. A Nivel Internacional.,.32
2.2. A Nivel Nacional39
CAPTULO 3: GENERALIDADES.42
3.1. Ubicacin............43
3.2. Geomorfologa....44
3.3. Geologa..44
3.4. Tipologa estructural de Las Viviendas Estudiadas....47
3.5. Caractersticas Estructurales de las Viviendas Estudiadas.48
CAPTULO 4: CARACTERSTICAS GEOMTRICAS Y MECNICAS DE LA
ALBAILERA UTILIZADA EN LA CONSTRUCCIN DE LAS VIVIENDAS
ESTUDIADAS ...55
4.1. Control de Materiales Utilizados..56
4.1.1. Unidades de Albailera..................56
4.1.2. Cemento...65
4.1.3. Agregados...66
4.1.4. Agua...67
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4
4.1.5. Mortero..67
4.1.6. Concreto70
4.1.7. Acero de Refuerzo..73
4.2. Prismas de Albailera.73
4.2.1. Pilas......74
4.3. Evaluacin de Resultados. .84
CAPTULO 5: ANLISIS SSMICO DE UNA VIVIENDA AUTOCONSTRUIDA
REPRESENTATIVA. ...86
5.1. Caractersticas de la Estructura88
5.2. Referencias Normativas..90
5.3. Propiedades de los Materiales..90
5.4. Cargas..92
5.4.1. Cargas Verticales...92
5.4.2. Cargas Laterales....93
5.4.3. Factor de Zona. ...93
5.4.4. Factor de Suelo...94
5.4.5. Factor de Uso..96
5.4.6. Factor de Ampliacin Ssmica...98
5.4.7. Factor de Reduccin Ssmica....98
5.4.8. Espectro Elstico...99
5.5. Consideraciones de Masa..... ...105
5.6. Modelo Matemtico....105
5.7. Anlisis Modal.109
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5.8. Verificacin de Distorsiones o Derivas....111
5.9. Configuracin Estructural....115
5.9.1. Irregularidad en la Altura...115
5.9.2. Irregularidad en Planta117
5.10. Anlisis Esttico119
5.11. Verificacin de Elementos Estructurales...123
5.11.1. Respuestas del Anlisis Estructural del Prtico ms Crtico...125
5.11.2. Verificacin de Columnas..................127
5.11.3. Verificacin de Vigas...129
5.11.4. Verificacin de Muros de Albailera Confinada..129
5.11.5. Verificacin de elementos de confinamiento....139
CAPTULO 6: CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LINEAS DEINVESTIGACIN..142
6.1. Conclusiones...143
6.2. Recomendaciones.............147
6.3. Lneas Futuras de Investigacin.148
CAPTULO 7: BIBLIOGRAFA.....149
7.1. Bibliografa Fsica...150
7.2. Bibliografa Electrnica.151
CAPTULO 8: ANEXOS..152
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RESUMEN
La investigacin muestra el problema real que sucede en nuestro pas, ha sido un
trabajo in situ y que como aporte da a conocer los principales parmetros que
definen la vulnerabilidad local de las estructuras autoconstruidas que pueden afectar
daos actuales o futuros, que se ocasionan en viviendas ya sea por
desconocimiento de materiales, procesos constructivos o uso inadecuado de los
mismos y que si se trabaja conjuntamente con las municipalidades u organismos
Estatales podramos resolver tremendos problemas con soluciones adecuadas y
prcticas para el poblador. El tema es muy interesante ya que se abarca un punto
crtico real en de las construcciones de viviendas en nuestra ciudad, as como en
otras ciudades de Latinoamrica.
El trabajo tiene como objetivo principal estudiar el comportamiento estructural de las
viviendas autoconstruidas en la ciudad de Cayhuayna que dicho sea de paso es uno
de los conos de la ciudad donde el comportamiento de explosin demogrfica es
alta. El desarrollo de este estudio consiste en modelar una vivienda tpica auto-
construida y realizar una evaluacin estructural sometida ante fuerzas laterales
provocadas por sismos moderados. Dicho modelo es elaborado en base a
caractersticas geomtricas tpicas que han sido levantadas in-situ en las
inmediaciones de la ciudad de Cayhuayna, las caractersticas fsico-mecnico de los
materiales de autoconstruccin son calculadas en el laboratorio de estructuras de la
facultad de Ingeniera Civil, adems de ser comparadas con los admisibles
propuestos en la norma RNE E-060 y la norma RNE E-070, principalmente el mdulo
de elasticidad de la albailera usada en dichas viviendas, los parmetros ssmicos
que se usa en esta investigacin son las que propone el RNE E-030.
Dicho anlisis evidencio ciertas deficiencias, tanto en la configuracin estructural,
como en la resistencia de los materiales que tpicamente conforman el muro de
albailera confinada.
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LISTAS DE INFORMACIN
LISTA DE IMGENES
Numero Titulo Pagina
1 Localizacin de viviendas al frontis de la Universidad NacionalHermilio Valdizn.
43
2 Relieve del terreno donde se ubican las viviendas estudiadas. 44
3 Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto 46
4 Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto 46
5 Planta de vivienda autoconstruida 49
6 Planta de vivienda autoconstruida 50
7 Pila de albailera Tpica 74
8 Pila Tpica con LVDT 79
9 Mapa de ubicacin de las exploraciones de suelos. 96
10 Estructuracin del nivel 1 en planta 98
11 Relacin Fuerza Ssmicadistorsin o deriva de laedificacin
101
12 Casos de carga de sismopara verificacin de Distorsiones 103
13 Casos de carga de sismo reducidos. 103
14 S1S2 Componentes espectrales en la direccin de ejesprincipales y ejes de la estructura X-Y
104
15 Vista en planta de Arquitectura de nivel 1 106
16 Vista en planta de Arquitectura de NIVEL 2 y 3 106
17 Nivel 1 - Modelo 107
18 Nivel 2Modelo 107
19 Vista Posterior del Modelo 3d 10820 Vista Frontal del Modelo 3d 108
21 Forma de Modo nmero 1 110
22 Forma de Modo numero 2 111
23 Movimiento X-X debido a cargas de sismo en elevacin yplanta
114
24 Movimiento Y-Y debido a cargas de sismo en elevacin yplanta
114
25 Espectros de Sismo para verificacin de la edificacin 118
26 Casos de sismo escalado 122
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27 Carga Axial - Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I 125
28 Momentos flectores - Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I 126
29 Fuerza Cortante - Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I126
30 Columna Tpica: 25x25 - 45/8: 127
31 Verificacin Ratios de interaccin P-MM en columnas Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I
127
32 Aceros de refuerzo en vigas Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I 129
33 Pier Labels de muros de albailera confinada analizados 130
34 Momento flector Me por accin de SISMO MODERADO -MURO X5
134
35 Fuerza Cortante Ve por accin de SISMO MODERADO -
MURO X5
134
36 Fuerza Axial por sobrecarga reducida Pg por accin deSISMO MODERADO - MURO X5
135
38 Etiquetas de columnas de confinamiento 141
39 Disposicin de muros 141
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LISTA DE CUADROS
Numero Titulo Pagina
1 Columna Cronoestratigrfica 45
2 Factor de uso 97
LISTA DE INFOGRAFAS
Numero Titulo Pagina
1 Cuntas familias no cuentan con un techo para vivir o
habitan en viviendas de mala calidad?
34
2 Ubicacin de proyecto en mapa de zonificacin ssmica 93
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LISTA DE TABLAS
Numero Titulo Pagina
1 Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera(Ladrillo pandereta)
59
2 Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera(Ladrillo macizo artesanal
