estructural

1. UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Ing. MILTHONQUISPE HUANCA
Unidad Didáctica I(a)
ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL

2. INTRODUCCIÓN
 La albañilería o mampostería se define como un conjunto de unidades apiladas, trabadas o
adheridas entre sí con algún material, como el mortero de barro o cemento. Las unidades pueden
ser naturales (piedras) o artificiales (adobe, tapias, ladrillos y bloques).
 Las edificaciones de albañilería constituyen una alternativa económica y sencilla de construir en
nuestro medio para resolver el alto déficit habitacional; son edificios de mediana altura y
comúnmente muy pesadas y en vista que vivimos en un país sísmico, estas edificaciones tienen
que ser convenientemente analizadas, diseñadas y construidas para salvaguardar la vida se sus
ocupantes.
 HISTORIA
 La primera unidad de albañilería artificial consistió en una masa amorfa de barro secada al sol
encontrado en Jericó (Medio Oriente), 7350 años a.C.
 El adobe fue creado en Sumeria (Baja Mesopotamia) 400 a.C.; fue llevado al horno unos 3000
años a.C. en la ciudad de Ur y se formó el denominado ladrillo de arcilla o cerámico, a partir de
esto se construyeron edificios de hasta 4 pisos en la Época del Rey Nabucodonosor II.
 Fue en Babilonia que el Rey Hammurabi (700 a.C.) creo el primer reglamento de construcción
donde se especificaba si por causas atribuibles al constructor fallecía el propietario y/o su hijo, se
debía dar muerte al constructor y/o a su hijo.

3.  El mortero de cemento puzolanico fue inventado por Vitruvio (arquitecto romano, 25 a.C.), quien
mezclo con cal y agua la “arena volcánica” (puzolana) del volcán Vesubio, a partir de entonces se
construyeron enormes estructuras con forma de arcos, bóvedas y lucernarios.
 En el siglo XVIII, con la Revolución Industrial (que comenzó en Inglaterra) empezó la
industrialización en la fabricación del ladrillo, se inventaron además trituradoras, mezcladoras y
prensas.
 En el Perú, los ladrillos de arcilla llegaron en la época de la colonia española, y la primera fábrica
de ladrillos fue construida en Lima en el año 1856.
 La primera obra de albañilería reforzada data del año 1825, en Inglaterra. Brunel (ingeniero
británico) construyo dos accesos verticales a un túnel bajo el rio Támesis en Londres, reforzados
verticalmente con pernos de hierro forjado y horizontalmente con zunchos metálicos.
 La albañilería confinada fue creada por ingenieros italianos, después que el sismo de Messina,
Silicia, en 1988, arrasara con las viviendas no reforzadas.

4.  En Perú, la albañilería confinada se utilizó después del terremoto de 1940;
mientras que la armada lo hizo en la década del 60, pese a que esta había
sido creada antes.
 El estudio racional de la albañilería se inició a partir de los ensayos llevados a
cabo en Estados Unidos (1913) y en la India (1920).
 En el Perú, los primeros ensayos en albañilería se realizaron en la década
de los 70 y los escasos resultados alcanzados hasta el año 1982 fueron
utilizados en la elaboración del primer reglamento específico de albañilería
(NORMA E.070, ININVI, 1982)
 Finalmente, los múltiples ensayos realizados, así como las investigaciones
teóricas y las enseñanzas dejadas por los sismos, permitieron elaborar en el
Perú una moderna Norma E.070, publicada en el año 2006 como parte del
Reglamento Nacional de Edificaciones.

5.  ESTRUCTURACIÓN
 Las principales características que debe cumplir una edificación para una buena estructuración son las
siguientes:
 - Relación de alta resistencia a peso.
 - Alta ductilidad.
 - Baja degradación.
 - Alta uniformidad.
 - Costo razonable.
Configuración
La configuración en planta y elevación debe cumplir lo siguiente:
- Simplicidad y Simetría.
- Uniformidad y Continuidad.
- Resistencia y Ductilidad.
- Hiperestaticidad y Monolitismo.
- Rigidez Lateral.
- Diafragma Rígido.
- Densidad de muros similares en ambas direcciones.
- Cimentación.

