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REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON PAÑETE PARA VIVIENDAS INFORMALES

DAVID ESTIVEN ÑAHUI BETANCOURT

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA

PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES BOGOTÁ D.C.

2015

REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON PAÑETE PARA VIVIENDAS INFORMALES

DAVID ESTIVEN ÑAHUI BETANCOURT

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR EL TÍTULO DE TECNÓLOGO EN

CONSTRUCCIONES CIVILES

DIRECTOR DEL PROYECTO: ING. SERGIO GIOVANNY VALBUENA PORRAS

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA

PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES BOGOTÁ D.C.

2015

NOTAS DE ACEPTACIÓN

________________________________________

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________________________________________

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________________________________________ FIRMA DEL PRESIDENTE DEL JURADO

________________________________________ JURADO 1

________________________________________ JURADO 2

BOGOTÁ D.C. 19 MAYO DEL 2015

DEDICATORIA Este documento está dedicado a todos aquellos que estén interesadas a mejorar la calidad de vida y seguridad de las viviendas de personas de escasos recursos económicos, las cuales construyen sus viviendas sin ningún tipo de normativa y bajo conceptos de personas empíricas.

“La inteligencia consiste no sólo en el conocimiento, sino también en la destreza de aplicar

los conocimientos a la práctica”. ARISTÓTELES

AGRADECIMIENTOS

Un agradecimiento muy especial a mis padres que me han apoyado en mis

estudios y siempre he podido contar con ellos.

Al ingeniero Sergio Valbuena, mi director de tesis, quien me ha ayudó con el

enfoque que debería darse a esta investigación y sus múltiples asesorías para el

buen desarrollo de la tesis de grado.

Al laboratorio CONTECON URBAN por darme la oportunidad de hacer los

ensayos necesarios para la ejecución de mi proyecto, en especial al ingeniero

Angel Bermudes y la ingeniera Pamela los cuales creyeron en la investigación.

RESUMEN

Esta investigación está enfocada a la problemática de las viviendas informales,

construidas de forma empírica, debido a la necesidad de muchas personas que

llegan a las grandes ciudades buscando nuevas oportunidades y en muchos casos

haciendo invasiones generando nuevos barrios legales o legalizados los cuales

son construidos sin la supervisión técnica de personas competentes en el tema.

La investigación tiene como objetivo encontrar una forma económica, tradicional y

confiable para el reforzamiento en viviendas informales, debido al gran riesgo

presente en diferentes viviendas de este tipo.

Algunas investigaciones de la Universidad Distrital están enfocadas a las viviendas

informales, teniendo como fin dar a conocer los diferentes tipos de vulnerabilidad

presentes en estas viviendas, resaltando la importancia de intervenir para poder

proteger el bienestar de las personas que habitan en ella y hacer cumplir con el

principal objetivo de la NRS 10 que en síntesis es proteger la vida, el patrimonio

nacional y de los ciudadanos.

La investigación se enfoca en hacer muretes según la NTC 3495. Estos muretes

se hacen con diferentes espesores de pañete, a los cuales se determina el

aumento de carga soportada por el murete, se identifica la tendencia logarítmica

con relación del espesor del pañete y la carga soportada por el murete, de esta

forma, Estableciendo una función que represente su comportamiento.

CONTENIDO

1. Capítulo I – Introducción ...................................................................................... 1

2. Capítulo II - Justificación ...................................................................................... 2

3. Capitulo iii - Objetivo general ............................................................................. 3

3.1 Objetivos específicos ......................................................................................... 3

4. Capítulo IV – Metodología.................................................................................... 4

4.1 Investigación Experimental ................................................................................ 4

4.2 Investigación Evaluativa .................................................................................... 4

5. Capítulo V – Marco De Referencia ..................................................................... 5

5.1 Marco De Antecedentes .................................................................................... 5

5.2 Marco Conceptual .............................................................................................. 6

5.2.1 Nomenclatura. ................................................................................................. 6

5.2.2 Definiciones. ................................................................................................... 6

5.3 Marco Teórico .................................................................................................... 8

5.3.1 Muros de mampostería ................................................................................... 8

5.4 Marco Geográfico ............................................................................................ 12

6. Capítulo VI – Resultados De Las Investigaciones Experimentales .................... 13

6.1 Objetivo NTC 3495 .......................................................................................... 13

6.2 Importancia Y Uso .......................................................................................... 13

6.3 Muretes ............................................................................................................ 14

6.4 Unidades de mampostería utilizadas para la investigación.............................. 14

6.5 Muestra ............................................................................................................ 16

6.6 Observaciones para la construcción de los muretes ........................................ 17

6.7 Forma de construcción de los muretes ............................................................ 17

6.8 Pega de los muretes ........................................................................................ 18

6.9 Mortero de pega y pañete ................................................................................ 18

6.10 Tipos de juntas: .............................................................................................. 21

6.11 Requerimientos de los muretes ..................................................................... 24

6.12 Curado ........................................................................................................... 25

6.13 Transporte ...................................................................................................... 26

6.14 Medición de los muretes. ............................................................................... 26

6.15 Refrentado del murete. .................................................................................. 27

6.16 Maquina de ensayo ........................................................................................ 28

6.17 Instalación Del Murete En La Máquina. ......................................................... 29

6.18 Carga ............................................................................................................. 30

6.19 Velocidad manual: ......................................................................................... 30

6.20 Velocidad digital: ............................................................................................ 32

6.21 Cargas Mínimas y Máximas ........................................................................... 34

6.22 Observaciones ............................................................................................... 34

6.23 Tipos De Falla: Unidades de mampostería .................................................... 35

6.24 Tipos de falla de Muretes ............................................................................... 38

6.25 Falla de Muretes de investigación .................................................................. 41

7. Capítulo Vii – Análisis De Resultados ................................................................ 48

7.1 Determinación de los tiempos adecuados de falla ........................................... 48

7.2 Tiempo mínimo falla ......................................................................................... 48

7.3 Tiempo Máximo Falla ....................................................................................... 49

7.4 Velocidades ideales para diferentes tipos de unidades de mampostería y

muretes .................................................................................................................. 49

7.5 Resultados promedios reales ........................................................................... 51

7.6 determinación experimental del f´m: resistencia especificada a la compresión

de la mampostería. ................................................................................................ 53

7.7 Resultaos según las funciones establecidas.................................................... 54

7.8 Aumento de carga y esfuerzo .......................................................................... 56

7.9 Comparación reforzamiento con pañete y mampostería estructural ................ 56

8. Capítulo VIII - Conclusiones Y Recomendaciones ............................................ 58

8.1 Conclusiones ................................................................................................... 58

8.2 Recomendaciones ........................................................................................... 59

9. Capitulo IX – Bibliografía ................................................................................... 60

LISTADO DE FIGURAS

Figura No. 1: Ubicación del laboratorio (Mapa). Fuente: Google.Maps. ................ 12

Figura No. 2: Valbuena, Sergio – Mena, Milton. Caracterización de sistemas

constructivos y aspectos generales de la construcción de las viviendas populares

en sectores vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 4. Bogotá D.C.

Diciembre del 2011. Figura 3. Tipos de mampuestos utilizados en las viviendas. 14

Figura No. 3: Bloque # 4 usado en los muretes ..................................................... 15

Figura No. 4: Ladrillera Santafé. Ficha técnica Bloque # 4. ................................... 15

Figura No. 5: Ladrillera Santafé. Especificaciones Técnicas. Bloque # 4. ............. 16

Figura No. 6: Ejemplo de conjunto de muretes. ..................................................... 16

Figura No. 7: Superficie plana y nivelada donde se hicieron los muretes. ............. 17

Figura No. 8: Elaboración de muretes de mampostería. Fuente: NTC 3495. 200318

Figura No. 9: Dosificación arena de rio y cemento relación 1:4 volumen .............. 19

Figura No. 10: Cemento y arena de rio usados ..................................................... 19

Figura No. 11: Agua usada en el mortero .............................................................. 20

Figura No. 12: Mezcla Del Mortero Para Los Muretes ........................................... 20

Figura No. 13: Junta Curva .................................................................................... 21

Figura No. 14: Junta en V ...................................................................................... 21

Figura No. 15: Junta inclinada hacia abajo ............................................................ 22

Figura No. 16: Junta inclinada hacia arriba ............................................................ 22

Figura No. 17: Junta revitada ................................................................................. 23

Figura No. 18: Murete de bloque # 4, con junta revitada. ...................................... 23

Figura No. 19: Murete con pega en mal estado ..................................................... 24

Figura No. 20: Mampostería envueltos en vinipel .................................................. 25

Figura No. 21: Transporte de los muretes ............................................................. 26

Figura No. 22: Localización de las mediciones del murete. Fuente: NTC 3495.

