el adobe como material de construccion en viviendas sismoresistentes

el adobe como material de construccion en viviendas sismoresistentesUAC

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO PROGRAMA ACADMICO DEINGENIERA CIVIL

EL ADOBE COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION EN VIVIENDAS SISMORESITENTES

ASIGNATURA: ALBAILERIA ESTRUCTURALDOCENTE: ING. KARIM S. SOVERO ANCHEYTAALUMNOS: NILTON GAMARRA COTOHUANCA EDERSON GALDOS BAUTISTASEMESTRE: 2014-II

CUSCO PERU2014

CONTENIDO

1.OBJETIVO42.GLOSARIO43.CONSIDERACIONES IMPORTANTES ANTES DE INICIAR EL PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA EDIFICACIN53.1.VERIFICAR EL TIPO DE EDIFICACIN A CONSTRUIR SEGN EL MAPA DE ZONIFICACIN SSMICA53.2.ASESORIA TECNICA83.3.DIMENSIONAR LA EDIFICACIN83.4.PREPARAR EL ADOBE93.4.1.FORMAS Y DIMENSIONES RECOMENDADAS:93.4.2.PROCEDIMIENTO103.4.3.SECADO DE ADOBE123.4.4.PRUEBA DE RESISTENCIA DEL ADOBE123.5.PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA EDIFICACIN ANTISSMICA EN ADOBE143.5.1.TRABAJOS PRELIMINARES143.5.2.CONSTRUCCIN DE CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOS153.5.3.CONSTRUCCIN DE MUROS16PREPARACIN DEL BARRO PARA EL ASENTADO163.5.4.CONSTRUCCIN DE LOS ELEMENTOS DE ARRIOSTRE193.5.5.CONSTRUCCIN DEL TECHO213.5.6.REFORZAMIENTO DE EDIFICACIONES CON GEOMALLA234.CONCLUISIONES Y RECOMENDACIONES255.BIBLIOGRAFIA25

INDICE DE TABLASTABLA N 1- ZONAS SISMICAS7TABLA N 2 -TIPOS DE EDIFICACIONES7TABLA N 3 -FACTOR S-TIPOS DE SUELOS8TABLA N 4 -ARRIOSTRES Y REFUERZOS22

INDICE DE IMGENESIMAGEN N 15IMAGEN N 28IMAGEN N 39IMAGEN N 410IMAGEN N 511IMAGEN N 612IMAGEN N 712IMAGEN N 813IMAGEN N 914IMAGEN N 1016IMAGEN N 1117IMAGEN N 1217IMAGEN N 1319IMAGEN N 1419IMAGEN N 1521IMAGEN N 1621IMAGEN N 1723IMAGEN N 1824IMAGEN N 1924

INTRODUCCINEl uso del adobe como material de construccin en el Per, se remonta a la poca prehispnica, muchas de esas edificaciones han perdurado en el tiempo, como en el caso de la Ciudadela de Chan Chan, considerada la ciudad de barro ms grande de Amrica, etc.El adobe es un material de construccin muy comn en el Per y en muchos pases del mundo. Lamentablemente la mayora de estos materiales no estn preparados para resistir un terremoto. Los terremotos destruyen miles de casas de adobes y causan muerte y muchas lesiones a las personas que las habitan.En este sentido estas tragedias pueden ser evitadas construyendo viviendas con un diseo sismoresistente, para la construccin de este tipo de viviendas con estas cualidades, se debe tener criterio y respetar las normas constructivas con este tipo de material; en nuestro caso la norma E-080 del Reglamento Nacional de Edificaciones; utilizar algunos tipos de refuerzos como las mallas eletrosoldadas o geomallas tambin ayudan a la edificacin a tener un comportamiento sismoresistente.Sin embargo, actualmente en muchos casos no se respeta un adecuado proceso constructivo, o se ha prescindido de la asistencia tcnica calificada, generando riesgos y accidentes en la seguridad y salud de las personas.

