OK

1. Construcción de Casas
Sismorresistentes de Adobe,
Reforzadas con Geomalla
Chiclayo Julio 23, 2010
Wilson E. Silva Berríos
Seminario Regional de Promoción - Normatividad y Gestión de
Edificaciones Seguras y Saludables

2. Sismo 15-08-2007, Mw = 8.0
10/12/2010 2

3. Poco daño en
construcciones de
albañilería y concreto
Daño severo y
extendido en
construcciones de
tierra
10/12/2010 3

4. Sismos de
Diseño
Aceleración
(g)
Comportamiento
Estructural
Frecuentes 0.20
Perfectamente
elástico
Ocasionales 0.25
Prácticamente
elástico
Raros 0.40
Daño importante,
pero reparable
Muy Raros 0.50
Cerca al colapso,
irreparable
Severidad sísmica y Desempeño estructural
V2000 + Sismicidad Peruana
10/12/2010 4

5. DAÑO
COMPLETO
(Colapso)
SIN DAÑO
(Operacional)
DAÑO LEVE
(Funcional)
DAÑO MODERADO
(Resguardo de la Vida)
DAÑO SEVERO
(Cerca al Colapso)
Dt
V
D
D
DDD
Niveles de Desempeño

6. F
SUPERVIVENCIA
OPERACIONAL
COMPLETAMENTE
OPERACIONAL
CERCA AL COLAPSO
Niveles de Desempeño
10/12/2010 6

7. COMPORTAMIENTO SÍSIMICO DE
CONSTRUCCIONES DE TIERRA Y
SISTEMAS DE REFORZAMIENTO
DESARROLLADOS
10/12/2010 7

8. DAÑOS – REPARACION Y REFUERZO
EN VIVIENDAS DE ADOBE
Parte 1 :
DAÑOS
10/12/2010 8

9. CLASIFICACIÓN DE DAÑOS
- LEVES
- MODERADOS
- GRAVES
- COLAPSO PARCIAL
- COLAPSO TOTAL
10/12/2010 9

10. LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN
LAS CASAS DE ADOBE SON LOS
MUROS: ESTOS PUEDEN DAÑARSE:
10/12/2010 10

11. LOS DAÑOS EN CASAS DE ADOBE
SON BÁSICAMENTE DE DOS TIPOS:
1. POR VOLTEO DEL MURO FUERA DE
SU PLANO
2. POR FUERZA CORTANTE EN EL
PLANO DEL MURO
10/12/2010 11

12. DAÑOS POR VOLTEO
FUERA DEL PLANO DEL MURO
10/12/2010 12

13. 13
10/12/2010

15. 10/12/2010 15

16. 10/12/2010 16

18. DAÑOS EN ESQUINAS
10/12/2010 18

19. 10/12/2010 19

20. 10/12/2010 20

21. DAÑOS POR
FUERZA COPLANAR EN EL MURO
10/12/2010 21

22. 22
10/12/2010

24. 10/12/2010 24

25. 25
10/12/2010

26. OTROS TIPOS DE DAÑOS
10/12/2010 26

27. 27
10/12/2010

28. 10/12/2010 28

30. 10/12/2010 30

31. ESTUDIO REALIZADOS ACERCA DE
DAÑOS EN CASAS DE ADOBE
... desde los 70’s a la fecha ...
10/12/2010 31

32. 10/12/2010 32

33. 10/12/2010 33

34. 10/12/2010 34

35. Normas de Diseño - Albañilería
(E-070)
1970 1977 1982 2006
10/12/2010 35

36. Norma de Adobe (E-080)
1987, 2000 Cartilla 2007
10/12/2010 36

37. Cuidados en la Cimentación
10/12/2010 37

38. Dimensiones !!! 38

39. Parte 2 :
REPARACIÓN
10/12/2010 39

40. APUNTALAR
10/12/2010 40

41. REPARAR
10/12/2010 41

42. NIVEL DE
DAÑOS
PROCEDIMIENTO DE INTERVENCION
LEVES
•Resane de grietas y
•Colocación de refuerzo
MODERADOS
•Resane de grietas
•Desmontaje parcial y Reconstrucción de parte
del muro, sin desmontar el techo
•Colocación de refuerzo
GRAVES
•Reconstrucción de muros completos, puede
necesitarse desmontar parcialmente el techo
•Colocación de refuerzo
COLAPSO
PARCIAL
•Reconstrucción de muros completos y techos
•Colocación de refuerzo
10/12/2010 42