2003. ...................................................................................................................... 27

Figura No. 23: Refrentado con mortero de azufre .................................................. 28

Figura No. 24: Prensa donde se fallaron las muestras .......................................... 29

Figura No. 25: Colocación de las muestras ........................................................... 30

Figura No. 26: Velocidades manuales. .................................................................. 31

Figura No. 27: Gráfica Carga vs Tiempo V: 1kg*s/cm2 ......................................... 33

Figura No. 28: Falla # 1. Comportamiento de esfuerzos ........................................ 35

Figura No. 29: Falla # 1. Falla en los lados ............................................................ 35

Figura No. 30: Falla # 2. Concentración de esfuerzos ........................................... 36

Figura No. 31: Falla # 2. Falla en un lado .............................................................. 36


Figura No. 33: Falla # 3. Falla ideal ....................................................................... 37

Figura No. 34: Falla # 1 Esfuerzos ......................................................................... 38

Figura No. 35: Falla # 1 Fisuras ............................................................................. 38


Figura No. 37: Falla # 2. Falla a un lado del murete .............................................. 39

Figura No. 38: Falla # 3. Concentración de esfuerzo ............................................. 40

Figura No. 39: Falla # 3. Destrucción de murete en gran proporción ..................... 40

Figura No. 40: Falla # 4. Desprendimiento de pañete ............................................ 41

Figura No. 41: MB-1-1 ........................................................................................... 41

Figura No. 42: MB-1-2 ........................................................................................... 42

Figura No. 43: MB-1-3 ........................................................................................... 42

Figura No. 44: MB-2-1 ........................................................................................... 43

Figura No. 45: MB-2-2 ........................................................................................... 43

Figura No. 46: MB-2-3 ........................................................................................... 44

Figura No. 47: MB-3-1 ........................................................................................... 44

Figura No. 48: MB-3-2 ........................................................................................... 45

Figura No. 49: MB-3-3 ........................................................................................... 45

Figura No. 50: MB-4-1 ........................................................................................... 46

Figura No. 51: MB-4-2 ........................................................................................... 46

Figura No. 52: MB-4-3 ........................................................................................... 47

Figura No. 53: Tiempo de duración del ensayo ..................................................... 48

Figura No. 54: Gráfica carga vs área de los resultados promedios reales. ............ 52

Figura No. 55: Gráfico esfuerzo vs carga de los resultados promedios reales ...... 52

Figura No. 56: Gráfica carga vs área teniendo en cuenta NSR-10. D.3.7.4.3 ....... 53

Figura No. 57: Gráfica esfuerzo vs carga teniendo en cuenta NSR-10. D.3.7.4.3 . 54

Figura No. 58: Gráfica: carga vs área, tendencia logarítmica. ............................... 55

Figura No. 59: Grafica: esfuerzo vs carga, tendencia logarítmica.......................... 55

LISTA DE TABLAS

Tabla No. 1: Factor de corrección por esbeltez para f´m. Fuente: NSR – 10. Tabla

D.3.7-1 ................................................................................................................... 10

Tabla No. 2: Medidas promedios de los muretes ................................................... 24

Tabla No. 3: Velocidades manuales. ..................................................................... 31

Tabla No. 4: Puntos V:1kg*s/cm2 ......................................................................... 33

Tabla No. 5: Resistencia unidades mampostería................................................... 34

Tabla No. 6: Resistencia muretes .......................................................................... 34

Tabla No. 7: Tipos de falla de los muretes de la investigación .............................. 47

Tabla No. 8: Velocidades adecuadas para unidades de mampostería .................. 49

Tabla No. 9: Velocidades adecuadas para muretes .............................................. 50

Tabla No. 10: Rango de cargas para muretes investigación ................................. 50

Tabla No. 11: Velocidades adecuadas para los muretes de la investigación ........ 50

Tabla No. 12: Tabla de velocidades ....................................................................... 51

Tabla No. 13: Resultados promedios ..................................................................... 51

Tabla No. 14: Resultados según NSR-10. D.3.7.4................................................. 53

Tabla No. 15: Resultados según tendencia logarítmica ......................................... 54

Tabla No. 16: Aumento de carga y esfuerzo en %................................................. 56

Tabla No. 17: Cargas mínimas y máximas muretes mampostería bloque

perforación vertical ................................................................................................. 56

Tabla No. 18: Comparación reforzamiento con pañete y mampostería estructural

(tendencia logarítmica) .......................................................................................... 56

Tabla No. 19: Comparación reforzamiento con pañete y mampostería estructural

(resultados promedios reales)................................................................................ 57

Tabla No. 20: Velocidades adecuadas de falla ...................................................... 58

Tabla No. 21: Aumento de carga de los muretes ................................................... 58

1

1. Capítulo I – Introducción

Las viviendas informales son muy comunes en diferentes lugares de Colombia,

debido a la capacidad económica de la mayoría de los ciudadanos colombianos, a

los cuales, les queda más fácil pagarle a una persona empírica que a un

profesional. En consecuencia la mayoría de las viviendas informales son

construidas por personas empíricas que en muchos de los casos cometen errores

constructivos.

Los principales errores constructivos son cimentaciones muy superficiales, la

nivelación de los terrenos con piedra la cual no garantiza la estabilidad de la

construcción, vigas y columnas si viga de confinamiento en la base, combinación

de diversos tipos de mampuesto, deficiencia en amarres entre los muros

perpendiculares, pega excesiva entre las unidades de mampostería, la no

utilización de dinteles de sobre los vanos, muros desplomados entre muchas otros

más.1

Por lo anterior es de gran importancia establecer un método para el reforzamiento

de estas viviendas, teniendo en cuenta que estas personas no tienen recursos

suficientes para estudios patológicos ni refuerzos estructurales ya que estos son

muy costosos.

Por esto se plantea un reforzamiento con pañete debido que es económico,

conocido por las personas que viven en estas viviendas y tiene altas posibilidades

de aumentar la estabilidad y la cantidad de carga soportada por los muros de

estas viviendas.

1 Valbuena, Sergio – Mena, Milton. Caracterización de sistemas constructivos y aspectos generales

de la construcción de las viviendas populares en sectores vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 6. Buenas prácticas constructivas. Bogotá D.C. Diciembre del 2011.

2

2. Capítulo II - Justificación

Debido a la necesidad de muchas personas, invasiones en las grandes ciudades

por el desplazamiento y otras situaciones presentes en Colombia y otros países,

existe la construcción de viviendas informales, las cuales son construidas en

barrios legales o legalizados de una ciudad, pero su construcción no es orientada

por un profesional competente, por eso, estas construcciones presentan muchas

problemáticas.

Por lo anterior, es de gran importancia establecer un método para el reforzamiento

de estas viviendas, teniendo en cuenta que estas personas no tienen recursos

suficientes para estudios patológicos ni refuerzos estructurales, ya que estos son

muy costosos.

Por esto se plantea un reforzamiento con pañete debido que es económico,

conocido por las personas que viven en estas viviendas y tiene altas posibilidades

de aumentar la estabilidad y la cantidad de carga soportado por los muros de

estas viviendas y esto es lo que pretende determinar esta investigación.

3

3. Capitulo iii - Objetivo general

Establecer el aumento de carga de los muretes pañetados con arena de rio en sus

diferentes espesores, para identificar la viabilidad del uso del pañete como

refuerzo para las viviendas informales.

3.1 Objetivos específicos

Identificar las velocidades adecuadas de falla de los muretes según lo

indicado en la NTC 3495, para que los muretes fallen por absorción de

carga continua y no por impacto.

Determinar las formas de falla más comunes de los muretes para evidenciar

que tan bien estuvo la concentración de esfuerzos en estos, así cumplir con

el numeral 9.4 de la NTC 3495.