EL ADOBE COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION EN VIVIENDAS SISMORESITENTES1. OBJETIVO El objetivo general es el describir los procedimientos y criterios mnimos para construir una edificacin sismoresistente de adobe, basndose en lineamientos de la Norma E.080 Adobe del Reglamento Nacional de Edificaciones.2. GLOSARIOADOBE.- Se define el adobe como un bloque macizo de tierra sin cocer, el cual puede contener paja u otro material que mejore su estabilidad frente aagentes externos.[footnoteRef:1] Cuando al adobe se incorporan otros materiales (asfalto, cemento, cal, etc.) con el fin de mejorar sus condiciones de resistencia a la compresin y estabilidad ante la presencia de humedad, se le denomina Adobe Estabilizado. [1: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

MORTERO.- Material de unin de los adobes. Puede ser barro con paja o con arena,o barro con otros componentes como asfalto, cemento, cal, yeso,bosta, etc.[footnoteRef:2] [2: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

MORTERO TIPO I.- Mortero de suelo y algn aglomerante como cemento, cal o asfalto. Deber utilizarse la cantidad de agua que permita una adecuada trabajabilidad. Las proporciones dependen de las caractersticas granulomtricas de los agregados y de las caractersticas especficas de otros componentes que puedan emplearse. FUENTE: http://marzua.blogspot.com/2013/05/adobe.html

MORTERO TIPO II.- La composicin del mortero debe cumplir los mismos lineamientos que las unidades de adobe y de ninguna manera tendr una calidad menor que las mismas.Deber emplearse la cantidad de agua que sea necesaria para una mezcla trabajable. Las juntas horizontales y verticales no debern exceder de 2 cm y debern ser llenadas completamente.

ARRIOSTRE.- Elemento que impide el libre desplazamiento del borde del muro. El arriostre puede ser vertical u horizontal.[footnoteRef:3] [3: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

ESBELTEZ.- Relacin entre la altura libre del muro y su espesor.[footnoteRef:4] [4: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

VIGAS COLLAR O SOLERAS.- Son elementos de uso obligatorio que generalmente conectan a los pisos y techos con los muros. Adecuadamente rigidizados en su plano, actan como elemento de arriostre horizontal.[footnoteRef:5] [5: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

3. CONSIDERACIONES IMPORTANTES ANTES DE INICIAR EL PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA EDIFICACIN3.1. VERIFICAR EL TIPO DE EDIFICACIN A CONSTRUIR SEGN EL MAPA DE ZONIFICACIN SSMICA Para las zonas ssmicas 1 y 2 las construcciones de adobe se limitaran a dos pisos. Para la zona ssmica 3 las construcciones de adobe se limitaran a un solo piso. En las zonas ssmicas donde se acepten hasta dos niveles, por encima del primer piso de adobe, podrn tenerse estructuras livianas tales como quincha o similares.

COMPORTAMIENTO SISMICO DE LAS CONSTRUCCIONES DE ADOBELas fallas de las estructuras de adobe no reforzadas, debido a sismos son frgiles. Usualmente la poca resistencia a la traccin de la albailera produce la falla de amarre de los muros en las esquinas, empezando por la parte superior.Si se controla la falla en las esquinas, entonces el muro podr soportar fuerzas horizontales en su plano, las que pueden producir el segundo tipo de fallas que es por fuerza cortante, en este caso la grietas inclinadas de traccin diagonal.

La fuerza ssmica horizontal en la base para las edificaciones de adobe se determina con la siguiente expresin:[footnoteRef:6] [6: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

H = S.U.C.PDnde:S = factor de sueloU = factor de usoC = Coeficiente ssmicoP = Peso total de la edificacin, incluyendo carga muerta y 50% de la carga vivaTABLA N 1 ZONAS SISMICAS

FUENTE: Reglamento Nacional De Edificaciones

TABLA N 2 TIPOS DE EDIFICACIONES

TABLA N 3

FUENTE: Reglamento Nacional De Edificaciones

TABLA N 3 FACTOR S-TIPOS DE SUELOS

FUENTE: Reglamento Nacional De Edificaciones

FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCSIMAGEN N 2

3.2. UBICACIN DE LA EDIFICACION La ubicacin de la vivienda debe ser un lugar seguro, debiendo considerar los siguientes aspectos: Se recomienda no hacer edificaciones de adobe cercanas a industrias o zonas propensas a producir contaminacin ambiental. No hacer construcciones de adobe en zonas propensas a inundaciones, avalanchas, aluviones o huaycos, ni en suelos con inestabilidad geolgica. No hacer construcciones de adobe en suelos granulares sueltos, en suelos cohesivos blandos, ni arcillas expansivas.FUENTE: Adobe reforzado con geomallas-PUCP

IMAGEN N 3

3.3. DIMENSIONAR LA EDIFICACIN

El proceso de contruccion de la vivienda debe estar a cargo de un profesional especializado(Ingeniero Civil), y sea este el encargado de disear los planos de la edificacin, a fin que sea segura, estableciendo, entre otros, la cantidad de adobes que se requiere elaborar.