43. a)Los muros deben tener
Cimentación de concreto ciclópeo
o similar, que proteja a los muros
de la humedad del suelo
b)Los muros deben tener Espesores
mínimos con relación a su altura:
30cm altura hasta 2.40
40cm altura hasta 3.20
50cm altura hasta 4.00
10/12/2010 43

44. Parte 3 :
SISTEMAS DE REFUERZO:
I). INTERNO (Viviendas NUEVAS)
II). EXTERNO (Viv. NUEVAS Y EXISTENTES)
10/12/2010 44

45. Refuerzo Interior de Caña
SISTEMAS DE REFUERZO
10/12/2010 45

46. Parte 3 I:
SISTEMAS DE REFUERZO
EXTERNO
10/12/2010 46

47. Parte 3 I - A:
REFUERZO CON MALLA
ELECTROSOLDADA
47

48. 10/12/2010 48

49. 10/12/2010 49

50. Malla natural
Caña vertical y
soga horizontal
10/12/2010 50

51. COMBINACIÓN DE REFUERZOS DE MADERA Y REFUERZOS METÁLICOS
SOLERA EXTERIOR DE MADERA
10/12/2010 51

54. Estas técnicas de Refuerzo, aún cuando
mejoran el DESEMPEÑO SÍSMICO, tienen en
común que NO permiten establecer
expresiones matemáticas para determinar su
RESISTENCIA o DISEÑAR EL REFUERZO
10/12/2010 54

55. Parte 3 I - B:
REFUERZO CON MALLAS
DE
POLÍMERO (GEOMALLAS)
10/12/2010 55

56. 10/12/2010 56
GEOMALLA BIAXIAL

57. Ensayo Tracción Axial Geomalla (ASTM D6637-01)
10/12/2010 57

58. 10/12/2010 58
El material de refuerzo (ind.) propuesto posee
propiedades estándar de Resistencia y Rigidez,
es fabricado de mantas de polímero de alta
densidad, las cuales son perforadas a intervalos
regulares y luego estiradas en ambas
direcciones a temperatura y fuerza controlada, a
fin de obtener una malla biaxial con aberturas
rectangulares, nudos rígidos y costillas flexibles

59. 10/12/2010 59

60. 10/12/2010 60

61. 10/12/2010 61
Experimentalmente:
La Resistencia por metro de ancho es:
14 kN (1400 kgf) en la dirección longitudinal y
19,2 kN (1920 kgf) en la dirección transversal
Exigencia Norma de Adobe NTE.080:
La Capacidad mínima en Tracción debe ser de
3,5 kN/m (350 kgf/m) en ambas direcciones

62. 10/12/2010 62
REGLAMENTACIÓN PARA EL USO DE LA GEOMALLA EN
EL ADOBE
(Gerencia de Investigación y Normalización SENCICO)
Resolución Ministerial N°070-2008-VIVIENDA, 26 marzo 2008,
aprueba el Anexo N°1 “Refuerzo de Geomalla en Edificaciones
de Adobe”, a la Norma Técnica E.080 “Adobe”, del Reglamento
Nacional de Edificaciones.