6. TIPOS DE ALBAÑILERIA
POR SU FUNCIÓN ESTRUCTURAL
a) Muros no portantes (cercos, parapetos, tabiques)
b) Muros portantes
POR LA DISTRIBUCIÓN DEL REFUERZO
a) Muros no reforzados o de albañilería simple
b) Muros reforzados (De albañilería armada, de junta seca, laminares, de albañilería
confinada)
COMPONENTES DE LA ALBAÑILERIA
UNIDAD DE ALBAÑILERÍA
Las unidades de albañilería son ladrillos y bloques en cuya elaboración se utiliza
arcilla, sílice-cal o concreto, como materia prima, estas unidades pueden ser sólidas,
huecas, alveolares o tubulares y podrán ser fabricadas de manera artesanal o
industrial.

8.  PRUEBAS:
 a) Muestreo.- El muestreo será efectuado a pie de obra. Por cada lote compuesto por hasta 50 millares de
unidades se seleccionará al azar una muestra de 10 unidades, sobre las que se efectuarán las pruebas de
variación de dimensiones y de alabeo. Cinco de estas unidades se ensayarán a compresión y las otras cinco a
absorción.
 b) Resistencia a la Compresión.- Indicado en las Normas NTP 399.613 y 339.604. La resistencia característica a
compresión axial de la unidad de albañilería (f´b) se obtendrá restando una desviación estándar al valor
promedio de la muestra.
 c) Variación Dimensional.- Indicado en las Normas NTP 399.613 y 399.60
 d) Alabeo.- Indicado en la Norma NTP 399.613.
 e) Absorción.- Indicado en las Normas NTP 399.604 y 399.l613.
 ACEPTACIÓN DE LA UNIDAD
 a) Dispersión: Si la muestra presentase más de 20% de dispersión en los resultados (coeficiente de variación),
para unidades producidas industrialmente, o 40 % para unidades producidas artesanalmente, se ensayará otra
muestra y de persistir esa dispersión de resultados, se rechazará el lote.
 b) Absorción: La absorción de las unidades de arcilla y sílico- calcáreas no será mayor que 22%. El bloque de
concreto clase, tendrá una absorción no mayor que 12% de absorción. La absorción del bloque de concreto NP,
no será mayor que 15%.
 c) Composición: La unidad de albañilería no tendrá materias extrañas en sus superficies o en su interior, tales
como guijarros, conchuelas o nódulos de naturaleza calcárea, además no tendrá resquebrajaduras, fracturas o
hendiduras, también la unidad no presentara vitrificaciones y al ser golpeada con un martillo u objeto similar
producirá un sonido metálico.

9.  MORTERO
 DEFINICIÓN
 El mortero estará constituido por una mezcla de aglomerantes y agregado fino a los cuales se
añadirá la máxima cantidad de agua que proporcione una mezcla trabajable, adhesiva y sin
segregación del agregado. Para la elaboración del mortero destinado a obras de albañilería, se
tendrá en cuenta lo indicado en las Normas NTP 399.607 y 399.610.
 COMPONENTES
 Los materiales aglomerantes del mortero pueden ser:
 a) Cemento Portland o cemento adicionado normalizado y cal hidratada normalizada de acuerdo a
las Normas Técnicas Peruanas correspondientes.
 b) El agregado fino será arena gruesa natural, libre de materia orgánica y sales, con las características
características indicadas en la Tabla 3 de la Norma E.070. Se aceptarán otras granulometrías siempre
que los ensayos de pilas y muretes proporcionen resistencias según lo especificado en los planos.

10. CONCRETO LÍQUIDO O GROUT
DEFINICIÓN
El concreto líquido o Grout es un material de consistencia fluida que resulta de mezclar cemento, agregados y
agua, pudiéndose adicionar cal hidratada normalizada. El concreto líquido o grout se emplea para rellenar los
alvéolos de las unidades de albañilería en la construcción de los muros armados, y tiene como función integrar el
refuerzo con la albañilería en un sólo conjunto estructural.
Para la elaboración de concreto líquido o grout de albañilería, se tendrá en cuenta las Normas NTP 399.609 y
399.608.

