117741453 albanileria-marzo-2005-ing-julio-arango-ortiz

Albañileria Estructural
Ing. Julio Arango Ortiz
Marzo 2005
CAPITULO PERUANO DEL AMERICAN CONCRETE
INSTITUTE
ACI - PERU

IMPORTANCIA DE LA
ALBAÑILERIA
CONSTRUCCION URBANA
 Entre el 60% y 70% de la construccion urbana es
de albañileria.
CONSTRUCCION RURAL
 Entre el 90% al 100% de la construccion rural es
en albañileria.
CONSTRUCCION INFORMAL
 Gran proporción en albañileria.

IMPORTANCIA DE LA
ALBAÑILERIA
Edificio Aporticado de
concreto armado
(Muros de Albañileria
usados como cierres y
particiones)
COSTO = 1
Edificio de Muros Portantes
(Muros de Albañileria como
elementos principales de la
estructura)
COSTO = 0.75

IMPORTANCIA DE LA
ALBAÑILERIA

Características Básicas de la
Albañilería
La albañilería es un material estructural
compuesto por por unidades de albañilería asentadas
con algún mortero ó unidades de albañilería apiladas,
en cuyo caso son integradas con concreto líquido.
 Material Heterogéneo y Anisotrópico.
 Elevada resistencia a la comprensión [depende de la
Unidad de Albañilería (U.A)].
 Escasa resistencia a la tracción (depende de la adhesión
entre U.A., y el mortero).
 Variabilidad.

El Muro de Albañilería
 La albañilería se ha usado para construir elementos
diversos (arcos, columnas, tableros,etc) su
expresión fundamental y preponderante es el
muro.
 Determinadas las cargas y el tipo de acciones al que
estará sometido, deberá fijarse su espesor, y cuando
corresponda su refuerzo (acero) para que sea seguro
ante las diferentes solicitaciones.
 Se debe estudiar su comportamiento en el rango
inelástico, para definir su ductilidad y su capacidad de
disipación de energía.

Agrietamiento
 Es la causa más frecuente de fallas en el
comportamiento de la albañilería, debe evitarse.
 Se produce por:
 Deformaciones que inducen esfuerzos en exceso de la
resistencia en tracción.
 Imposición de cargas (por ejemplo asentamientos
diferenciales)
 Cambios volumétricos
 Sismo o acciones de Viento.
 Se ubican de preferencia en las interfases
mortero-unidad.

Agrietamiento
 Su clasificación es:
 Muy Finas: Aberturas menores a 0.1mm no
dañan la albañilería
 Finas: Aberturas hasta 0.4 mm No dañan la
albañilería, se recomienda corregir.
 Inaceptables: Aberturas mayores a 0.4 mm,
se debe reparar.

REFUERZO:Incorporacion de Armadura
 La armadura no aumenta la resistencia de la
albañilería a la fisuración, su acción esta
orientada a limitar su propagación y a obtener
ductilidad.
 En el caso de sismos, el agrietamiento solo
puede ser controlado con configuraciones
correctas.
 Aumenta la resistencia última.

REFUERZO:Incorporacion de Armadura
 Formas de Incorporar la Armadura:
 En elementos de concreto armado verticales y
horizontales que enmarcan el Muro y que son
vaciados posteriormente a la construcción de la
albañilería (albañilería Confinada).
 Difundida vertical y horizontalmente en alveolos y
canales de las unidades de albañilería integradas
mediante concreto líquido (albañilería armada).
 Vertical y horizontalmente en el espacio entre dos
Muros de albañilería (albañilería Armada Laminar).

Unidad de Albañilería
 La unidad de albañilería es el componente
básico para la construcción de la albañilería.
 Se denominan :
 Ladrillos: se manejan con una sola mano. Pesan
hasta 4 kg
 Bloques: se manipulan con las dos manos. Pesan
hasta 15 kg
 Se elaboran usando arcilla, silice-cal ó concreto
como materia prima.

 Tipos de unidades de albañilería: su tipología se
realiza basandose en la superficie bruta de la cara
de asiento.
 Unidades Sólidas.
 Unidades Huecas.
 Unidades Alveolares.
 Unidades Tubulares.
 Pueden ser fabricadas de manera artesanal ó
industrial.

