Borrador Tesis Fica (Owner)

8/12/2019 Borrador Tesis Fica (Owner)

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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZN

EVALUACIN SSMICA DE VIVIENDASAUTOCONSTRUIDAS EN LA CIUDAD DE

CAYHUAYNAHUNUCO

TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIEROCIVIL

TESISTAOwner Habacuc Salvador Salazar

ASESOR

Ing. Moiss Torres Ramrez

HUNUCO PER

NOVIEMBRE 2013

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL


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EVALUACIN SSMICA DE VIVIENDAS AUTOCONSTRUIDAS EN LA CIUDAD DE CAYHUAYNA HUNUCO.

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZ NB/Ing. Civil Owner Habacuc Salvador Salazar

E.A.P. Ingeniera Civil

1

A Dios:

Por darme una vida maravillosa al lado de mis seres queridos, y ser gua en mi vida .

A mis queridos padres Felipe Salvador Arostegui y Fortunata Salazar Sumarn:

Por todo su incansable e inacabable apoyo en todo tiempo, y sus eternas enseanzas para afrontar

la vida.

A mis queridos hermanos: Olindo, Admer, Naun, Abel, Handel, Daynis, Oswaldo y Caleb:

Por bridarme su apoyo, alegras y motivos para seguir adelante

Al Ing. Moiss Torres, al Ing. Wilson Arquiigo, al Ing. Jorge Zevallos, al Ing. Antonio Dominguez, al

Bach. Edwin Mendoza, al Bach. Lenin Lorenzo:

Quienescon su direccin y apoyo incondicional hicieron posible la culminacin de este trabajo.

A los docentes de la Facultad de Ingeniera Civil, personal tcnico de laboratorio, colegas y amigos:

Quienesestuvieron pendientes del avance del trabajo y con su motivacin y apoyo hicieron posible

mantenerme firme hasta culminar este trabajo.

Own er Salvador


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2

CONTENIDO

Resumen 6

Listas de Informacin7

Introduccin13

CAPTULO 1: ANTEPROYECTO...14

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.15

1.1.1. Antecedentes y Fundamentos del Problema.15

1.1.2. Formulacin del Problema...16

1.1.3. Objetivos...17

1.1.4. Justificacin e importancia.17

1.1.5. Limitaciones y Alcances..18

1.2. MARCO TERICO.18

1.2.1. Revisin de Estudios Realizados..18

1.2.2. Marco Situacional..19

1.2.3. Definiciones de Trminos Bsicos...20

1.3. HIPTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES

OPERACIONALES.. ...21

1.3.1. Hiptesis...21

1.3.2. Sistema de Variables, dimensiones e indicadores...21

1.3.3. Definicin Operacional de Variables, Dimensiones e Indicadores..22

1.4. MARCO METODOLGICO..23

1.4.1. Tipo y Nivel de Investigacin..23

1.4.2. Diseo de la Investigacin...24


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3

1.5. MATRIZ DE CONSISTENCIA...........25

1.6. UNIVERSO/POBLACIN Y MUESTRA.26

1.7. TCNICAS DE RECOLECCIN Y TRATAMIENTO DE DATOS......27

1.7.1. Fuentes, Tcnicas e Instrumentos de Recoleccin de Datos27

1.7.2. Procesamiento y Presentacin de Datos......28

1.8. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES..28

CAPTULO 2: MARCO INSTITUCIONAL E HISTRICO..29

2.1. A Nivel Internacional.,.32

2.2. A Nivel Nacional39

CAPTULO 3: GENERALIDADES.42

3.1. Ubicacin............43

3.2. Geomorfologa....44

3.3. Geologa..44

3.4. Tipologa estructural de Las Viviendas Estudiadas....47

3.5. Caractersticas Estructurales de las Viviendas Estudiadas.48

CAPTULO 4: CARACTERSTICAS GEOMTRICAS Y MECNICAS DE LA

ALBAILERA UTILIZADA EN LA CONSTRUCCIN DE LAS VIVIENDAS

ESTUDIADAS ...55

4.1. Control de Materiales Utilizados..56

4.1.1. Unidades de Albailera..................56

4.1.2. Cemento...65

4.1.3. Agregados...66

4.1.4. Agua...67


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4

4.1.5. Mortero..67

4.1.6. Concreto70

4.1.7. Acero de Refuerzo..73

4.2. Prismas de Albailera.73

4.2.1. Pilas......74

4.3. Evaluacin de Resultados. .84

CAPTULO 5: ANLISIS SSMICO DE UNA VIVIENDA AUTOCONSTRUIDA

REPRESENTATIVA. ...86

5.1. Caractersticas de la Estructura88

5.2. Referencias Normativas..90

5.3. Propiedades de los Materiales..90

5.4. Cargas..92

5.4.1. Cargas Verticales...92

5.4.2. Cargas Laterales....93

5.4.3. Factor de Zona. ...93

5.4.4. Factor de Suelo...94

5.4.5. Factor de Uso..96

5.4.6. Factor de Ampliacin Ssmica...98

5.4.7. Factor de Reduccin Ssmica....98

5.4.8. Espectro Elstico...99

5.5. Consideraciones de Masa..... ...105

5.6. Modelo Matemtico....105

5.7. Anlisis Modal.109


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5

5.8. Verificacin de Distorsiones o Derivas....111

5.9. Configuracin Estructural....115

5.9.1. Irregularidad en la Altura...115

5.9.2. Irregularidad en Planta117

5.10. Anlisis Esttico119

5.11. Verificacin de Elementos Estructurales...123

5.11.1. Respuestas del Anlisis Estructural del Prtico ms Crtico...125

5.11.2. Verificacin de Columnas..................127

5.11.3. Verificacin de Vigas...129

5.11.4. Verificacin de Muros de Albailera Confinada..129

5.11.5. Verificacin de elementos de confinamiento....139

CAPTULO 6: CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LINEAS DEINVESTIGACIN..142

6.1. Conclusiones...143

6.2. Recomendaciones.............147

6.3. Lneas Futuras de Investigacin.148

CAPTULO 7: BIBLIOGRAFA.....149

7.1. Bibliografa Fsica...150

7.2. Bibliografa Electrnica.151

CAPTULO 8: ANEXOS..152


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RESUMEN

La investigacin muestra el problema real que sucede en nuestro pas, ha sido un

trabajo in situ y que como aporte da a conocer los principales parmetros que

definen la vulnerabilidad local de las estructuras autoconstruidas que pueden afectar

daos actuales o futuros, que se ocasionan en viviendas ya sea por

desconocimiento de materiales, procesos constructivos o uso inadecuado de los

mismos y que si se trabaja conjuntamente con las municipalidades u organismos

Estatales podramos resolver tremendos problemas con soluciones adecuadas y

prcticas para el poblador. El tema es muy interesante ya que se abarca un punto

crtico real en de las construcciones de viviendas en nuestra ciudad, as como en

otras ciudades de Latinoamrica.

El trabajo tiene como objetivo principal estudiar el comportamiento estructural de las

viviendas autoconstruidas en la ciudad de Cayhuayna que dicho sea de paso es uno

de los conos de la ciudad donde el comportamiento de explosin demogrfica es

alta. El desarrollo de este estudio consiste en modelar una vivienda tpica auto-

construida y realizar una evaluacin estructural sometida ante fuerzas laterales

provocadas por sismos moderados. Dicho modelo es elaborado en base a

caractersticas geomtricas tpicas que han sido levantadas in-situ en las

inmediaciones de la ciudad de Cayhuayna, las caractersticas fsico-mecnico de los

materiales de autoconstruccin son calculadas en el laboratorio de estructuras de la

facultad de Ingeniera Civil, adems de ser comparadas con los admisibles

propuestos en la norma RNE E-060 y la norma RNE E-070, principalmente el mdulo

de elasticidad de la albailera usada en dichas viviendas, los parmetros ssmicos

que se usa en esta investigacin son las que propone el RNE E-030.

Dicho anlisis evidencio ciertas deficiencias, tanto en la configuracin estructural,

como en la resistencia de los materiales que tpicamente conforman el muro de

albailera confinada.