La norma E-080 nos recomienda que las construcciones de adobe debern cumplir con las siguientes caractersticas generales de configuracin:

Suficiente longitud de muros en cada direccin, de ser posible todos portantes. La planta debe ser de preferencia simtrica, recomendando la forma cuadrada. Los vanos deben ser pequeos y de preferencia centrados. Dependiendo de la esbeltez de los muros, se definir un sistema de refuerzo que asegure el amarre de las esquinas y encuentros.[footnoteRef:7] [7: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

3.4. PREPARAR EL ADOBESe debe tener mucho cuidado al momento de escoger los materiales para la elaboracion de los adobes.

La Norma E-080 recomienda que la gradacin del suelo debe aproximarse a los siguientes porcentajes: arcilla 10-20%, limo 15-25% y arena 55-70%, no debindose utilizar suelos orgnicos.[footnoteRef:8] [8: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

Tales proporciones pueden ser obtenidas en laboratorio, previo a un muestreo adecuado del material; sin embargo existen metodos sencillos y practicos que se pueden desarrollar en campo, para saber si el material cuenta con la gradacion y caracteristicas adecuadas para la elaboracion del adobe, como por ejemplo la prueba de sedimentacion, de la bolita, del rrollito, etcFUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCSIMAGEN N 4

3.4.1. FORMAS Y DIMENSIONES RECOMENDADAS:

Las formas y dimensiones recomendadas para los adobes, podran ser de forma cuadrada o rectangular. La Norma E-080, menciona ciertos parametros a tomar en cuenta: La relacion entre la longitud y altura del adobe debe ser de orden 4 a 1( L/H = 4/1) La longitud del adobe debe ser aproximadamente el doble de su ancho. La altura minima recomendada debe ser de 8cm.[footnoteRef:9] [9: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

FUENTE: Estudios de vulnerabilidad ssmica, rehabilitacin y refuerzo de casas en adobe y tapia pisada

Algunos ejemplos de dimensiones de unidades de adobe, tomando en cuenta las anteriores consideraciones, tenemos: Adobe de 30cm X 40cm x 8cm Adobe de 40cm X 40cm x 8cm

3.4.2. PROCEDIMIENTO Preparar la adobera. Se recomien- da que la adobera sea de 40 cms x 8 cms. IMAGEN N 5FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

Preparar el barro y dormirlo por 2 das (en promedio). Agregar la paja para que los adobes no se rajen. Llenar la adobera lanzando con fuerza porciones de barro. La adobera debe estar hmeda y rociada de arena fina para que no se peguen los adobes. IMAGEN N 6

FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

El barro debe estar al ras de la adobera, emparejando la superficie usando una regla. . Dejar secar el adobe en las adoberas por un promedio de 24 a 48 horas. FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCSIMAGEN N 7

El terreno para el desmolde debe ser plano y seco. Debe rociarse previamente con una capa de arena.FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

Retirar la adobera, levantando de ambas agarraderas y voltearlo rpidamente, teniendo cuidado que el adobe no se deforme.[footnoteRef:10] [10: Edificaciones ssmicas de adobe(Ministerio de Vivienda Construccin y Saneamiento]

IMAGEN N 8FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

3.4.3. SECADO DE ADOBE

Los adobes se rajan con el sol, por eso se debe hacer un tendal de esteras o ramas para protegerlos por lo menos durante los dos primeros das.

3.4.4. PRUEBA DE RESISTENCIA DEL ADOBE Los adobes no debern tener grietas, ni estar deformados. Un buen adobe apoyado sobre otros dos, debe resistir el peso de una persona por lo menos durante un minuto.IMAGEN N 9

FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

Se debe hacer esta prueba por lo menos cada 50 adobes que se fabriquen.

La norma E-080, menciona que para fines de diseo se considerara los siguientes esfuerzos minimos:- Resistencia a la compresion de la unidad: f0=12kg/cm2- Resitencia a la compresion de la albaileria: fm=0.2fm o 2kg/cm2- Resistencia al corte de la albaileria: Vm=0.4ft o 0.25Kg/cm2[footnoteRef:11] [11: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

3.5. PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA EDIFICACIN ANTISSMICA EN ADOBEEl Reglamento Nacional de Edificaciones(E-80), menciona que el sistema estructural de las construcciones de adobe estara compuesto de : Cimentacion Muros Elementos de arriostre horizontal Elementos de Arriostre vertical Entrepiso y techo Refuerzos[footnoteRef:12] [12: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

Una vez seleccionado un terreno seguro y dimensionado la edificacin (elaboracin de planos), as como contar con la cantidad y calidad necesaria de adobes secos, recin se iniciar el proceso constructivo, que consiste bsicamente de los siguientes pasos:3.5.1. TRABAJOS PRELIMINARES Consiste en operaciones de limpieza del terreno de piedras, materiales orgnicos y basura; para posteriotmente nivelar el terreno.

