REparación y Reforzamiento de Edificaciones de Adobe2

1

ReseReseñña hista históóricarica

La primera unidad de albaLa primera unidad de albaññilerileríía artificial (masa a artificial (masa amorfa de barro desecado al sol) se utilizamorfa de barro desecado al sol) se utilizóó en en JericJericóó, 7350 a, 7350 añños a.C.os a.C.

Unidad de Albañilería de Barro secada al sol (Gallegos, 1978)

Ruinas de Jericó (Imagen de internet

2


El molde, para fabricar adobe, fue creado en El molde, para fabricar adobe, fue creado en Sumeria, 4000 aSumeria, 4000 añños a.C.os a.C.

Ruinas de templo Nanna – Sumeria, 2100 a.c (Encarta)


El ladrillo cerEl ladrillo ceráámico (adobe mico (adobe coccionadococcionado en en horno) se crehorno) se creóó en la ciudad de en la ciudad de UrUr, 3000 a, 3000 añños os a.C.a.C.

Ruinas de Ur-Nammu (Pág. web: www.baulink.hu/.../ mezopotamia)

3

Torre de BabelTorre de Babel

““EtemenankiEtemenanki””, , ziguratzigurat de 8 pisos de 8 pisos construido en construido en UrUr

Babilonia, 600 a.C.Babilonia, 600 a.C.

4

PartenPartenóón, n, Grecia,Grecia,

440 a.C.440 a.C.

5

6

SIENDO EL ADOBE UN SIENDO EL ADOBE UN MATERIAL ANTIGUO MATERIAL ANTIGUO

¿¿PORQUPORQUÉÉ TENEMOS QUE TENEMOS QUE SEGUIR INVESTIGSEGUIR INVESTIGÁÁNDOLO?NDOLO?

MARCO TEMARCO TEÓÓRICORICOEl adobe es un material de construcciEl adobe es un material de construccióón de bajo costo y n de bajo costo y de fde fáácil accesibilidad que es elaborado por comunidades cil accesibilidad que es elaborado por comunidades locales. locales.

Las estructuras de adobe son generalmente Las estructuras de adobe son generalmente autoconstruautoconstruíídasdas, porque la t, porque la téécnica constructiva cnica constructiva tradicional es simple y no requiere consumo adicional tradicional es simple y no requiere consumo adicional de energde energíía. a.

Profesionales calificados (ingenieros y arquitectos) Profesionales calificados (ingenieros y arquitectos) generalmente no estgeneralmente no estáán involucrados con este tipo de n involucrados con este tipo de construcciconstruccióón y de alln y de allíí la designacila designacióón de n de ““construcciconstruccióón n no no ingenierilingenieril””. (M, . (M, BlondetBlondet, 2003), 2003)

7

Uso del Adobe Uso del Adobe

En el mundoEn el mundo

El adobe es uno de los materiales de construcciEl adobe es uno de los materiales de construccióón mn máás s antiguos y de uso mantiguos y de uso máás difundido. .s difundido. .El uso de adobe es muy comEl uso de adobe es muy comúún en algunas de las n en algunas de las regiones mregiones máás propensas a desastres del mundo, s propensas a desastres del mundo, tradicionalmente a lo largo de Amtradicionalmente a lo largo de Améérica Latina, rica Latina, ÁÁfrica, el frica, el subcontinentesubcontinente de India y otras partes de Asia, el de India y otras partes de Asia, el Oriente Medio y el Sur de Europa. (M, Oriente Medio y el Sur de Europa. (M, BlondetBlondet, 2003), 2003)

DistribuciDistribucióón Mundial de Riesgo Sn Mundial de Riesgo Síísmico Moderado y Alto (De smico Moderado y Alto (De SensiSensi, 2003), 2003)

8

Huaraz, PerHuaraz, Perúú,1970,1970

Las edificaciones de tierra son muy vulnerables a los sismos.

LA VIVIENDA EN EL PERÚ

9



10

TIPO DE VIVIENDA EN EL SECTOR RURAL

71%

5%

9%

7% 4% 0% 3%

1%

Adobe o tapia

Estera

Ladrillo o bloque decemento Madera

Otro material

Piedra con barro

Piedra o sillar

Quincha (caña conbarro)

Inei: Información Socio Demográfica - 2005


TIPO DE VIVIENDA EN EL SECTOR URBANO

22%

65%

1%

0%1% 2%3%6%

Adobe o tapia

Estera


Otro material

Piedra con barro

Piedra o sillar




11


TIPO DE VIVIENDA

40%

42%1%

2% 1% 3%4%

7%

Adobe o tapia

Estera


Otro material

Piedra con barro

Piedra o sillar



Materiales de construcciMateriales de construccióón por regiones.n por regiones.