11.  CLASIFICACIÓN
 El concreto líquido o grout se clasifica en fino y en grueso. El grout fino se usará cuando la
dimensión menor de los alvéolos de la unidad de albañilería sea inferior a 60 mm y el grout grueso
se usará cuando la dimensión menor de los alvéolos sea igual o mayor a 60 mm.
 COMPONENTES
 Los materiales aglomerantes serán:
 a) Cemento Portland o cemento adicionado normalizado y cal hidratada normalizada de acuerdo a
las Normas Técnicas Peruanas correspondientes.
 b) El agregado grueso será confitillo que cumpla con la granulometría especificada en la Tabla 5 de
la Norma E.070. Se podrá utilizar otra granulometría siempre que los ensayos de pilas y muretes
proporcionen resistencias según lo indicado en los planos.
 RESISTENCIA
 El concreto líquido tendrá una resistencia mínima a compresión f´c =13,72MPa (140kg/cm2). La
resistencia a compresión será obtenida de acuerdo a la NTP 399.623. Se obtendrá con el promedio
de 5 probetas.

12.  ACERO DE REFUERZO
 En general, las barras deberán ser corrugadas rectas y dúctiles, con escalón de fluencia definido y
con una elongación mínima de rotura de 9%( A-615 Grado 60). La armadura deberá cumplir con
lo establecido en la Norma Barras de Acero para Concreto Armado (NTP 341.031).
CONCRETO ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO Y ESTRUCTURALES
La resistencia a compresión axial del concreto se obtiene ensayando probetas cilíndricas estándar de 15 cm de
diámetro y 30 cm de altura. El concreto de los elementos de confinamiento tendrá una resistencia a la compresión
mayor o igual a 17,15MPa (175kg/cm2) y deberá cumplir con los requisitos establecidos en la Norma Técnica de
Edificación E.060 Concreto Armado.
PROPIEDADES DE LA ALBAÑILERIA
A través de ensayos en pilas y muretes se permite determinar:
-Las resistencias características a compresión f’m y a corte v’m de la albañilería, para verificar los valores de diseño
especificados en los planos de estructuras; esas resistencias permiten predecir los niveles de resistencia de un muro
real.
- Los módulos de elasticidad Em y de corte Gm, utilizados en el análisis estructural.
-Las formas de falla, con las cuales es posible predecir las manera como fallarían los muros reales ante los
terremotos.
- La calidad de la albañilería.
La resistencia característica de la albañilería se obtiene como el valor promedio de las muestras menos una
desviación estándar y el valor de v’m ≤SQR( v’m).
Alternativamente la NTE-070 propone que realizado la prueba de las unidades y aceptando el uso de mortero P-
2(1:4) se pueden considerar los valores de f’m y v’m.

13.  ENSAYOS DE PILAS Y MURETES
 Especificaciones Generales
 La resistencia de la albañilería a compresión axial (𝑓´𝑚 ) y a corte (𝑣’𝑚 ) se determina de manera
empírica (recurriendo a tablas o registros históricos de resistencia de las unidades) o mediante
ensayos de prismas, de acuerdo a la importancia de la edificación y a la zona sísmica donde se
encuentre, según se indica en la Tabla siguiente.
A: Obtenida de manera empírica conociendo la calidad del ladrillo y del mortero.
B: Determinadas de los ensayos de compresión axial de pilas y de compresión diagonal de muretes mediante
ensayos de laboratorio de acuerdo a lo indicado en las NTP 399.605 y 399.621.

14.  Cuando se construyan conjuntos de edificios, resistencia de la albañilería 𝑓’𝑚 y 𝑣’𝑚 deberá
comprobarse mediante ensayos de laboratorio previos a la obra y durante la obra. Los ensayos
previos a la obra se harán sobre cinco especímenes. Durante la construcción la resistencia será
comprobada mediante ensayos con los criterios siguientes:
 a) Cuando se construyan conjuntos de hasta dos pisos en las zonas sísmicas 4, 3 y 2, 𝑓’𝑚 será
verificado con ensayos de tres pilas por cada 500 m2 de área techada y 𝑣’𝑚 con tres muretes por
cada 1000 m2 de área techada.
 b) Cuando se construyan conjuntos de tres o más pisos en las zonas sísmicas 4, 3 y 2, 𝑓’𝑚 será
verificado con ensayos de tres pilas por cada 500 m2 de área techada y 𝑣𝑚 ´con tres muretes por
cada 500 m2 de área techada

