ALBAÑILERIA CONFINADA

 

1.ALBAÑILERÍA CONFINADA

1.1. ¿QUÉ ES ALBAÑILERÍA CONFINADA?

La albañilería confinada es la técnica de construcción que se emplea normalmente para la edificación de una vivienda. En este tipo de construcción se utilizan generalmente ladrillos de arcilla cocida, columnas de amarre, vigas soleras, etc. En este tipo de viviendas primero se construye los cimientos corridos y luego los muros de ladrillo, seguidamente se procede a vaciar el concreto de las columnas de amarre y, finalmente, se construye el techo en conjunto con las vigas.

 1.2. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA ALBAÑILERÍA CONFINADA?

Desde hace muchos años, las viviendas de este tipo son las construcciones más populares en las zonas urbanas de nuestro país y en la actualidad esta tendencia continúa.

Por otro lado, si tú estás a cargo de una obra de este tipo, debes tener en cuenta por lo menos estos tres siguientes factores:

• El diseño estructural.
• El control de los procesos constructivos.
• El control de la calidad de los materiales.

Es importante que consideres estos tres factores, ya que para que una vivienda pueda soportar exitosamente los efectos devastadores de un terremoto, debe tener una estructura sólida, fuerte y resistente.

Un sismo causará daños a una vivienda, si esta carece de diseño estructural o si fue mal construida. La vivienda puede incluso derrumbarse, causando pérdidas materiales importantes, heridas graves a sus ocupantes y hasta la muerte de alguno de ellos.

1.3. CONJUNTO ESTRUCTURAL

La estructura de una vivienda se encarga de soportar su propio peso y los efectos de un terremoto. Está formada por los siguientes elementos:

Conozcamos ahora cada uno de ellos con detenimiento:

1.3.1. Cimentación

Debido a la presencia de muros portantes, el tipo de cimentación que se usa generalmente, es el denominado “cimiento corrido”. Este se construye con:

Concreto ciclópeo = Cemento + Hormigón + Agua + Piedra zanja (mediana o grande). 

He aquí algunos requisitos mínimos que debe cumplir:

Es importante tener en cuenta que las medidas del cimiento corrido dependen básicamente de dos factores:

    a. Del tipo de suelo

    b. Del peso total a soportar

Veamos cada uno de ellos:

a. Tipo de suelo:

Existen diferentes tipos de suelo y cada uno de ellos tiene sus propias características (arcilloso, arenoso, peso máximo a soportar, grado de humedad, cantidad de sales, sulfatos, etc.). 

En Lima, por ejemplo, una gran parte de la ciudad tiene un terreno gravoso (grava y arena) al que se le denomina comúnmente cascajo u hormigón. Sin embargo, la periferia de la ciudad, conformada por el Cono Sur, el Cono Norte o la expansión hacia el Este (La Molina, etc.) no tienen estos terrenos, sino principalmente, arenas sueltas y limos arcillosos. Existen también terrenos pantanosos (Chorrillos).

Como verás, es importante conocer las características del terreno para definir las medidas del cimiento corrido. Este “factor suelo” es considerado por el proyectista cuando realiza el diseño estructural de la vivienda de albañilería que vas a construir.

Aunque cada proyecto incluye planos de cimentación que indican, entre otras cosas, la profundidad de excavaciones, las medidas de sus cimientos y la cantidad de refuerzo necesario; a modo de información referencial y orientadora podemos considerar lo siguiente:

◊ Suelo normal: conglomerado o mezcla de grava y arena. 

◊ Suelo blando: arena suelta o arena fina o arcilla o suelo húmedo.

Si el suelo es blando, es recomendable considerar un sobrecimiento armado:

b. Peso total a soportar:

Este es el segundo factor del cual dependen las medidas definitivas y precisas del cimiento corrido. 

El peso total a soportar no es igual para todos los cimientos. Algunos soportan más que otros; dependiendo del número de pisos y también de la ubicación (en planta) de los cimientos. Esto también lo toma en cuenta el ingeniero proyectista cuando realiza el diseño estructural de la vivienda.

1.3.2 Muro

En este punto nos referiremos a los muros portantes, que constituyen el segundo elemento estructural a estudiar.

Muro portante = Ladrillo King Kong + Mortero

El ladrillo King Kong debe cumplir exigencias de la Norma E070.

Es        importante      saber   que      un        muro   Ladrillo King Kong portante no es lo mismo que un “tabique”.

Tabique = Ladrillo pandereta + Mortero

El ladrillo pandereta se debe usar en la construcción de tabiques.

Los muros portantes le proporcionan la fortaleza y la solidez necesarias a una vivienda, es decir, la vuelven más resistente. Ahí se muestra uno de los trabajos que realizan estos muros: soportar y transferir peso (o carga) de cada uno de los pisos de una vivienda.