12

Incidencia de Pobreza por Incidencia de Pobreza por ÁÁmbito Geogrmbito Geográáficofico

0

10

20

30

40

50

60

70

LimaMetropolitana

Selv a Rural Selv a Urbana Sierra Rural Sierra Urbana Costa Rural Costa Urbana

Pobreza Extrema Pobreza Total

Fuente: Fuente: INEIINEI, , CAPECOCAPECO


Deficit de viviendas

0 200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000 1,200,000

1991

1993

1995

1997

1999

Serie1 774,612804,145833,678863,211892,744922,277951,810981,3431,010,8

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

13

Alto

Medio Alto

Medio

Medio Bajo

Bajo

Fuente: INEI

Nivel socio económico de los hogares peruanos

> $ 4000> $ 1000

$ 400 ~ $ 1000

< $ 400< $ 100

8%

10%

17%63%

2%

Programa de vivienda (Bolivia)Programa de vivienda (Bolivia)

14

MATERIALES USADOS EN LAS VIVIENDAS DE

ADOBE

SuelosSuelosLa Norma recomienda que la gradaciLa Norma recomienda que la gradacióón del suelo debe n del suelo debe aproximarse a los siguientes porcentajes:aproximarse a los siguientes porcentajes:

Arcilla 10 Arcilla 10 –– 20%20%Limo 15 Limo 15 --25% 25% Arena 55 Arena 55 –– 70%.70%.

El adobe debe ser macizo y sEl adobe debe ser macizo y sóólo se permite que tenga lo se permite que tenga perforaciones perpendiculares a su cara de asiento, cara mayor, perforaciones perpendiculares a su cara de asiento, cara mayor, que no representen mque no representen máás de 12% del s de 12% del áárea bruta de esta cararea bruta de esta cara

La fuerza compresiva del suelo no debe ser menor que 14.1 La fuerza compresiva del suelo no debe ser menor que 14.1 KgKg//cmcm²², y que preferentemente debe ser mayor que 17.6 , y que preferentemente debe ser mayor que 17.6 Kg./Kg./cmcm²²..

15

SuelosSuelos

Ensayo de compresiEnsayo de compresióón se suelos n se suelos ((www.lasalle.edu.cowww.lasalle.edu.co))

ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO

MarrioMarrio LopezLopez

ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO


16

ELABORACIELABORACIÓÓN DE ADOBES EN N DE ADOBES EN LABORATORIOLABORATORIO


Ensayos de CampoEnsayos de Campo

Olor rancio: suelos orgánicosSe aprecia el olor delsuelo

Pruebaolfativa

Arenosos: partículas duras, rechinan entre losdientes, sensación desagradableLimosos: partículas más pequeñas, rechinan sóloligeramente, más suaves que los arenososArcillosos: no rechinan, suaves y quebradizos

Se muele ligeramenteuna pizca de suelo entrelos dientes

Prueba dental

Negro: suelos orgánicosClaros y brillantes: inorgánicosGris claro: limosos, con carbonato cálcico, suelospoco cohesivosRojo: presencia de óxidos de hierro, suelosresistentes

Observación del colordel suelo

Prueba decolor

Indicadores PrincipalesProcedimientoDenominación

SuelosSuelos

17

Ensayos de CampoEnsayos de CampoSuelosSuelos

Permite establecer los porcentajes de finos y arenas. Las arenas reposan inmediatamente. Los limas reposan a los pocos minutos. Las arcillas requieren para reposar 5 horas. Luego de ese tiempo se puede establecer los porcentajes aproximados de los componen

Se utiliza una botella otubo de ensayo de 1/2litro de capacidad.llenar 1/4 parte consuelo y 3/4 partes con agua. Se agita la suspensión y se la dejareposar 5 horas

Prueba de labotella

Si las bolitas no se rompen, significará que el contenido de arcilla conferirá adecuada resistencia a los adobes; si se rompen el suelo será de baja resistencia

Se preparan tres o más bolitas de suelo hidratado de unos 2 cm de diámetro y se dejan secar 24 horas.Luego se presionan entre el pulgar y el índice

Prueba deResistenciaseca o de labolita

Si la muestra se rompe entre los 5 a 10 cm. El contenido de arena será el adecuado. Si soporta una longitud mayor, el contenido de arcilla será muy alto; si se rompe antes de los 5 cm. se tratará de un suelo arenoso.

Se forma un rollo desuelo hidratado de 5 a10 mm. Y se lo desplazaentre el índice y el pulgar.

Prueba delenrollado

Indicadores PrincipalesProcedimientoDenominación

Prueba del enrollado

•5 a 10 cm Adecuado contenido de arena•< 5 arenoso•> 10 arcilloso

Prueba del Enrollado (U, Tejada, 2001)Prueba del Enrollado (U, Tejada, 2001)

18

Prueba de resistencia seca o de la bolita

Ensayo de Resistencia Seca (Ensayo de Resistencia Seca (PUCPPUCP//CIIDCIID, 1995), 1995)

Prueba de la botella

19

AsfaltoAsfalto

El adobe estabilizado con asfalto es aquel en cuya El adobe estabilizado con asfalto es aquel en cuya preparacipreparacióón se an se aññade un porcentaje de asfalto que ade un porcentaje de asfalto que puede variar de 0.5 a 4 % en peso de suelo seco, segpuede variar de 0.5 a 4 % en peso de suelo seco, segúún n el tipo de sueloel tipo de sueloEn general se puede decir que un suelo adecuado para En general se puede decir que un suelo adecuado para preparar adobes comunes lo es tambipreparar adobes comunes lo es tambiéén para adobes n para adobes estabilizados con asfalto.estabilizados con asfalto.El asfalto utilizado es el El asfalto utilizado es el RCRC--250 o RC2250 o RC2, conocido , conocido como asfalto de caminos. Usualmente se agrega en un como asfalto de caminos. Usualmente se agrega en un porcentaje de 2% del peso de suelo seco.porcentaje de 2% del peso de suelo seco.