60
3 Medicin del Alabeo (Ladrillo pandereta) 62
4 Medicin del Alabeo (Ladrillo macizo artesanal) 62
5 Mediciones y Resultados de ensayo de Compresin (ladrillopandereta)
64
6 Mediciones y Resultados de ensayo de Compresin (ladrillopandereta)
64
7 Clase de Unidad de Albailera para fines estructuralesNorma E.070 65
8 Mediciones y Resultados de ensayo de Compresin(Probetas de mortero)
69
9 Resultados de Ensayo a Compresin fc = 175 Kg/cm2 71
10 Factores de Correccin de fm por esbeltez, Norma E.070 77
11 Resultados de los Ensayos de Compresin Axial en Pilas deladrillos pandereta
78
12 Resultados de los Ensayos de Compresin Axial en Pilas deladrillos macizo artesanal
78
13 Clculo del Mdulo de Elasticidad en Pilas 8214 Clculo del Mdulo de Elasticidad en Pilas 83
15 Resistencias Caractersticas de la Albailera segn la NormaE.070
84
16 Clculo de la resistencia de diseo al corte 85
17 Factores de Zona 94
18 Factor de suelo 94
19 Participaciones de Masa de acuerdo al Mtodo deEigenvalores
109
20 Periodos Fundamentales obtenidos del anlisis modal segnel mtodo de eigenvalores.
110
21 Distorsiones Elsticas No lineales 112
22 reas de secciones de elementos que soportan cargaslateralespiso 1- 3
115
23 Verificacin de Irregularidad de Masa 116
24 Desplazamientos relativos de entrepiso respecto al permitido 117
25 Valores del cortante dinmico 119
26 Peso de la edificacin en Kg 120
27 Densidad de Muros 131
28 Verificacin de muros por carga axial direccin XX 13229 Verificacin de muros por carga axial direccin YY 133
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30 Verificacin y Control de Fisuras por accin de SISMOMODERADO
135
31 Verificacin y Control de Fisuras por accin de SISMOSEVERO (Vu < Vm)
137
32 Fuerzas de Inercia ante el Sismo Moderado y Severo 139
33 Verificacin de la resistencia al corte del edificio en ladireccin XX
139
34 Verificacin de la resistencia al corte del edificio en ladireccin YY
140
35 Verificacin de elementos de confinamiento 142
LISTA DE GRFICOS
Numero Titulo Pagina
1 Cantidad de edificios segn el nmero de pisos 47
2 Tipos de ladrillos usados en tabiques 51
3 Dimensiones de vigas 53
4 Dimensiones de Columnetas 53
5 Cantidad de varillas en la columna 53
6 Opinin del propietario si cree que su vivienda est preparadapara soportar sismo
54
7 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N1 80
8 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N2 80
9 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N3 81
10 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N4 81
11 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N 2 82
12 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N 3 83
13 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N 4 83
14 Espectro elstico de aceleraciones 100
15 Variacin de distorsiones por niveles caso SXDRIFT 113
16 Variacin de distorsiones por niveles caso SYDRIFT 113
17 Variacin del cortante dinmico por niveles, segn los casos
de sismo en XX y YY.
120
18 Diagrama de Interaccin de Columna 128
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LISTA DE FOTOGRAFAS
Numero Titulo Pagina
1 Vivienda en construccin por las inmediaciones de la vacolectora en Cayhuayna
30
2 Muros del primer nivel a base de ladrillos macizo artesanal. 51
3 Muros del segundo nivel de una vivienda en proceso deconstruccin a base de ladrillos pandereta.
51
4 Muros tabique integrado al sistema estructural 52
5 Ladrillo Pandereta Acanalado 57
6 Ladrillo Macizo Artesanal 57
7 Ensayo de Alabeo 618 Ensayo de compresin de ladrillo pandereta 63
9 Ensayo de compresin de ladrillo pandereta 63
10 Arena de rio y arena amarilla 66
11 Elaboracin de Mortero 68
12 Probeta de mortero con capping, listo para ensayar 68
13 Ensayo de compresin 69
14 Elaboracin de probetas de concreto in-situ. 7215 Ensayo de compresin de probetas de concreto 72
16 Pila instalada para ensayo, derecha: Pila de ladrillopandereta, izquierda: Pila de ladrillo macizo artesanal.
75
17 Falla tpica de pilas de ladrillo pandereta. 76
18 Falla tpica de pilas de ladrillo macizo artesanal. 76
19 Excavacin para cimientos de una vivienda ubicada enCayhuaynitaAv. Universitaria (M1).
95
20 Excavacin para cimientos de una vivienda ubicada en Urb.
Las FloresCayhuaynita. (M2)
95
21 Excavacin para cimientos de una vivienda ubicada en unpunto de la UNHEVAL. (M3).
96
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INTRODUCCIN
Por su localizacin geogrfica muchos lugares de nuestro pas estn expuestos a
peligros naturales como huaycos, inundaciones o terremotos. Para tomar decisiones
sobre dnde y cmo construir viviendas seguras es importante conocer los efectos
de estos fenmenos naturales.
Particularmente el Per es un pas ubicado dentro de una zona ssmicamente activa,
donde las estructuras deben construirse siguiendo los criterios del diseo sismo
resistente aceptando que durante su vida til la estructura experimentar al menos
un terremoto de gran intensidad y varios terremotos de moderada intensidad.
Consecuentemente, el propsito de este documento es describir caractersticas
fundamentales de la tipologa estructural, caractersticas estructurales repetitivas,
caractersticas geomtricas y mecnicas de la albailera utilizada en la construccin
de las viviendas autoconstruidas en la ciudad de Cayhuayna. Finalizar la
investigacin desarrollando el anlisis ssmico de una vivienda autoconstruida, dicha
evaluacin estructural tiene como base la Norma de Diseo Sismo resistente
vigente.
Debo mencionar que la filosofa de la Norma establece como principio para el
diseo, que algunos de los elementos del sistema estructural puedan experimentar
comportamiento en el rango Inelstico, soportando grandes deformaciones que
disipen la energa inducida por el terremoto. Como producto de este fenmeno se
espera, para el caso de sismos moderados, que se presenten daos en los
elementos no estructurales (tabiquera, y otros) y que puedan repararse. De otro
lado se acepta, en caso de sismos severos que se presenten daos estructurales
pero no el colapso de la estructura.
El modelo estructural se plantea segn referencias normativas, nacionales y
extranjeras. El anlisis se realizar a la estructura tridimensional, el cual es
representada por un modelo matemtico en el programa de computo ETABS V9.0.4
usando la tcnica de modelaje, de elementos finitos, donde los muros y sus
confinamientos se modelan con elementos tipo Shell y las vigas columnas quequedan fuera de los muros como elementos tipo barra frame.
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CAPITULO 1
ANTEPROYECTO
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1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIN DEL PROBLEMA
1.1.1.1. ANTECEDENTES
Las viviendas autoconstruidas (sin asistencia de un profesional) presentan
problemas comunes tales como: problemas de cimentacin, inadecuado uso
de los materiales de construccin, procedimientos constructivos inadecuados
y la inaccesibilidad a las viviendas (Muiz H.Ever, 2009)
El sistema estructural que ms se utiliza en el Per y Sudamrica para laconstruccin de viviendas en zonas urbanas es la denominada albailera de
ladrillos de arcilla. Ms del 43% de las viviendas son construidas con este
sistema estructural. En el sismo de Atico 23/06/2001 (Arequipa, Per) muchas
viviendas de albailera sufrieron dao. La principal fuente de este dao es la
no existencia de un control de calidad adecuado durante la etapa constructiva
y una deficiente configuracin estructural. (CISMID/FIC/UNI,
CONSTRUYENDO EDIFICACIONES DE ALBAILERIA CONTECNOLOGIAS APROPIADAS, Marzo del 2004).
El gran reto de las viviendas de autoconstruccin, que responden a las
caractersticas del modelo arquitectnico de un lugar, consiste en superar los
problemas estructurales generados, tanto por la construccin de muros de
albailera tubular en el primer piso, como por insuficiente rigidez que proveen
muros internos de corta longitud.(Sirumbal L., Julio 2009)
Los ensayos de laboratorio son muy importantes para determinar el
comportamiento estructural de un material poco investigado como el ladrillo,
Es recomendable la realizacin de ensayos de muros de albailera a escala
natural, sujetos a cargas cclicas laterales. Esto verificara las frmulas dadas
en la NTE E.070 (Ref.1) tambin son vlidas para este tipo de albailera.
(Sirumbal L., Julio 2009)
La mayor variacin de dimensiones y el mayor alabeo de las unidades,conducen a un mayor grosor de las juntas de mortero (por encima del valor
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nominal de 10 mm), lo que trae por consecuencia, una reduccin significativa
de la resistencia a compresin y a fuerza cortante en la albailera (San
Bartolom A.SENCICO, Comentarios a la norma E.070).
Actualmente, la arquitectura moderna, las razones econmicas y la mejor
calidad de los materiales de construccin, conllevan a proyectar edificios de
albailera donde se aprovecha en mejor forma las dimensiones de los
ambientes, colocando la mnima densidad posible de muros y por supuesto, el
refuerzo adecuado; de manera que los muros de estas edificaciones puedan
soportar sismos moderados sin ningn dao estructural y sismos severos con
daos estructurales que sean reparables, evitando a toda costa el colapso y,por ende, salvando lo primordial: las vidas humanas. (San Bartolom A.,
Construcciones de Albailera Comportamiento Ssmico y Diseo
Estructural, 1994).