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LISTAS DE INFORMACIN

LISTA DE IMGENES

Numero Titulo Pagina

1 Localizacin de viviendas al frontis de la Universidad NacionalHermilio Valdizn.

43

2 Relieve del terreno donde se ubican las viviendas estudiadas. 44

3 Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto 46

4 Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto 46

5 Planta de vivienda autoconstruida 49

6 Planta de vivienda autoconstruida 50

7 Pila de albailera Tpica 74

8 Pila Tpica con LVDT 79

9 Mapa de ubicacin de las exploraciones de suelos. 96

10 Estructuracin del nivel 1 en planta 98

11 Relacin Fuerza Ssmicadistorsin o deriva de laedificacin

101

12 Casos de carga de sismopara verificacin de Distorsiones 103

13 Casos de carga de sismo reducidos. 103

14 S1S2 Componentes espectrales en la direccin de ejesprincipales y ejes de la estructura X-Y

104

15 Vista en planta de Arquitectura de nivel 1 106

16 Vista en planta de Arquitectura de NIVEL 2 y 3 106

17 Nivel 1 - Modelo 107

18 Nivel 2Modelo 107

19 Vista Posterior del Modelo 3d 10820 Vista Frontal del Modelo 3d 108

21 Forma de Modo nmero 1 110

22 Forma de Modo numero 2 111

23 Movimiento X-X debido a cargas de sismo en elevacin yplanta

114

24 Movimiento Y-Y debido a cargas de sismo en elevacin yplanta

114

25 Espectros de Sismo para verificacin de la edificacin 118

26 Casos de sismo escalado 122


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8

27 Carga Axial - Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I 125

28 Momentos flectores - Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I 126

29 Fuerza Cortante - Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I126

30 Columna Tpica: 25x25 - 45/8: 127

31 Verificacin Ratios de interaccin P-MM en columnas Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I

127

32 Aceros de refuerzo en vigas Eje 2A-B-C-D-E-F-G-H-I 129

33 Pier Labels de muros de albailera confinada analizados 130

34 Momento flector Me por accin de SISMO MODERADO -MURO X5

134

35 Fuerza Cortante Ve por accin de SISMO MODERADO -

MURO X5

134

36 Fuerza Axial por sobrecarga reducida Pg por accin deSISMO MODERADO - MURO X5

135

38 Etiquetas de columnas de confinamiento 141

39 Disposicin de muros 141


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9

LISTA DE CUADROS


1 Columna Cronoestratigrfica 45

2 Factor de uso 97

LISTA DE INFOGRAFAS


1 Cuntas familias no cuentan con un techo para vivir o

habitan en viviendas de mala calidad?

34

2 Ubicacin de proyecto en mapa de zonificacin ssmica 93


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10

LISTA DE TABLAS


1 Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera(Ladrillo pandereta)

59

2 Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera(Ladrillo macizo artesanal

60

3 Medicin del Alabeo (Ladrillo pandereta) 62

4 Medicin del Alabeo (Ladrillo macizo artesanal) 62

5 Mediciones y Resultados de ensayo de Compresin (ladrillopandereta)

64

6 Mediciones y Resultados de ensayo de Compresin (ladrillopandereta)

64

7 Clase de Unidad de Albailera para fines estructuralesNorma E.070 65

8 Mediciones y Resultados de ensayo de Compresin(Probetas de mortero)

69

9 Resultados de Ensayo a Compresin fc = 175 Kg/cm2 71

10 Factores de Correccin de fm por esbeltez, Norma E.070 77

11 Resultados de los Ensayos de Compresin Axial en Pilas deladrillos pandereta

78

12 Resultados de los Ensayos de Compresin Axial en Pilas deladrillos macizo artesanal

78

13 Clculo del Mdulo de Elasticidad en Pilas 8214 Clculo del Mdulo de Elasticidad en Pilas 83

15 Resistencias Caractersticas de la Albailera segn la NormaE.070

84

16 Clculo de la resistencia de diseo al corte 85

17 Factores de Zona 94

18 Factor de suelo 94

19 Participaciones de Masa de acuerdo al Mtodo deEigenvalores

109

20 Periodos Fundamentales obtenidos del anlisis modal segnel mtodo de eigenvalores.

110

21 Distorsiones Elsticas No lineales 112

22 reas de secciones de elementos que soportan cargaslateralespiso 1- 3

115

23 Verificacin de Irregularidad de Masa 116

24 Desplazamientos relativos de entrepiso respecto al permitido 117

25 Valores del cortante dinmico 119

26 Peso de la edificacin en Kg 120

27 Densidad de Muros 131

28 Verificacin de muros por carga axial direccin XX 13229 Verificacin de muros por carga axial direccin YY 133


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11

30 Verificacin y Control de Fisuras por accin de SISMOMODERADO

135

31 Verificacin y Control de Fisuras por accin de SISMOSEVERO (Vu < Vm)

137

32 Fuerzas de Inercia ante el Sismo Moderado y Severo 139

33 Verificacin de la resistencia al corte del edificio en ladireccin XX

139

34 Verificacin de la resistencia al corte del edificio en ladireccin YY

140

35 Verificacin de elementos de confinamiento 142

LISTA DE GRFICOS


1 Cantidad de edificios segn el nmero de pisos 47

2 Tipos de ladrillos usados en tabiques 51

3 Dimensiones de vigas 53

4 Dimensiones de Columnetas 53

5 Cantidad de varillas en la columna 53

6 Opinin del propietario si cree que su vivienda est preparadapara soportar sismo

54

7 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N1 80




11 Grfico Fuerza vs Desplazamiento en la Pila N 2 82



14 Espectro elstico de aceleraciones 100

15 Variacin de distorsiones por niveles caso SXDRIFT 113

16 Variacin de distorsiones por niveles caso SYDRIFT 113

17 Variacin del cortante dinmico por niveles, segn los casos

de sismo en XX y YY.

120

18 Diagrama de Interaccin de Columna 128


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12

LISTA DE FOTOGRAFAS


1 Vivienda en construccin por las inmediaciones de la vacolectora en Cayhuayna

30

2 Muros del primer nivel a base de ladrillos macizo artesanal. 51

3 Muros del segundo nivel de una vivienda en proceso deconstruccin a base de ladrillos pandereta.

51

4 Muros tabique integrado al sistema estructural 52

5 Ladrillo Pandereta Acanalado 57

6 Ladrillo Macizo Artesanal 57

7 Ensayo de Alabeo 618 Ensayo de compresin de ladrillo pandereta 63

9 Ensayo de compresin de ladrillo pandereta 63

10 Arena de rio y arena amarilla 66

11 Elaboracin de Mortero 68

12 Probeta de mortero con capping, listo para ensayar 68

13 Ensayo de compresin 69

14 Elaboracin de probetas de concreto in-situ. 7215 Ensayo de compresin de probetas de concreto 72

16 Pila instalada para ensayo, derecha: Pila de ladrillopandereta, izquierda: Pila de ladrillo macizo artesanal.

75

17 Falla tpica de pilas de ladrillo pandereta. 76

18 Falla tpica de pilas de ladrillo macizo artesanal. 76

19 Excavacin para cimientos de una vivienda ubicada enCayhuaynitaAv. Universitaria (M1).

95

20 Excavacin para cimientos de una vivienda ubicada en Urb.

Las FloresCayhuaynita. (M2)

95

21 Excavacin para cimientos de una vivienda ubicada en unpunto de la UNHEVAL. (M3).

96


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13

INTRODUCCIN

Por su localizacin geogrfica muchos lugares de nuestro pas estn expuestos a

peligros naturales como huaycos, inundaciones o terremotos. Para tomar decisiones

sobre dnde y cmo construir viviendas seguras es importante conocer los efectos

de estos fenmenos naturales.

Particularmente el Per es un pas ubicado dentro de una zona ssmicamente activa,

donde las estructuras deben construirse siguiendo los criterios del diseo sismo

resistente aceptando que durante su vida til la estructura experimentar al menos

un terremoto de gran intensidad y varios terremotos de moderada intensidad.

Consecuentemente, el propsito de este documento es describir caractersticas

fundamentales de la tipologa estructural, caractersticas estructurales repetitivas,

caractersticas geomtricas y mecnicas de la albailera utilizada en la construccin

de las viviendas autoconstruidas en la ciudad de Cayhuayna. Finalizar la

investigacin desarrollando el anlisis ssmico de una vivienda autoconstruida, dicha

evaluacin estructural tiene como base la Norma de Diseo Sismo resistente

vigente.

Debo mencionar que la filosofa de la Norma establece como principio para el

diseo, que algunos de los elementos del sistema estructural puedan experimentar

comportamiento en el rango Inelstico, soportando grandes deformaciones que

disipen la energa inducida por el terremoto. Como producto de este fenmeno se

espera, para el caso de sismos moderados, que se presenten daos en los

elementos no estructurales (tabiquera, y otros) y que puedan repararse. De otro

lado se acepta, en caso de sismos severos que se presenten daos estructurales

pero no el colapso de la estructura.

El modelo estructural se plantea segn referencias normativas, nacionales y

extranjeras. El anlisis se realizar a la estructura tridimensional, el cual es

representada por un modelo matemtico en el programa de computo ETABS V9.0.4

usando la tcnica de modelaje, de elementos finitos, donde los muros y sus

confinamientos se modelan con elementos tipo Shell y las vigas columnas quequedan fuera de los muros como elementos tipo barra frame.


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CAPITULO 1

ANTEPROYECTO


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1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1.1. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIN DEL PROBLEMA

1.1.1.1. ANTECEDENTES

Las viviendas autoconstruidas (sin asistencia de un profesional) presentan

problemas comunes tales como: problemas de cimentacin, inadecuado uso

de los materiales de construccin, procedimientos constructivos inadecuados

y la inaccesibilidad a las viviendas (Muiz H.Ever, 2009)

El sistema estructural que ms se utiliza en el Per y Sudamrica para laconstruccin de viviendas en zonas urbanas es la denominada albailera de

ladrillos de arcilla. Ms del 43% de las viviendas son construidas con este

sistema estructural. En el sismo de Atico 23/06/2001 (Arequipa, Per) muchas

viviendas de albailera sufrieron dao. La principal fuente de este dao es la

no existencia de un control de calidad adecuado durante la etapa constructiva

y una deficiente configuracin estructural. (CISMID/FIC/UNI,

CONSTRUYENDO EDIFICACIONES DE ALBAILERIA CONTECNOLOGIAS APROPIADAS, Marzo del 2004).