Adobe estabilizado, RodrAdobe estabilizado, Rodrííguez Dguez Dííazaz

20

PajaPajaLa paja reduce efectivamente las contracciones debidas al secadoLa paja reduce efectivamente las contracciones debidas al secado al aire al aire libre de los adobes y mejora su adherencia con otros materiales.libre de los adobes y mejora su adherencia con otros materiales.La paja usada suele ser de distintos tipos como: paja de arroz, La paja usada suele ser de distintos tipos como: paja de arroz, paja de paja de trigo, gras comtrigo, gras comúún, bagazo de can, bagazo de cañña, ichu; en algunos lugares se usa otros a, ichu; en algunos lugares se usa otros materiales que tienen las mismas propiedades finales tales como materiales que tienen las mismas propiedades finales tales como el el guanoguano, , crines y productos similares.crines y productos similares.Es recomendable usar paja picada en trozos de unos Es recomendable usar paja picada en trozos de unos 10 10 cmcm y, de y, de preferencia, en un porcentaje de alrededor del preferencia, en un porcentaje de alrededor del 1 % en peso. 1 % en peso. Un Un porcentaje excesivo puede hacer al barro poco porcentaje excesivo puede hacer al barro poco trabajabletrabajable y reducir la y reducir la resistencia de los adobes. resistencia de los adobes.

Cuando se utiliza adobe estabilizado con asfalto, el empleo de pCuando se utiliza adobe estabilizado con asfalto, el empleo de paja no es aja no es necesario para fines de control de fisuraciones. Sin embargo podnecesario para fines de control de fisuraciones. Sin embargo podrríía a considerarse su empleo para mejorar las interfaces mortero considerarse su empleo para mejorar las interfaces mortero -- adobe; en adobe; en ese caso es muy importante tomar en cuenta que la paja debe intrese caso es muy importante tomar en cuenta que la paja debe introducirse oducirse al suelo hidratado despual suelo hidratado despuéés que s que ééste haya sido mezclado con el asfalto. De ste haya sido mezclado con el asfalto. De lo contrario el asfalto se adherirlo contrario el asfalto se adheriráá en gran parte a la paja, impidiendo en gran parte a la paja, impidiendo obtener los efectos obtener los efectos estabilizantesestabilizantes que suministra este material.que suministra este material.

CaCaññas as Las caLas caññas son usadas para mejor las propiedades de resistencia del as son usadas para mejor las propiedades de resistencia del sistema constructivo.sistema constructivo.

La caLa cañña bravaa brava es una grames una gramíínea de tallo relleno, muy dura y nea de tallo relleno, muy dura y flexible. Suele tener un diflexible. Suele tener un diáámetros de 2.5 metros de 2.5 cmcm como mcomo míínimo.nimo.

El carrizoEl carrizo es hueco, algo menos resistente que la caes hueco, algo menos resistente que la cañña brava, y su a brava, y su didiáámetro varmetro varíía entre 1 pulgada y 1 1/2 pulgadas; alcanza una a entre 1 pulgada y 1 1/2 pulgadas; alcanza una longitud de unos 6 metros. longitud de unos 6 metros.

La caLa cañña Guayaquila Guayaquil es un tipo de bambes un tipo de bambúú, cuyo di, cuyo diáámetro varmetro varíía de a de 10 a 40 10 a 40 cmcm y cuya longitud puede llegar a los 40 metros. Existen y cuya longitud puede llegar a los 40 metros. Existen mmáás de 600 especies de bambs de 600 especies de bambúúes.es.

21

CaCaññasas

2.59 a 4.2 x 102.59 a 4.2 x 10551319 1319 -- 27002700GynesiumGynesiumsagittatumsagittatum

CaCañña Bravaa Brava

1.3 a 1.77 x 101.3 a 1.77 x 10551100 1100 -- 11501150ChusqueaChusquea sppspp..CarrizoCarrizo

2.25 a 2.6 x 102.25 a 2.6 x 10551810 1810 -- 19001900Guadua Guadua angustifoliaangustifolia

CaCañña Guayaquil sin a Guayaquil sin pulpapulpa

1.52 x 101.52 x 105513501350Guadua Guadua angustifoliaangustifolia

CaCañña Guayaquil enteraa Guayaquil entera

E E KgKg/ / cmcm²²

Esfuerzo a Esfuerzo a traccitraccióón n

fsfs KgKg/ / cmcm²²Nombre CientNombre CientííficoficoTipo de CaTipo de Caññaa

MaderaMadera

Las propiedades mecLas propiedades mecáánicas de la madera estnicas de la madera estáán muy ligadas a sus densidades, n muy ligadas a sus densidades, en especial el esfuerzo de rotura en flexien especial el esfuerzo de rotura en flexióón. Por ello se agrupn. Por ello se agrupóó a las maderas a las maderas estudiadas en tres grupos estructurales, con algunas excepcionesestudiadas en tres grupos estructurales, con algunas excepciones, de acuerdo a , de acuerdo a su resistencia y densidad bsu resistencia y densidad báásica. De mayor a menor resistencia los grupos se sica. De mayor a menor resistencia los grupos se denominaron A, By C.denominaron A, By C.