1.1.1.2. FUNDAMENTACIN DEL PROBLEMA
La demanda de vivienda en la ciudad de Cayhuayna as como en otras
ciudades del Per es alta, las familias que se asientan son generalmente deotras provincias del departamento y departamentos vecinos, con un modo de
vivencia particular. Estos habitantes no son insertados en un plan de
desarrollo, ya que el distrito no cuenta con un plan director.
Este problema y la realidad econmica de los pobladores hacen que un gran
nmero de familias con limitados recursos econmicos, opten por la
autoconstruccin, como nico medio factible para la construccin de sus
viviendas. Este hecho, que parece ser comn y cotidiano, se convierte en un
gran problema cuando los terremotos y otros fenmenos naturales, debido a
las deficiencias constructivas y estructurales, dejen a miles de familias sin
hogar, adems de cobrar tantas vidas humanas.
1.1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA
1.1.2.1 FORMULACIN DEL PROBLEMA GENERAL
Cul es el comportamiento estructural de las viviendas autoconstruidas, ante
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17
solicitaciones por cargas laterales y de gravedad en la ciudad de Cayhuayna -
Hunuco?
1.1.3. OBJETIVOS
1.1.3.1. OBJETIVO GENERAL
Estudiar el comportamiento estructural, tales como resistencia lateral, y
rigidez de las viviendas tpicas autoconstruidas en la ciudad de Cayhuayna
Hunuco.
1.1.3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS
1. Determinar las caractersticas principales y las deficiencias de las
viviendas autoconstruidas.
2. Estudiar y determinar en laboratorio las caractersticas mecnicas de las
unidades de albailera, calidad del mortero, y pila de albailera simple,
usadas en las viviendas autoconstruidas.
3. Realizar el anlisis ssmico en el estado elstico con un programa de
cmputo, de un modelo tpico de vivienda autoconstruida y realizar un
anlisis comparativo en base a lo estipulado en la Norma Tcnica
Peruana E.070 de Albailera y E.030 de Diseo Sismorresistente.
1.1.4. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA
La ciudad de Cayhuayna ubicado dentro de la regin central de nuestro pas que
se encuentra en una zona de actividad ssmica intermedia (zona 2, segn la NTE
E.030), existiendo gran cantidad de edificaciones de albailera de hasta 5 pisos,
lo que hace que stas sean vulnerables a los efectos de los sismos. As mismo,
existe la necesidad de conocer las propiedades fsicas y mecnicas del material
que es utilizado cada vez en mayor proporcin en las viviendas, con la finalidad
de conocer su comportamiento estructural y dejar lneas de investigacin sobre
el planteamiento de soluciones ms acertadas.
Es importante, necesario y urgente; el diagnstico, anlisis y planteamiento de la
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solucin del problema de las viviendas autoconstruidas, dichos tema es amplio.
Por ello los profesionales de hoy tenemos la tarea de cooperar en esta rea de
investigacin.
1.1.5. LIMITACIONES Y ALCANCES
El estudio est limitado a las viviendas autoconstruidas de la ciudad de
Cayhuayna - Hunuco, cuya albailera es construida con las diferentes
unidades de arcilla que existen en el mercado.
Otro de los lmites del trabajo es que no se podr determinar el
comportamiento real de las estructuras a estudiar, ya que no contamos
con equipos para realizar ensayos de carga lateral cclica.
El alcance de este trabajo abarca en primer lugar procurar la investigacin en
nuestra escuela tanto de estudiantes y docentes, con estas acciones dar
alcances a la comunidad de ingeniera y a la sociedad sobre las diferentes
problemticas sobre la autoconstruccin que existen en nuestra ciudad y regin,
de esta manera pretender elevar la calidad de vida de los habitantes. Adems es
necesario que los equipos que contamos en el laboratorio sean ya usados por
tesistas e investigadores de nuestra facultad.
1.2. MARCO TERICO
1.2.1. Revisin de estudios realizados
Segn la Asociacin Internacional para la Ingeniera Ssmica (IAEE), la
autoconstruccin se puede definir como aquellas edificaciones construidas en
varios pases, de manera informal, utilizando procedimientos tradicionales, con
poca o nula intervencin en el diseo de arquitectos e ingenieros calificados.
(SIRUMBAL L., 2009)
El dficit de viviendas en el Per es principalmente de orden cualitativo, presenta
malas condiciones de habitabilidad, de precariedad habitacional, de localizacin
de la vivienda (en lugares inadecuados y riesgosos). Como se explica, ello sedebe tanto a la situacin de pobreza en las que vive una buena parte de la
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poblacin, que no le permite acceder al mercado formal, como tambin a
polticas pblicas inadecuadas que no han tomado en cuenta esta situacin. A
tal punto que podemos afirmar que actualmente los programas de viviendas no
se interesan por el mantenimiento ni mejoramiento del parque habitacional sino
por edificar viviendas nuevas con intermediacin financiera de la banca
comercial. (Artculo/El Problema de la Vivienda en el Per, Retos y
Perspectivas/Jess Quispe Romero, 2009)
La mayora de las edificaciones en el Per no son ingenieriles, y
desgraciadamente tiene una vulnerabilidad muy alta, sobre todo aquellos hechos
de adobe. Si bien ha habido grandes desarrollos en la ingenierasismorresistente en los ltimos aos, el riesgo tambin ha aumentado por la
concentracin de construcciones y su valor. Los sismos ocurridos en los ltimos
15 aos han demostrado que los criterios que han orientado el diseo
sismorresistente no han reducido o controlado el riesgo ssmico y se han
experimentado prdidas muy importantes en sismos de moderada intensidad.
(Piqu del Pozo, J. Diseo Ssmico por Comportamiento Esperado).
El sismo del 15-08-2007, calificado desde el punto de vista estructural por el
autor como leve para Lima y Moderado para Pisco o Chincha, puso al
desnudo una serie de errores que se cometen en las edificaciones de albailera,
principalmente por el aspecto informal con que se construyen estos sistemas,
pese a la existencia de normas nacionales de construccin y diseo estructural.
(San Bartolom A. Defectos que Incidieron en el Comportamiento de las
Construcciones de Albailera en el Sismo de Pisco del 15-08-2007).
1.2.2. Marco Situacional
En nuestromedio la mayora de construcciones son dirigidas por Maestros de
Obra, albailes y propietarios (autoconstruccin), quienes en muchos casos no
tienen una concepcin bsica acertada, o la tienen tcnicamente equivocada,
sobre el desarrollo y alcance de los procesos constructivos, por no haber
recibido capacitacin tcnica alguna, basndose slo en su experiencia
personal. La supervisin calificada por parte de un Ingeniero es importante para
obtener resultados seguros y satisfactorios, resolviendo algunos problemas y
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dificultades que se presenten durante la ejecucin de las obras. Los materiales
utilizados en las construcciones, en su mayora, no cumplen con los
requerimientos tcnicos bsicos para obtener estructuras adecuadas que
brinden seguridad, tal es el caso de los ladrillos artesanales que presentan
resquebrajaduras, estando a la vez mal cocidos y con sus dimensiones
variables; los agregados utilizados son trados de los cerros cercanos y muchos
de ellos se encuentran con limos y materiales orgnicos y son mezclados
durante la elaboracin del concreto.
1.2.3. Definicin de Trminos Bsicos
Autoconstruccin
Aquellas edificaciones construidas, de manera informal, utilizando
procedimientos tradicionales, con poca o nula intervencin en el diseo de
arquitectos e ingenieros calificados.
Vivienda tpica
Son viviendas construidas en un determinado espacio geogrfico con
caractersticas similares o iguales; tales como la cimentacin, materiales de
construccin, procedimiento constructivo, distribucin arquitectnica, detalles
estructurales y entre otros factores.
Anlisis Ssmico
Permite determinar que fuerzas representan la accin ssmica sobre el edificio y
qu elementos mecnicos (fuerzas normales y cortantes y momentos
flexionantes) producen dichas fuerzas en cada miembro estructural. Para este
fin, los reglamentos aceptan que las estructuras tienen comportamiento elstico
lineal y que podr aplicarse el mtodo dinmico modal de anlisis ssmico, que
requiere el clculo de periodos y modos de vibrar.
Vulnerabilidad Ssmica
A partir de experiencias de terremotos pasados se ha observado que ciertosedificios, dentro de la misma tipologa estructural, experimentan un dao ms
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severo que otros, a pesar de estar ubicados en la misma zona. Al grado de dao
que sufre una estructura, ocasionado por un sismo de determinadas
caractersticas, se le denomina vulnerabilidad. Por ello, a los edificios se les
puede clasificar en ms vulnerables o menos vulnerables frente a un mismo
evento ssmico.