Como se puede apreciar, una edificación es la superposición de varios pisos separados por los techos (losas aligeradas de concreto armado), los cuales se apoyan en los muros (en toda su longitud) por medio de las vigas soleras. En el caso de una vivienda de dos pisos, la transferencia de los pesos de un nivel a otro sucede de la siguiente manera.

◊ Todo el peso del segundo piso es distribuido a los muros de ese mismo nivel de la manera que indican las flechas.

◊ Igualmente, el peso del primer piso es distribuido a sus propios muros como indican las flechas, sumándose a esto todo el peso del segundo piso. Como se ve, en este caso, los muros del primer piso soportan el doble de peso que los del segundo.

◊ Finalmente, todo el peso acumulado que llega a los muros del primer piso es transferido a la cimentación y esta lo transfiere al terreno.

Por otro lado, estos mismos muros portantes tienen que realizar otro trabajo adicional: soportar y transferir las fuerzas que producen los sismos. Al ocurrir un sismo, este produce una fuerza (V) que se distribuye a cada muro portante, ocasionándole mayor presión. Esta fuerza puede llegar en cualquier dirección.

Es importante mencionar que, con cierta frecuencia, los muros portantes tienen que realizar estos dos trabajos al mismo tiempo, lo cual demanda un gran esfuerzo para cada muro portante y por esta razón es importante utilizar excelentes materiales, contar con buena mano de obra y tener un diseño estructural adecuado (planos estructurales). Por eso toma en cuenta estas dos recomendaciones.

a. Necesidad de tener muros portantes en las dos direcciones (X, Y):

Un sismo es un fenómeno natural que ocasiona, entre otros efectos, que la vivienda se sacuda como si alguien la empujara lateralmente. Estas fuerzas pueden sacudir a la vivienda en distintas direcciones (X, Y). Por lo tanto, la edificación debe tener muros dispuestos a lo largo de dichas direcciones, de modo que le proporcionen fortaleza.

.

Los muros portantes trabajan principalmente en dirección longitudinal, es decir, a lo largo. Esto significa que en una casa como la de la figura 12, los muros dispuestos en la dirección “Y”, son los que deberán soportar las fuerzas del sismo en esa dirección; y los muros dispuestos en la dirección “X”, son los que deberán soportar la fuerza sísmica de esta dirección.

Los problemas comienzan cuando en una vivienda hay escasos muros en una dirección u otra, o si estos son de poca longitud. De presentarse esta grave deficiencia, las fuerzas del sismo pueden ocasionar la rajadura y el colapso de los muros. El diseño estructural de una vivienda permite conocer si los muros serán de cabeza o de soga y la longitud que deberán tener.

b. Densidad de muros:

Te enseñaremos una manera sencilla para pre dimensionar los muros de una vivienda.

Es muy importante controlar la cantidad de muros portantes que debe tener una vivienda en cada una de las direcciones (X, Y) y de los pisos a construirse.

Este control lo puedes hacer cumpliendo los siguientes pasos:

Paso N.° 1:

Calcula el área techada de cada piso en metros cuadrados (m2).

Paso N.° 2:

Calcula el área horizontal de muros confinados requeridos.

Paso N.° 3:

Calcula el área horizontal total de muros portantes que piensas construir.

Paso N.° 4:

Compara el resultado del paso N° 2 con el del N° 3. Debe cumplirse lo siguiente:

Ejemplo de aplicación:

Consideremos una vivienda de dos pisos, cuyo croquis se muestra en la que se usarán ladrillos de mediana calidad para su construcción. Ahora calculemos:

Paso N.° 1:

Calculamos el área de cada techo aligerado (concreto armado).

Área techo (1° piso) = 7.45 x 10.50 = 78.22 m² 

Área techo (2° piso) = 7.45 x 10.50 = 78.22 m²

Total = 156.45m² 

Paso N.° 2:

Calculamos el área mínima de muros portantes que debería tener la vivienda. Para ello utilizamos estas fórmulas:

Esto significa que en cada dirección del primer piso debe haber como mínimo un total de 18.774 cm2 de área de muro.

Esto significa que en cada dirección del segundo piso debe haber como mínimo un total de 9.386,40 cm2 de área de muro.

Paso N.° 3:

Calculamos el área de cada muro que piensas construir en cm2. Esto lo logramos multiplicando el largo de cada muro por su espesor (soga: 13 cm, cabeza: 24 cm). Luego calculamos el área total.

Primer piso:

Controlemos la cantidad de muros portantes, teniendo en cuenta:

Paso N.º 4:

Comparación de resultados

Cumple la condición. Esto significa que el área total de muros a construirse en esta dirección es correcta.

Cumple la condición. Esto significa que el área total de muros a construirse en esta dirección es correcta.

Cumple la condición. Esto significa que el área total de muros a construirse en esta dirección es correcta.