63. 10/12/2010 63
Parte 3 I - C
REFUERZO CON MALLAS DE
POLÍMERO (Geomallas) EN
VIVIENDAS EXISTENTES
Paso 1
RETIRAR EL
TARRAJEO DEL MURO

64. 10/12/2010 64
Tarrajeo Interior

65. 10/12/2010 65
Tarrajeo Exterior

66. 10/12/2010 66
Paso 2
CORTAR LA MALLA Y
PRESENTARLA EN EL
MURO, POR AMBAS CARAS

67. 10/12/2010 67
Cara Exterior

68. 10/12/2010 68
Cara Interior

69. 10/12/2010 69
Paso 3
PERFORAR EL MURO C/30 a 40 cm
HORIZONTAL Y VERTICALMENTE

70. 10/12/2010 70

71. 10/12/2010 71
Paso 4
CONECTAR LA MALLA DE UNO A
OTRO LADO CON RAFIA

72. 10/12/2010 72

73. 10/12/2010 73
Amarrar ambas mallas
(externa e interna)

74. 10/12/2010 74
Abarcar bordes de
los vanos (puertas y
ventanas) - Traslapes

75. 10/12/2010 75

76. 10/12/2010 76
Paso 4
TARRAJEAR EL MURO CON BARRO
(SOLO o CON CAL o CON YESO)

77. 10/12/2010 77
Aplicar tarrajeo en dos capas

78. 10/12/2010 78
Comprobación experimental
de la eficacia de las Geomallas
ENSAYOS DE SIMULACIÓN SISMICA
EN MÓDULOS DE ADOBE
REFORZADOS CON GEOMALLAS

79. 10/12/2010 79

80. 10/12/2010 80

81. 10/12/2010 81
MODELO REFORZADO ANTES DE SER ENSAYADO

82. 10/12/2010 82
MODELO REFORZADO

83. 10/12/2010 83

84. 10/12/2010 84
Muro Norte - Tarrajeado
POST ENSAYO

85. 10/12/2010
85
EFECTO DEL TARRAJEO
Plastered side
Non plastered side

86. 10/12/2010 86
BÓVEDA NUBICA - 2006
No Reforzada
Reforzada

87. 10/12/2010 87

88. 10/12/2010 88

89. 10/12/2010 89
ENSAYOS CUASI ESTÁTICOS
Resistencia a la Fuerza Cortante en
el Plano del Muro

90. 10/12/2010 90
MURO PLANO - ENSAYO CÍCLICO DE CORTE

91. 10/12/2010 91
MURO PLANO - ENSAYO CÍCLICO DE CORTE

92. 10/12/2010 92
MURO REFORZADO Y NO - TARRAJEADO

93. 10/12/2010 93
MURO REFORZADO Y NO - TARRAJEADO

94. 10/12/2010 94
MURO REFORZADO Y TARRAJEADO

95. 10/12/2010 95

96. 10/12/2010 96

97. 10/12/2010 97

98. 10/12/2010 98

99. 10/12/2010 99

100. 10/12/2010 100

101. 10/12/2010 101

102. 10/12/2010 102

103. 10/12/2010 103
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100
Displacement (mm)
Shear
Force
(kN)
MURO REFORZADO Y TARRAJEADO

104. 10/12/2010 104
Distorsión Angular vs. Esfuerzo Cortante
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
Distorsión Angular
Esfuerzo
Cortante
(MPa)
Geomalla con
Tarrajeo
Geomalla sin
Tarrajeo
Sin Geomalla
ENVOLVENTES COMPARATIVAS

105. 10/12/2010 105
Resistencia a la flexión fuera del plano
FLEXIÓN EN MUROS VERTICALES

106. 10/12/2010 106
MUROS PARA ENSAYOS DE FLEXIÓN

107. 10/12/2010 107
1ra fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)
ENSAYO DE FLEXIÓN
FUERA DEL PLANO

108. 10/12/2010 108
1ra fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

109. 10/12/2010 109
2da fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

110. 10/12/2010 110
2da fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

111. 10/12/2010 111
3ra fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1(mm)
V(kN)