4

4. Capítulo IV – Metodología

La metodología usada en esta investigación está enfocada en la mejor forma de

identificar el aumento de carga de los muretes, teniendo en cuenta las normas

respectivas a esta, como lo es la NSR – 10. Titulo D. y la NTC 3495 entre otras.

4.1 Investigación Experimental

Para determinar el aumento de la capacidad de carga de los muretes, debido al

espesor del pañete utilizado en el, es necesario realizar pruebas de laboratorio

teniendo en cuenta las normas respectivas al tema a estudiar. El ensayo necesario

es el método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de muretes

de mampostería, NTC 3495:

Se harán diferentes muestras de muretes, cada muestra constara de 3 muretes,

las muestras se harán de la siguiente forma:

1° muestra sin pañete

2° muestra con pañete de espesor de 1cm (en ambas caras)

3° muestra con espesor de 2 cm (en ambas caras)

4° muestra con espesor de 3 cm (en ambas caras)

El pañete será con arena de rio, la dosificación se determinara en el desarrollo de

la investigación, tanto para mortero de pega como para pañete. El análisis de esta

información se hará mediante el uso de gráficas.

4.2 Investigación Evaluativa

Como se expresó anteriormente la importancia del proyecto es poder determinar el

aumento de carga que puede resistir el murete debido al espesor del pañete, y

realizar una comparación con las muestras ensayadas, con el fin de encontrar una

tendencia con la cual se pueda crear una gráfica que muestre el comportamiento

del murete teniendo en cuenta la carga y el espesor del pañete.

Con estos ensayos se quiere refutar o demostrar que el reforzamiento con pañete

es viable y así garantizar a las personas que habitan estas viviendas una mayor

seguridad.

5

5. Capítulo V – Marco De Referencia

El marco de referencia ayuda a identificar los conceptos básicos que hay que

tener en cuenta en el proceso de esta investigación, como los hechos históricos de

relevancia que han hecho necesario buscar nuevas alternativas de reforzamiento

para las viviendas informales.

5.1 Marco De Antecedentes

En Colombia se han presentado dos tragedias importantes debido a sismos como

lo son el terremoto de Popayán que ocurrió el 31 de marzo de 1983 el cual hizo

notar la necesidad de normas para construcción en Colombia, partiendo de esto

en Colombia se empezó hacer investigaciones para Normatizar las

construcciones, una de esas normas es la Norma Sismo Resistente de 1998

(NRS-98), pero desafortunadamente el 25 de enero de 1999 ocurre la segunda

tragedia, el terremoto en el eje cafetero donde la ciudad que más daños tuvo fue

Armenia-Quindío con una cifra de muerto de 1000 personas, además el

vandalismo, los robos, peleas por comida, agua y alojamiento incremento el

número de muertes.

En el año 2010 se hace la actualización de la norma, quedando la Norma Sismo

Resistente 2010 (NSR-10)2 la cual es la norma actual en Colombia y condiciona

los métodos de construcción de cualquier tipo de edificación, pero debido que hay

personas que hacen sus viviendas en invasiones y no cumplen con los requisitos

mínimos de construcción exigidos en la presente norma, estas edificaciones

presentan diferentes tipos de patologías en muchos de los casos debido a

problemas estructurales.

En Colombia se está presentando una problemática la cual no es por falta de

normatividad sino por errores humanos en procesos constructivos debido a esto

se pretende presentar un método de reforzamiento el cual sea fácil, conocido,

económico y que se pueda demostrar que funciona.

2 Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10)

6

5.2 Marco Conceptual

Este marco identifica las abreviaturas y palabras claves que se necesitan para el

desarrollo de la investigación.

5.2.1 Nomenclatura.

F´m: resistencia a la compresión especificada, de la mampostería.

F´mt: resistencia a la compresión de la mampostería.

Am: altura del murete.

E´m: espesor (menor dimensión lateral) real del murete.

5.2.2 Definiciones.

Los términos que se definen a continuación son necesarios para desarrollo del

proyecto:

Unidad De Mampostería

Elemento de colocación manual, de características pétreas y estabilidad

dimensional, que unida con mortero configura el muro de mampostería.

Absorción

Cantidad de agua que penetra los poros de la unidad en relación al peso seco.

Adherencia

Adhesión y enlace del concreto o el mortero al refuerzo o a otras superficies junto

a las cuales es colocado. Capacidad del mortero para atender esfuerzos normales

y tangenciales a la superficie que lo une a la estructural.

Bloque

Es un tipo de pieza de mampostería que tiene huecos.

Bloque De Perforación Horizontal

Es un bloque de concreto o arcilla cuyas perforaciones son horizontales y se

asienta sobre la cara que no tiene huecos.

Bloque De Perforación Vertical

7

Es un bloque de concreto o arcilla cuyas perforaciones son verticales que forman

celdas donde se coloca el esfuerzo, en las celdas donde se coloque el esfuerzo

vertical debe colocarse mortero de relleno.

Cemento De Mampostería

Cemento hidráulico producido para usarse en el mortero de pega y que genera

mayor plasticidad y retención de agua que los obtenidos usando solo cemento

portland.

Junta De Pega

Capa de mortero en cualquier dirección, utilizadas para adherir las unidades de

mampostería.

Mortero De Pega

Mezcla plásticas de materiales cementantes, agregado fino y agua, usado para

unir unidades de mampostería.

Conjunto de muretes

Un grupo de, al menos, tres muretes, construidos con los mismos materiales, y

ensayados a la misma edad.

Murete O Prisma

Ensamblaje de piezas de mampostería con mortero de pega inyectadas o no con

mortero de relleno usado como espécimen de ensayo para determinar las

propiedades de la mampostería.

Resistencia A La Compresión De La Mampostería (f´m)

Mínima resistencia nominal de la mampostería a la compresión, medida sobre el

Área transversal neta y sobre la cual se basa su diseño.

Planos Estructurales

Es un documento que muestra las notas, detalles y toda aquella información

necesaria para armar la Estructura; además deben presentarse en tal forma que

puedan interpretarse rápidamente y correctamente. Los Planos y Las

Especificaciones deben estar contenidos en los detalles.

Patología

Es el estudio sistemático de fallas en el cual se analizan los síntomas y las

causas, para poder así plantear acciones correctivas. La palabra se deriva del

griego pathos que significa enfermedad y logía que significa solución.

8

Agente Patógeno

Es todo agente o ente que produce la enfermedad al huésped.

Rehabilitar

Restablecer a una persona o cosa a su antiguo estado.

Mortero De Recubrimiento o Revoque (pañete)

Mezcla plásticas de materiales cementantes, agregado fino y agua, usado para

dar acabado liso (enlucir) los muros de mampostería3

5.3 Marco Teórico

Este marco identifica la parte teórica necesaria en la investigación para el

desarrollo de esta.

5.3.1 Muros de mampostería

“En el 70% de las viviendas los muros son en mampostería con ladrillo tipo bloque y

en ladrillo macizo en el 12% de las viviendas, existiendo también algunos en bloque

de mortero de cemento o ladrillo tipo calicanto, se utilizan de tal manera que toman

desde parte hasta la totalidad de las cargas verticales, que se transmiten a la

cimentación.

Los dos mayores inconvenientes que se presentan en los muros es la combinación de

diversos tipos de mampuestos en el mismo muro y la deficiencia de los amarres entre

los muros perpendiculares o de los muros no estructurales con los estructurales.

La heterogeneidad de unidades de mampostería descrita en los formularios de

diagnóstico es muy marcada y visible. En algunas la variabilidad es tanta, que una

sola pared hay varios tipos de ladrillos o mampuestos en general, en otras las

unidades de mampostería se presentan sectorizadas por ejemplo ladrillo macizo en la

fachada y bloque en el resto de la edificación.

3 Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10).Titulo D.2.5: Definiciones

9

En las viviendas también se presentan patologías constructivas como pegas

excesivas, vanos mayores del 35% del área de los muros o la no utilización de

dinteles sobre los vanos”.4

“5.3.2 (D.3.7) Determinación De La Resistencia De La Mampostería A La

Compresión (f ′ m)

D.3.7.1 — Determinación De f´m Previa A La Construcción.

El valor especificado para la resistencia a la compresión de la mampostería f´m, se

debe determinar de acuerdo con uno de los siguientes procedimientos:

(a) Por medio de registros históricos D.3.7.3.