La vulnerabilidad frente a un sismo de determinadas caractersticas es una
propiedad intrnseca de cada estructura y, por tanto, independiente de la
peligrosidad del emplazamiento. Esto quiere decir que una estructura puede ser
vulnerable pero no estar en riesgo si no se encuentra en un sitio con una cierta
peligrosidad ssmica.
Albailera Confinada
Albailera reforzada con elementos de concreto armado en todo su permetro,
vaciado posteriormente a la construccin de la albailera. La cimentacin de
concreto se considerar como confinamiento horizontal para los muros del
primer nivel.
1.3. HIPTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES
OPERACIONALES.
1.3.1. HIPTESIS
Las viviendas autoconstruidas de la ciudad de Cayhuayna Hunuco, no
aseguran un adecuado comportamiento estructural frente a solicitaciones de
cargas laterales y de gravedad.
1.3.2. SISTEMA DE VARIABLESDIMENSIONES E INDICADORES
VARIABLES INDEPENDIENTES:
Unidad de vivienda autoconstruida de albailera confinada construida
con unidades tubulares (hueca y poco maciza) y slidos artesanales en
la ciudad de Cayhuayna - Hunuco.
Parmetros de sitio (Segn Norma Peruana de Diseo
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Sismorresistente E.030).
Propiedades fsico - mecnicas de unidades de albailera tubular
(hueca y poco maciza) y slidos artesanales, mortero, pilas de
albailera simple.
VARIABLES DEPENDIENTES:
Comportamiento estructural de la unidad de vivienda autoconstruida.
1.3.3. DEFINICIN OPERACIONAL DE VARIABLES, DIMENSIONES E
INDICADORES
TIPO DE VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES
VARIABLE
INDEPENDIENTE
VARIABLE
DEPENDIENTE
Unidad de vivienda
tpica autoconstruida
de albailera
confinada construida
con unidades
tubulares (hueca y
poco maciza) en
Cayhuayna.
Parmetros de sitio
(Segn Norma
Peruana de Diseo
Sismorresistente
E.030) Propiedades fsico -
mecnicas de
unidades de
albailera tubular
(hueca y poco
maciza) y slidos
artesanales,
mortero, pilas de
albailera simple.
Comportamiento
estructural de la
unidad de vivienda
autoconstruida.
Desplazamientos
laterales.
Espesor Efectivo (t).
Esfuerzo Axial
mximo (m)
Aplastamiento
Densidad Mnima de
Muros.
Resistencia al corte
de los muros de
albailera (Vm).
Verificacin de la
Resistencia al Corte
del Edificio.
Permisible.
No permisible.
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1.4. MARCO METODOLGICO
1.4.1. TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIN
1.4.1.1. TIPO DE INVESTIGACIN
El enfoque de la investigacin a desarrollar es del tipo
Cuantitativo y Cualitativo.
1.4.1.2. NIVEL DE INVESTIGACIN
Tipo Cuantitativa:
El estudio se har a nivel DescriptivoExperimental - Analtico.
Descriptiva. Comprende el proceso de identificacin, descripcin,
caracterizacin de las viviendas autoconstruidas tpicas.
Experimental. Para determinar las caractersticas mecnicas de
las unidades de albailera, calidad del mortero y albailera simple
se realizar ensayos en el laboratorio de la FICA.
Analtico. Los diferentes tpicos sern analizados ampliamente
mediante sus correspondientes variables los mismos que nos
permitirn llegar a conclusiones valiosas para contrastar la
hiptesis de trabajo.
Tipo Cualitativa:
En todo el estudio se describir todo el procedimiento de muestreo,
anlisis y evaluacin estructural de la vivienda tpica autoconstruida.
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1.4.2. DISEO DE LA INVESTIGACIN
1.4.2.1. ESQUEMA DE LA INVESTIGACIN
1. Investigacin bibliogrfica sobre viviendas autoconstruidas.
2. Identificacin de las viviendas autoconstruidas de albailera confinada
en las diferentes partes de la ciudad de Cayhuayna, para determinar
las caractersticas estructurales y arquitectnicas ms representativas.
3. Visita a varias obras en procesos de autoconstruccin para observar
diferentes caractersticas tales como: Distribucin interna de muros,nmero y tamao de varillas que usan en las vigas y columnas,
dimensiones de vigas y columnas, tipo de ladrillos a usar (macizo,
tubular, industrial, artesanal, etc.), existencia o ausencia de muros que
realmente funcionen como tabiques (aislados del marco de
confinamiento, segn el procedimiento constructivo), caractersticas de
los alfizares y dinteles, densidad de muros en ambas direcciones, etc.
4. Realizar ensayos en el laboratorio de la FICA para determinar las
caractersticas fsico-mecnicos de las unidades de albailera, el
mortero y pila de albailera simple.
5. Realizar el anlisis estructural ssmico en el estado elstico, de un
modelo de vivienda tpica autoconstruida en un programa de cmputo
basado en elementos finitos (ETABS V 9.0.4).
6. Conclusiones y recomendaciones.
7. Elaboracin del informe final.
1.4.2.2. METODOLOGA
Para el desarrollo del presente tema de Tesis, se seguir paso a paso los 7
tems descritos anteriormente. Los tiempos de ejecucin de cada uno estn
descritos en el cronograma de acciones.
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1.5. MATRIZ DE CONSISTENCIA
PROBLEMA OBJETIVOS HIP TESIS VARIABLES/ INDICADOR METODOLOG AGeneral
Cul es elcomportamientoestructural de lasviviendasautoconstruidas,
antesolicitaciones porcargas laterales yde gravedad enHunuco?
General
Estudiar el comportamiento estructural,tales como resistencia lateral y rigidezde las viviendas autoconstruidas enCayhuayna, cuyo anlisis estructural sedesarrolla en funcin a las propiedades
mecnicas de la albailera simple.
Especficos
1. Determinar las caractersticasprincipales y las deficiencias de lasviviendas autoconstruidas.
2. Estudiar y determinar en laboratoriolas caractersticas mecnicas de lasunidades de albailera, calidad delmortero, y murete de albailerasimple, usadas en las viviendasautoconstruidas.
3. Realizar el anlisis ssmico en elestado elstico con un programa decmputo, de un modelo tpico devivienda autoconstruida y realizarun anlisis comparativo en base alo estipulado en la Norma TcnicaPeruana E.070 de Albailera yE.030 de Diseo Sismorresistente.
General
Las viviendas autoconstruidas de laciudad de Cayhuayna Hunuco, noaseguran un adecuadocomportamiento estructural frente asolicitaciones de cargas laterales y de
gravedad.
Variable Independiente
Unidad de vivienda tpica autoconstruida dealbailera confinada construida con unidadestubulares (hueca y poco maciza) enCayhuayna.
Parmetros de sitio (Segn Norma Peruana
de Diseo Sismorresistente E.030) Propiedades fsico - mecnicas de unidadesde albailera tubular (hueca y poco maciza) yslidos artesanales, mortero, pilas dealbailera simple.
Variable Dependiente
Comportamiento estructural de la unidad devivienda autoconstruida.
Indicadores
X1: Desplazamientos laterales.X2: Espesor Efectivo (t).X3: Esfuerzo Axial mximo (m)X4: AplastamientoX5: Densidad Mnima de Muros.X6: Resistencia al corte de los muros de
albailera (Vm).X7: Verificacin de la Resistencia al Corte del
Edificio.
Tipo de Investigacin:
Cuantitativa y Cualitativa.
Nivel de Investigacin:
Experimental, Descriptiva, Aplicativa,
Analtica.
Mtodo:
Recoleccin de informacin:Fuente: Primaria y secundaria.Tcnica: Laboratorio y modelamiento.
Procesamiento de la Informacin:Categorizacin de Variables.Software: ETABS, S10, Excel.Corrida del modeloEstimacin de Variables
Nivel de Contraste de Hiptesis:
H0: i= 0: (nula)Todos los coeficientes de las variables X inoson significativos, es decir las variablesindependientes no influyen sobre la variabledependiente.H1: i 0: (alternativa)Al menos un coeficiente de las variables X ison significativos por lo tanto las variables
independientes s influyen en la variabledependiente.
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1.6. UNIVERSO/POBLACIN Y MUESTRA
1.6.1. DETERMINACIN DEL UNIVERSO/POBLACIN
El universo estar dado por viviendas autoconstruidas tpicas de la ciudad de
Cayhuayna, cuyos muros son construidos a base de unidades de albailera
hueca y poco masiva con orificios longitudinales paralelos a la cara de asiento.
1.6.2. MUESTRA
Muestreo para la elaborar el modelo estructural representativo.