Propiedades de las Unidades de Albañilería
Las propiedades principales deben entenderse en
su relación con el producto terminado que es la
albañilería.
 Resistencia a la comprensión.
 Resistencia a la tracción (a la tracción indirecta ó a la
tracción por flexión).
 Variabilidad Dimensional.
 Alabeos
 Succión o Velocidad de absorción en la cara de asiento.

Resistencia a la Compresión
 Es por si sola la principal propiedad de la unidad de albañilería se mide
en el ensayo de comprensión estandar. Se usan medias unidades
secas.
Modulo de Elasticidad
Eb = 400 f’b para unidades de arcilla
Eb =1000 f’b para unidades de concreto
Eb = 800 f’b para unidades de silice-cal
A
P
f u
b ='

Resistencia a la Tracción
 La falla ocurre por tracción diagonal. Existen dos ensayos :
 Ensayo de Tracción Directa
 Ensayo de Tracción por Flexión
b
u
tb
tb
P
f
π
2
' =
2
2
3
'
b
u
rb
tb
LP
f =

Variabilidad Dimensional
 Define la altura de las hiladas ya que se manifiesta, con
mayores variaciones, en la necesisdad de aumentar el
espesor de la junta.

Alabeo
 Se manifiesta en
concavidades o
convexidades en las caras
de asiento.
 Se miden con una regla y
una cuña graduada.

Succión
 Es la medida de la avidez de agua de la unidad de albañilería en la
cara de asiento y es la característica fundamental para definir la
relación mortero-unidad en la interfase de contacto.
 Para el ensayo, se pasa el espécimen(Ps) se coloca sobre los
soportes del equipo, durante un minuto, se retira, se le seca con un
paño y pesa (Pm).
 Luego la succión se obtiene:
donde A es el área de contacto de la unidad con el agua.
 La succión se expresa en gramos/200cm2
/minuto o simplemente
gramos.
( )
A
PP
Succión sm 200×−
=

Clasificación
 La Clasificación de las unidades de albañilería se hace con el propósito
de racionalizar su aplicación.
 Las bases de la clasificación deben ser las propiedades estructurales y
de durabilidad.

Mezcla de aglomerantes y agregado fino a
los cuales se añadira la máxima cantidad
de agua que proporcione una mezcla
trabajable, adhesiva y sin segregación del
agregado.
Mortero : Adherencia
Concreto : Resistencia a la Compresión
Mortero

ADHESION:
La adhesión del mortero con la U.A. Es de naturaleza
mecánica, y depende de los contenidos de sales en el
cemento,cal y agua en la junta de mortero, de la succión
de la U.A. y de la capacidad de los poros capilares de
albergar los cristales de ETRINGITA

Mortero

INGREDIENTES
 CEMENTO: Portland Tipo I ó II, Portland Adicionados para
Albañilería. Es el responsable del valor de la adhesión y de la
resistencia a la compresión.
 CAL HIDRATADA: Es responsable de aumentar
sustantivamente la adhesión, esto por que posibilita la máxima
extensión del mortero.
 ARENA: Puede ser natural o fabricada. Debe satisfacer la
granulometría. La arena es el agregado inerte en la mezcla del
mortero, reduce la riqueza de los aglomerantes aumentando su
rendimiento.
Mortero

INGREDIENTES
 AGUA: Es el componente que determina la consistencia o fluidez del
mortero. Se puede añadir agua para recuperar la consistencia
(RETEMPLADO). Debe ser bebible.
 ADITIVOS: No son necesarios ni deseables para los morteros
usados en albañilería.
CLASIFICACION
Para fines estructurales se clasifican en tipo P empleado en
muros portantes y NP empleado para muros no portantes.
Mortero

El Reglamento indica las siguientes
proporciones en volumen:
Mortero
a. Cuando se emplee cemento Portland y cal hidratada:
Tipo Cemento Cal Arena
P1
P2
NP
1
1
1
0 a 1/4
0 a 1/2
-
3 a 3 1/2
4 a 5
Hasta 6