El gran reto de las viviendas de autoconstruccin, que responden a las

caractersticas del modelo arquitectnico de un lugar, consiste en superar los

problemas estructurales generados, tanto por la construccin de muros de

albailera tubular en el primer piso, como por insuficiente rigidez que proveen

muros internos de corta longitud.(Sirumbal L., Julio 2009)

Los ensayos de laboratorio son muy importantes para determinar el

comportamiento estructural de un material poco investigado como el ladrillo,

Es recomendable la realizacin de ensayos de muros de albailera a escala

natural, sujetos a cargas cclicas laterales. Esto verificara las frmulas dadas

en la NTE E.070 (Ref.1) tambin son vlidas para este tipo de albailera.

(Sirumbal L., Julio 2009)

La mayor variacin de dimensiones y el mayor alabeo de las unidades,conducen a un mayor grosor de las juntas de mortero (por encima del valor


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16

nominal de 10 mm), lo que trae por consecuencia, una reduccin significativa

de la resistencia a compresin y a fuerza cortante en la albailera (San

Bartolom A.SENCICO, Comentarios a la norma E.070).

Actualmente, la arquitectura moderna, las razones econmicas y la mejor

calidad de los materiales de construccin, conllevan a proyectar edificios de

albailera donde se aprovecha en mejor forma las dimensiones de los

ambientes, colocando la mnima densidad posible de muros y por supuesto, el

refuerzo adecuado; de manera que los muros de estas edificaciones puedan

soportar sismos moderados sin ningn dao estructural y sismos severos con

daos estructurales que sean reparables, evitando a toda costa el colapso y,por ende, salvando lo primordial: las vidas humanas. (San Bartolom A.,

Construcciones de Albailera Comportamiento Ssmico y Diseo

Estructural, 1994).

1.1.1.2. FUNDAMENTACIN DEL PROBLEMA

La demanda de vivienda en la ciudad de Cayhuayna as como en otras

ciudades del Per es alta, las familias que se asientan son generalmente deotras provincias del departamento y departamentos vecinos, con un modo de

vivencia particular. Estos habitantes no son insertados en un plan de

desarrollo, ya que el distrito no cuenta con un plan director.

Este problema y la realidad econmica de los pobladores hacen que un gran

nmero de familias con limitados recursos econmicos, opten por la

autoconstruccin, como nico medio factible para la construccin de sus

viviendas. Este hecho, que parece ser comn y cotidiano, se convierte en un

gran problema cuando los terremotos y otros fenmenos naturales, debido a

las deficiencias constructivas y estructurales, dejen a miles de familias sin

hogar, adems de cobrar tantas vidas humanas.

1.1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA

1.1.2.1 FORMULACIN DEL PROBLEMA GENERAL

Cul es el comportamiento estructural de las viviendas autoconstruidas, ante


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17

solicitaciones por cargas laterales y de gravedad en la ciudad de Cayhuayna -

Hunuco?

1.1.3. OBJETIVOS

1.1.3.1. OBJETIVO GENERAL

Estudiar el comportamiento estructural, tales como resistencia lateral, y

rigidez de las viviendas tpicas autoconstruidas en la ciudad de Cayhuayna

Hunuco.

1.1.3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

1. Determinar las caractersticas principales y las deficiencias de las

viviendas autoconstruidas.

2. Estudiar y determinar en laboratorio las caractersticas mecnicas de las

unidades de albailera, calidad del mortero, y pila de albailera simple,

usadas en las viviendas autoconstruidas.

3. Realizar el anlisis ssmico en el estado elstico con un programa de

cmputo, de un modelo tpico de vivienda autoconstruida y realizar un

anlisis comparativo en base a lo estipulado en la Norma Tcnica

Peruana E.070 de Albailera y E.030 de Diseo Sismorresistente.

1.1.4. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA

La ciudad de Cayhuayna ubicado dentro de la regin central de nuestro pas que

se encuentra en una zona de actividad ssmica intermedia (zona 2, segn la NTE

E.030), existiendo gran cantidad de edificaciones de albailera de hasta 5 pisos,

lo que hace que stas sean vulnerables a los efectos de los sismos. As mismo,

existe la necesidad de conocer las propiedades fsicas y mecnicas del material

que es utilizado cada vez en mayor proporcin en las viviendas, con la finalidad

de conocer su comportamiento estructural y dejar lneas de investigacin sobre

el planteamiento de soluciones ms acertadas.

Es importante, necesario y urgente; el diagnstico, anlisis y planteamiento de la


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18

solucin del problema de las viviendas autoconstruidas, dichos tema es amplio.

Por ello los profesionales de hoy tenemos la tarea de cooperar en esta rea de

investigacin.

1.1.5. LIMITACIONES Y ALCANCES

El estudio est limitado a las viviendas autoconstruidas de la ciudad de

Cayhuayna - Hunuco, cuya albailera es construida con las diferentes

unidades de arcilla que existen en el mercado.

Otro de los lmites del trabajo es que no se podr determinar el

comportamiento real de las estructuras a estudiar, ya que no contamos

con equipos para realizar ensayos de carga lateral cclica.

El alcance de este trabajo abarca en primer lugar procurar la investigacin en

nuestra escuela tanto de estudiantes y docentes, con estas acciones dar

alcances a la comunidad de ingeniera y a la sociedad sobre las diferentes

problemticas sobre la autoconstruccin que existen en nuestra ciudad y regin,

de esta manera pretender elevar la calidad de vida de los habitantes. Adems es

necesario que los equipos que contamos en el laboratorio sean ya usados por

tesistas e investigadores de nuestra facultad.

1.2. MARCO TERICO

1.2.1. Revisin de estudios realizados

Segn la Asociacin Internacional para la Ingeniera Ssmica (IAEE), la

autoconstruccin se puede definir como aquellas edificaciones construidas en

varios pases, de manera informal, utilizando procedimientos tradicionales, con

poca o nula intervencin en el diseo de arquitectos e ingenieros calificados.

(SIRUMBAL L., 2009)

El dficit de viviendas en el Per es principalmente de orden cualitativo, presenta

malas condiciones de habitabilidad, de precariedad habitacional, de localizacin

de la vivienda (en lugares inadecuados y riesgosos). Como se explica, ello sedebe tanto a la situacin de pobreza en las que vive una buena parte de la


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19

poblacin, que no le permite acceder al mercado formal, como tambin a

polticas pblicas inadecuadas que no han tomado en cuenta esta situacin. A

tal punto que podemos afirmar que actualmente los programas de viviendas no

se interesan por el mantenimiento ni mejoramiento del parque habitacional sino

por edificar viviendas nuevas con intermediacin financiera de la banca

comercial. (Artculo/El Problema de la Vivienda en el Per, Retos y

Perspectivas/Jess Quispe Romero, 2009)

La mayora de las edificaciones en el Per no son ingenieriles, y

desgraciadamente tiene una vulnerabilidad muy alta, sobre todo aquellos hechos

de adobe. Si bien ha habido grandes desarrollos en la ingenierasismorresistente en los ltimos aos, el riesgo tambin ha aumentado por la

concentracin de construcciones y su valor. Los sismos ocurridos en los ltimos

15 aos han demostrado que los criterios que han orientado el diseo

sismorresistente no han reducido o controlado el riesgo ssmico y se han

experimentado prdidas muy importantes en sismos de moderada intensidad.

(Piqu del Pozo, J. Diseo Ssmico por Comportamiento Esperado).

El sismo del 15-08-2007, calificado desde el punto de vista estructural por el

autor como leve para Lima y Moderado para Pisco o Chincha, puso al

desnudo una serie de errores que se cometen en las edificaciones de albailera,

principalmente por el aspecto informal con que se construyen estos sistemas,

pese a la existencia de normas nacionales de construccin y diseo estructural.

(San Bartolom A. Defectos que Incidieron en el Comportamiento de las

Construcciones de Albailera en el Sismo de Pisco del 15-08-2007).

1.2.2. Marco Situacional

En nuestromedio la mayora de construcciones son dirigidas por Maestros de

Obra, albailes y propietarios (autoconstruccin), quienes en muchos casos no

tienen una concepcin bsica acertada, o la tienen tcnicamente equivocada,

sobre el desarrollo y alcance de los procesos constructivos, por no haber

recibido capacitacin tcnica alguna, basndose slo en su experiencia

personal. La supervisin calificada por parte de un Ingeniero es importante para

obtener resultados seguros y satisfactorios, resolviendo algunos problemas y


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20

dificultades que se presenten durante la ejecucin de las obras. Los materiales

utilizados en las construcciones, en su mayora, no cumplen con los

requerimientos tcnicos bsicos para obtener estructuras adecuadas que

brinden seguridad, tal es el caso de los ladrillos artesanales que presentan

resquebrajaduras, estando a la vez mal cocidos y con sus dimensiones

variables; los agregados utilizados son trados de los cerros cercanos y muchos

de ellos se encuentran con limos y materiales orgnicos y son mezclados

durante la elaboracin del concreto.