0.40 a 0.55C

0.56 a 0.70B

0.71 a 0.90A

Rango de DensidadesGrupo

22

MaderaMadera

90,00055,0008158075100C

100,00075,0001228110105150B

130,00095,0001540145145210A

Epromedio

Emín

CorteParal.fv

Compres.Perpend.

fc _l_

CompresParal.fc//

Tracc.Paral.

ft

Flexiónfm(*)Grupo

Esfuerzos Admisibles y Módulo de Elasticidad (kg/cm2).

MorteroMorteroMaterial de unión de los adobes. Puede ser barro con paja o con arena, o barro con otros componentes como asfalto, cemento, cal, yeso, bosta, etc.

Tipo IMortero de suelo y algún aglomerante como cemento, cal o asfalto.Las proporciones dependen de las características granulométricas de los agregados y de las características específicas de otros componentes que puedan emplearse.

Tipo IILa composición del mortero debe cumplir los mismos lineamientos que las unidades de adobe y de ninguna manera tendrá una calidad menor que las mismas.

Las juntas horizontales y verticales no deberán exceder de 2 cm y deberán ser llenadas completamente.

23

ENSAYOS DE UNIDADES DE ADOBE

Resistencia a la Compresión de la Unidad

La resistencia a la compresión de la unidad se determinaráensayando cubos labrados cuya arista será igual a la menor dimensión de la unidad de adobe.El valor del esfuerzo resistente en compresión se obtendrá en base al área de la sección transversal, debiéndose ensayar un mínimo de 6 cubos, definiéndose la resistencia ultima (fo) como el valor que sobrepase en el 80% de las piezas ensayadas.Los ensayos se harán utilizando piezas completamente secas, siendo el valor de (fo) mínimo aceptable de 12 kg/cm2.La resistencia a la compresión de la unidad es un índice de la calidad de la misma y no de la albañilería.

24

El adobe en El adobe en CajamarcaCajamarca

El adobe en El adobe en CajamarcaCajamarca

Gráfica(Esfuerzo - Deformación Unitaria)

y = 103.98x

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Deformacion unitaria

Esfu

erzo

( k

g/cm

2)

Esfuerzo vs. Deformación

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

Def. unitaria

Esfu

erzo

(Kg/

cm2)

25

Resistencia a la Compresión de la AlbañileríaLas pilas estarán compuestas por el número entero de adobes necesarios para obtener un coeficiente de esbeltez (altura / espesor) aproximadamente tres (3).El número mínimo de adobes será de cuatro (4) y el espesor de las juntas será de 2 cm. El tiempo de secado del mortero de las pilas será de 30 días y el número mínimo de pilas a ensayar será de tres (3).Mediante estos ensayos se obtiene el esfuerzo último f´m en compresión de la pila, considerándose aquel valor que sobrepasa en 2 de la 3 pilas ensayadas.Es esfuerzo admisible a compresión del muro f ’ m se obtendrá con la siguiente expresión:.

UnidadesUnidadesENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO

26

Ensayos de compresión diagonal con materiales

La resistencia al corte de la albañilería se podrádeterminar por:Se ensayarán un mínimo de tres (3) especimenes.El esfuerzo admisible al corte del muro (v´m) se obtendrá con la expresión:

UnidadesUnidadesENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO

27

CONSIDERACIONES CONSTRUCTIVAS

DE ADOBE

CimentaciCimentacióónnNo se harán construcciones de adobe en suelos granulares sueltos, en suelos cohesivos blandos ni en arcillas expansivas. Tampoco en zonas propensas a inundaciones, cauces de avalanchas, aluviones o huaycos, o suelos con inestabilidad geológica.

La cimentación deberá transmitir la carga de los muros al terreno de acuerdo a su esfuerzo permisible y tendrá una profundidad mínima de 60 cm medida a partir del terreno natural y un ancho mínimo de 40 cm.

Los cimientos para los muros deberán ser concreto ciclópeo o albañilería de piedra. En zonas no lluviosas de comprobada regularidad e imposibilidad de inundación, se permitirá el uso de mortero Tipo II para unir la mampostería de piedra

El sobrecimiento deberá ser de concreto ciclópeo o albañilería de piedra asentada con mortero Tipo I y tendrá una altura tal que sobresalga como mínimo 20 cm sobre el nivel del suelo.

28

CimentaciCimentacióónn

Norma E080Norma E080

CimentaciCimentacióónn

29

MurosMuros

DeberDeberáá considerarse la estabilidad de todos los muros. Esto considerarse la estabilidad de todos los muros. Esto se conseguirse conseguiráá controlando la esbeltez y utilizando arriostres o controlando la esbeltez y utilizando arriostres o refuerzos.refuerzos.

El espesor de los muros se determinarEl espesor de los muros se determinaráá en funcien funcióón de la n de la altura libre de los mismos y la longitud maltura libre de los mismos y la longitud mááxima del muro entre xima del muro entre arriostre verticales serarriostre verticales seráá 12 veces el espesor del muro. 12 veces el espesor del muro.