(b) Por determinación experimental sobre muretes de prueba D.3.7.4.

(c) Por medio de ensayos sobre materiales individuales D.3.7.5

D.3.7.1.1 Aplicabilidad de los procedimientos. Los valores de f´m definidos en esta

sección que se basan en la calidad de los materiales, solo se pueden utilizar en el

diseño previo a la construcción y no para control de calidad.

D.3.7.2 Elaboración y ensayo de los muretes. La elaboración y el ensayo de los

muretes que se utilicen para la determinación de f´m, deben llevarse a cabo de

acuerdo con la norma NTC 3495 (ASTM E447); cumpliendo, además, con los

siguientes requisitos:

D.3.7.2.1 Requisitos de elaboración de los muretes. Los muretes deben

elaborarse con los mismos materiales y bajo las mismas condiciones que se

presenten en la estructura. El contenido de humedad de los materiales debe ser el

mismo que se tiene en la estructura en el momento de construirse. La calidad de

la mano de obra debe ser la misma que se va a utilizar en la construcción. Cuando

en la construcción se coloca el mortero de pega solamente en las paredes

laterales de las unidades de perforación vertical, los muretes deben elaborarse

colocando mortero de pega sólo sobre las paredes laterales y sin mortero de pega

en los tabiques transversales, incluyendo los terminales. Véase D.4.5.10.1 (b). Se

deben elaborar muretes, tanto, con las celdas vacías, como muretes con las

celdas rellenas, cuando especifique mampostería parcial o totalmente inyectada.

4 Valbuena, Sergio – Mena, Milton. Caracterización de sistemas constructivos y aspectos generales

de la construcción de las viviendas populares en sectores vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 4.3.5 Muros de mampostería. Bogotá D.C. Diciembre del 2011.

10

D.3.7.2.2 Determinación del valor de f´m. El valor de f′m, para una muestra debe

ser el promedio obtenido del ensayo de 3 muretes de igual procedencia, pero no

debe ser mayor del 125 por ciento del menor valor obtenido en los ensayos.

D.3.7.2.3 Área para determinación de los esfuerzos. El valor de cada ensayo se

obtiene de dividir la carga última obtenida por el área neta de la mampostería que

tiene el murete ensayado.

D.3.7.2.4 Dimensiones de los muretes. Los muretes deben tener un mínimo de

300 mm de altura y una relación altura-ancho mayor ó igual a 1.5 y menor ó igual

a 5. Los muretes de mampostería de bloque de perforación vertical deben tener al

menos el largo de una pieza completa. Los muretes de otros tipos deben tener al

menos 100 mm de largo. El ancho y el tipo de construcción deben ser

representativos del tipo de mampostería que se va a utilizar en la construcción.

D.3.7.2.5 Corrección por esbeltez. El valor de f′m debe corregirse multiplicándolo

por el factor de corrección por esbeltez del murete dado en la tabla D.3.7-1.

Tabla No. 1: Factor de corrección por esbeltez para f´m. Fuente: NSR – 10.

Tabla D.3.7-1

D.3.7.2.6 Curado de los muretes. Los muretes deben guardarse por siete días al

aire a una temperatura de 21 grados centígrados, más/menos 5 grados, a una

humedad relativa que exceda el 90 por ciento, y posteriormente a las mismas

condiciones, pero con una humedad relativa que puede estar entre el 30 y el 50

por ciento, hasta su ensayo a los 28 días de la fabricación. Los muretes que se

construyan a pie de obra deben guardarse bajo condiciones que les conserve la

humedad por un lapso de 48 a 96 horas y después de este tiempo se pueden

llevar al laboratorio.

D.3.7.2.7 Refrentado y ensayo. Los muretes deben refrentarse y ensayarse bajo la

norma NTC 3495 (ASTM E447).

D.3.7.3 Determinación estadística de f′m. Cuando existan registros históricos

confiables y suficientes de resultados de ensayos de muestras de muretes de

construcciones anteriores realizadas con los materiales especificados para la obra,

llevadas a cabo con similares procesos técnicos y de supervisión, en caso de que

11

el coeficiente de variación de los resultados sea inferior o igual al 30%, se permite

seleccionar el valor de f′m con base en estos registros, según el número de

resultados de ensayos registrados y de acuerdo con:

D.3.7.3.1 Más de 30 ensayos históricos. Cuando el número de resultados de

ensayos de muestras registradas, sea superior o igual a 30, se puede seleccionar

f′m como el 75% del valor promedio de los resultados del registro.

D.3.7.3.2 Entre 10 y 30 ensayos históricos. Cuando el número de resultados de

ensayos de muestras registradas sea de 10 a 30, se puede seleccionar f′m como

el 70% del valor promedio de los resultados del registro.

D.3.7.3.3 Menos de 10 ensayos históricos. Cuando el número de pruebas

registradas, con tres o más muretes por prueba, sea inferior a 10, no se pueden

utilizar los registros históricos para la selección de f′m

D.3.7.4 Determinación experimental de f′m. La resistencia especificada a la

compresión de la mampostería f′m, se puede determinar experimentalmente para

los mismos materiales que se van a emplear, realizando ensayos sobre muretes

preliminares a la obra, de acuerdo con lo indicado en el numeral D.3.7.2,

exceptuando el número de muretes por muestra, los cuales deben ser los

indicados a continuación:

D.3.7.4.1 Más de 30 ensayos previos a la obra. Cuando el número de muretes

ensayados sea superior o igual a 30, f′m se puede tomar como el 85% del valor

promedio de los ensayos realizados.

D.3.7.4.2 Entre de 10 y 30 ensayos previos a la obra. Cuando el número de

muretes ensayados sea superior a 10 e inferior a 30, f′m se puede tomar como el

80% del valor promedio de los ensayos.

D.3.7.4.3 Menos de 10 ensayos previos a la obra. Cuando el número de muretes

ensayados sea inferior a 10 pero no menor de 3, f′m se puede tomar como el 75%

del valor promedio de los ensayos”.5

5 Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10).Titulo D.3.7: Determinación De La Resistencia De La

Mampostería a La Compresión (f ′ m)

12

5.4 Marco Geográfico

Los ensayos de laboratorio se van hacer en el Laboratorios Contecon Urbar, S.A.

Carrera 69Q Nº78-52, Bogotá, Colombia, Barrio las Ferias.

Figura No. 1: Ubicación del laboratorio (Mapa). Fuente: Google.Maps.

13

6. Capítulo VI – Resultados De Las Investigaciones Experimentales

En este capítulo se evidencia la forma como se hicieron en los ensayos, teniendo

en cuenta las normas respectivas.

6.1 Objetivo NTC 3495

“Este método de ensayo comprende los procedimientos para la elaboración y

ensayos de muretes de mampostería, y los procedimientos para determinar la

resistencia a la compresión de la mampostería fmt, usada para determinar el

comportamiento del requisito de resistencia nominal a la compresión de la

mampostería especificada f´m, cuando se utiliza este ensayo para propósitos de

investigación, los procedimientos de elaboración y de ensayo aquí definidos,

sirven como guía y suministran parámetros de control”.6

6.2 Importancia Y Uso

“Este método proporciona un medio para verificar que los materiales de

mampostería, usados en la construcción, permiten obtener una mampostería que

cumple con la resistencia a la compresión especificada.

Si este método de ensayo se usa como guía para investigaciones de

comportamiento, con el fin de determinar los efectos de varios parámetros, de la

construcción o del ensayo de los muretes, sobre la resistencia a la compresión de

la mampostería, se deben permitir desviaciones del mismo, siempre y cuando se

haga un informe de las mismas. Esos muretes de investigación no se deben usar

para verificar el cumplimiento de la resistencia a la compresión de la

mampostería”.7

6 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACIÓN. Método de ensayo

para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mampostería. Bogotá: ICONTEC,

2003. 1 p. (NTC 3495) 7 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACIÓN. Método de ensayo

para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mampostería. Bogotá: ICONTEC, 2003. 2 p. (NTC 3495)

14

6.3 Muretes

“Los muretes se deben construir con unidades que sean representativas de las

usadas en la construcción. Si las unidades tienen medias cañas o proyecciones,

que sobresalgan de la superficie de la unidad, al menos, 12,5 mm, se deben

remover por medio de corte, con sierra de disco, por la base de las mismas, a

ras de la superficie”.8

6.4 Unidades de mampostería utilizadas para la investigación

“La arcilla, es el material predilecto para toda la construcción de muros, usándolo nuevo en su gran mayoría y en algunos casos de segunda calidad (unidades producto de la demolición de otra construcción), tanto tipo bloque (perforación horizontal) como macizo. El uso frecuente de las unidades de perforación horizontal (Bloque en arcilla), principalmente se ve por la economía y rapidez con que construyen los muros”.9

Figura No. 2: Valbuena, Sergio – Mena, Milton. Caracterización de sistemas constructivos y aspectos generales de la construcción de las viviendas populares en sectores vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 4. Bogotá D.C. Diciembre del 2011. Figura 3. Tipos de mampuestos utilizados en las viviendas.