MEZCLADO
El mezclado de los componentes del mortero
debe hacerse a maquina, solo los ingredientes
secos; el albañil, en su batea, agregará el
agua.
RETEMPLADO : Si es posible
Mortero

El concreto líquido se usa en la albañilería armada, con el
fin de lograr la integración de la armadura con la albañilería,
al llenar con este material los alveolos. Para ello tiene una
muy elevada trabajabilidad.
 CARACTERISTICAS:
 Elevada trabajabilidad (Slump 11”)
 Relación agua/cemento (a/c) entre 0.8 @ 1.2
 Se genera gran adhesión entre concreto líquido y U.A.
 INGREDIENTES: Los mismos del concreto:
 Cemento Portland 1, 1P y Cal.
 Agregado grueso (confitillo).
 Agregado fino (arena gruesa)
 Agua.
Concreto Líquido

 PROPORCIONES: A continuación se muestran dos proporciones para
obtener concreto líquido: grueso y fino.
Concreto Líquido
Tabla: TIPOS DE CONCRETO LIQUIDO (PROPORCIONES EN VOLUMEN)
Es necesario, en función de la altura, dejar registros de inspección y de
limpieza (ver figura) en la parte inferior del muro a llenar.
Tipo de concreto
liquido
Cemento Cal Agregado (medido
Húmedo suelto)
Arena Confitillo
Fino 1 0 - 1 / 10 2 ¼ a 3 No
Grueso 1 0 - 1 / 10 2 ¼ a 3 1-2

 Se emplea para reforzar los elementos de concreto
que enmarcan la albañilería confinada y para
reforzar la albañilería armada y la albañilería
laminar.
 Es del mismo tipo que el usado en concreto
armado.
 Se debe procurar usar la mayor cantidad de barras
con el menor diámetro posible.
 Merece especial importancia detallar la utilización
de refuerzo en la junta del mortero. Debe hacerse
con alambres delgados cuyo diámetro no exceda la
mitad del espesor nominal de la junta.
Acero

Construcción de los Muros
Determinación del Espesor de las Hiladas
 En función de la variabilidad dimensional de la altura de la
U.A.

En función del espesor mínimo recomendable.
El Espesor Recomendable por Adhesión, para
Condiciones Normales de Asentado: 9 a 12 mm
 El espesor exacto de la junta se precisará en función de calibrar la
altura de las hiladas, para que sean submúltiplos de la altura del
muro(escantillones).
No Son Aceptables
 Juntas de mortero muy gruesas (reducen la resistencia a la
comprensión de la albañilería).
 Juntas de mortero muy delgadas (reducen la resistencia a la

Determinación del Espesor de las Hiladas

Tratamiento de la Succión de la U.A.
 Succión es la velocidad inicial de absorción en la cara de asiento de la
U.A.
 Es indispensable para lograr la adhesión.
 Cuando es excesiva hay que controlarla.
 El tratamiento de succión implica, estrictamente hablando, humedecer
totalmente la unidad de albañilería y dejar luego que se sequen las
superficies.

Tratamiento de la Succión de la U.A.
 Succión de 20 gramos o menos : No deben ser humedecidas.
 Succión mayor de 40 gramos : Indispensable humedecerlas.
 Succión entre 20 y 40 gramos : Preferible no humedecerlas.
 Las unidades de albañilería de arcilla, casi siempre deben asentarse
algo húmedas.
 Las unidades de sílice-cal ó de concreto no deben asentarse
húmedas.

Proceso de Asentado de las Unidades
 El arte de asentar unidades consiste en estrechar al máximo el
contacto tanto horizontal como vertical de la unidad con el mortero, y el
de uniformizar dicho contacto en todas las interfases mortero-unidad.
 En el caso de ladrillos, estos se colocan con una mano, y con la otra
manipulan el bandilejo, se colocan presionando tanto sobre la junta
horizontal como sobre la junta vertical.