En general los vanos deberEn general los vanos deberáán estar preferentemente n estar preferentemente centrados. El borde vertical no arriostrado de puertas y centrados. El borde vertical no arriostrado de puertas y ventanas deberventanas deberáá ser considerado como borde libre.ser considerado como borde libre.

MurosMurosEl ancho mEl ancho mááximo de puertas y ventanas (vanos) serximo de puertas y ventanas (vanos) seráá de 1/3 de la de 1/3 de la longitud del muro y la distancia entre el borde libre allongitud del muro y la distancia entre el borde libre alarriostre vertical marriostre vertical máás prs próóximo no serximo no seráá menor de 3 ni menor de 3 ni mayor de 5 veces el espesor del muro. Se exceptmayor de 5 veces el espesor del muro. Se exceptúúa la a la condicicondicióón de 3 veces el espesor del muro en el caso que n de 3 veces el espesor del muro en el caso que el muro estel muro estéé arriostrado al extremo.arriostrado al extremo.

30

ADOBEADOBE

R: Area Muros (cm2) / Area Planta cm2), MINIMOTipoMuro bueno malo

Adobe o tapial 10% 13%

Tipo suelo

sala

baño

cocina

comedor

dormitorio

patio

TIPOLOGÍA DE

LAS VIVIENDAS

DE ADOBE

31

ADOBE EN LA COSTA

Sistema Típico de Techado

32

Modelo de una Vivienda en la Costa

ADOBE EN

LA SIERRA

33

Techo a 2 Aguas en el Segundo Nivel

Modelo de una Vivienda en la Sierra

34

PatologPatologíías de las edificaciones de adobeas de las edificaciones de adobe

35

-Escaso o nulomantenimiento

erosión

36

FALLAS TFALLAS TÍÍPICAS POR SISMOPICAS POR SISMO

FALLAS TÍPICAS POR SISMO

Desgarramiento flexión

37

Corte

38

Destrucción total. Huaraz 1970

Colapso de un Módulo no Reforzado. Sismo Simulado

39

TÍMPANO

base del triángulo

40

¿POR QUE EXISTEN GRANDES DAÑOS EN LAS EDIFICACIONES DE ADOBE

-Gran masa

-Baja calidad de construcción

-Ausencia de refuerzos

-Baja resistencia del material

-Ausencia de elementos de conexión

41

REFUERZOS DURANTE LA REFUERZOS DURANTE LA CONSTRUCCICONSTRUCCIÓÓNN

RECOMENDACIONES EN LA DISTRIBUCIONES EN PLANTA

Construir casas de sólo un piso.Usar un techo liviano y aislado en lugar de un techo de tierra pesado y compacto.Disponer la distribución de muros para proveer soporte mutuo por medio de muros transversales, en intervalos regulares en ambas direcciones o usar contrafuertes.Mantener los vanos de los muros pequeños y bien distribuidos.Construir sobre una cimentación firme.

42

RECOMENDACIONES EN LA DISTRIBUCIONES EN PLANTA

La altura del muro no debería exceder ocho veces el espesor del muro en su base y en ningún caso debería ser mayor que 3.5 mLa longitud sin arriostres de un muro entre muros transversales no debería exceder de 10 veces el espesor del muro, con un máximo de 7 m.Los vanos no deberían exceder de un tercio de la longitud total del muro.Ningún vano debería tener un ancho superior a 1.2 mProveer muros de 1.2 m de longitud mínima entre vanos.

43

Refuerzos propuestos Refuerzos propuestos NTENTE 080080

Viga solera de Viga solera de MaderaMadera

44

Viga solera de MaderaViga solera de Madera

Viga solera de Viga solera de MaderaMadera

45

Además de la viga collar, el uso de conectores de madera tipo tijeralentre el dintel y la viga collar demostraron ser efectivos en los ensayos realizados en la PUCP, Perú (Blondet, 2002).

Refuerzos de Refuerzos de Muros con Muros con

cacaññaa

46

Refuerzo con caña amarrado con paja rafia

Troncos de eucalipto y caña horizontal. Adobes con alvéolos

47

Refuerzo con caña y malla tipo gallinero

Refuerzo con caña

48

Comportamiento Sísmico de un Módulo de adobe con Refuerzo Interior de Caña y Viga Collar (Derecha) (Blondet y otros, 2002)

Comportamiento Sísmico de un Módulo de Adobe sin Refuerzo

49

COSTURA CON TABLAS EN LÍNEA DE DEBILIDAD

50

conectorlata

grapas

tabla 1/2”

Confinamientos de concreto pobre y poco refuerzo

51

Conexióndentadaadobe-columna

Vaciadode vigasolera

52

Comportamiento elástico ante sismo severo

MURO 1

53

MURO 2MURO 2

Muro 3Muro 3

54

Columnas.Columnas.