Por lo anterior, se utilizó bloque en arcilla. El tipo de bloque usado en el ensayo

fue el bloque # 4 de la Ladrillera Santafé.


para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mampostería. Bogotá: ICONTEC, 2003. 2 p. (NTC 3495) 9 Valbuena, Sergio – Mena, Milton. Caracterización de sistemas constructivos y aspectos generales

de la construcción de las viviendas populares en sectores vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 4.1.1. Bogotá D.C. Diciembre del 2011.

15

Figura No. 3: Bloque # 4 usado en los muretes

Figura No. 4: Ladrillera Santafé. Ficha técnica Bloque # 4.

16

Figura No. 5: Ladrillera Santafé. Especificaciones Técnicas. Bloque # 4.

Este tipo de bloque se usó con el fin de mantener los espesores normales de los

muros de cualquier vivienda, ya que la idea del proyecto es aumentar el área de

sección transversal de los muros con el pañete pero manteniendo muros de

anchos tradicionales de 15 cm, contando el pañete.

6.5 Muestra

“Se debe elaborar un conjunto de muretes, para cada combinación de materiales

y para cada edad de ensayo a la cual se va a determinar la resistencia a

la compresión de la mampostería”.10

Figura No. 6: Ejemplo de conjunto de muretes.

10

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACIÓN. Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mampostería. Bogotá: ICONTEC, 2003. 2 p. (NTC 3495)

17

6.6 Observaciones para la construcción de los muretes

“Cada murete se debe construir dentro de una bolsa abierta, que sea

impermeable, con un tamaño suficiente para contener y sellar el murete completo.

Los muretes se deben construir sobre una superficie plana y nivelada, en un

lugar tal que puedan permanecer sin ser perturbados, hasta que sean

transportados para su ensayo”.11

Figura No. 7: Superficie plana y nivelada donde se hicieron los muretes.

6.7 Forma de construcción de los muretes

Los muretes se deben construir como se indica en la Figura No. 8, con

las unidades apiladas en hilera. Las unidades deben quedar en la misma

posición que van a tener en la construcción. En el momento de la elaboración de

los muretes, la superficie de las unidades debe estar libre de humedad. Cuando

la construcción, a la que corresponden los muretes, es de mampostería de

varias hojas (muros adosados), elaboradas con diferentes unidades de

mampostería, se deben elaborar muretes con cada tipo de las unidades

representativas de cada hoja, y se deben ensayar por separado.12

11

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACIÓN. Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mampostería. Bogotá: ICONTEC, 2003. 3 p. (NTC 3495) 12

Ibid., p. 3.

18

Figura No. 8: Elaboración de muretes de mampostería. Fuente: NTC 3495.

2003

6.8 Pega de los muretes

“Los muretes se deben elaborar con pegas completas (en las paredes y en los

tabiques de las unidades perforadas). El mortero debe ser representativo del que

se utiliza en la construcción. Se debe usar un espesor de junta y un

método de alineamiento y posicionamiento de las juntas, correspondiente al

que se tiene en la construcción. Se deben usar juntas planas (completamente

llenas de mortero y acabadas a ras con la superficie de las paredes y tabiques de

las unidades). En los muretes que se van a inyectar, se deben remover las

rebabas que salen hacia dentro de la cavidad que se va inyectar”.13

6.9 Mortero de pega y pañete

“El mortero de pega de los muretes fue el recomendado en la NSR -10 Titulo E.3.3

– Mortero de Pega. Los morteros de pega utilizados en construcciones de uno o

dos pisos deben garantizar la retención del agua mínima para la hidratación del

cemento. Su función principal es la de adherir las unidades de mampostería y para

ello se debe establecer dosificaciones apropiadas que garanticen su calidad. Su

resistencia mínima a la compresión a los 28 días debe ser 7.5 Mpa (75 kgf/cm2),

medida en cilindros de 75 mm de diámetro por 150 mm de altura. Su dosificación

entre material cementante (cemento y cal) respecto a la arena cernida por malla

No. 8, no puede ser inferior a 1:4 en volumen.”14Esta dosificación también fue

usada para el pañete de los muretes.

13


Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10). E.3.3 Mortero de pega.

19

Figura No. 9: Dosificación arena de rio y cemento relación 1:4 volumen

Figura No. 10: Cemento y arena de rio usados

Se utilizó cemento gris de uso general ARGOS, arena de Minas y Canteras S.A.S.,

el material fue comprado el Homecenter.

20

Figura No. 11: Agua usada en el mortero

El agua usada, fue agua potable del acueducto de Bogotá.

Figura No. 12: Mezcla Del Mortero Para Los Muretes

21

6.10 Tipos de juntas:

Figura No. 13: Junta Curva

Figura No. 14: Junta en V

22

Figura No. 15: Junta inclinada hacia abajo

Figura No. 16: Junta inclinada hacia arriba

23

Figura No. 17: Junta revitada

Figura No. 18: Murete de bloque # 4, con junta revitada.

24

Figura No. 19: Murete con pega en mal estado

6.11 Requerimientos de los muretes

“Se deben construir muretes de, al menos, dos unidades de altura, con una

relación am/em (altura / espesor) del murete entre 1,3 y 5,0. Inmediatamente se ha

terminado la elaboración del murete, se debe sellar la bolsa impermeable, que

contiene el murete.”15

Relación am/em (altura / espesor) de los muretes ensayados.

Tabla No. 2: Medidas promedios de los muretes

15


25

Se observa que la muestra MB – 1 no cumple con la relación máxima permitida en

la norma, pero por motivos de la investigación se lleva acabo el ensayo de este,

además muchas de las viviendas informales a las cuales va dirigida esta

investigación, usan mampostería de bloque # 4.

6.12 Curado

“Después del curado inicial de 48 h, los muretes se deben conservar, dentro de las

bolsas, en un área con una temperatura de 24 °C +-8 °C. Los muretes se deben

remover de las bolsas impermeables, dos días antes del ensayo, y se debe

continuar con su almacenamiento a 24 °C +-8 °C. Los muretes se deben ensayar

a una edad de 28 d, o a las edades de ensayo designadas. Para cada edad se

debe ensayar un conjunto de muretes. La edad de cada murete se debe definir

como las transcurridas desde la aplicación de las unidades, para muretes no

inyectados, y desde la inyección, para los muretes inyectados”.16

Figura No. 20: Mampostería envueltos en vinipel

Los muretes se dejaron en curado por 28 días, en los cuales se dejaron envueltos

en plástico de vinipel.

16


26

6.13 Transporte

“Antes de transportar los muretes, se debe enzunchar o prensar cada murete, con

el fin de evitar daños durante el manejo y el transporte. Los muretes se deben

asegurar durante el transporte, para evitar que se sacudan, reboten o se

vuelquen”.17

Figura No. 21: Transporte de los muretes

6.14 Medición de los muretes.

“Tal como se muestra en la figura No 22, se debe medir la longitud y el ancho,

sobre ambas aristas correspondientes de las caras, superior e inferior, de los

muretes, con una aproximación de 1 mm. Se debe determinar la longitud y el

ancho, promediando las cuatro medidas tomadas para cada dimensión. La altura

17


27

del murete se debe medir en el centro de cada cara, con una aproximación de 1

mm. Se debe determinar la altura, promediando las cuatro medidas tomadas”.18

Figura No. 22: Localización de las mediciones del murete. Fuente: NTC 3495.