112. 10/12/2010 112
3ra fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

113. 10/12/2010 113
4ta fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

114. 10/12/2010 114
4ta fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

115. 10/12/2010 115
5ta fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

116. 10/12/2010 116
5ta fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

117. 10/12/2010 117
6ta fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

118. 10/12/2010 118
6ta fase
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)

119. 10/12/2010 119
Reinforced with geogrid - Non reinforced
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50
D1 (mm)
V(kN)
ENSAYO DE FLEXIÓN FUERA DEL PLANO
(CURVAS COMPARATIVAS)

120. 10/12/2010 120
CONCLUSIONES - 2008
• La malla de refuerzo externo es compatible y
efectiva en la reducción drástica de la
vulnerabilidad sísmica de las construcciones de
tierra. Las geomallas biaxiales, por sus
características de compatibilidad con el suelo
natural, su alta resistencia a la tracción, su
flexibilidad y su durabilidad, la hacen muy
apropiada para ser usada como sistema de
refuerzo en las construcciones de tierra

121. 10/12/2010 121
CONCLUSIONES - 2008
Las Geomallas embebidas en el mortero del
tarrajeo de los muros de adobe, crean un material
compuesto, provisto de resistencia a la tracción y
capacidad de desplazamiento importante, que
hacen posible ahora, desarrollar expresiones de
ingeniería para calcular la capacidad en Corte y
Flexión de los muros de adobe reforzado, para
diferentes tipos de geomalla

122. 10/12/2010 122
Observaciones de los ensayos
(1) Valor Máximo del Esfuerzo Cortante = 0,4 kg/cm²
(2) Distorsión Angular Máxima = 2,5%. (asociada a 1)
(3) Esfuerzo Cortante Máximo etapa elástica = 0,2 kg/cm²

123. 10/12/2010 123
Para distorsiones angulares mayores a 2,5%, el
Esfuerzo Cortante comienza a disminuir producto
del desprendimiento del tarrajeo y el consecuente
deterioro interno del muro de adobe el cual
comienza a fracturarse, pero se mantiene en
posición estable por el efecto de confinamiento
que le produce la malla de refuerzo
La “CEDENCIA” (~ FLUENCIA) DEL ADOBE
REFORZADO EN CORTE COPLANAR

124. 10/12/2010 124
Después de la etapa elástica, el refuerzo debe tomar todo el corte
hasta una fuerza máxima por unidad de longitud equivalente a
0.04MPa por el espesor bruto de la sección
Con ello, la resistencia nominal de la malla se calcula como :
fg = Resistencia última de la malla por unidad de longitud
b = Espesor bruto del muro incluyendo el tarrajeo
vu = 0,04MPa (0,4kg/cm2)
N = Numero de capas de malla en el muro en ambas caras
Fg (nominal) = (vu) (b) (1/N)

125. 10/12/2010 125
Resistencia a la flexión fuera del plano
FLEXIÓN EN MUROS HORIZONTALES

126. 10/12/2010 126

127. 10/12/2010 127

128. 10/12/2010 128

129. 10/12/2010 129

130. 10/12/2010 130

131. 10/12/2010 131

132. 10/12/2010 132

133. 10/12/2010 133

134. 10/12/2010 134

135. 10/12/2010 135

136. 10/12/2010 136

137. 10/12/2010 137

138. 10/12/2010 138

139. 10/12/2010 139

140. 10/12/2010 140

141. 10/12/2010 141

142. 10/12/2010 142

143. 10/12/2010 143

144. 10/12/2010 144

145. 10/12/2010 145

146. 10/12/2010 146

147. 10/12/2010 147

148. 10/12/2010 148

149. 10/12/2010 149

150. 10/12/2010 150

151. 10/12/2010 151

152. 10/12/2010 152

153. 10/12/2010 153

154. 10/12/2010 154
Curva Fuerza-Desplazamiento en la viga ensayada en Flexión, a la rotura