3.5.2. CONSTRUCCIN DE CIMIENTOS Y SOBRECIMIENTOSLos cimientos son muy importantes debido a que estos recibiran las cargas generales de las la estructura y sobrecargas por uso de la vivienda.Su forma dimensiones y profundidad dependen del de las cargas a la que estara sometida, el tipo de estructura y del tipo de suelo donde se cimentara.El manual de Edificaciones ssmicas de adobe elaborado por el Ministerio de Vivienda Construccin y Saneamiento, propone el siguiente procedemiento constructivo: Los cimientos para los muros debern ser concreto ciclpeo o albailera de piedra. En zonas no lluviosas de comprobada regularidad e imposibilidad de inundacin, se permitir el uso de mortero Tipo II para unir la mampostera de piedra.IMAGEN N 10

FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

El sobrecimiento deber ser de concreto ciclpeo o albailera de piedra asentada con mortero Tipo I, y tendr una altura tal que sobresalga como mnimo 20 cm sobre el nivel del suelo.

Enfocar el sobrecimiento con tablas de 30 cms. de altura como mnimo separadas entre s de acuerdo al ancho del muro, segn el siguiente grfico: [footnoteRef:13] [13: Edificaciones ssmicas de adobe(Ministerio de Vivienda Construccin y Saneamiento]

FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCSIMAGEN N 11

Asi mismo el sobrecimiento puede ser utilizado para la colocacion de las intalaciones de agua; otra de las funciones del sobrecimiento es proteger de la humedad las partes bajas del muro.

3.5.3. CONSTRUCCIN DE MUROSLos muros deben ser en PREPARACIN DEL BARRO PARA EL ASENTADO

Se debe verificar la mezcla ms adecuada de tierra y paja para fabricar el mortero de la unin, realizando la siguiente prueba:FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

IMAGEN N 12

Se recomienda que el muro tenga como mnimo 40 cms. de espesor. La longitud mxima del muro entre arriostre verticales ser 12 veces el espesor del muro. Se recomienda una altura de muro entre 2.40 a 3m. Las unidades de adobe debern estar secas antes de su utilizacin y se dispondr en hiladas sucesivas considerando traslape tal como se muestra en los siguientes grficos.FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

TIPOS DE AMARRE EN ENCUENTROS DE MURO DE ADOBE CON O SINREFUERZOIMAGEN N 13FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

Para el momento del asentado los adobes se deben humedecer. Deben disponerse a plomo y cordel y la mezcla (mortero) debe tener un espesor de 2.5 cms aproximadamente.IMAGEN N 14FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

Se recomienda que haya un vano por cada muro arriostrado. En general los vanos debern estar preferentemente centrados. El borde vertical no arriostrado de puertas y ventanas deber ser considerado como borde libre. Muchos vanos en un solo muro pueden debilitar la edificacin. El ancho mximo de puertas y ventanas (vanos) ser de 1/3 de la longitud del muro y la distancia entre el borde libre al arriostre vertical ms prximo no ser menor de 3 ni mayor de 5 veces el espesor del muro. Se excepta la condicin de 3 veces el espesor del muro en el caso que el muro est arriostrado al extremo.

3.5.4. CONSTRUCCIN DE LOS ELEMENTOS DE ARRIOSTRE Para que un muro se considere arriostrado deber existir suficiente adherencia o anclaje entre ste y sus elementos de arriostre, para garantizar una adecuada transferencia de esfuerzos. Los elementos de arriostre sern verticales y horizontales. Los arriostres verticales sern muros transversales o con- trafuertes especialmente di- seados. Tendrn una adecua- da resistencia y estabilidad para transmitir fuerzas cor- tantes a la cimentacin. Para que un muro o contra- fuertes se considere como arriostre vertical tendr una longitud en la base mayor o igual que 3 veces el espesor del muro que se desee arriostrar. Pueden usarse como elementos de arriostre vertical, en lugar de los muros transversales o de los contrafuertes de adobe, refuerzos especiales como son las columnas de concreto armado. Los arriostres horizontales son elementos o conjunto de elementos que poseen una rigidez suficiente en el plano horizontal para impedir el libre desplazamiento lateral de los muros. FUENTE: Adobe reforzado con geomallas-PUCP