15.  EJEMPLO DE APLICACION:
 Un Ing. Residente, encargado de la realización de un complejo habitacional en la ciudad de Arequipa, el
cual cuenta con 5 edificios de 3 pisos cada uno, desea saber la cantidad de ensayos y especímenes de
pilas y muretes que deben realizarse para cumplir con los requerimientos de normatividad (comprobar
f´m y V´m); sabiendo que los pisos de todos los edificios son típicos y que cuentan con un Área techada
de 250 m2 por piso, además se realizarán 3 especímenes por cada ensayo.
 SOLUCIÓN:
 PREVIO A LA OBRA
 1 ensayo
 5 pilas y 5 muretes
 - DURANTE LA OBRA
 Número de edificios = 5
 Número de pisos x edificio = 3
 Área techada x piso = 250 m2
 Total área techada 3750 m2
 Entonces el número de ensayos deberá ser
 3750 /500 = 7.5
 Respuesta 1: 8 ensayos.
 Respuesta 2: debe realizarse 24 Pilas y 24 Muretes

16.  Los prismas serán elaborados en obra, utilizando el mismo contenido de humedad de las unidades
de albañilería, la misma consistencia del mortero, el mismo espesor de juntas y la misma calidad de
la mano de obra que se empleará en la construcción definitiva.
 - Cuando se trate de albañilería con unidades alveolares que irán llenas con concreto líquido, los
alvéolos de las unidades de los prismas y muretes se llenarán con concreto líquido. Cuando se trate
de albañilería con unidades alveolares sin relleno, los alvéolos de las unidades de los prismas y
muretes quedarán vacíos.
 - Los prismas tendrán un refrentado de cemento-yeso con un espesor que permita corregir la
irregularidad superficial de la albañilería.
Los prismas serán almacenados a una temperatura no menor de 10°C durante 28 días. Los prismas
podrán ensayarse a menor edad que la nominal de 28 días, pero no menor de 14 días; en este caso,
la resistencia característica se obtendrá corrigiendo los resultados por los factores siguientes.

17.  La resistencia característica 𝑓𝑚´ en pilas y 𝑣𝑚´ en muretes se obtendrá como el valor promedio de la
muestra ensayada menos una vez la desviación estándar.
 - El valor de 𝑣𝑚´ para diseño no será mayor de 0,319√𝑓𝑚´ MPa (√𝑓𝑚´ kg/cm2)
 - En el caso de no realizarse ensayos de prismas, podrá emplearse los valores mostrados en la Tabla
siguiente, correspondientes a pilas y muretes construidos con mortero 1:4 (cuando la unidad es de
arcilla) y 1: ½ : 4 (cuando la materia prima es sílice-cal o concreto), para otras unidades u otro tipo
de mortero se tendrá que realizar los ensayos respectivos.

18. (*) Utilizados para la construcción de Muros Armados
(**) El valor f’b se proporciona sobre área bruta en unidades vacías (sin grout) mientras que las
celdas de las pilas y muretes están totalmente rellenas con grout de f’c´=13,72 MPa (140
kg/cm2).
El valor f’m ha sido obtenido contemplando los coeficientes de corrección por esbeltez del
prisma que aparece en la tabla siguiente.

19. PRUEBAS DE PILAS: Resultados de ensayo de compresión de pilas de
albañilería
Cabe destacar que la falla ideal de las pilas de albañilería es
una grieta vertical que corta unidades y mortero (Derecha),
producida por tracción lateral; en cambio, las fallas por
trituración (Izquierda) de la unidad son indeseables por ser
muy frágiles, esta falla se presenta por lo general cuando se
utiliza unidades huecas.

21. PRUEBAS DE MURETES: Resultados de la prueba
de tracción diagonal indirecta de un murete de
albañilería
El grado de optimización que se obtenga en la adherencia entre
la unidad y el mortero se refleja en los ensayos de compresión
diagonal de los muretes. Así, por ejemplo, cuando la adherencia
es óptima, la falla atraviesa tanto a la unidad como al mortero,
lográndose maximizar la resistencia a fuerza cortante; en cambio,
cuando no se ha logrado optimizar la adherencia unidad-
mortero la falla es escalonada a través de las juntas. Además,
podría ocurrir una falla local en las unidades cuando estas son
huecas triturándose, si no se taponan con mortero aquellas
unidades que estarán en contacto con los cabezales metálicos
del equipo de ensayo de compresión diagonal, antes de
asentarlas.

23. CONTINUARÁ