Las columnas de confinamiento de los 3 muros tuvieron Las columnas de confinamiento de los 3 muros tuvieron las mismas dimensiones: 15x24 cm. En los muros M1 y las mismas dimensiones: 15x24 cm. En los muros M1 y M3, las columnas estuvieron reforzadas con 4 varillas M3, las columnas estuvieron reforzadas con 4 varillas corrugadas de corrugadas de ¼”¼” y estribadas con alambre #8, espaciados 1 a 5, y estribadas con alambre #8, espaciados 1 a 5, 4 a 15, resto a 25 cm. El muro M2 tuvo en sus columnas un 4 a 15, resto a 25 cm. El muro M2 tuvo en sus columnas un refuerzo vertical compuesto por 2 varillas corrugadas de refuerzo vertical compuesto por 2 varillas corrugadas de ¼”¼”, estribadas con ganchos de alambre #8, espaciados 1 a 5, 4 , estribadas con ganchos de alambre #8, espaciados 1 a 5, 4 a 15, resto a 25 cm.a 15, resto a 25 cm.

55

Vigas SolerasVigas Soleras

Para los 3 muros, las Para los 3 muros, las dimensiones de las vigas dimensiones de las vigas soleras fueron de 24x15 soleras fueron de 24x15 cmcm y y se utilizse utilizóó como refuerzo como refuerzo horizontal 2 varillas horizontal 2 varillas corrugadas de corrugadas de ¼”¼”, alojadas , alojadas en el mismo plano en el mismo plano horizontal y estribadas con horizontal y estribadas con ganchos de alambre #8 1 a 5, ganchos de alambre #8 1 a 5, 4 a 15, resto a 25 4 a 15, resto a 25 cmcm

56

Tablas comparativasTablas comparativas

57

Casa de adobe confinado

58

aligerado

59

M000 test (D = 130 mm)

D = 130 mm

Table acceleration

Right Longitudinal Wall

Rear Transverse Wall

60

REFUERZOS DE VIVIENDAS REFUERZOS DE VIVIENDAS CONSTRUIDASCONSTRUIDAS

Existe un sin numero de formas de reforzar las viviendas de adobe con el propósito de retardar el colapso de la estructura durante un sismo severo. La PUCP ha ensayado diferentes materiales de refuerzo, como tablas de madera, soga de ½pulgada, malla de gallinero y malla electrosoldada.

61

Muros “U”preliminares

Refuerzo con Tablas

62

reforzado

noreforzado

reforzado

Noreforzado

63

Refuerzode

Soga

ranurataponadaconmortero

64

soga

Alambre# 16trenzadoen clavoscon chapas

pañeteo

65

Malla de Gallinero Clavada y Tarrajeada

Malla Electro soldadaMalla Electro soldada. Esta malla est. Esta malla estáácompuesta por alambre galvanizado de 1 compuesta por alambre galvanizado de 1 mmmm de de didiáámetro, formando cocadas cuadrangulares de metro, formando cocadas cuadrangulares de 3/4 de pulgada.3/4 de pulgada.La malla se vende en rollos que tienen un ancho La malla se vende en rollos que tienen un ancho de 90 de 90 cmcm, lo cual permite, cort, lo cual permite, cortáándola en dos ndola en dos partes.partes.

66

Malla de Gallinero Malla Electrosoldada

ENSAYO DE TRACCIÓN EN MALLAS

Malla de gallinero resistió 22.5 kg/m de tracción y malla electrosoldada 1,825 kg/m - 8 veces mayor resistencia

La malla electro soldada se clava directamente contra La malla electro soldada se clava directamente contra la pared (con clavos de 2 1/2" y chapas), atravesando la pared (con clavos de 2 1/2" y chapas), atravesando las salientes de los conectores (10 cm.). La distancia las salientes de los conectores (10 cm.). La distancia mmíínima entre clavos sernima entre clavos seráá 25 cm..25 cm..

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Se utilizarSe utilizaráá alambre # 8 como elemento que conecta las mallas alambre # 8 como elemento que conecta las mallas verticales colocadas en las dos caras del muro, a fin de que ambverticales colocadas en las dos caras del muro, a fin de que ambas as trabajen en conjunto. trabajen en conjunto. El alambre dobla 10 cm. a 90El alambre dobla 10 cm. a 90ºº en cada extremo, y este doblez se en cada extremo, y este doblez se clava contra la malla y la pared, empleando 3 grapas de 3/4 de clava contra la malla y la pared, empleando 3 grapas de 3/4 de pulgada, despupulgada, despuéés taponar el orificio con mortero 1:3, compactado. s taponar el orificio con mortero 1:3, compactado.

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parteexteriornoreforzada

MÓDULO COSTA REFORZADO. MALLA TOTAL

parteinteriorreforzada

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MÓDULO SIERRA REFORZADO. MALLA TOTAL

parteexteriornoreforzada

REFUERZO ENFRANJASSIMULANDOVIGAS Y COLUMNAS

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La malla vertical se instala antes que la horizontal, y ella es La malla vertical se instala antes que la horizontal, y ella es continua a lo largo de la altura de los muros, mientras que las continua a lo largo de la altura de los muros, mientras que las mallas horizontales pueden traslaparse 43 cm. mallas horizontales pueden traslaparse 43 cm. Finalmente se debe Finalmente se debe tarrajeartarrajear la zona reforzada, para ello se debe la zona reforzada, para ello se debe utilizar un mortero en proporciutilizar un mortero en proporcióón volumn voluméétrica cementotrica cemento--arena arena fina 1:4 y un espesor de 2 cm. fina 1:4 y un espesor de 2 cm.