1.2.3. Definicin de Trminos Bsicos

Autoconstruccin

Aquellas edificaciones construidas, de manera informal, utilizando

procedimientos tradicionales, con poca o nula intervencin en el diseo de

arquitectos e ingenieros calificados.

Vivienda tpica

Son viviendas construidas en un determinado espacio geogrfico con

caractersticas similares o iguales; tales como la cimentacin, materiales de

construccin, procedimiento constructivo, distribucin arquitectnica, detalles

estructurales y entre otros factores.

Anlisis Ssmico

Permite determinar que fuerzas representan la accin ssmica sobre el edificio y

qu elementos mecnicos (fuerzas normales y cortantes y momentos

flexionantes) producen dichas fuerzas en cada miembro estructural. Para este

fin, los reglamentos aceptan que las estructuras tienen comportamiento elstico

lineal y que podr aplicarse el mtodo dinmico modal de anlisis ssmico, que

requiere el clculo de periodos y modos de vibrar.

Vulnerabilidad Ssmica

A partir de experiencias de terremotos pasados se ha observado que ciertosedificios, dentro de la misma tipologa estructural, experimentan un dao ms


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severo que otros, a pesar de estar ubicados en la misma zona. Al grado de dao

que sufre una estructura, ocasionado por un sismo de determinadas

caractersticas, se le denomina vulnerabilidad. Por ello, a los edificios se les

puede clasificar en ms vulnerables o menos vulnerables frente a un mismo

evento ssmico.

La vulnerabilidad frente a un sismo de determinadas caractersticas es una

propiedad intrnseca de cada estructura y, por tanto, independiente de la

peligrosidad del emplazamiento. Esto quiere decir que una estructura puede ser

vulnerable pero no estar en riesgo si no se encuentra en un sitio con una cierta

peligrosidad ssmica.

Albailera Confinada

Albailera reforzada con elementos de concreto armado en todo su permetro,

vaciado posteriormente a la construccin de la albailera. La cimentacin de

concreto se considerar como confinamiento horizontal para los muros del

primer nivel.

1.3. HIPTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES

OPERACIONALES.

1.3.1. HIPTESIS

Las viviendas autoconstruidas de la ciudad de Cayhuayna Hunuco, no

aseguran un adecuado comportamiento estructural frente a solicitaciones de

cargas laterales y de gravedad.

1.3.2. SISTEMA DE VARIABLESDIMENSIONES E INDICADORES

VARIABLES INDEPENDIENTES:

Unidad de vivienda autoconstruida de albailera confinada construida

con unidades tubulares (hueca y poco maciza) y slidos artesanales en

la ciudad de Cayhuayna - Hunuco.

Parmetros de sitio (Segn Norma Peruana de Diseo


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Sismorresistente E.030).

Propiedades fsico - mecnicas de unidades de albailera tubular

(hueca y poco maciza) y slidos artesanales, mortero, pilas de

albailera simple.

VARIABLES DEPENDIENTES:

Comportamiento estructural de la unidad de vivienda autoconstruida.

1.3.3. DEFINICIN OPERACIONAL DE VARIABLES, DIMENSIONES E

INDICADORES

TIPO DE VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES

VARIABLE

INDEPENDIENTE

VARIABLE

DEPENDIENTE

Unidad de vivienda

tpica autoconstruida

de albailera

confinada construida

con unidades

tubulares (hueca y

poco maciza) en

Cayhuayna.

Parmetros de sitio

(Segn Norma

Peruana de Diseo

Sismorresistente

E.030) Propiedades fsico -

mecnicas de

unidades de

albailera tubular

(hueca y poco

maciza) y slidos

artesanales,

mortero, pilas de

albailera simple.

Comportamiento

estructural de la

unidad de vivienda

autoconstruida.

Desplazamientos

laterales.

Espesor Efectivo (t).

Esfuerzo Axial

mximo (m)

Aplastamiento

Densidad Mnima de

Muros.

Resistencia al corte

de los muros de

albailera (Vm).

Verificacin de la

Resistencia al Corte

del Edificio.

Permisible.

No permisible.


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1.4. MARCO METODOLGICO

1.4.1. TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIN

1.4.1.1. TIPO DE INVESTIGACIN

El enfoque de la investigacin a desarrollar es del tipo

Cuantitativo y Cualitativo.

1.4.1.2. NIVEL DE INVESTIGACIN

Tipo Cuantitativa:

El estudio se har a nivel DescriptivoExperimental - Analtico.

Descriptiva. Comprende el proceso de identificacin, descripcin,

caracterizacin de las viviendas autoconstruidas tpicas.

Experimental. Para determinar las caractersticas mecnicas de

las unidades de albailera, calidad del mortero y albailera simple

se realizar ensayos en el laboratorio de la FICA.

Analtico. Los diferentes tpicos sern analizados ampliamente

mediante sus correspondientes variables los mismos que nos

permitirn llegar a conclusiones valiosas para contrastar la

hiptesis de trabajo.

Tipo Cualitativa:

En todo el estudio se describir todo el procedimiento de muestreo,

anlisis y evaluacin estructural de la vivienda tpica autoconstruida.


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1.4.2. DISEO DE LA INVESTIGACIN

1.4.2.1. ESQUEMA DE LA INVESTIGACIN

1. Investigacin bibliogrfica sobre viviendas autoconstruidas.

2. Identificacin de las viviendas autoconstruidas de albailera confinada

en las diferentes partes de la ciudad de Cayhuayna, para determinar

las caractersticas estructurales y arquitectnicas ms representativas.

3. Visita a varias obras en procesos de autoconstruccin para observar

diferentes caractersticas tales como: Distribucin interna de muros,nmero y tamao de varillas que usan en las vigas y columnas,

dimensiones de vigas y columnas, tipo de ladrillos a usar (macizo,

tubular, industrial, artesanal, etc.), existencia o ausencia de muros que

realmente funcionen como tabiques (aislados del marco de

confinamiento, segn el procedimiento constructivo), caractersticas de

los alfizares y dinteles, densidad de muros en ambas direcciones, etc.

4. Realizar ensayos en el laboratorio de la FICA para determinar las

caractersticas fsico-mecnicos de las unidades de albailera, el

mortero y pila de albailera simple.

5. Realizar el anlisis estructural ssmico en el estado elstico, de un

modelo de vivienda tpica autoconstruida en un programa de cmputo

basado en elementos finitos (ETABS V 9.0.4).

6. Conclusiones y recomendaciones.

7. Elaboracin del informe final.

1.4.2.2. METODOLOGA

Para el desarrollo del presente tema de Tesis, se seguir paso a paso los 7

tems descritos anteriormente. Los tiempos de ejecucin de cada uno estn

descritos en el cronograma de acciones.


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1.5. MATRIZ DE CONSISTENCIA

PROBLEMA OBJETIVOS HIP TESIS VARIABLES/ INDICADOR METODOLOG AGeneral

Cul es elcomportamientoestructural de lasviviendasautoconstruidas,

antesolicitaciones porcargas laterales yde gravedad enHunuco?

General

Estudiar el comportamiento estructural,tales como resistencia lateral y rigidezde las viviendas autoconstruidas enCayhuayna, cuyo anlisis estructural sedesarrolla en funcin a las propiedades

mecnicas de la albailera simple.

Especficos

1. Determinar las caractersticasprincipales y las deficiencias de lasviviendas autoconstruidas.

2. Estudiar y determinar en laboratoriolas caractersticas mecnicas de lasunidades de albailera, calidad delmortero, y murete de albailerasimple, usadas en las viviendasautoconstruidas.

3. Realizar el anlisis ssmico en elestado elstico con un programa decmputo, de un modelo tpico devivienda autoconstruida y realizarun anlisis comparativo en base alo estipulado en la Norma TcnicaPeruana E.070 de Albailera yE.030 de Diseo Sismorresistente.

General

Las viviendas autoconstruidas de laciudad de Cayhuayna Hunuco, noaseguran un adecuadocomportamiento estructural frente asolicitaciones de cargas laterales y de

gravedad.

Variable Independiente

Unidad de vivienda tpica autoconstruida dealbailera confinada construida con unidadestubulares (hueca y poco maciza) enCayhuayna.

Parmetros de sitio (Segn Norma Peruana

de Diseo Sismorresistente E.030) Propiedades fsico - mecnicas de unidadesde albailera tubular (hueca y poco maciza) yslidos artesanales, mortero, pilas dealbailera simple.

Variable Dependiente

Comportamiento estructural de la unidad devivienda autoconstruida.