Proceso de Asentado de las Unidades
 En el caso de bloques, las superficies verticales son empastadas con
mortero mientras estan apoyadas en el suelo, luego la unidad se
levanta con las dos manos y se coloca a presión ajustando la junta
vertical y la junta horizontal.
 El asentado implica presión vertical y horizontal.
 Debe evitarse el “bamboleo” de la unidad o su retiro momentáneo.
Esto destruye la adhesión inicial, que es muy importante.|

Tratamiento de Juntas
 La operación tiene como propósito ajustar y sellar las juntas de
mortero.
 El tratamiento de las juntas horizontales y verticales deben efectuarse
una vez terminada una parte del asentado del muro y mientras el
mortero aún está plástico.
El ancho útil del muro (b) se
mide desde el interior de la
junta tratada.
Hay tratamientos de juntas
que no son recomendables

Operaciones Relacionadas con el Concreto Líquido
 Deben tomarse las precauciones necesarias para que la colocación del
concreto líquido se efectúe en una operación sin tropiezos ni
interrupciones y para que el contacto del concreto y las unidades sea
total y permanente.
 Se debe mantener los alveolos verticales de la albañilería limpios, sin
rebabas de mortero.
 Para lograrlo se debe protejer el alveolo en el proceso de asentado de
las unidades con un “isopo” de espuma plástica que va subiendo
conforme progresa el asentado.
 Deben dejarse “ventanas” o huecos de control en la base del muro.

Ritmo de Construcción
 En la ejecución de un muro con unidades asentadas con mortero de
cemento portland se recomienda no construir más de la mitad de la
altura del muro, con un máximo de 1.40m., por jornada de trabajo.
 El colocar un número excesivo de hiladas sobre un mortero que aún no
ha adquirido una rigidez adecuada, puede ocasionarle su deformación,
esto de por si es negativo, puede atentar contra el plomo y/o
alieamiento del muro.

Cuidado de los Muros
 Los muros recién construidos tienen una estabilidad precaria y una resistencia a
la tracción muy reducida.
 No deben ser sometidos a golpes o vibraciones, y tampoco servir de apoyo a
otros procesos constructivos, por ejemplo los puntales de encofrado.
 No se debe permitir romper o picar los muros, ya que se estaría rompiendo o
debilitando un elemento estructural.

Muros No Portantes
 Por muro no portante, se entiende aquel que ha sido diseñado y
construidos en forma tal que sólo lleven cargas provenientes de su
peso propio (parapetos, tabiques y cercos).
 Estos muros podrán ser construidos con unidades de albañilería
sólidas, huecas ó tubulares
 Los muros no portantes de albañilería no reforzada debe ser
arriostrado a intervalos tales que satisfagan las exigencias del
espesor mínimo.

Muros No Portantes
 Los muros no portantes de albañilería armada serán reforzados de
modo tal que la armadura resista el integro de las tracciones, no
admitiéndose tracciones por flexión mayores a 1.33 kg/cm2
en la
albañilería.
 Los arriostramientos serán diseñados como apoyo del muro
arriostrado, considerando este como una losa y sujeto a fuerzas
horizontales perpendiculares a él.
 Los arriostramientos deben tener la resistencia, estabilidad y
anclaje adecuados para transmitir las fuerzas actuantes a
elementos estructurales adyacentes o a la cimentación.

Muros No Portantes
 El espesor mínimo de un muro no portante se calculará mediante la
siguiente expresión:
t = U s ma²
t = Espesor efectivo mínimo (en metros)
U = Coeficiente de uso del Reglamento Sísmico
s = Coeficiente dado en la Tabla N°1
m = Coeficiente dado en la tabla N°2
a = Dimensión crítica (en metros) indicado en la tabla N°2
b = La otra dimensión del muro
 Este espesor mínimo se verificará para las fuerzas de viento o
sismo, usando los esfuerzos admisibles para tracción por flexion
correspondientes a albañilería no reforzada.