1 m

Longitud de mallaLongitud de malla

Mallas HorizontalesMallas Horizontales. Se multiplica por 0.9 (. Se multiplica por 0.9 (minmin 45 45 cmcm) a la suma de las longitudes de los muros (en ) a la suma de las longitudes de los muros (en metros). Para el caso de los muros perimetrales que metros). Para el caso de los muros perimetrales que colindan con viviendas vecinas, el factor 0.9 se convierte colindan con viviendas vecinas, el factor 0.9 se convierte en 0.45. en 0.45. Mallas Verticales.Mallas Verticales. Por cada intersecciPor cada interseccióón entre muros n entre muros ortogonales, se aplica la fortogonales, se aplica la fóórmula: 0.9 N H, donde "H" es rmula: 0.9 N H, donde "H" es la altura del muro (en metros) y "N" es un factor que la altura del muro (en metros) y "N" es un factor que depende de la manera como se cruzan los muros. Luego depende de la manera como se cruzan los muros. Luego se suman esos resultados contabilizando todas las se suman esos resultados contabilizando todas las intersecciones que existen en la vivienda. Para el caso de intersecciones que existen en la vivienda. Para el caso de muros que colindan con viviendas vecinas, "N" se muros que colindan con viviendas vecinas, "N" se reduce a los valores mostrados en la Tabla 1 reduce a los valores mostrados en la Tabla 1

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000.50.51111BORDA LIBREBORDA LIBRE1 o 01 o 02 o 12 o 12233LL

11223333TT----4444CRUZCRUZ

ConectorConectorMallaMallaConecConectortorMallaMalla

Muros que Muros que Colindan con Colindan con

otras Viviendasotras ViviendasMuros InterioresMuros Interiores

INTERCEPCIINTERCEPCIÓÓN DE N DE PLANTAPLANTA

VALORES DE "N" PARA MALLAS Y CONECTORESVALORES DE "N" PARA MALLAS Y CONECTORES

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Módulo SierraNo Reforzado

Módulo SierraReforzado

SISMO MODERADO

Módulo Sierra Reforzado. Sismo Severo

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PROYECTOSPILOTOS

-Trujillo-Huaraz-Ica-Cuzco-Moquegua-Tacna-Arica

Remoción del tarrajeo existente en la zona por enmallarPASO 1

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PISO 1:enmallado total

PISO 2:enmallado en franjas

V1 > V2

Perforaciones, instalación del conector y taponado con mortero

PASO 2

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Instalación y clavado de la malla. Engrape de los conectoresPASO 3

PASO 4

Tarrajeo conmortero dearena fina1:4

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ESPERAR QUE OCURRA EL TERREMOTO

Sismo del Sur-23 de junio del 2001. Moquegua

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El reforzamiento mEl reforzamiento máás eficaz fue el propuesto s eficaz fue el propuesto con malla tipo gallinero, prolongo la "vida con malla tipo gallinero, prolongo la "vida úútil" til" de la casa, ampliando el tiempo entre el inicio de la casa, ampliando el tiempo entre el inicio del sismo y el colapso de la vivienda a fin de del sismo y el colapso de la vivienda a fin de permitir mayor tiempo de evacuacipermitir mayor tiempo de evacuacióón, n, habihabiééndose alcanzado un tiempo mndose alcanzado un tiempo mááximo de 28 ximo de 28 segundos; al mismo tiempo que el costo de segundos; al mismo tiempo que el costo de reforzamiento no es elevado y utiliza materiales reforzamiento no es elevado y utiliza materiales simples: malla, clavos, alambre, chapitas, simples: malla, clavos, alambre, chapitas, cemento.cemento.

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Reforzamiento con malla polReforzamiento con malla políímeromero

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M100-T12 test (D = 120 mm)

Pontificia Universidad Católica del PerúDepartamento de Ingeniería

M100-T12 test (D = 130 mm)

Rear Transverse Wall

Right Longitudinal Wall

Table acceleration

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Comportamiento Comportamiento ssíísmicosmico

Comportamiento sComportamiento síísmicosmico

El modelo trabajo adecuadamente hasta El modelo trabajo adecuadamente hasta aceleraciones de 0.4 g produciaceleraciones de 0.4 g produciééndose pequendose pequeññas as grietas en las paredes, las grietas eran mgrietas en las paredes, las grietas eran máás s visibles en el lado enyesado ya que es difvisibles en el lado enyesado ya que es difíícil de cil de observarlos en el lado con la red expuesta. observarlos en el lado con la red expuesta. Con 1.2g de aceleraciCon 1.2g de aceleracióón mn mááxima causxima causóó el rajar el rajar adicional en las paredes como tambiadicional en las paredes como tambiéén el n el deslizamiento en la base. deslizamiento en la base.

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Parcialmente reforzadaParcialmente reforzada

Como la geomalla es muy cara, se investigó el uso de una mallaplástica muy barata.

M Blondet

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Modelo M080-E: Parcialmente reforzado con malla + cadena superior de madera.

M080-E test (D = 130 mm)

Video: LEDI

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M080-E luego del ensayo de simulación sísmica.

Reforzamiento con malla de con vena.Reforzamiento con malla de con vena.