2003.

6.15 Refrentado del murete.

“Se deben pulir las irregularidades de las superficies portantes del murete,

usando un método que no altere la integridad del murete. Antes de ensayar el

murete, se deben refrentar sus caras, superior e inferior, usando un material de

refrentado con base en azufre, o con un yeso de alta resistencia. El material de

refrentado de azufre, debe tener entre el 40 % y el 60 % de azufre, en peso,

siendo el resto arcilla de hornear, molida, u otro material inerte, que pase el

tamiz No. 100 (150 mm), con o sin un plastificante. El material de refrentado

se debe distribuir sobre una superficie con una tolerancia de 0,2 mm en 1 m. La

superficie a refrentar se debe poner en contacto, con el material de refrentado,

presionando firmemente el espécimen y sosteniendo el murete de manera que

su eje esté en ángulo recto con las superficies a refrentar. Ambas superficies

refrentadas deben ser paralelas entre sí. Se debe emplear un nivel (de "ojo de

pollo" o de burbuja) o un método equivalente durante el proceso de

refrentado, para verificar el cumplimiento de los criterios de alineación del

18


28

murete. El espesor promedio del refrentado no debe exceder 3 mm. El refrentado

debe tener una edad de, al menos 2 h antes del ensayo.”19

Figura No. 23: Refrentado con mortero de azufre

El refrentado de los muretes se hizo con mortero de azufre, con una relación de

60% azufre y 40% sílice. Este mortero cumple con las especificaciones descritas

en la NTC 504 y hace parte de una de las investigaciones hechas por el

laboratorio CONTECON URBAN.

6.16 Maquina de ensayo

“La máquina de ensayo debe tener una precisión de +- 1.0 % del rango de carga

anticipado”.20

19


Ibid., p. 6.

29

Figura No. 24: Prensa donde se fallaron las muestras

Esta prensa es una de las prensas en las cuales se fallan las unidades de

mampostería y muretes del laboratorio que presto los servicios para el desarrollo

de esta investigación, el cual cuenta con los requisitos que se necesitaban para

fallar los muretes, algunos de esos requisitos son:

velocidad de la prensa digital

certificado de calibración

6.17 Instalación Del Murete En La Máquina.

“Las caras de soporte de los bloques de transferencia de carga, de las placas de

soporte y del espécimen, se deben limpiar con un trapo. El espécimen de ensayo

se debe colocar sobre el bloque o placa de soporte inferior. Se debe alinear el eje

del centroide del espécimen con el eje de aplicación de carga de la máquina. A

medida que el bloque o placa superior, apoyada sobre una esfera, se va

30

asentando sobre el espécimen, se debe rotar ligeramente la porción móvil del

bloque superior, manualmente, con el fin de lograr que se asiente

uniformemente.”21

Figura No. 25: Colocación de las muestras

6.18 Carga

“La carga se debe aplicar, al murete, hasta la mitad de la carga esperada, a una

velocidad adecuada. El resto de la carga se debe aplicar, a una rata uniforme,

durante un periodo de no menos de 1 min y de no más de 2 min. Las velocidades

de las prensas pueden ser manuales (perilla o palanca), y de velocidad digital.”22

6.19 Velocidad manual:

Se puede alterar la velocidad con la que aplica la carga durante el ensayo, lo que

indica que la gráfica de carga vs tiempo no es lineal.


para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mampostería. Bogotá: ICONTEC,

2003. 7 p. (NTC 3495) 22

Ibid., p. 7.

31

Figura No. 26: Velocidades manuales.

Tabla No. 3: Velocidades manuales.

Como se identifica en la Figura No. 26: Velocidades manuales, la tendencia no es

lineal, algo común para las prensas en las que se puede manejar la velocidad de

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Car

ga T

on

Tiempo seg

Gráfica de carga vs tiempo Velocidad manual, mamposteria estructural.

Velocidadvariable

32

aplicación de carga durante el ensayo, en la Tabla No. 3: velocidades manuales,

se identifica las velocidades de aplicación de carga, la cual esta expresada en

ton*seg y el tipo de prensa que aumenta la velocidad de carga de acuerdo a la

cantidad de giros que se le da a la manija.

Cabe resaltar que estos datos fueron el producto de la necesidad de generar una

gráfica en la cual se pudiera evidenciar, los cambios de velocidad que pueden

hacerse en algunas prensas, identificando el promedio de capacidad de carga de

las unidades de mampostería estructural.

Debido a esto la norma indica que la carga se debe aplicar, al murete, hasta la

mitad de la carga esperada, a una velocidad adecuada. “El resto de la carga se

debe aplicar, a una rata uniforme, durante un periodo de no menos de 1 min y de

no más de 2 min.”23Suponiendo que los muretes se fallan en una prensa de

velocidad manual y no especifican como determinar en qué momento el murete

llega a la mitad de la carga, para así, poder empezar a contabilizar el tiempo en el

cual el murete debería fallar.

Por lo anterior, se hizo necesario para este proyecto determinar la velocidad

adecuada de falla, identificando que las prensas utilizadas en el laboratorio

CONTECON URBAN donde se fallaron los muretes son de velocidad digital.

6.20 Velocidad digital:

No se puede alterar la velocidad con la que aplica la carga durante el ensayo, lo

que indica que la gráfica de carga vs tiempo es lineal, debido que el aumento de

carga es constante y de igual magnitud.

Las prensas en la que fallan los muretes en el laboratorio CONTECON URBAN

son de velocidad digital y las unidades más usadas para la aplicación de carga es

Kg*s/cm2.

23


33

Figura No. 27: Gráfica Carga vs Tiempo V: 1kg*s/cm2

Tabla No. 4: Puntos V:1kg*s/cm2

Como se identifica en la Figura No. 27: Gráfica Carga vs Tiempo V: 1kg*s/cm2, la

tendencia de esta es lineal y en la Tabla No. 4 Puntos V: 1kg*s/cm2, se

determinan los puntos. De acuerdo a lo anterior se puede comprobar que las

velocidades digitales son lineales.

Por lo anterior se hizo un análisis de como determinar las velocidades adecuadas

de falla en los muretes, determinando el tiempo mínimo y máximo que debe durar

el ensayo para que cumpla con las especificaciones de la norma y estableciendo

la carga mínima y máxima que puede soportar una unidad de mampostería o

murete.

1, 0.2

5, 1

25, 5

50, 10

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Car

ga

Tiempo

Grafica Carga vs Tiempo V= 1kg*s/cm2

V: 1Kg*S/cm2

34

6.21 Cargas Mínimas y Máximas

Las cargas mínimas y máximas se realizaron con la experiencia de David Estiven

Ñahui Betancourt, el cual trabajo en laboratorio CONTECON URBAN S.A. durante

6 meses, la mayoría de su tiempo fallando unidades de mampostería y mueretes,

identificando la capacidad y variación de carga de estas.

Tabla No. 5: Resistencia unidades mampostería

Tabla No. 6: Resistencia muretes

6.22 Observaciones

“Se debe describir el método de falla, tan precisamente como sea posible,

ilustrarlo (mediante un dibujo, una fotografía, o ambos), indicando los patrones de

fisuración y de desportillamiento. Se debe anotar si la falla ocurrió en un extremo

del murete antes de la falla del lado o extremo opuesto del mismo.”24

Por lo anterior, se hizo necesario establecer alguna forma de describir las fallas de

las unidades de mampostería y muretes. Se identificaron fallas comunes en estos,

en consecuencia se decidió establecer tipos de falla más comunes presentes en

las unidades de mampostería y muretes.

24


35

6.23 Tipos De Falla: Unidades de mampostería

Figura No. 28: Falla # 1. Comportamiento de esfuerzos

Figura No. 29: Falla # 1. Falla en los lados

La unidad falla por los lados, lo que indica que la concentración de esfuerzos no

fue uniforme. Daño provocado en la unidad < 20%.

36

Figura No. 30: Falla # 2. Concentración de esfuerzos

Figura No. 31: Falla # 2. Falla en un lado

Falla en un lado, lo que indica que la concentración de esfuerzo estuvo en el lado

de la falla. Daño provocado en la unidad > 20% pero menor < 70%.

37


Figura No. 33: Falla # 3. Falla ideal

Falla ideal, la concentración de esfuerzos fue uniforme en toda la unidad. Daño

provocado en la unidad > 70%.