IMAGEN N 15

Los elementos de arriostre horizontal ms comunes son los denominados viga collar o solera. Estas pueden ser de madera o en casos especiales de concreto madera. La viga collar se coloca a la alt dinteles de puertas y ventanas largo de todos los muros. Para formar la viga collar colocar dos piezas de made rolliza azuelada o labrada, todos los muros de la vivienda. Las piezas de madera azuelad labrada sern de 4" x 4", y se c sobre una capa de barro. Las pie con travesaos de madera c1.20m.IMAGEN N 16FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

La norma E-80, menciona que cuando se requiera mejorar la conexiion en los encuentros de muros o aumentar la ductibilidad de los muros. Dentro de los refuerzos especiales mas usados se tienen :- La caa- La madera o similares- mallas de alambre- Columnas de concreto armadoTABLA N 4 ARRIOSTRES Y REFUERZOSFUENTE: Reglamento Nacional De Edificaciones

En casos especiales la esbeltez podra ser amyor que 9 pero menor que 12, siempre y cuando se repalde con un estudio tecnico que garanticen la estabilidad de la estructura.[footnoteRef:14] [14: Norma E-080(Reglamento Nacional de Edificaciones)]

3.5.5. CONSTRUCCIN DEL TECHOLos techos debern en lo posible ser livianos, distribuyendo su carga en la mayor cantidad de muros, evitando concentraciones de esfuerzos en los muros; adems, debern estar adecuadamente fijados a stos a travs de la viga solera.

Los techos debern ser diseados de tal manera que no produzcan en los muros, empujes laterales que provengan de las cargas gravitacionales.

En general, los techos livianos no contribuyen a la distribucin de fuerzas horizontales entre los muros.FUENTE: Adobe reforzado con geomallas-PUCP

IMAGEN N 17FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCS

En el caso de utilizar tijerales, el sistema estructural del techado deber garantizar la estabilidad lateral de los tijerales.

En los techos de las construcciones se deber considerar las pendientes, las caractersticas de impermeabilidad, aislamiento trmico y longitud de los aleros de acuerdo a las condiciones climticas de cada lugar

3.5.6. REFORZAMIENTO DE EDIFICACIONES CON GEOMALLALa geomalla se podr usar como refuerzo de las edificaciones de adobe, colocndolas en ambas caras de los muros portantes y no portantes, sujeta horizontal y verticalmente con pasadores de rafia o similar, a mximo de separacin 300 mm.Deber abarcar los bordes de los vanos (puertas y ventanas) y estar convenientemente anclada a la cimentacin y a la viga collar.IMAGEN N 18

Deber ser embutida en un tarrajeo de barro.FUENTE: Edificaciones ssmicas de adobe-MVCSIMAGEN N 19

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESFUENTE: Adobe reforzado con geomallas-PUCP

En vista que nuestro pais se encuentra en una zona sismica, y esta propensa a este tipo de fenomenos, es importante tener en cuenta varios aspectos fundamentales en la construccion de viviendas conadobe: en primer lugar la mano de obra calificada, materiales idoneos, lugar donde se construira la vivienda y finalmente tener en cuenta las normas (E-080 y manuales acerca del proceso constructivo de este tipo de construcciones.

Un factor importante al momento de elegir construir una vivienda con adobe, es el FACTOR ECONOMICO, ya que la unidades(los adobes) pueden ser contruidos con material de la zona y en el mismo lugar.

Sin embargo este tipo de construcciones con o sin refuerzo no prestan la misma resistencia a movimientos sismicos que otro tipo de estructuras(aporticado, Dual,etc) , obviamente con un costo mas alto.

Entre una de las principales ventajas de las edificaciones de adobe, a parte del factor economico, es que sirve como un aislante del ruido externo, ademas de conservar una temperatura adecuada en los ambientes de la vivienda.

Por el otro lado, alguna de las desventajas de las edificaciones de adobe es que se reduce el espacio utilizable, primero por que se limita el numero de niveles de la vivienda(maximo dos niveles), y segundo por el espesor considerable de los muros, debido a que estos tienen una funcion estructural.

Es posible mejorar el comportamiento sismico de edificaciones de adobe, utilizando refuerzos en los muros tales como las mallas electrosolodadas y las geomallas, las cuales ayudan a mejorar la poca resistencia a la traccion que posee el adobe.

5. BIBLIOGRAFIA Reglamento Nacional de Edificaciones(E-080).Megabite S.A.C. Grupo Editorial.Tercera Edicion 2010.pags.467-475 Edificaciones antisimicas con Adobe-Manual de Construccion.Pontificia Universidad Catolica del Peru. Ministerio de Vivienda, Construccin y Saneamiento-2010 Manual de Construccion con adobe reforzado con Geomallas.Pontificia Universidad Catolica.Fondo de la Pontificia Universidad Catolica-201028