Salidas al campo a diferentes zonas de la ciudad de Cayhuayna para
registrar la mayor cantidad y variedad de caractersticas de las
edificaciones en cuestin. De los cuales se estudiarn quince viviendas
para uniformizar las dimensiones arquitectnicas, materiales de
construccin, detalles de cimentacin y estructuracin. Adems se
estudiarn cinco viviendas en proceso de construccin para observar
otras caractersticas.
Muestreo para la determinacin de las caractersticas fsico mecnico
de las unidades de albailera, pila de albailera simple y calidad del
mortero.
Para el ensayo de Variabilidad de Dimensiones.
Estar constituida por ladrillos secos enteros. Obtenidos segn la norma
ITINTEC 331.019 Elementos de arcilla cocida. Ladrillos de arcilla usados enalbailera. Muestreo y Recepcin.
Para el ensayo de Alabeo.
Estar constituida por ladrillos secos enteros obtenidos segn la Norma
ITINTEC 331.019 Elementos de arcilla cocida.Ladrillos de arcilla usados en
albailera. Muestreo y Recepcin. Pueden usarse los mismos ladrillos usados
en la determinacin de dimensiones.
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Para el Ensayo de compresin de la unidad (fb=fcb).
Constituido por medios ladrillos secos obtenidos por corte perpendicular al
largo del espcimen basado en las especificaciones de la norma ITINTEC
331.018 y 331.019. Donde se recomienda ensayar 5 especmenes por lote.
Para el ensayo del mortero (Ensayo de comprensin de cubosRc).
Moldear seis cubos de 50mm para determinar la resistencia a la comprensin
de una muestra de cada tanda del mortero empleado para construir las pilas de
albailera simple; y se ensayarn tres a 14 das y los tres siguientes a 28 das.
Todos los procedimientos segn la norma ASTM C-119.
Ensayo de pilas.
Tiene tres objetivos: en el rango elstico determinar el mdulo de elasticidad
(Em); en la rotura determinar la resistencia (fm) y la forma de falla. Se harn
por lo menos cinco pilas iguales, construidos utilizando en todos la misma
unidad de albailera, mortero y mano de obra.
1.7. TCNICAS DE RECOLECCIN Y TRATAMIENTO DE DATOS
1.7.1. FUENTES, TCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE
DATOS
Fuentes Primarias: Datos recopilados de las salidas al campo a diferentes
zonas de la ciudad de Cayhuayna que permitirn registrar la mayor
cantidad y variedad de caractersticas externas de las edificaciones, y los
datos determinados en el laboratorio de la FICA.
Fuentes Secundarias: libros, revistas, manuales, tesis, normas, material
electrnico.
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1.7.2. PROCESAMIENTO Y PRESENTACIN DE DATOS
Los datos obtenidos se procesarn de las siguientes maneras:
Ensayos en laboratorios sobre caractersticas mecnicas de las
unidades de albailera, calidad del mortero, y pila de albailera simple
Procesamiento de datos con herramientas digitales como el word, excel,
etc.
Modelar en software de estructuras ETABS v 7.0.4.
Los resultados se plasmarn en fichas tcnicas de laboratorios y memoria
descriptiva de evaluacin estructural.
1.8. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES
1.8.1. POTENCIAL HUMANO
Ing. Moiss Torres Ramrez. Docente de la facultad de Ingeniera Civil
y Arquitectura de la UNHEVAL.
Bach. Owner H. Salvador Salazar.
1.8.2. RECURSOS MATERIALES
Entre ellos contamos con material Bibliogrfico e Internet. Para su
procesamiento en gabinete, contamos con laptops, impresoras, papel y tiles
de escritorio. Y los diferentes ensayos necesarios se van a desarrollar en el
laboratorio de ensayo de materiales de la FICA.
1.8.3. RECURSOS FINANCIEROS
Los gastos ocasionados por la investigacin estarn a cargo del Tesista y con
apoyo de la FICA para los ensayos de laboratorio.
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CAPITULO 2
MARCO INSTITUCIONAL E HISTRICO
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Con la palabra auto-construccin en el campo de la arquitectura se indican las
estrategias dirigidas a sustituir con operadores aficionados las empresas
artesanales o industriales que, en una estructura productiva desarrollada, se
ocupan normalmente de realizar los edificios para futuros usuarios.
Las motivaciones en la adopcin de sistemas que se pueden auto-construir
dependen a veces de la mayor o menor pobreza, que no deja alternativas, y
otras veces de la curiosidad que pone en discusin los lugares comunes.
Hasta pocos aos atrs con autoconstruccin se entenda un proceso
constructivo mediante el cual, una familia y aunque ya sea sola o en
coordinacin con sus vecinos se abocan a construir su propia vivienda,
avanzando en la medida en que van progresivamente disponiendo de recursos.
Ahora se prefiere hacer una distincin. Cuando son los futuros usuarios los que
realizan su propia casa, la motivacin ms frecuente es la falta de dinero; y
cuando son los proyectistas, los investigadores o los estudiantes los que
materializan sus propias ideas, participando directamente en la construccin, la
inquietud central es generalmente la experimentacin de mtodos e
instrumentos innovadores.
Fotografa N 1: Vivienda en construccin por las inmediaciones de
la va colectora en Cayhuayna
Desde tiempos remotos, los habitantes de los pueblos o barrios de la periferia
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metropolitana trabajan en la construccin de sus propias viviendas. Otras
veces, son las colectividades marginadas las que se ocupan de construir
edificios para intereses comunes. El trabajo no retribuido est claramente
motivado por la escasez de recursos financieros, y corresponde a un limitado
nivel de especializacin y organizacin en la estructura productiva local. En
este primer caso la tecnologa es en general derivada, sin mucha atencin, del
contexto histrico y geogrfico donde se construye.
Puesto que las tradiciones estn muy radicadas en los lugares, el uso de las
tecnologas tradicionales est considerado como una forma de defensa de los
caracteres distintivos de una cultura. Pero las mayoras de las veces losconstructores diletantes reproducen una mala copia de las tecnologas
pensadas y funcionales al mercado de los ricos. Es suficiente pensar en las
ilimitadas periferias metropolitanas de los pases en vas de desarrollo, donde
barracas auto-construidas se amontonan en barrios con graves carencias
estructurales. En el mismo tiempo, este tipo de auto-construccin popular y
espontnea genera rpidas respuestas a las necesidades de personas
indigentes. El anlisis puntual de estas viviendas pone en evidencia lascontradicciones econmicas y ambientales que las caracterizan: lminas
metlicas ardientes bajo el sol tropical, estructuras portantes construidas
despus de las paredes, etc.
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2.1. A NIVEL INTERNACIONAL
2.1.1. ESTUDIO DEL BID: AMRICA LATINA Y EL CARIBE ENCARAN
CRECIENTE DFICIT DE VIVIENDA
Para aumentar la oferta de viviendas adecuadas y asequibles, pases deben
mejorar normativa de tenencia de tierra, ampliar medios de financiamiento y
movilizar recursos privados
Amrica Latina y el Caribe encaran un considerable y creciente dficit
habitacional que slo se podr atender si sus gobiernos promueven una mayor
inversin por parte del sector privado para aumentar la oferta de viviendas
adecuadas y asequibles, segn un nuevo estudio del Banco Interamericano de
Desarrollo (BID).
En la actualidad, una de cada tres familias de Amrica Latina y el Caribe un
total de 59 millones de personas habita en una vivienda inadecuada o
construida con materiales precarios o carentes de servicios bsicos. Casi dos
millones de las tres millones de familias que se forman cada ao en ciudades
latinoamericanas se ven obligadas a instalarse en viviendas informales, como
en las zonas marginales, a causa de una oferta insuficiente de viviendas
adecuadas y asequibles, segn el estudio Un espacio para el desarrollo: los
mercados de la vivienda en Amrica Latina y el Caribe.
2.1.1.1. VIVIENDA PROPIA: SLO UN SUEO PARA MILLONES DE
LATINOAMERICANOS
La ms reciente edicin de la principal publicacin acadmica del BID,
Desarrollo en las Amricas, estudia en profundidad los mercados de
vivienda de 18 pases y analiza la normativa legal y las polticas de vivienda
de la regin. El estudio muestra que en Amrica Latina y el Caribe hay una
mayor incidencia de zonas marginales que en otros pases con niveles de
ingresos comparables, evidencia de que los mercados de vivienda locales
no estn cubriendo la demanda de vivienda formal, especialmente para la
poblacin de bajos ingresos.