155. 10/12/2010 155
Mecanismo de Falla en Flexión - 2009

156. 10/12/2010 156
De acuerdo al resultado del ensayo, en el momento de rotura:
La distancia “a” es mínima
El brazo del par K = da (espesor neto del muro)
El valor de fa no es relevante por el efecto del confinamiento

157. 10/12/2010 157
Propagación del
agrietamiento y evolución
del mecanismo resistente
Mn = (fg) (d)

158. 10/12/2010 158
Base conceptual para el diseño
sísmico de muros de adobe
reforzados con geomallas

159. 10/12/2010 159
Criterio de diseño por flexión
Las siguientes conclusiones se basan en la observación y
resultados experimentales de los ensayos de flexión en
secciones de muros de adobe reforzados con geomallas:
• La resistencia a flexión de la sección está gobernada por la
resistencia última a tracción del refuerzo
• Las grietas de tracción por flexión del muro se originan y
propagan a través de las juntas entre mortero y unidad de
adobe
• La falla por compresión de los adobes no es influyente
debido al confinamiento producido por la geomalla

160. 10/12/2010 160
Análisis sísmico de las
edificaciones de adobe reforzado
¿Masa concentrada o masa distribuida?
¿Diafragma rígido o flexible?
¿Análisis manual o automatizado?

161. 10/12/2010 161
En conclusión, en el caso de construcciones de adobe
reforzadas con geomallas se pueden tomar las siguientes
consideraciones para el análisis sísmico:
1. Considerar un modelo de masas distribuidas
2. Considerar diafragma rígido en los entrepisos y techos
3. Realizar de preferencia un análisis por elementos finitos
4. Aplicar la norma NT E080 para el cálculo del cortante
basal

162. 10/12/2010 162
CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS DEL ADOBE
CON GEOMALLAS
El comportamiento dinámico de las construcciones de
adobe reforzado con geomallas es diferente de cualquier
otro refuerzo ensayado anteriormente
Tiene un comportamiento elástico no lineal con iguales
niveles de resistencia en tracción y compresión
Asimismo tiene una capacidad de disipar energía basada
en el deterioro interno del muro, sin perder capacidad
portante a carga vertical y horizontal

163. 10/12/2010 163
Amplificación de la respuesta estructural que no se producía con
otros tipos de refuerzo
Capacidad de disipación de energía que justifica el uso de un
factor de reducción R en forma similar a otros materiales
convencionales
Amortiguamiento en etapa pos elástica, que en el caso del
adobe o tierra en general es mas alto que en los materiales
convencionales
ESTO TRAE COMO CONSECUENCIA LO SIGUIENTE:

164. 10/12/2010 164
Determinación del cortante basal
Particularidades de la NTE 080
1. Factor de reducción de fuerza sísmica implícito
equivalente a 2
2. Factor de amplificación de la respuesta estructural
respecto de la aceleración del suelo igual a 1 basado en el
casi nulo rango elástico del material

165. 10/12/2010 165
Procedimiento de diseño
… Publicación: “Diseño Sísmico de Muros de
Adobe Reforzados con Geomallas” –
Autor: D. Toorealva 2009

166. Datos Estadísticos Importantes

167. Viviendas por Tipo y Material (2005) -
Provincias: Ica, Pisco, Chincha
Tipo de
Material
Ica Pisco Chincha
N° Casas % N° Casas % N° Casas %
Ladrillo,
Bloques
30 913 50,8 11 717 50,2 9810 26,5
Adobe o
Tapia
26 114 42,9 9 244 36,9 25104 67,7
Quincha 2 390 3,9 497 2,1 729 2,0
Estera 1 209 2,0 1 641 7,0 1187 3,2
Total 60 884 100 23 352 100 37 087 100
Fuente:INEI Piedra/Sillar, Piedra con Barro, Madera, Otros