Muros No Portantes

3 2 1
Tabiques 0.28 0.20 0.09
Cercos 0.20 0.14 0.06
Parapetos 0.81 0.57 0.24
Tabla N° 1 : Valores de s
Tabla N°2 : Valores de m
Caso 1: Muro con cuatro bordes arriostrados
a = Menor Dimensión
b / a = 1.0
0.0479
1.2
0.0627
1.4
0.0755
1.6
0.0862
1.8
0.0948
2.0
0.1017
3.0
0.1180
00
0.125

Muros No Portantes
Caso 2 : Muro con tres bordes arriostrados
a = Longitud del borde libre
b /a = 0.5
0.060
0.6
0.074
0.7
0.087
0.8
0.097
0.9
0.106
1.0
0.112
1.5
0.128
2.0
0.132
00
0.133
Caso 3 : Muro arriostrado sólo en sus bordes horizontales
a = altura del muro
m = 0.125
Caso 4 : Muro en voladizo
a = altura del muro
m = 0.5

Diseño de Muros No Portantes
Deducción de la Fórmula Mostrada en el Reglamento
El peso por m² de muro:
( )
( )2
/18
.
100
1800
mKgtP
cment
t
P
tP
=
×=
×= γ
La carga sísmica perpendicular al plano del muro:
Wh
= ZUC1
P (Normas de Diseño Sismo-Resistente)
Wh
= ZUC1
18 t ( Kg / cm² )

El momento actuante se puede definir por :
Ma
= m w h
a² (Kg x m / m) Ma
= m ( ZUC1
18t ) a²
Donde m es un coeficiente de momento y a es la luz de cálculo.
El momento resistente (Unidades de Albañilería Sólida):
)/(
6
100 2
mcmKgf
t
fSM ttr ×==
Usando ft
= 1.33 Kg / cm² para morteros con cal e igualando el momento
resistente al momento actuante podemos hallar el espesor:
Ma
= Mr

( ) :33.1
6
100
10018
2
1
2
dondede
t
tZUCma ×=
t = U (81.2 ZC1
) ma²
Cambiando de unidades, t y a en metros:
t = U ( 0.812 ZC1
) ma²
La Norma E-070 de albañilería del Reglamento Nacional, llama s al factor
encerrado entre paréntesis (0.812 ZC1
), de esta manera se obtiene la
expresión:
t = U s ma²

Ejemplo N°1
Determinar distancia máxima entre arriostres en un muro de cerco:
Datos:
Espesor t = 14 cm
Mortero con cal
Altura del muro h = 2.00 mts.
U = 1.0
A construirse en Lima, Z = 1.0
En este caso, se trata de un muro de cerco con 3 bordes arriostrados

Ejemplo N°1
Expresión del Reglamento: T = U s ma²
Para cerco con mortero con cal en zona sísmica 1 de la tabla N°1: s = 0.20
Entonces:
0.14 = ( 1 ) ( 0.20 ) ma² ma² = 0.70
Utilizando la Tabla N°2 tantearemos para varios valores de a y m:
Es decir se requeriría colocar arriostres cada 2.85 mts
b A b / a m M a²
2.0 2.0 1.0 0.112 0.448
2.0 3.3 0.60 0.074 0.8059
2.0 2.85 0.70 0.087 0.7067

Ejemplo N°2
Determinar espesor mínimo de un muro, para un espaciamiento dado
de arriostres y con viga solera en extremo superior, a constituirse en
Arequipa y usando mortero con cal.
Datos:
Mortero con cal
Dimensiones del paño L = 3.50 ; h = 2.00
Considerando U = 1, nuestro problema es hallar el espesor mínimo para las
condiciones dadas.
En este caso, se trata de un muro de cerco, con 4 bordes arriostrados.

Ejemplo N°2
Expresión del Reglamento:
T = U s ma²
Para cerco con mortero con cal en zona sísmica 3 de la tabla N°1
s = 0.20
De la tabla N°2:
Caso 1: Muro con cuatro bordes arriostrados
a = la menor dimensión, es decir
a = 2.00 m
Entonces:
b = 3.50 m
75.1
00.2
50.3
/ ==ab

Ejemplo N°2
Interpolando linealmente (tabla N°2)
m = 0.0927
Entonces:
t = ( 1 ) ( 0.20 ) ( 0.0927 ) ( 2.00 )²
t = 0.074 mts.
El espesor mínimo del muro, para las condiciones dadas, es de 7.4 cm.