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Nuestra regin debe abordar las causas y no slo los sntomas del
problema habitacional, asegurando que el mercado de vivienda funcione
bien y ofrezca soluciones adecuadas y asequibles, con ttulo de propiedad y
acceso a servicios bsicos, para que la gente no tenga que vivir en zonas
marginales o en otros tipos de vivienda informal, coment Csar Bouillon,
coordinador del estudio. Una solucin sustentable y de largo plazo requiere
la movilizacin de recursos del sector privado para aumentar la oferta de
viviendas. Los gobiernos sencillamente no disponen de los medios para
hacerlo por su cuenta.
El estudio calcula que para que Amrica Latina y el Caribe pueda reducir el
actual dficit habitacional exclusivamente con viviendas construidas por los
gobiernos en el marco de programas de desarrollo urbano, se debera ms
que septuplicar la inversin en programas de vivienda pblica, implicando un
gasto de US$ 310.000 millones, o 7,8 por ciento del producto bruto de la
regin.
Claramente los recursos pblicos son insuficientes y la inversin privada es
crucial para poder cerrar la brecha, segn el estudio. Para poder captar
inversiones del sector privado y ampliar la oferta de viviendas asequibles y
mejorar las ya construidas, los gobiernos de la regin deben generar
incentivos para el uso mixto de la tierra, mejorar las normativa de registro de
propiedades, aumentar el financiamiento hipotecario y explorar opciones
como el alquiler y tcnicas ms modernas y eficientes de construccin de
viviendas.
2.1.1.2. DFICIT DE VIVIENDA POR PAS
La regin sufre tanto de una escasez de viviendas como de problemas de
calidad, que comprenden desde la falta de ttulos de propiedad a paredes
hechas de materiales de desecho como el cartn, pisos de tierra y la
ausencia de acceso a redes de agua potable y saneamiento. Datos de 18
pases de la regin indican que ms de dos tercios de las familias de
Nicaragua, Bolivia, Per y Guatemala habitan en viviendas deficientes. En
trminos absolutos, Brasil y Mxico son los pases con el mayor dficit devivienda.
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Infografa N 1:Cuntas familias no cuentan con un techo para vivir o
habitan en viviendas de mala calidad?
Fuente:BID 2012, Un experto para el desarrollo
A pesar del progreso registrado en los ltimos aos, la falta de acceso a
servicios de infraestructura bsica sigue aquejando a muchas familias de la
regin, 21 por ciento de las cuales carecen de electricidad e instalaciones
sanitarias. Doce por ciento de las viviendas son de materiales de
construccin inadecuados, mientras que 6 por ciento tienen piso de tierra o
condiciones de hacinamiento, que suelen ser nocivos para la salud.Alrededor de 11 por ciento de las familias carecen de un ttulo de propiedad
libre de defectos sobre la vivienda que habitan.
No existe una solucin nica para eliminar la brecha de vivienda en la
regin. Se deben ofrecer ms y mejores opciones a las familias mediante
polticas: alquilar o comprar, mudarse o quedarse, endeudarse o no,
comprar o construir, seala Bouillon. Un amplio men de opciones puede
contribuir en gran medida a mejorar las vidas de millones de personas y
contribuir al desarrollo econmico y social de nuestra regin.
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2.1.2. RESISTENCIA SSMICA EN EDIFICACIONES DE
AUTOCONSTRUCCINTIPOS DE DAOS Y PLANEACIN
2.1.2.1. REFERENCIA:
Guidelines for Earthquake Resistant Non-engineered Construction. IAEE
(International Association for Earthquake Engineering - Japan) and NICEE
(National Information Center of Earthquake Engineering - India). 2004.
Estas guas tienen el propsito de contribuir a mejorar la resistencia ssmica
de construcciones sin respaldo ingenieril, especialmente en viviendas.
Comienza con los conceptos bsicos sobre el desempeo de viviendasbajo sismos de alta intensidad, as como de su sensibilidad segn la
geometra y propiedades mecnicas del sistema que se afecta. Con esta
base, se formulan reglas simplificadas de planeamiento, diseo y
procedimientos constructivos prcticos, destinados a prevenir colapsos y a
controlar los niveles de daos producidos por excitaciones ssmicas.
Principios y soluciones dirigidas a diferentes tipos de sistemas
estructurales, propios de vivienda de bajo costo en diferentes regiones ypases del mundo. Aqu se presenta slo hasta el planeamiento.
Las guas alcanzan a construcciones diseadas y levantadas sin asistencia
de ingenieros (denominadas non-engineered buildings en ingls), tambin
llamadas de autoconstruccin debido a su ejecucin espontnea e informal,
siguiendo formas tradicionales, y conformando as barrios completos con
caractersticas similares. Los materiales comunes son: albailera de
piedra, ladrillos, adobe, madera, o combinacin de estos. Segn expresa el
documento, no incluye a los casos de albailera reforzada, concreto
armado, marcos de acero, y edificios altos que siguen varios sistemas
estructurales.
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2.1.2.2. EL PROBLEMA Y ALCANCES SEGN LA IAEE
Se expresa en la constatacin, segn sismos pasados, de los daos de alta
intensidad que sufren las construcciones (especialmente viviendas) con los
materiales y condiciones ya citados. Situacin que se asocia a varios
factores, como: desinters frente al tema ssmico por desconocimiento o
insuficiente valoracin de los daos que ocasiona, falta de recursos
financieros frente a otras prioridades, escasez local de materiales
apropiados de construccin, y desconocimiento de diseo ssmico y
tcnicas de construccin correspondientes.
No se pone en tela de juicio los esfuerzos que deben hacerse para
garantizar la seguridad ssmica de edificios de concurrencia masiva, o
necesarios frente a emergencias. En los otros casos especialmente en
viviendas, las soluciones (ojal de bajo costo) se orientan a: no sufrir
colapsos parciales o totales, no sufrir daos irreparables, o poder repararlos
rpidamente.
2.1.2.3. EFECTOS DE UN SISMO: MOVIMIENTO DEL SUELO, FALLADEL TERRENO, TSUNAMIS Y FUEGO
Movimientodel suelo
Las vibraciones que transmite el terreno a la construccin, se expresa a
travs de aceleraciones, velocidades y desplazamientos. La daar, a
menos que haya sido diseada y ejecutada para resistirlos. Felizmente,
diferentes experiencias han mostrado prcticas prudentes para mantenersegura la edificacin durante un sismo.
Falla delterreno
Se muestran a travs de zonas de falla, deslizamiento de laderas,
asentamientos, y licuacin de arenas. Los desplazamientos a lo largo de
una falla pueden ser horizontales, verticales o ambos, y pueden coincidir
con la localizacin de alguna infraestructura. Los deslizamientos puedendestruir los edificios. Los asentamientos, los daan. En arenas saturadas
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de baja densidad de tamao uniforme, es posible la ocurrencia de su
licuacin, siendo importantes en presas, puentes u otras edificaciones.
Tsunamis
Se trata de ondas ssmicas producidas por el movimiento del piso del
ocano. Al acercarse al litoral, la velocidad disminuye pero aumenta el
tamao de las olas a 5, 8 o ms metros, pudiendo devastar las zonas
costeras.
Fuego
Cuando se produce a consecuencia del movimiento ssmico, puede tener
resultados funestos, pues tambin afecta los suministros de agua y los
accesos.
2.1.2.4. OTROS FACTORES QUE INFLUENCIAN LOS DAOS
Configuracin del edificio
La regularidad y simetra en la forma de un edificio, son elementos
favorables para su comportamiento ante sismos. Edificaciones en forma de
L o de U, o con aleros, tienden a la torsin con el movimiento, aumentando
los daos.
Tamao de aberturas
Los muros se debilitan cuando tienen aberturas facilitando los daos ante
sismos. Para las que fuese necesario tener, se tomarn las provisiones
para asegurar la integridad estructural.
Distribucin de la rigidez
Hay que buscar de distribuir en forma uniforme la rigidez de la edificacin.
Los cambios en pisos sucesivos, incrementan la posibilidad de dao. Las
columnas o muros de corte debieran continuar desde la cimentacin hasta
el techo sin interrupciones o cambios de material.
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Ductilidad
Refleja la capacidad del edificio a flexionarse, balancearse o deformarse en
grandes cantidades sin colapsar. Lo opuesto a la ductilidad es la fragilidad,
la cual se introduce por el uso de materiales frgiles o por un diseo
incorrecto. Los materiales frgiles se rompen durante la carga. Es el caso
del ladrillo, el adobe y los bloques de concreto. La introduccin de acero de
refuerzo le proporciona ductilidad a los materiales frgiles. El propio
concreto incrementa su ductilidad con el acero y la densidad de las varillas.
Cimentacin
Muchas fallas, como inclinacin, agrietamiento y otras, puede deberse a un
diseo inadecuado de la cimentacin, y provocadas por licuacin del suelo
y asentamientos diferenciales.