Indicadores

X1: Desplazamientos laterales.X2: Espesor Efectivo (t).X3: Esfuerzo Axial mximo (m)X4: AplastamientoX5: Densidad Mnima de Muros.X6: Resistencia al corte de los muros de

albailera (Vm).X7: Verificacin de la Resistencia al Corte del

Edificio.

Tipo de Investigacin:

Cuantitativa y Cualitativa.

Nivel de Investigacin:

Experimental, Descriptiva, Aplicativa,

Analtica.

Mtodo:

Recoleccin de informacin:Fuente: Primaria y secundaria.Tcnica: Laboratorio y modelamiento.

Procesamiento de la Informacin:Categorizacin de Variables.Software: ETABS, S10, Excel.Corrida del modeloEstimacin de Variables

Nivel de Contraste de Hiptesis:

H0: i= 0: (nula)Todos los coeficientes de las variables X inoson significativos, es decir las variablesindependientes no influyen sobre la variabledependiente.H1: i 0: (alternativa)Al menos un coeficiente de las variables X ison significativos por lo tanto las variables

independientes s influyen en la variabledependiente.


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1.6. UNIVERSO/POBLACIN Y MUESTRA

1.6.1. DETERMINACIN DEL UNIVERSO/POBLACIN

El universo estar dado por viviendas autoconstruidas tpicas de la ciudad de

Cayhuayna, cuyos muros son construidos a base de unidades de albailera

hueca y poco masiva con orificios longitudinales paralelos a la cara de asiento.

1.6.2. MUESTRA

Muestreo para la elaborar el modelo estructural representativo.

Salidas al campo a diferentes zonas de la ciudad de Cayhuayna para

registrar la mayor cantidad y variedad de caractersticas de las

edificaciones en cuestin. De los cuales se estudiarn quince viviendas

para uniformizar las dimensiones arquitectnicas, materiales de

construccin, detalles de cimentacin y estructuracin. Adems se

estudiarn cinco viviendas en proceso de construccin para observar

otras caractersticas.

Muestreo para la determinacin de las caractersticas fsico mecnico

de las unidades de albailera, pila de albailera simple y calidad del

mortero.

Para el ensayo de Variabilidad de Dimensiones.

Estar constituida por ladrillos secos enteros. Obtenidos segn la norma

ITINTEC 331.019 Elementos de arcilla cocida. Ladrillos de arcilla usados enalbailera. Muestreo y Recepcin.

Para el ensayo de Alabeo.

Estar constituida por ladrillos secos enteros obtenidos segn la Norma

ITINTEC 331.019 Elementos de arcilla cocida.Ladrillos de arcilla usados en

albailera. Muestreo y Recepcin. Pueden usarse los mismos ladrillos usados

en la determinacin de dimensiones.


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Para el Ensayo de compresin de la unidad (fb=fcb).

Constituido por medios ladrillos secos obtenidos por corte perpendicular al

largo del espcimen basado en las especificaciones de la norma ITINTEC

331.018 y 331.019. Donde se recomienda ensayar 5 especmenes por lote.

Para el ensayo del mortero (Ensayo de comprensin de cubosRc).

Moldear seis cubos de 50mm para determinar la resistencia a la comprensin

de una muestra de cada tanda del mortero empleado para construir las pilas de

albailera simple; y se ensayarn tres a 14 das y los tres siguientes a 28 das.

Todos los procedimientos segn la norma ASTM C-119.

Ensayo de pilas.

Tiene tres objetivos: en el rango elstico determinar el mdulo de elasticidad

(Em); en la rotura determinar la resistencia (fm) y la forma de falla. Se harn

por lo menos cinco pilas iguales, construidos utilizando en todos la misma

unidad de albailera, mortero y mano de obra.

1.7. TCNICAS DE RECOLECCIN Y TRATAMIENTO DE DATOS

1.7.1. FUENTES, TCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE

DATOS

Fuentes Primarias: Datos recopilados de las salidas al campo a diferentes

zonas de la ciudad de Cayhuayna que permitirn registrar la mayor

cantidad y variedad de caractersticas externas de las edificaciones, y los

datos determinados en el laboratorio de la FICA.

Fuentes Secundarias: libros, revistas, manuales, tesis, normas, material

electrnico.


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1.7.2. PROCESAMIENTO Y PRESENTACIN DE DATOS

Los datos obtenidos se procesarn de las siguientes maneras:

Ensayos en laboratorios sobre caractersticas mecnicas de las

unidades de albailera, calidad del mortero, y pila de albailera simple

Procesamiento de datos con herramientas digitales como el word, excel,

etc.

Modelar en software de estructuras ETABS v 7.0.4.

Los resultados se plasmarn en fichas tcnicas de laboratorios y memoria

descriptiva de evaluacin estructural.

1.8. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y PRESUPUESTALES

1.8.1. POTENCIAL HUMANO

Ing. Moiss Torres Ramrez. Docente de la facultad de Ingeniera Civil

y Arquitectura de la UNHEVAL.

Bach. Owner H. Salvador Salazar.

1.8.2. RECURSOS MATERIALES

Entre ellos contamos con material Bibliogrfico e Internet. Para su

procesamiento en gabinete, contamos con laptops, impresoras, papel y tiles

de escritorio. Y los diferentes ensayos necesarios se van a desarrollar en el

laboratorio de ensayo de materiales de la FICA.

1.8.3. RECURSOS FINANCIEROS

Los gastos ocasionados por la investigacin estarn a cargo del Tesista y con

apoyo de la FICA para los ensayos de laboratorio.


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CAPITULO 2

MARCO INSTITUCIONAL E HISTRICO


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Con la palabra auto-construccin en el campo de la arquitectura se indican las

estrategias dirigidas a sustituir con operadores aficionados las empresas

artesanales o industriales que, en una estructura productiva desarrollada, se

ocupan normalmente de realizar los edificios para futuros usuarios.

Las motivaciones en la adopcin de sistemas que se pueden auto-construir

dependen a veces de la mayor o menor pobreza, que no deja alternativas, y

otras veces de la curiosidad que pone en discusin los lugares comunes.

Hasta pocos aos atrs con autoconstruccin se entenda un proceso

constructivo mediante el cual, una familia y aunque ya sea sola o en

coordinacin con sus vecinos se abocan a construir su propia vivienda,

avanzando en la medida en que van progresivamente disponiendo de recursos.

Ahora se prefiere hacer una distincin. Cuando son los futuros usuarios los que

realizan su propia casa, la motivacin ms frecuente es la falta de dinero; y

cuando son los proyectistas, los investigadores o los estudiantes los que

materializan sus propias ideas, participando directamente en la construccin, la

inquietud central es generalmente la experimentacin de mtodos e

instrumentos innovadores.

Fotografa N 1: Vivienda en construccin por las inmediaciones de

la va colectora en Cayhuayna

Desde tiempos remotos, los habitantes de los pueblos o barrios de la periferia


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metropolitana trabajan en la construccin de sus propias viviendas. Otras

veces, son las colectividades marginadas las que se ocupan de construir

edificios para intereses comunes. El trabajo no retribuido est claramente

motivado por la escasez de recursos financieros, y corresponde a un limitado

nivel de especializacin y organizacin en la estructura productiva local. En

este primer caso la tecnologa es en general derivada, sin mucha atencin, del

contexto histrico y geogrfico donde se construye.

Puesto que las tradiciones estn muy radicadas en los lugares, el uso de las

tecnologas tradicionales est considerado como una forma de defensa de los

caracteres distintivos de una cultura. Pero las mayoras de las veces losconstructores diletantes reproducen una mala copia de las tecnologas

pensadas y funcionales al mercado de los ricos. Es suficiente pensar en las

ilimitadas periferias metropolitanas de los pases en vas de desarrollo, donde

barracas auto-construidas se amontonan en barrios con graves carencias

estructurales. En el mismo tiempo, este tipo de auto-construccin popular y

espontnea genera rpidas respuestas a las necesidades de personas

indigentes. El anlisis puntual de estas viviendas pone en evidencia lascontradicciones econmicas y ambientales que las caracterizan: lminas

metlicas ardientes bajo el sol tropical, estructuras portantes construidas

despus de las paredes, etc.


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2.1. A NIVEL INTERNACIONAL

2.1.1. ESTUDIO DEL BID: AMRICA LATINA Y EL CARIBE ENCARAN

CRECIENTE DFICIT DE VIVIENDA

Para aumentar la oferta de viviendas adecuadas y asequibles, pases deben

mejorar normativa de tenencia de tierra, ampliar medios de financiamiento y

movilizar recursos privados

Amrica Latina y el Caribe encaran un considerable y creciente dficit

habitacional que slo se podr atender si sus gobiernos promueven una mayor

inversin por parte del sector privado para aumentar la oferta de viviendas

adecuadas y asequibles, segn un nuevo estudio del Banco Interamericano de

Desarrollo (BID).