168. N° Personas afectadas por Sismo de
Pisco-2007 en Prov. Ica, Chincha y Pisco
Provi
ncia
Total
Pobla-
ción
Población por Grado de Afectación de Viviendas
Destrui
das
Muy
Afecta.
Parcial
mente
Afect.
Ligeram
ente
Afect.
Total
Pobl.
Afect.
No
Afect.
ICA 320 152
100%
90 206
28,2%
26 218
8,2%
320 152
100%
90 206
28,2%
26 218
8,2%
293 934
91,8%
CHIN-
CHA
194 536
100%
86 902
44,7%
21 506
11,1%
59 393
30,5%
15 755
8,1%
183 556
94,4%
10 980
5,6%
PISCO 127 565
100%
41 322
32,4%
13 533
10,6%
44 361
34,8%
15 066
11,8%
114 282
89,6%
13 283
10,4%
TOTAL 642 253
100%
218 430
34,0%
61 257
9,5%
194 146
30,25%
71 147
11,1%
544 980
84,9%
97 273
15,1%
Fuente:INEI

169. N° Viviendas afectadas en las Prov. Ica,
Chincha y Pisco
Provincia
N° Familias Damnificadas por Nivel de
Afectación de Viviendas N° Viviendas
Damnific.
Destruida Inhabitable Afectada
Chincha 17 511 14 349 9 343 41 203
Ica 14 032 21 170 12 787 47 989
Pisco 11 707 - 9 550 21 257
Total 43 388 35 519 31 966 110 873
Fuente:INEI

170. Daños por Tipo de Estructura (Fuente: JICA)
Tipo de
Estructura
de la
Construc.
Evaluación de Daños
Sin
Daños
Total
Colpsada Inhabitab.
Levem.
Afectada
C°A° 302
9,7%
145
4,7%
446
14,4%
2 213
71.2%
3 106
100%
Alb.Conf. 3 330
4,8%
5 751
8,4%
15 067
21,9%
44 714
64,9%
68 862
100%
Alb.Simp 6 260
33,7%
3 107
16,7%
6 688
36,0%
2 501
13,6%
18 556
100%
Adobe 54 695
60,8%
27 287
30,3%
4 355
4,8%
3 616
4,1%
89 953
100%
Quincha 1 518
22,5%
1 356
20,2%
2 244
33,4%
1 611
23,9%
6 729
100%
Total 66 105
35,3%
37 646
20,1%
28 800
15,4%
54 655
29,2%
187 206
100%

171. MATRIZ DE VIVIENDAS RURALES
CONSTRUIDAS Y EN PROCESO DE
CONSTRUCCIÓN (a Abril - 2010)
Localizada por GTZ / Cifras reportadas por INEI
Viviendas Afectadas entre Cañete, Chincha,
Pisco, Ica, Huaytará, Castrovirreyna y
Hcvlica.: 75,786
Total de Viviendas Reconstruidas x GVSS:
3,739
Entregadas: 3072
En Proceso: 667

172. SFF – ADOBE / DEZA
Fomento de Construcciones de Adobe
Antisísmicas en el Marco de la
Reconstrucción de la Región Ica - Perú
OFDA / USAID - Ica
Reconstrucción de la Región Ica - Perú
ACDI - Huancavelica
Reconstrucción de la Región
Huancavelica - Perú

173. TEMA: VIVIENDA RURAL
CARE + GVSS (Coalición de 10
Instituciones No Gubernamentales +
PUCP) generar Modelos de Vivienda
Sismorresistente accesible a familias +
afectadas por sismo y vulnerables
Alianza con BANMAT aplicar Modelo
Gestión para Vivienda Rural.
Voluntad política MVCS (2009 D.S.) prioriza
la Construcción en Zonas Rurales del país,
a través de Bonos Habitacionales
Familiares Rurales (BHFR) y promulga
Reglamento Operativo

174. Programa
Experimental
en
Huanacavelica
e Ica:
(Proyectos
ACDI-Hvlca y
OFDA/USAID-
Chincha-ICA)

176. 10/12/2010 176
.... Gracias
FIN