Los partidos por la cimentacin indican que algunos son ms susceptibles
al dao que otros. Zapatas aisladas con diferentes tipos de suelos, podrn
originar asentamientos diferenciales. Igualmente con diferentes tipos de
zapatas. O el caso de zapatas poco profundas, que pueden resultar
fcilmente deterioradas por condiciones ambientales adversas.
Calidad en la construccin
Se refiere propiamente a limitaciones de los factores causales de la
produccin, como materiales deficientes, escasa habilidad de los
trabajadores para determinada tarea, o mtodos inadecuados. Todo ello
puede conducir a fallas bajo sismos.
2.1.3. PRINCIPALES ENSEANZAS PLANTEADAS POR LA IAEE
Las estructuras frgiles corren el riesgo de colapsar sbitamente. Por
ello se prefieren resistentes, capaces de deflectarse o deformarse
ampliamente.
Los elementos resistentes, como los muros de corte o los arriostres,
deben estar presente a travs de la edificacin, en ambas direcciones,
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arriba y abajo.
Los muros y techos deben estar fijados en conjunto como una unidad
integrada, para que durante un sismo transfieran fuerzas a travs de
las conexiones y prevenir su separacin.
La edificacin debe estar bien conectada a una buena cimentacin en
el terreno. Deben evitarse los suelos hmedos y blandos, y
preferentemente la cimentacin debe estar integrada entre si y fijada al
muro.
Debe cuidarse que todos los materiales sean de buena calidad,
protegindolos de efectos adversos del medio ambiente, y cuidar que
no pierda su resistencia.
La albailera y el adobe no reforzado, no tienen una resistencia
2.2. A NIVEL NACIONAL
2.2.1. SENCICO: UN 60% DE VIVIENDAS EN EL PER ESAUTOCONSTRUIDA
El Servicio Nacional de Capacitacin para la Industria de la Construccin
presento datos en el diario Gestin (Mircoles, 07 de agosto del 2013), y afirma
que el 50% de estas construcciones han sido realizadas sin planos y con
maestros de obras que no estn capacitados para esta labor.
El gerente general del Servicio Nacional de Capacitacin para la Industria de laConstruccin (Sencico), Hernando Carpio Montoya manifiesta que la
autoconstruccin informal representa el 60% de las viviendas que hay en el
pas y que equivale a 3.6% del PBI, o US$2,000 millones. Cit como ejemplo el
puerto de Pisco, cuyas viviendas, en un 80%, se derrumbaron por el terremoto
de agosto de 2007. Dichas construcciones de adobe, ladrillo y concreto se
cayeron por temas netamente tcnicos (adems de materiales de baja calidad)
que se pudieron evitar, indic en el Diario Oficial El Peruano.
2.2.2. AUTOCONSTRUCCIN EN DEBATE:
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El Arq. Jos Arizpe, Decano del Cap-Regin Lima, Columnista del Diario la
Republica (14 de Abril del 2013), afirma que Todo est a la deriva El tema
es muy delicado y requiere pronta atencin. No existen estadsticas del
gobierno actual de cuntas viviendas han sido construidas de manera informal.
Se vierten datos de un 70% de informalidad, pero al pretender verificarlos, la
fuente no existe. Se debe realizar un inventario del equipamiento urbano, en
coordinacin con las municipalidades, las empresas que brindan servicios de
agua y desage, electricidad, entre otras. Adems, urge un plan de trabajo; la
anterior gestin municipal, en Lima, no dej nada, la actual solo trabaja
lineamientos en base a investigaciones, pero no hay proyectos en curso; al
parecer, se camina a la deriva. En coordinacin con el Viceministerio de
Vivienda y Urbanismo se impulsar un foro denominado Lima al 2035, a
propsito de los 500 aos de su fundacin, donde se abordarn temas como:
agua, energa y equipamiento urbano. El objetivo es lograr un futuro
organizado y as garantizar la calidad de vida de los ciudadanos.
En el mismo diario y en la misma fecha afirma el Congresista de la Repblica
del Per, Carlos Bruce, que Hay una ley, deben aplicarla. La solucin a laproblemtica de la informalidad en la construccin de viviendas no va por un
tema de agilizar o simplificar las normas para su aprobacin, sino que se debe
enfocar por la fiscalizacin durante el proceso de ejecucin de las obras. Al
parecer, no existe un seguimiento, no se controla, por ejemplo, si se estn
respetando los planos certificados. En la anterior legislatura se trabaj y aprob
una norma en donde se reducan los procedimientos para la autorizacin en la
construccin de obras menores. Basta solo presentar un plano coherente y
visado por los especialistas requeridos, llmese ingenieros, para que la obra
sea aprobada, y tenga la licencia municipal necesaria, pues se determin que
el trmite era lento en ese tramo. En ese sentido, ya no se puede solicitar que
los procedimientos disminuyan, lo que se pide es bsico y necesario para
levantar una construccin. Hace falta mejorar la difusin de la norma
mencionada para poder aplicarla en todo su forma.
2.2.3. ENFOQUE Y ALTERNATIVAS DE SOLUCION AL PROBLEMA DE LAVIVIENDA DE AUTOCONSTRUCCION
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Un trabajo de investigacin desarrollado por el Instituto de Investigacin de
la Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Nacional de Ingeniera,
focalizado en los conos de la Ciudad de Lima y las viviendas autoconstruidas
con adobe en Sicuani Departamento de Cuzco, en Enero del 2011.
Realizaron una estadstica mediante cartillas en diferentes viviendas de los
conos de Lima, con ello trataron de estudiar la importancia del tema y grado de
aceptacin de la poblacin estudiada. La investigacin muestra el problema
real que sucede en nuestro pas, un trabajo in situ y que como aporte da a
conocer soluciones prcticas frente a daos actuales o futuros que se
ocasionan en viviendas ya sea por desconocimiento de materiales, procesosconstructivos o uso inadecuado de los mismos.
Dicho trabajo de investigacin concluye que si se trabaja conjuntamente con
las municipalidades u organismos Estatales se podra resolver tremendos
problemas con soluciones adecuadas y prcticas para el poblador.
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CAPITULO 3
GENERALIDADES
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3.1. UBICACIN
Las viviendas estudiadas se encuentran ubicadas al frontis de la Universidad
Nacional Hermilio Valdizn, tal como muestra la imagen N 1.
Regin Natural : Sierra
Regin Poltica : Hunuco
Provincia : Hunuco
Distrito : Pillcomarca
Localidad : Cayhuayna
Extensin Geogrfica
Longitud Oeste De 761522 a 761432
Latitud Este De 95728 a 95637
Imagen N 1:Localizacin de viviendas al frontis de la Universidad NacionalHermilio Valdizn.
Fuente:Imagen satelital tomado de Google Earth.
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3.2. GEOMORFOLOGA
La unidad geomorfolgica que conforma el rea de estudio es de tipo valle de fondo
amplio, por lo que se ubica sobre amplias terrazas fluvio-aluviales, estas terrazas
estn limitadas a ambos flancos por suaves pendientes. Litolgicamente, este valle
comprende en gran parte a la secuencia metamrfica, y parte a un intrusivo de edad
CretaceoPalegeno. La erosin fluvial-pluvial es agente principal en su modelado,
trayendo consecuentemente una removilizacin y socavamiento permanente del
material a lo largo del rio Huallaga. (INGENMET, Boletn N 75, Geologa del
Cuadrngulo de Hunuco, Hoja: 20-k)
Imagen N2: Relieve del terreno donde se ubican las viviendas estudiadas.
Fuente:Imagen satelital tomado de Google Earth.
3.3. GEOLOGA
La geologa describe a rasgos generales y a nivel macro las caractersticas del
terreno a nivel de suelo y sub-suelo, permite conocer fallas y afloramientos rocosos
presentes, lo cual permite tener una proyeccin del tipo de suelo presente, as
tambin nos da a conocer histricamente como se ha comportado la orognesis en el
lugar y nos permite proyectar un comportamiento de los cambios geolgicos que
podran suscitarse en la zona del proyecto.
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Se ha consultado las cartas del INSTITUTO GEOLOGICO MINERO Y
METALURGICO, especficamente la carta nmero 20Ksegn el ndice de cartas
geolgicas nacionales, en ella se puede encontrar las caractersticas generales de los
suelos y afloramientos geolgicos en la zona del proyecto.
En la carta 20 K se ubica a Cayhuayna dentro de la crono-estratigrafa
CENOZOICO - CUATERNARIO RECIENTE,especficamente en la lito estratigrafa,
Qr-al(depsitos aluviales), se puede afirmar que el 100% del territorio de la zona en
estudio presenta este tipo de afloramiento, esta se puede apreciar en color celeste
claro en la imagen de la carta geolgica.