En la actualidad, una de cada tres familias de Amrica Latina y el Caribe un

total de 59 millones de personas habita en una vivienda inadecuada o

construida con materiales precarios o carentes de servicios bsicos. Casi dos

millones de las tres millones de familias que se forman cada ao en ciudades

latinoamericanas se ven obligadas a instalarse en viviendas informales, como

en las zonas marginales, a causa de una oferta insuficiente de viviendas

adecuadas y asequibles, segn el estudio Un espacio para el desarrollo: los

mercados de la vivienda en Amrica Latina y el Caribe.

2.1.1.1. VIVIENDA PROPIA: SLO UN SUEO PARA MILLONES DE

LATINOAMERICANOS

La ms reciente edicin de la principal publicacin acadmica del BID,

Desarrollo en las Amricas, estudia en profundidad los mercados de

vivienda de 18 pases y analiza la normativa legal y las polticas de vivienda

de la regin. El estudio muestra que en Amrica Latina y el Caribe hay una

mayor incidencia de zonas marginales que en otros pases con niveles de

ingresos comparables, evidencia de que los mercados de vivienda locales

no estn cubriendo la demanda de vivienda formal, especialmente para la

poblacin de bajos ingresos.


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Nuestra regin debe abordar las causas y no slo los sntomas del

problema habitacional, asegurando que el mercado de vivienda funcione

bien y ofrezca soluciones adecuadas y asequibles, con ttulo de propiedad y

acceso a servicios bsicos, para que la gente no tenga que vivir en zonas

marginales o en otros tipos de vivienda informal, coment Csar Bouillon,

coordinador del estudio. Una solucin sustentable y de largo plazo requiere

la movilizacin de recursos del sector privado para aumentar la oferta de

viviendas. Los gobiernos sencillamente no disponen de los medios para

hacerlo por su cuenta.

El estudio calcula que para que Amrica Latina y el Caribe pueda reducir el

actual dficit habitacional exclusivamente con viviendas construidas por los

gobiernos en el marco de programas de desarrollo urbano, se debera ms

que septuplicar la inversin en programas de vivienda pblica, implicando un

gasto de US$ 310.000 millones, o 7,8 por ciento del producto bruto de la

regin.

Claramente los recursos pblicos son insuficientes y la inversin privada es

crucial para poder cerrar la brecha, segn el estudio. Para poder captar

inversiones del sector privado y ampliar la oferta de viviendas asequibles y

mejorar las ya construidas, los gobiernos de la regin deben generar

incentivos para el uso mixto de la tierra, mejorar las normativa de registro de

propiedades, aumentar el financiamiento hipotecario y explorar opciones

como el alquiler y tcnicas ms modernas y eficientes de construccin de

viviendas.

2.1.1.2. DFICIT DE VIVIENDA POR PAS

La regin sufre tanto de una escasez de viviendas como de problemas de

calidad, que comprenden desde la falta de ttulos de propiedad a paredes

hechas de materiales de desecho como el cartn, pisos de tierra y la

ausencia de acceso a redes de agua potable y saneamiento. Datos de 18

pases de la regin indican que ms de dos tercios de las familias de

Nicaragua, Bolivia, Per y Guatemala habitan en viviendas deficientes. En

trminos absolutos, Brasil y Mxico son los pases con el mayor dficit devivienda.


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Infografa N 1:Cuntas familias no cuentan con un techo para vivir o

habitan en viviendas de mala calidad?

Fuente:BID 2012, Un experto para el desarrollo

A pesar del progreso registrado en los ltimos aos, la falta de acceso a

servicios de infraestructura bsica sigue aquejando a muchas familias de la

regin, 21 por ciento de las cuales carecen de electricidad e instalaciones

sanitarias. Doce por ciento de las viviendas son de materiales de

construccin inadecuados, mientras que 6 por ciento tienen piso de tierra o

condiciones de hacinamiento, que suelen ser nocivos para la salud.Alrededor de 11 por ciento de las familias carecen de un ttulo de propiedad

libre de defectos sobre la vivienda que habitan.

No existe una solucin nica para eliminar la brecha de vivienda en la

regin. Se deben ofrecer ms y mejores opciones a las familias mediante

polticas: alquilar o comprar, mudarse o quedarse, endeudarse o no,

comprar o construir, seala Bouillon. Un amplio men de opciones puede

contribuir en gran medida a mejorar las vidas de millones de personas y

contribuir al desarrollo econmico y social de nuestra regin.


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2.1.2. RESISTENCIA SSMICA EN EDIFICACIONES DE

AUTOCONSTRUCCINTIPOS DE DAOS Y PLANEACIN

2.1.2.1. REFERENCIA:

Guidelines for Earthquake Resistant Non-engineered Construction. IAEE

(International Association for Earthquake Engineering - Japan) and NICEE

(National Information Center of Earthquake Engineering - India). 2004.

Estas guas tienen el propsito de contribuir a mejorar la resistencia ssmica

de construcciones sin respaldo ingenieril, especialmente en viviendas.

Comienza con los conceptos bsicos sobre el desempeo de viviendasbajo sismos de alta intensidad, as como de su sensibilidad segn la

geometra y propiedades mecnicas del sistema que se afecta. Con esta

base, se formulan reglas simplificadas de planeamiento, diseo y

procedimientos constructivos prcticos, destinados a prevenir colapsos y a

controlar los niveles de daos producidos por excitaciones ssmicas.

Principios y soluciones dirigidas a diferentes tipos de sistemas

estructurales, propios de vivienda de bajo costo en diferentes regiones ypases del mundo. Aqu se presenta slo hasta el planeamiento.

Las guas alcanzan a construcciones diseadas y levantadas sin asistencia

de ingenieros (denominadas non-engineered buildings en ingls), tambin

llamadas de autoconstruccin debido a su ejecucin espontnea e informal,

siguiendo formas tradicionales, y conformando as barrios completos con

caractersticas similares. Los materiales comunes son: albailera de

piedra, ladrillos, adobe, madera, o combinacin de estos. Segn expresa el

documento, no incluye a los casos de albailera reforzada, concreto

armado, marcos de acero, y edificios altos que siguen varios sistemas

estructurales.


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2.1.2.2. EL PROBLEMA Y ALCANCES SEGN LA IAEE

Se expresa en la constatacin, segn sismos pasados, de los daos de alta

intensidad que sufren las construcciones (especialmente viviendas) con los

materiales y condiciones ya citados. Situacin que se asocia a varios

factores, como: desinters frente al tema ssmico por desconocimiento o

insuficiente valoracin de los daos que ocasiona, falta de recursos

financieros frente a otras prioridades, escasez local de materiales

apropiados de construccin, y desconocimiento de diseo ssmico y

tcnicas de construccin correspondientes.

No se pone en tela de juicio los esfuerzos que deben hacerse para

garantizar la seguridad ssmica de edificios de concurrencia masiva, o

necesarios frente a emergencias. En los otros casos especialmente en

viviendas, las soluciones (ojal de bajo costo) se orientan a: no sufrir

colapsos parciales o totales, no sufrir daos irreparables, o poder repararlos

rpidamente.

2.1.2.3. EFECTOS DE UN SISMO: MOVIMIENTO DEL SUELO, FALLADEL TERRENO, TSUNAMIS Y FUEGO

Movimientodel suelo

Las vibraciones que transmite el terreno a la construccin, se expresa a

travs de aceleraciones, velocidades y desplazamientos. La daar, a

menos que haya sido diseada y ejecutada para resistirlos. Felizmente,

diferentes experiencias han mostrado prcticas prudentes para mantenersegura la edificacin durante un sismo.

Falla delterreno

Se muestran a travs de zonas de falla, deslizamiento de laderas,

asentamientos, y licuacin de arenas. Los desplazamientos a lo largo de

una falla pueden ser horizontales, verticales o ambos, y pueden coincidir

con la localizacin de alguna infraestructura. Los deslizamientos puedendestruir los edificios. Los asentamientos, los daan. En arenas saturadas


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de baja densidad de tamao uniforme, es posible la ocurrencia de su

licuacin, siendo importantes en presas, puentes u otras edificaciones.

Tsunamis

Se trata de ondas ssmicas producidas por el movimiento del piso del

ocano. Al acercarse al litoral, la velocidad disminuye pero aumenta el

tamao de las olas a 5, 8 o ms metros, pudiendo devastar las zonas

costeras.

Fuego

Cuando se produce a consecuencia del movimiento ssmico, puede tener

resultados funestos, pues tambin afecta los suministros de agua y los

accesos.

2.1.2.4. OTROS FACTORES QUE INFLUENCIAN LOS DAOS

Configuracin del edificio

La regularidad y simetra en la forma de un edificio, son elementos

favorables para su comportamiento ante sismos. Edificaciones en forma de

L o de U, o con aleros, tienden a la torsin con el movimiento, aumentando

los daos.

Tamao de aberturas

Los muros se debilitan cuando tienen aberturas facilitando los daos ante

sismos. Para las que fuese necesario tener, se tomarn las provisiones

para asegurar la integridad estructural.

Distribucin de la rigidez

Hay que buscar de distribuir en forma uniforme la rigidez de la edificacin.

Los cambios en pisos sucesivos, incrementan la posibilidad de dao. Las

columnas o muros de corte debieran continuar desde la cimentacin hasta

el techo sin interrupciones o cambios de material.