38

6.24 Tipos de falla de Muretes

Figura No. 34: Falla # 1 Esfuerzos

Figura No. 35: Falla # 1 Fisuras

El murete falla en la pega o alrededor de la pega, indicando que la pega no tiene

la resistencia necesaria para transmitir bien la carga o la concentración de

esfuerzos no fue uniforme. Daño provocado en el murete < 20%.

39


Figura No. 37: Falla # 2. Falla a un lado del murete

Falla en un lado, lo que indica que la concentración de esfuerzo estuvo en el lado

de la falla. Daño provocado en el murete > 20% pero menor de < 70%.

40

Figura No. 38: Falla # 3. Concentración de esfuerzo

Figura No. 39: Falla # 3. Destrucción de murete en gran proporción

Falla ideal, la concentración de esfuerzos fue uniforme en la unidad, el daño del

murete fue en gran proporción. Daño provocado en el murete > 70%.

41

Figura No. 40: Falla # 4. Desprendimiento de pañete

Esta falla estuvo presente en gran cantidad de los muretes fallados en la

investigación, el pañete se desprende del murete y en muchos casos los daños a

la unidad de mampostería es poco significativa.

6.25 Falla de Muretes de investigación

Figura No. 41: MB-1-1

42

Tipo de falla 1. Este murete falla por la pega, con una pequeña fisura en bloque, lo

que indica que la carga estuvo concentrada en el punto de la falla. Con un daño en

el murete <20%. Carga soportada: 5.87 Ton


Tipo de falla 2. Este murete falla por una concentración de carga excesiva en una

de los lados. Con un daño en el murete >20% pero <70%. Carga soportada: 4.90

Ton


Tipo de falla 2. Este murete falla por una concentración de carga excesiva en una

de los lados. Con un daño en el murete >20% pero <70%. Carga soportada: 9.90

Ton

43


Tipo de falla 1,4. Este murete falla por desprendimiento del pañete. Con un daño

en el murete <20%. Carga soportada: 18.64 Ton


Tipo de falla 4. Este murete falla por desprendimiento del pañete y una

concentración de carga en una de los lados. Con un daño en el murete >20% pero

<70%. Carga soportada: 13.64 Ton

44


Tipo de falla 3. Este murete falla en su mayor parte indicando que la carga fue

bien distribuida en el murete. Con un daño en el murete >70%. Carga soportada:

21.88 Ton




21.71 Ton

45


Tipo de falla 1,4. Este murete presentaba desplome y la falla fue por

desprendimiento del pañete en uno de sus lados. Con un daño en el murete



Tipo de falla 1,4. Este murete presentaba desplome y la falla fue por

desprendimiento del pañete. Con un daño en el murete <20%. Carga soportada:

13.22 Ton

46


Tipo de falla 1,4. Este murete falla por desprendimiento del pañete. Con un daño

en el murete <20%. Carga soportada: 17.49 Ton




28.14 Ton

47


Tipo de falla 4. Este murete falla por desprendimiento del pañete y una

concentración de carga en una de los lados. Con un daño en el murete >20% pero


Tabla No. 7: Tipos de falla de los muretes de la investigación

Como se puede identificar en la Tabla No. 11: Tipos de falla de los muretes de la

investigación, los tipos de falla dan una idea de que tan bien fue la absorción de

carga del murete, el cual depende en la mayoría de las veces de la cantidad de

daño presente en el murete o si fuera unidades de mampostería la cantidad de

daño presente en estas.

48

7. Capítulo Vii – Análisis De Resultados

En este capítulo se analizará los resultados de las investigaciones de los muretes

y las velocidades adecuadas de falla.

7.1 Determinación de los tiempos adecuados de falla

Se hicieron graficas de carga vs tiempo identificado la linealidad de la gráfica y se

entendió que para poder que la mampostería se falle en los tiempos como lo

indique la norma es necesario que la mampostería dure 120 segundos como

mínimo y 240 segundos como máximo.

Figura No. 53: Tiempo de duración del ensayo

7.2 Tiempo mínimo falla

En la Figura No. 53: Tiempo de duración del ensayo, es la gráfica de carga vs

tiempo de una prensa de velocidad digital, con una velocidad de V= 1kg*s/cm2, se

tiene encerrado en color rojo un punto con coordenadas (120, 24), siendo 120 los

segundos transcurridos y 24 la carga en toneladas, esos 120 segundos son el

tiempo mínimo que debe durar el ensayo, debido que si una unidad de

mampostería o murete falla a los 120 segundos, la mitad de la carga será justo en

49

el círculo verde con coordenadas (60,12), y ya que la NTC 3495. Capítulo 9.3:

Carga. Indica que se debe contabilizar el tiempo justo después de la mitad de la

carga y que el tiempo contabilizado después de la mitad de la carga debe ser

mínimo de 60 segundos.

Por lo anterior, los 120 segundos es el tiempo mínimo ya que los primeros 60

segundos van a ser los de la mitad de la carga y los otros 60 segundos van a ser

el tiempo mínimo de falla para las unidades y muretes de mampostería.

7.3 Tiempo Máximo Falla

El tiempo máximo será el marcado en el círculo morado con coordenadas

(240,48), los primeros 120 segundos serán la mitad de la carga y los otros 120

segundos será el tiempo máximo en el que debe fallar el murete o unidad de

mampostería, teniendo en cuenta que en la NTC 3495. Capítulo 9.3: Carga. Indica

que se debe contabilizar el tiempo justo después de la mitad de la carga y que el

tiempo contabilizado después de la mitad de la carga debe ser máximo de 120

segundos.

7.4 Velocidades ideales para diferentes tipos de unidades de mampostería y

muretes

Después de identificar los rangos de las unidades de mampostería y muretes, se

estableció una velocidad que se acomodará perfectamente o lo más cercano

posible de los rangos establecidos, teniendo en cuenta los tiempos de falla

mínimos y máximos.

Tabla No. 8: Velocidades adecuadas para unidades de mampostería

50

Tabla No. 9: Velocidades adecuadas para muretes

Las tablas indican las velocidades adecuadas de falla para unidades y muretes de

mampostería, teniendo en cuenta que el área de la prensa debe estar establecida

como lo indica la Tabla No. 8 y 9. Esto se hace para evitar que personas con poco

conocimiento de las prensas cambien datos de ellas.

Las verdaderas velocidades de falla, para cada uno de las diferentes tipos de

mampuestos, se podrán calcular con el área real de la unidad de mampostería o

murete.

Los muretes que se fallaron en la investigación se tuvieron que calcular sus

velocidades ideales y establecerse durante los ensayos, también sus resistencias

mínimas y máximas, estos fueron los resultados.

Tabla No. 10: Rango de cargas para muretes investigación

Tabla No. 11: Velocidades adecuadas para los muretes de la investigación

51

Tabla No. 12: Tabla de velocidades

En La tabla No. 12, se tiene una forma fácil de determinar las velocidades

adecuadas de falla para cualquier unidad de mampostería o murete, teniendo

conocimiento de las cargas mínimas y máximas de estas.

7.5 Resultados promedios reales

Los resultados promedios reales tienen en cuenta la carga promedio de las

diferentes muestras, con el factor de corrección por esbeltez ya aplicado.

Tabla No. 13: Resultados promedios

52

Figura No. 54: Gráfica carga vs área de los resultados promedios reales.

En la gráfica se identifica que hay una gran diferencia entre la mampostería

pañetada y la sin pañetar, también se identifica la tendencia logarítmica de la

gráfica.

Figura No. 55: Gráfico esfuerzo vs carga de los resultados promedios reales

En la gráfica se identifica que el aumento de esfuerzo no es considerable aunque

el aumento de carga si, se entiende entonces que la carga aumenta

considerablemente debido al engrosamiento de la sección transversal del murete.

y = 28.445ln(x) - 283.78

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

0 20000 40000 60000

Car

ga T

on

Área neta mm2

Gráfico Carga vs Área

CARGA VS AREA Tendencia Logarímica

y = 2.0756ln(x) - 1.699

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

0.00 10.00 20.00 30.00

Esfu

erzo

Mp

a

Carga Ton

Gráfico Esfuerzo vs Carga

Carga vs Esfuerzo

TendenciaLogarítmica

53

7.6 determinación experimental del f´m: resistencia especificada a la

compresión de la mampostería.