3.3.1. Depsitos Aluviales (Qr-al)
Consisten acumulaciones fluviales de materiales sueltos o poco consolidadas de
naturaleza heterognea y heteromtrica, que ha sido transportado grandes
distancias por las corrientes. Estn conformados por cantos y gravas redondeadas,
envueltos en una matriz areno-limosa, que se depositaron durante el Holoceno. Es
la unidad sedimentaria de mayor distribucin en el rea de estudio, donde
conforma la extensa planicie que se extiende en la margen izquierda de los ros
Cayrn, Huallaga e Higueras.
Cuadro N 1:Columna Cronoestratigrfica
Fuente: INGENMET, Boletn N 75
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Imagen N 3:Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto
Fuente:Carta Geolgica del Per
Imagen N4:Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto
Fuente: Carta Geolgica del Per
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Imagen N 5:Planta de vivienda autoconstruida
Fuente: Elaboracin propia
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Imagen N 6:Planta de vivienda autoconstruida
Fuente: Elaboracin propia
En ms del 90% de los muros perimetrales del primer piso estn hechos a
base de ladrillos slidos (18 huecos y /o macizos artesanales), los muros de
los dems pisos estn hechos con ladrillos tubulares (Pandereta). Los
ladrillos macizos son elaborados y distribuidos en nuestra ciudad. Ver el
resultado de tabulacin las cartillas de las encuestas en el Grfico N 2.
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En las visitas realizadas a las viviendas en proceso de construccin se ha
observado que no existen muros tabique, porque todos los muros forman
parte de la estructura, estn construidos monolticamente conjuntamente con
las columnas de confinamiento.
Fotografa N 4: Muros tabique integrado al sistema estructural
Existen de 7 a 8 ejes estructurales en la direccin transversal y de 3 a 4 ejes
en la direccin longitudinal.
Los alfeizares estn integrado al sistema estructural. Dicha configuracin es
inadecuado de acuerdo a la norma peruana de albailera E0.70.
El sistema de techos en los entrepisos estn conformados por medio de losas
aligeradas unidireccionales con un peralte de (h=0.20m), cuya direccin es en
el sentido transaversal.
Las vigas en sentido longitudinal son peraltadas cuyas dimensionesrepresentativas son de (25cmx40cm) y en la direccin transversal todas lasvigas son soleras o chatas cuyas dimensiones son de (25cmx20cm). Lacantidad de acero corrugado que colocan como refuerzo en las vigas
peraltadas es tpico, conformado por 41/2.Ver los resultados tabulados delas cartillas de encuestas en el GrficoN 3.
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Grfico N 3: Cantidad de varillas de refuerzo en vigas peraltadas
Las dimensiones en columnas y/o columnetas de confinamiento
predominantes son de: 25cmx25cm o 20cmx30cm. Y la cantidad de
refuerzos colocados en columnas son de 4 a 6 varillas por columna. = ,5/8 o hasta . Ver los resultados tabulados de las cartillas de encuestas en
el Grfico N 4 y en el Grfico N 5.
Grfico N 4: Dimensiones de Columnas
Grfico N 5: Cantidad de varillas en la columna
Los estribos en las columnas con: Av = , s [email protected],4@10, resto a 20cm.
Se ha realizado encuestas a los propietarios de las viviendas, as mismo a los
67%
17%
10%
6%
41/2"61/2"
45/8"
65/8"
53%37%
10%
25x25
20x30
25x40
33%
50%
10%
7%
41/2"
61/2"
45/8"
65/8"
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]8/12/2019 Borrador Tesis Fica (Owner)
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maestros de obra constructores y al respecto de que su vivienda pueda estar
preparado para soportar a los efectos que puede generar un evento ssmico,
la mayora de ellos cree que sus viviendas son altamente resistente a los
sismos.
Grfico N 6: Opinin del propietario si cree que su vivienda est
preparada para soportar sismo
93%
0%
7%Si
No
No sabe no
opina
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Se tomaron muestras de ladrillos (macizos y tubulares) para el ensayo a la
comprensin simple de unidades de albailera y ensayo de pilas; tambin se ha
tomado muestras de agregados (arena gruesa) para la elaboracin de probetas de
mortero (cubos de 5cm de arista) para determinar la resistencia a la comprensin
simple, y varillas de acero, utilizados en la construccin de viviendas estudiadas. Para
evaluar el concreto, se elabor probetas de concreto en obra de acuerdo a la norma
NTP 339.034, que posteriormente fueron ensayados en el laboratorio de la facultad
de Ingeniera Civil de la UNHEVAL. Cabe mencionar que las pilas de albailera
fueron elaboradas por los mismos albailes que participan en la construccin de las
viviendas estudiadas.
4.1. CONTROL DE MATERIALES UTILIZADOS
4.1.1. UNIDADES DE ALBAILERA
4.1.1.1. Caractersticas
Para los propsitos de esta investigacin se utilizaron ladrillos tubulares de
tipo pandereta acanalado (Fotografa N 5) producidos industrialmente por
una fbrica, tambin se han utilizado ladrillos macizo artesanal (Fotografa
N 6) producidos en el medio local, ambos presentan una participacin
significativa en el mercado.
Ladrillos Pandereta Acanalado
Este ladrillo se caracteriza por presentar en su superficie rayas dndole la
forma acanalada que contribuye a la adherencia ladrillo-mortero, razn por
la cual lo usan con frecuencia los albailes.
Especificaciones tcnicas del fabricante:
Tipo: Pandereta Acanalado
Dimensiones: 9.0 x 10.5 x 23 cm
Peso: 1.90 kg
Rendimiento: 36 Unidades x m2
Resistencia: 64.10 kg/cm2
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4.1.1.2. Variacin Dimensional
Se tom como referencia para el ensayo las normas NTP 399.613, NTP
399.604 y la norma ITINTEC 331.019. Esta prueba se realiz sobre una
muestra de 10 unidades de cada tipo. Por otro lado, San Bartolom, Quiun y
Silva, 2011 (libro Diseo y construccin de estructuras sismorresistentes de
albailera), indican: Por cada incremento de 3mm en el espesor de la
juntas horizontales (adicionales al mnimo requerido de 10mm), la
resistencia a compresin de la albailera disminuye un 15%; de acuerdo a
esta afirmacin es necesario realizar este ensayo para determinar el
espesor de la junta de la albailera.
En el ensayo se toman las dimensiones de altura (H), ancho (B) y largo (L)
de la unidad de albailera, realizando cuatro mediciones por cada arista, de
estas mediciones se calcula el promedio, para despus promediar toda la
muestra.
La variabilidad de dimensiones, se determina utilizando las dimensiones
dadas por el fabricante y las dimensiones promedios obtenidas del ensayo,
con la siguiente frmula:
Dnde:
V = Variabilidad Dimensional (%)D = Dimensin de cada arista del espcimen pueden ser L, h o b
(mm)Dp = Dimensin promedio de las cuatro medidas tomadas en una
arista (mm)
De = Dimensin nominal, especificada por el fabricante (mm)Los resultados aparecen en la Tabla 1 y Tabla 2.
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Tabla N 1: Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera (Ladrillo pandereta)
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Tabla N 2: Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera (Ladrillo macizo artesanal)
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4.1.1.3. Alabeo
Se tom como referencia para el ensayo las normas NTP 399.613, y la
norma ITINTEC 331.019. Con este ensayo, hecho sobre una muestra
compuesta por 10 unidades enteras de cada tipo (Fotografa N 7), se
puede medir la concavidad o convexidad que presentan las unidades de
albailera. Un gran alabeo puede afectar el espesor de la junta entre
unidades; asimismo, puede disminuir la adherencia ladrillo-mortero por la
existencia de vacos en las zonas que presenten alabeo y, como
consecuencia, puede ocasionar fallas de traccin por flexin en la unidad.
Este ensayo se realiza colocando la superficie de asiento de la unidad sobre
una mesa plana. Se mide el alabeo en las dos caras de asiento con una
regla metlica y una cua graduada al milmetro, conectando los extremos
diagonalmente opuestos de la unidad, tal como se muestra en la Fotografa
N 7.
Fotografa N 7: Ensayo de Alabeo
Si el alabeo es cncavo, se introduce la cua en la zona donde se
presente la mayor deflexin; mientras que para el caso de alabeo
convexo, se acomoda la regla metlica hasta que los valores de alabeo
registrados con la cua en los dos extremos fueran iguales.
Los resultados se promediaron y se expresaron en milmetros, tal como
se muestran en la tabla 3 y tabla 4.
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