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Ductilidad

Refleja la capacidad del edificio a flexionarse, balancearse o deformarse en

grandes cantidades sin colapsar. Lo opuesto a la ductilidad es la fragilidad,

la cual se introduce por el uso de materiales frgiles o por un diseo

incorrecto. Los materiales frgiles se rompen durante la carga. Es el caso

del ladrillo, el adobe y los bloques de concreto. La introduccin de acero de

refuerzo le proporciona ductilidad a los materiales frgiles. El propio

concreto incrementa su ductilidad con el acero y la densidad de las varillas.

Cimentacin

Muchas fallas, como inclinacin, agrietamiento y otras, puede deberse a un

diseo inadecuado de la cimentacin, y provocadas por licuacin del suelo

y asentamientos diferenciales.

Los partidos por la cimentacin indican que algunos son ms susceptibles

al dao que otros. Zapatas aisladas con diferentes tipos de suelos, podrn

originar asentamientos diferenciales. Igualmente con diferentes tipos de

zapatas. O el caso de zapatas poco profundas, que pueden resultar

fcilmente deterioradas por condiciones ambientales adversas.

Calidad en la construccin

Se refiere propiamente a limitaciones de los factores causales de la

produccin, como materiales deficientes, escasa habilidad de los

trabajadores para determinada tarea, o mtodos inadecuados. Todo ello

puede conducir a fallas bajo sismos.

2.1.3. PRINCIPALES ENSEANZAS PLANTEADAS POR LA IAEE

Las estructuras frgiles corren el riesgo de colapsar sbitamente. Por

ello se prefieren resistentes, capaces de deflectarse o deformarse

ampliamente.

Los elementos resistentes, como los muros de corte o los arriostres,

deben estar presente a travs de la edificacin, en ambas direcciones,


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arriba y abajo.

Los muros y techos deben estar fijados en conjunto como una unidad

integrada, para que durante un sismo transfieran fuerzas a travs de

las conexiones y prevenir su separacin.

La edificacin debe estar bien conectada a una buena cimentacin en

el terreno. Deben evitarse los suelos hmedos y blandos, y

preferentemente la cimentacin debe estar integrada entre si y fijada al

muro.

Debe cuidarse que todos los materiales sean de buena calidad,

protegindolos de efectos adversos del medio ambiente, y cuidar que

no pierda su resistencia.

La albailera y el adobe no reforzado, no tienen una resistencia

2.2. A NIVEL NACIONAL

2.2.1. SENCICO: UN 60% DE VIVIENDAS EN EL PER ESAUTOCONSTRUIDA

El Servicio Nacional de Capacitacin para la Industria de la Construccin

presento datos en el diario Gestin (Mircoles, 07 de agosto del 2013), y afirma

que el 50% de estas construcciones han sido realizadas sin planos y con

maestros de obras que no estn capacitados para esta labor.

El gerente general del Servicio Nacional de Capacitacin para la Industria de laConstruccin (Sencico), Hernando Carpio Montoya manifiesta que la

autoconstruccin informal representa el 60% de las viviendas que hay en el

pas y que equivale a 3.6% del PBI, o US$2,000 millones. Cit como ejemplo el

puerto de Pisco, cuyas viviendas, en un 80%, se derrumbaron por el terremoto

de agosto de 2007. Dichas construcciones de adobe, ladrillo y concreto se

cayeron por temas netamente tcnicos (adems de materiales de baja calidad)

que se pudieron evitar, indic en el Diario Oficial El Peruano.

2.2.2. AUTOCONSTRUCCIN EN DEBATE:


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El Arq. Jos Arizpe, Decano del Cap-Regin Lima, Columnista del Diario la

Republica (14 de Abril del 2013), afirma que Todo est a la deriva El tema

es muy delicado y requiere pronta atencin. No existen estadsticas del

gobierno actual de cuntas viviendas han sido construidas de manera informal.

Se vierten datos de un 70% de informalidad, pero al pretender verificarlos, la

fuente no existe. Se debe realizar un inventario del equipamiento urbano, en

coordinacin con las municipalidades, las empresas que brindan servicios de

agua y desage, electricidad, entre otras. Adems, urge un plan de trabajo; la

anterior gestin municipal, en Lima, no dej nada, la actual solo trabaja

lineamientos en base a investigaciones, pero no hay proyectos en curso; al

parecer, se camina a la deriva. En coordinacin con el Viceministerio de

Vivienda y Urbanismo se impulsar un foro denominado Lima al 2035, a

propsito de los 500 aos de su fundacin, donde se abordarn temas como:

agua, energa y equipamiento urbano. El objetivo es lograr un futuro

organizado y as garantizar la calidad de vida de los ciudadanos.

En el mismo diario y en la misma fecha afirma el Congresista de la Repblica

del Per, Carlos Bruce, que Hay una ley, deben aplicarla. La solucin a laproblemtica de la informalidad en la construccin de viviendas no va por un

tema de agilizar o simplificar las normas para su aprobacin, sino que se debe

enfocar por la fiscalizacin durante el proceso de ejecucin de las obras. Al

parecer, no existe un seguimiento, no se controla, por ejemplo, si se estn

respetando los planos certificados. En la anterior legislatura se trabaj y aprob

una norma en donde se reducan los procedimientos para la autorizacin en la

construccin de obras menores. Basta solo presentar un plano coherente y

visado por los especialistas requeridos, llmese ingenieros, para que la obra

sea aprobada, y tenga la licencia municipal necesaria, pues se determin que

el trmite era lento en ese tramo. En ese sentido, ya no se puede solicitar que

los procedimientos disminuyan, lo que se pide es bsico y necesario para

levantar una construccin. Hace falta mejorar la difusin de la norma

mencionada para poder aplicarla en todo su forma.

2.2.3. ENFOQUE Y ALTERNATIVAS DE SOLUCION AL PROBLEMA DE LAVIVIENDA DE AUTOCONSTRUCCION


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Un trabajo de investigacin desarrollado por el Instituto de Investigacin de

la Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Nacional de Ingeniera,

focalizado en los conos de la Ciudad de Lima y las viviendas autoconstruidas

con adobe en Sicuani Departamento de Cuzco, en Enero del 2011.

Realizaron una estadstica mediante cartillas en diferentes viviendas de los

conos de Lima, con ello trataron de estudiar la importancia del tema y grado de

aceptacin de la poblacin estudiada. La investigacin muestra el problema

real que sucede en nuestro pas, un trabajo in situ y que como aporte da a

conocer soluciones prcticas frente a daos actuales o futuros que se

ocasionan en viviendas ya sea por desconocimiento de materiales, procesosconstructivos o uso inadecuado de los mismos.

Dicho trabajo de investigacin concluye que si se trabaja conjuntamente con

las municipalidades u organismos Estatales se podra resolver tremendos

problemas con soluciones adecuadas y prcticas para el poblador.


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CAPITULO 3

GENERALIDADES


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3.1. UBICACIN

Las viviendas estudiadas se encuentran ubicadas al frontis de la Universidad

Nacional Hermilio Valdizn, tal como muestra la imagen N 1.

Regin Natural : Sierra

Regin Poltica : Hunuco

Provincia : Hunuco

Distrito : Pillcomarca

Localidad : Cayhuayna

Extensin Geogrfica

Longitud Oeste De 761522 a 761432

Latitud Este De 95728 a 95637

Imagen N 1:Localizacin de viviendas al frontis de la Universidad NacionalHermilio Valdizn.

Fuente:Imagen satelital tomado de Google Earth.


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3.2. GEOMORFOLOGA

La unidad geomorfolgica que conforma el rea de estudio es de tipo valle de fondo

amplio, por lo que se ubica sobre amplias terrazas fluvio-aluviales, estas terrazas

estn limitadas a ambos flancos por suaves pendientes. Litolgicamente, este valle

comprende en gran parte a la secuencia metamrfica, y parte a un intrusivo de edad

CretaceoPalegeno. La erosin fluvial-pluvial es agente principal en su modelado,

trayendo consecuentemente una removilizacin y socavamiento permanente del

material a lo largo del rio Huallaga. (INGENMET, Boletn N 75, Geologa del

Cuadrngulo de Hunuco, Hoja: 20-k)

Imagen N2: Relieve del terreno donde se ubican las viviendas estudiadas.

Fuente:Imagen satelital tomado de Google Earth.

3.3. GEOLOGA

La geologa describe a rasgos generales y a nivel macro las caractersticas del

terreno a nivel de suelo y sub-suelo, permite conocer fallas y afloramientos rocosos

presentes, lo cual permite tener una proyeccin del tipo de suelo presente, as

tambin nos da a conocer histricamente como se ha comportado la orognesis en el

lugar y nos permite proyectar un comportamiento de los cambios geolgicos que

podran suscitarse en la zona del proyecto.


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Se ha consultado las cartas del INSTITUTO GEOLOGICO MINERO Y

METALURGICO, especficamente la carta nmero 20Ksegn el ndice de cartas

geolgicas nacionales, en ella se puede encontrar las caractersticas generales de los

suelos y afloramientos geolgicos en la zona del proyecto.