Ejemplo N°3
Determinar espesor mínimo requerido para un cerco de 2 mts. de alto,
sin arriostres, a constituirse en Lima.
Datos:
Mortero con cal
Altura del muro h = 2.00 mts.
U = 1.0
En este caso tenemos un muro en voladizo
Expresión del Reglamento:
t = U s ma²
Para cerco y mortero con cal en zona sísmica 1, de la Tabla N°1
s = 0.20

Ejemplo N°3
De la tabla N° 2: Muro en voladizo (caso 4)
a = 2.00
m = 0.5
t = ( 1 ) ( 0.20 ) ( 0.5 ) ( 2.00 )²
t = 0.40 mts.
El espesor mínimo para un muro de 2 mts. de alto, sin arriostres es de 40cm

Ejemplo N°4
Determinar el espesor mínimo de muro para un parapeto de azotea de
1.0 mts. de altura, sin arriostres, a construirse en Arequipa.
Datos:
Mortero con cal
Altura parapeto = 1.0 mts.
U = 1.0
De acuerdo al Reglamento :
t = U s ma²
De la tabla N°1:
s = 0.81
De la tabla N°2:
m = 0.5
Luego:
t = ( 1.0 ) ( 0.81 ) ( 0.5 ) ( 1.0 )²
t = 0.40 mts.
Se requiere un espesor de 40 cm.

Ejemplo N°5
Determinar el espesor mínimo ( t ) de un muro de cerco a construirse
en la UNSA que tiene los arriostres (t x 25 cm) espaciados 4.50 m.,
entre ejes, y se usará una viga solera en el extremo superior de (t x 20
cm) y que tiene una altura de 2.70 m. Se usará mortero sin cal. Se
determinará el espesor usando lo indicado en el Reglamento Nacional
de Albañilería (E-070), y también usando un método racional de diseño,
Comparar ambos resultados.
U=1.5 Z=0.4 C1=0.5

Ejemplo N°5
t = U s m a²
De la tabla N°1: para s = 0.2 x 1.33 = 0.266 (mortero sin cal)
De la tabla N°2: para a =2.5 y b =4.25
Interpolando obtenemos:7.1
5.2
25.4
==
a
b
2
5.20905.0266.05.1 ×××=t
WS
= Z x U x C1
x P P = 1800 x t = 1800 t Kg / m²
WS
= 0.4 x 1.5 x 0.5 x 1800 t WS
= 540 t Kg / m²
M a
= 220 t Kg x mt
cmt 23=∴






++
××
=
25.4
5.2
5.2
25.4
18
5.225.4540t
M a
t = 0.226m.
Encontramos los momentos actuante y resistente,
los igualaremos y obtendremos el espesor “t”
m = 0.0905

Ejemplo N°5
MR
= 1666 t² Kg x mt.
220 t Kg x mt = 1666 t² Kg x mt t = 0.132 mt.
t = 13 cm < 23 cm.
22
/000,10/1 mKgcmKgf ct == SfM
S
M
f ctR
R
ct ×=→=
.
6
0.1
000,10
2
mtKg
t
M R ×
×
×=
Ma=MR
Analizando “racionalmente” se pueden
obtener espesores mas económicos

Ejemplo N°6
Determinar el espesor mínimo (t) que requerirá un parapeto de 1.20 m
de alto a construirse en la Universidad Nacional de Iquitos, con
albañilería de ladrillo asentado con mortero con cal. Usar el método
indicado en el Reglamento de Albañilería, y también un método
racional de diseño, usando los valores de esfuerzos máximos
permisibles del Reglamento.
t = U s m a²
m = 0.5 t = 0.259 t =26 cm.
2
2.15.024.05.1 ×××=t
22
max /300,13/33.1 mKgcmKgfct ==
6
100300,13 2
t
MSfM RctR
××
=→×=
MR = 2217 t2
(Kgxmt)/m

Ejemplo N°6
WS
= Z x U x C1
x P P = 1800 t Kg / m²
WS
= 0.15 x 1.5 x 2.0 x 1800 t = 810 t Kg / m²
WSf
= 810 t x 1 = 583.2 t Kg / m
MR = Ma 2216.7 t² = 583.2 t
t = 0.262 t = 26 cm
Como era de esperar se obtuvieron valores
iguales
t
t
M
Lw
M aa 2.583
2
2.1810
2
22
=
×
==

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