Este tipo de reforzamiento es muy usado en Este tipo de reforzamiento es muy usado en Colombia y el proceso es muy similar al de la Colombia y el proceso es muy similar al de la malla tipo gallineromalla tipo gallinero

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Reforzamiento usando malla en la juntaReforzamiento usando malla en la junta

La malla polLa malla políímero resiste 2.4 mero resiste 2.4 KNKN/m y con borde el/m y con borde eláástico stico 37 37 knkn/m en la direcci/m en la direccióón n longitudinallongitudinal

La malla polLa malla políímetro resiste metro resiste 2.5 2.5 KNKN/m y con borde /m y con borde eleláástico 26 stico 26 knkn/m en la /m en la direccidireccióón transversaln transversal

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REFORZAMIENTO USANDO MADERAREFORZAMIENTO USANDO MADERA

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Refuerzo con madera Refuerzo con madera PUCPPUCP

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Comportamiento del reforzamiento con maderaComportamiento del reforzamiento con madera

Comportamiento del reforzamiento con Comportamiento del reforzamiento con maderamadera

El comportamiento elEl comportamiento eláástico del muro se da hasta una aceleracistico del muro se da hasta una aceleracióón n mmááxima de 0.6g (una grieta vertical), toda la manera de arriba xima de 0.6g (una grieta vertical), toda la manera de arriba abajo, causabajo, causóó la separacila separacióón de la pared de oeste. Sin embargo, la n de la pared de oeste. Sin embargo, la pared fue guardada (mantenida) en el lugar por el refuerzo de pared fue guardada (mantenida) en el lugar por el refuerzo de cuerda horizontal.cuerda horizontal.Con un sismo de 1g la aceleraciCon un sismo de 1g la aceleracióón mn mááxima sacude el modelo que xima sacude el modelo que causa parcial flojo del estuco como el rajar extenso, la divisicausa parcial flojo del estuco como el rajar extenso, la divisióón la n la pared en pequepared en pequeñños pedazos, el derrumbamiento parcial y total os pedazos, el derrumbamiento parcial y total fue evitada por la red natural externa. Era claro que la energfue evitada por la red natural externa. Era claro que la energíía a ssíísmica fue disipada por los desplazamientos grandes smica fue disipada por los desplazamientos grandes horizontales de paredes transversales.horizontales de paredes transversales.

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En el caso de desgarro en las esquinas se puede En el caso de desgarro en las esquinas se puede usar cualquier musar cualquier méétodo que mejore la unitodo que mejore la unióón de n de los muros.los muros.Un mUn méétodo muy conocido es la utilizacitodo muy conocido es la utilizacióón de n de maderamadera

Se Reforzar las paredes colindantes con tensores de 5/8 Se Reforzar las paredes colindantes con tensores de 5/8 ““de pulgada de pulgada colocados cada colocados cada ¼¼ de altura de la pared, sobre tablones de madera de 32de altura de la pared, sobre tablones de madera de 32”” x x

1616”” x 3x 3”” de espesor, con platinas de 4de espesor, con platinas de 4”” x x ¼”¼” y tuercas de 5/8y tuercas de 5/8””..

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CONSTRUCCIONES DE TAPIALCONSTRUCCIONES DE TAPIAL

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Transporte de latierra con sacos

Apisonado en 4 capasusando una combade 18 libras. Aplanarla última capa conuna paleta

comba

paleta

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apisonado

Herramientas

molde

paleta comba

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Molde en Ancash sogatorniquete

piedra

Molde enCajamarca

piedra

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Tapial en Huánuco.Molde prensado conplatinas. Refuerzodiscontinúo.

MOLDE ECUATORIANO

estaca

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GRIETAS POR CONTRACCIÓN DE SECADO

MOLDE CHILENO

platina metálica

tapia húmeda

tapiaseca

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REFUERZOS DURANTE LA REFUERZOS DURANTE LA CONSTRUCCICONSTRUCCIÓÓN CON MADERAN CON MADERA

Troncosdiscontinuospara atenuarla contracciónde secado

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Propuesta colombianaPropuesta colombiana

Refuerzo Vertical:

troncos de eucaliptode 1.5” ubicados enlos extremos de cadatapia y anclados enla cimentación

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piedra

Refuerzo Horizontal: troncos de eucalipto de 1” cadados hiladas, amarrados y clavado al tronco vertical

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abertura en labase del molde quepermite pasar elrefuerzo horizontal

Molde esquinero quepermite tapias continuasortogonales. Eldesgarramiento verticalsiguió presentándose

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Mojar la superficieantes de apisonar lahilada superior, arazón de 1 litro/m2

Apisonar 4 capas de 10 a 15 cm máximo

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Ensayos sísmicos de muros “U” perpendicular al plano

ENSAYOS DE

SIMULACIÓN SÍSMICA

EN LA UNIVERSIDAD CATÓLICA

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Tapial No Reforzado

Movimientodesordenado,volcamiento de tapiasy desgarramientovertical entremuros ortogonales

deslizamiento

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REFUERZO REFUERZO

El refuerzo despuEl refuerzo despuéés de la construccis de la construccióón de la n de la edificaciedificacióón puede realizarse con cualquier n puede realizarse con cualquier ttéécnica similar a la empleada en las edificaciones cnica similar a la empleada en las edificaciones de adobede adobe

BibliografBibliografííaa

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REparación y Reforzamiento de Edificaciones de Adobe2