D.3.7.4.3 Menos de 10 ensayos previos a la obra. Cuando el número de muretes

ensayados sea inferior a 10 pero no menor de 3, el f´m se puede tomar como el

75% del valor promedio de los ensayos.25

Tabla No. 14: Resultados según NSR-10. D.3.7.4.

Figura No. 56: Gráfica carga vs área teniendo en cuenta NSR-10. D.3.7.4.3

En esta grafica se pudo establecer una función que identifique el comportamiento

de amento de carga de los muretes con diferentes espesores de pañete, con lo

especificado en la norma.

25

Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10).Titulo D.3.7.4.3 Menos de 10 ensayos previos a la obra.

y = 21.334ln(x) - 212.83

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

0 20000 40000 60000

Car

ga T

on

Área neta mm2


Carga vs área Tendencia Logarímica

54

Figura No. 57: Gráfica esfuerzo vs carga teniendo en cuenta NSR-10.

D.3.7.4.3 En esta grafica se pudo establecer una función que identifique el comportamiento

de amento de esfuerzo de los muretes con diferentes espesores de pañete, con lo

especificado en la norma.

7.7 Resultaos según las funciones establecidas

Tabla No. 15: Resultados según tendencia logarítmica

Resultados teniendo en cuenta la función logarítmica de la carga y del esfuerzo.

y = 1.5567ln(x) - 0.8265

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

Esfu

erzo

Mp

a

Carga Ton


Esfuerzo vscarga


55

Figura No. 58: Gráfica: carga vs área, tendencia logarítmica.

Grafica de la función logarítmica que identifica la tendencia del aumento de carga

de los muretes.

Figura No. 59: Grafica: esfuerzo vs carga, tendencia logarítmica.

Grafica de la función logarítmica que identifica la tendencia del aumento de

esfuerzo de los muretes.

y = 21.334ln(x) - 212.83

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

0 20000 40000 60000

Car

ga T

on

Área neta mm2


Incremento de carga Tendencia Logarímica

y = 1.5567ln(x) - 0.8265

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

Esfu

erzo

Mp

a

Carga Ton


Incremento deesfuerzo


56

7.8 Aumento de carga y esfuerzo

Tabla No. 16: Aumento de carga y esfuerzo en %

Esta tabla nos indica el aumento de carga en % década uno de las muestras,

identificando que dependiendo del espesor del pañete hay incremento de carga y

esfuerzo, teniendo mayor incremento en la carga que en el esfuerzo.

Por otro lado, también se identifica el incremento que hace cada capa en %, lo

cual sirve para establecer cuanto puede aumentar cada capa de 1cm de pañete.

7.9 Comparación reforzamiento con pañete y mampostería estructural

Tabla No. 17: Cargas mínimas y máximas muretes mampostería bloque

perforación vertical

La comparación de cargas se hizo con capacidad de carga de un murete de

bloque de perforación vertical sin inyección, el promedio de carga es 25 Ton y con

el factor de corrección por esbeltez es de 29.30 Ton.

Tabla No. 18: Comparación reforzamiento con pañete y mampostería

estructural (tendencia logarítmica)

57

La tabla No. 18, indica que hay todavía bastante deferencia entre estas dos clases

de mampostería, pero hay que tener en cuenta que la mampostería reforzada con

pañete tiene un factor de corrección adicional del 75%.

Tabla No. 19: Comparación reforzamiento con pañete y mampostería

estructural (resultados promedios reales)

La tabla No. 19, indica que la diferencia de capacidad de carga ya no es tan

grande, hay que tener en cuenta que esta tabla no contempla la corrección del

75% indicado en la NSR-10. Titulo D.3.7.4.3, con la intención de identificar la

diferencia real.

Por otro lado, el esfuerzo es muy inferior a la mampostería estructural, lo que

indica que la capacidad de carga de la mampostería reforzada con pañete es

debido en gran parte al engrosamiento del muro.

58

8. Capítulo VIII - Conclusiones Y Recomendaciones

8.1 Conclusiones

Las velocidades adecuadas de falla para los muretes son:

Tabla No. 20: Velocidades adecuadas de falla

Los tipos de falla comunes en la mampostería son las fallas 1,2,3, descritas

en las figuras 29,31,33, para las unidades de mampostería y figura

35,37,39, para la muretes de mampostería. También hay que tener en

cuenta la falla #4, la cual es la representativa de los muretes pañetados y

se evidencia en la figura número 40.

El aumento de carga de los muretes es:

Tabla No. 21: Aumento de carga de los muretes

Estos resultados son el producto de las especificaciones de la norma NSR-10.

Titulo D.3.7.4 Determinación experimental de f´m, la NTC 3495: Método De Ensayo

Para Determinar La Resistencia a la compresión De Muretes De Mampostería.

59

8.2 Recomendaciones

Se recomienda tener en cuenta la “NSR – 10. Titulo D.12.5.1 – espesor de la

capa de mortero de recubrimiento – el espesor de cada una de las capas de

mortero de recubrimiento (revoque) no podrá ser menor de 15 mm ni mayor de

45mm. Cuando el espesor total de la capa de mortero de recubrimiento sea mayor

de 15mm dicho mortero se deberá colocar en capas sucesivas con espesores

entre 10 y 15 mm hasta completar el espesor total”.26 De esta forma garantizar una

buena colocación del pañete, ya que con capas más grandes el pañete tendera a

caerse debido a su propio peso.

Por otro lado, se recomienda tener en cuenta lo descrito en la “NSR – 10. Titulo

D.12.5.3 – curado del mortero de recubrimiento o revoque – el mortero de

recubrimiento o revoque que se utilice en los muros de mampostería reforzada

externamente debe ser sometido a un curado húmedo continuo durante por lo

menos 7 días utilizando los mismos procedimientos y técnicas descritas y

especificadas en el Titulo C”.27De esta forma garantizar un buen curado del

mortero, ya que este es el principal elemento de la investigación, el cual genera el

aumento de carga de los muretes reforzados con pañete.

Es necesario hacer investigaciones más profundas acerca del reforzamiento con

pañete, debido que esta investigación hace un análisis estático y para poder

aplicar este método sería necesario hacer un análisis dinámico, de esta forma

determinar su comportamiento, ya que el análisis dinámico es la forma real como

absorberían carga los muros de una vivienda.

26

Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10). D.12.5.1 Espesor De La Capa De Mortero De Recubrimiento. 27

Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10). D.12.5.3 - Curado Del Mortero De Recubrimiento o Revoque.

60

9. Capitulo IX – Bibliografía

1. Valbuena, Sergio – Mena, Milton. Caracterización de sistemas constructivos y

aspectos generales de la construcción de las viviendas populares en sectores

vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 6. Buenas prácticas

constructivas. Bogotá D.C. Diciembre del 2011.

2. Norma Sismo Resistente. NRS-10.

3. Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10).Titulo D.2.5: Definiciones

4. Valbuena, Sergio – Mena, Milton. Caracterización de sistemas constructivos y

aspectos generales de la construcción de las viviendas populares en sectores

vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 4.3.5 Muros de mampostería.

Bogotá D.C. Diciembre del 2011.

5. Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10).Titulo D.3.7: Determinación De La

Resistencia De La Mampostería a La Compresión (f ′ m).

6. INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACIÓN.

Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de muretes de

mampostería. Bogotá: ICONTEC, 2003. 1 p. (NTC 3495)







9. Valbuena, Sergio – Mena, Caracterización de sistemas constructivos y aspectos generales de la construcción de las viviendas populares en sectores vulnerables de la ciudad de Bogotá D.C. Capítulo 4.1.1. Mampuestos. Bogotá D.C. Diciembre del 2011




61




12. Ibid., p. 3.




14. Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10). E.3.3 Mortero de pega.






















62










25. Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10).Titulo D.3.7.4.3 Menos de 10

ensayos previos a la obra.

26. Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10). D.12.5.1 Espesor De La Capa De

Mortero De Recubrimiento.

27. Norma Sismo Resistente 2010 (NRS-10). Titulo D.12.5.3 Curado del mortero

de recubrimiento o revoque.

reforzamiento estructural con paÑete …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/7172/2... ·...

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