En la carta 20 K se ubica a Cayhuayna dentro de la crono-estratigrafa

CENOZOICO - CUATERNARIO RECIENTE,especficamente en la lito estratigrafa,

Qr-al(depsitos aluviales), se puede afirmar que el 100% del territorio de la zona en

estudio presenta este tipo de afloramiento, esta se puede apreciar en color celeste

claro en la imagen de la carta geolgica.

3.3.1. Depsitos Aluviales (Qr-al)

Consisten acumulaciones fluviales de materiales sueltos o poco consolidadas de

naturaleza heterognea y heteromtrica, que ha sido transportado grandes

distancias por las corrientes. Estn conformados por cantos y gravas redondeadas,

envueltos en una matriz areno-limosa, que se depositaron durante el Holoceno. Es

la unidad sedimentaria de mayor distribucin en el rea de estudio, donde

conforma la extensa planicie que se extiende en la margen izquierda de los ros

Cayrn, Huallaga e Higueras.

Cuadro N 1:Columna Cronoestratigrfica

Fuente: INGENMET, Boletn N 75


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Imagen N 3:Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto

Fuente:Carta Geolgica del Per

Imagen N4:Carta Geolgica 20-kUbicacin de zona del Proyecto

Fuente: Carta Geolgica del Per


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Imagen N 5:Planta de vivienda autoconstruida

Fuente: Elaboracin propia


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Imagen N 6:Planta de vivienda autoconstruida

Fuente: Elaboracin propia

En ms del 90% de los muros perimetrales del primer piso estn hechos a

base de ladrillos slidos (18 huecos y /o macizos artesanales), los muros de

los dems pisos estn hechos con ladrillos tubulares (Pandereta). Los

ladrillos macizos son elaborados y distribuidos en nuestra ciudad. Ver el

resultado de tabulacin las cartillas de las encuestas en el Grfico N 2.


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En las visitas realizadas a las viviendas en proceso de construccin se ha

observado que no existen muros tabique, porque todos los muros forman

parte de la estructura, estn construidos monolticamente conjuntamente con

las columnas de confinamiento.

Fotografa N 4: Muros tabique integrado al sistema estructural

Existen de 7 a 8 ejes estructurales en la direccin transversal y de 3 a 4 ejes

en la direccin longitudinal.

Los alfeizares estn integrado al sistema estructural. Dicha configuracin es

inadecuado de acuerdo a la norma peruana de albailera E0.70.

El sistema de techos en los entrepisos estn conformados por medio de losas

aligeradas unidireccionales con un peralte de (h=0.20m), cuya direccin es en

el sentido transaversal.

Las vigas en sentido longitudinal son peraltadas cuyas dimensionesrepresentativas son de (25cmx40cm) y en la direccin transversal todas lasvigas son soleras o chatas cuyas dimensiones son de (25cmx20cm). Lacantidad de acero corrugado que colocan como refuerzo en las vigas

peraltadas es tpico, conformado por 41/2.Ver los resultados tabulados delas cartillas de encuestas en el GrficoN 3.


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Grfico N 3: Cantidad de varillas de refuerzo en vigas peraltadas

Las dimensiones en columnas y/o columnetas de confinamiento

predominantes son de: 25cmx25cm o 20cmx30cm. Y la cantidad de

refuerzos colocados en columnas son de 4 a 6 varillas por columna. = ,5/8 o hasta . Ver los resultados tabulados de las cartillas de encuestas en

el Grfico N 4 y en el Grfico N 5.

Grfico N 4: Dimensiones de Columnas

Grfico N 5: Cantidad de varillas en la columna

Los estribos en las columnas con: Av = , s [email protected],4@10, resto a 20cm.

Se ha realizado encuestas a los propietarios de las viviendas, as mismo a los

67%

17%

10%

6%

41/2"61/2"

45/8"

65/8"

53%37%

10%

25x25

20x30

25x40

33%

50%

10%

7%

41/2"

61/2"

45/8"

65/8"
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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maestros de obra constructores y al respecto de que su vivienda pueda estar

preparado para soportar a los efectos que puede generar un evento ssmico,

la mayora de ellos cree que sus viviendas son altamente resistente a los

sismos.

Grfico N 6: Opinin del propietario si cree que su vivienda est

preparada para soportar sismo

93%

0%

7%Si

No

No sabe no

opina


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Se tomaron muestras de ladrillos (macizos y tubulares) para el ensayo a la

comprensin simple de unidades de albailera y ensayo de pilas; tambin se ha

tomado muestras de agregados (arena gruesa) para la elaboracin de probetas de

mortero (cubos de 5cm de arista) para determinar la resistencia a la comprensin

simple, y varillas de acero, utilizados en la construccin de viviendas estudiadas. Para

evaluar el concreto, se elabor probetas de concreto en obra de acuerdo a la norma

NTP 339.034, que posteriormente fueron ensayados en el laboratorio de la facultad

de Ingeniera Civil de la UNHEVAL. Cabe mencionar que las pilas de albailera

fueron elaboradas por los mismos albailes que participan en la construccin de las

viviendas estudiadas.

4.1. CONTROL DE MATERIALES UTILIZADOS

4.1.1. UNIDADES DE ALBAILERA

4.1.1.1. Caractersticas

Para los propsitos de esta investigacin se utilizaron ladrillos tubulares de

tipo pandereta acanalado (Fotografa N 5) producidos industrialmente por

una fbrica, tambin se han utilizado ladrillos macizo artesanal (Fotografa

N 6) producidos en el medio local, ambos presentan una participacin

significativa en el mercado.

Ladrillos Pandereta Acanalado

Este ladrillo se caracteriza por presentar en su superficie rayas dndole la

forma acanalada que contribuye a la adherencia ladrillo-mortero, razn por

la cual lo usan con frecuencia los albailes.

Especificaciones tcnicas del fabricante:

Tipo: Pandereta Acanalado

Dimensiones: 9.0 x 10.5 x 23 cm

Peso: 1.90 kg

Rendimiento: 36 Unidades x m2

Resistencia: 64.10 kg/cm2


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4.1.1.2. Variacin Dimensional

Se tom como referencia para el ensayo las normas NTP 399.613, NTP

399.604 y la norma ITINTEC 331.019. Esta prueba se realiz sobre una

muestra de 10 unidades de cada tipo. Por otro lado, San Bartolom, Quiun y

Silva, 2011 (libro Diseo y construccin de estructuras sismorresistentes de

albailera), indican: Por cada incremento de 3mm en el espesor de la

juntas horizontales (adicionales al mnimo requerido de 10mm), la

resistencia a compresin de la albailera disminuye un 15%; de acuerdo a

esta afirmacin es necesario realizar este ensayo para determinar el

espesor de la junta de la albailera.

En el ensayo se toman las dimensiones de altura (H), ancho (B) y largo (L)

de la unidad de albailera, realizando cuatro mediciones por cada arista, de

estas mediciones se calcula el promedio, para despus promediar toda la

muestra.

La variabilidad de dimensiones, se determina utilizando las dimensiones

dadas por el fabricante y las dimensiones promedios obtenidas del ensayo,

con la siguiente frmula:

Dnde:

V = Variabilidad Dimensional (%)D = Dimensin de cada arista del espcimen pueden ser L, h o b

(mm)Dp = Dimensin promedio de las cuatro medidas tomadas en una

arista (mm)

De = Dimensin nominal, especificada por el fabricante (mm)Los resultados aparecen en la Tabla 1 y Tabla 2.


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Tabla N 1: Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera (Ladrillo pandereta)


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Tabla N 2: Clculo de la Variabilidad en las Unidades de Albailera (Ladrillo macizo artesanal)


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4.1.1.3. Alabeo

Se tom como referencia para el ensayo las normas NTP 399.613, y la

norma ITINTEC 331.019. Con este ensayo, hecho sobre una muestra

compuesta por 10 unidades enteras de cada tipo (Fotografa N 7), se

puede medir la concavidad o convexidad que presentan las unidades de

albailera. Un gran alabeo puede afectar el espesor de la junta entre

unidades; asimismo, puede disminuir la adherencia ladrillo-mortero por la

existencia de vacos en las zonas que presenten alabeo y, como

consecuencia, puede ocasionar fallas de traccin por flexin en la unidad.

Este ensayo se realiza colocando la superficie de asiento de la unidad sobre

una mesa plana. Se mide el alabeo en las dos caras de asiento con una

regla metlica y una cua graduada al milmetro, conectando los extremos

diagonalmente opuestos de la unidad, tal como se muestra en la Fotografa

N 7.

Fotografa N 7: Ensayo de Alabeo

Si el alabeo es cncavo, se introduce la cua en la zona donde se

presente la mayor deflexin; mientras que para el caso de alabeo

convexo, se acomoda la regla metlica hasta que los valores de alabeo

registrados con la cua en los dos extremos fueran iguales.

Los resultados se promediaron y se expresaron en milmetros, tal como

se muestran en la tabla 3 y tabla 4.


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