Cumple la condición. Esto significa que el área total de muros a construirse en esta dirección es correcta.

1.3.3 Arriostres (columnas y vigas soleras)

Para que el trabajo antisísmico que desarrollan los muros portantes sea el adecuado, es importante que los muros estén totalmente confinados (rodeados) por columnas y vigas de concreto armado.

Las columnas se hacen generalmente del mismo espesor de los muros. El área de su sección y su refuerzo deben ser calculados según la intensidad del trabajo que realiza el muro y según la separación entre columnas.

Si se tienen muros muy largos, se deberá colocar columnas cada 3 m o 3.5 m si son de soga; o cada 5 m si son de cabeza.

1.3.4 Losa Aligerada

Los techos forman parte de la estructura de una vivienda, están hechos de concreto armado y se utilizan como entrepisos. Pueden apoyarse sobre los muros portantes, vigas o placas.

Las losas aligeradas cumplen básicamente tres funciones:

◊   Transmitir hacia los muros o vigas el peso de los acabados, su mismo peso, el peso de los muebles, el de las personas, etc.

◊   Transmitir hacia los muros las fuerzas que producen los terremotos.

◊   Unir los otros elementos estructurales, columnas, vigas y muros, para que toda la estructura trabaje en conjunto, como si fuera una sola unidad.

Para que se puedan cumplir a cabalidad estas funciones, debes tener en cuenta las siguientes recomendaciones con relación a las losas aligeradas.

◊   Deben ser iguales en todos los pisos.

◊   Como máximo: largo = 3 veces ancho.

◊   Las aberturas para escaleras no deben ser excesivas ni en número ni en tamaño y de preferencia deben estar ubicadas en la zona central.

1.4 COMPONENTES DE LA ALBAÑILERÍA CONFINADA

En este tipo de construcciones, los componentes que se usan son los siguientes:

◊   Ladrillo     ◊ Mortero

◊   Fierro de Construcción    ◊ Concreto

Veamos ahora cada uno estos componentes en detalle.

1.4.1 Ladrillo

En el mercado existe actualmente diversos tipos de ladrillos con los cuales se pueden construir los muros portantes. Algunos son de buena calidad, pero hay otros que no deben utilizarse. En general, existen dos tipos de ladrillos: los sólidos y los tubulares.

Los ladrillos tubulares son los ladrillos pandereta (ver figura 17), los cuales, como ya se explicó anteriormente, no son los más apropiados para la construcción de los muros portantes por su poca resistencia y fragilidad. Los ladrillos King Kong son los que más se usan. En el mercado existen dos tipos:

                                    

He aquí algunas recomendaciones a tener en cuenta al momento de comprar nuestros ladrillos:

◊   Deben cumplir las exigencias de la Norma Técnica E070.

◊   No deben tener materias extrañas en su superficie o interior.

◊   Deben estar bien cocidos, no quemados.

◊   Deben emitir un sonido metálico al golpearlo con un martillo.

◊   No deben estar agrietados.

◊   No deben presentar manchas blanquecinas de origen salitroso.

1.4.2 Mortero

Mortero = Cemento + Arena gruesa + Agua.

El mortero es un elemento clave en la capacidad resistente del muro portante. No debes olvidar que las funciones básicas del mortero son:

◊   Pegar o unir ladrillo con ladrillo.

◊   Corregir las irregularidades de los ladrillos.

Dada la importancia de este componente, es necesario preparar un mortero de buena calidad. Para eso debes tener cuidado con dos aspectos fundamentales:

a.   La calidad de sus ingredientes.

b.   La dosificación, es decir, la cantidad de cada ingrediente que debe usarse en la preparación de la mezcla.

a. Calidad de los ingredientes:

Cemento:

-    Debe ser fresco.

Arena:

-    Debe ser limpia, sin restos de plantas, cáscaras, etc.

Agua:

-    Bebible.

-    Limpia.- Libre de ácidos.

b. Dosificación:

La dosificación volumétrica apropiada está descrita en la Norma Técnica de Edificaciones E-070. Estas son las medidas:

Tipo	Cemento	Arena
P1	1	3 - 3.5
P2	1	4 - 5

Ambos morteros se usan en muros portantes.

1.4.3 Fierro de Construcción

La calidad de las estructuras de concreto armado depende en gran medida de la eficiencia de la mano de obra empleada en su construcción. Los mejores materiales e ingeniería utilizados en el diseño estructural carecen de efectividad si los procesos constructivos no se han realizado en forma correcta.

Uno de los procesos constructivos más importantes es la calidad del habilitado del refuerzo que se colocará en la estructura. Hay que cuidar que este tenga las adecuadas “dimensiones y formas”, así como también que cumpla las especificaciones indicadas en los planos estructurales.

Precisamente en el “Capítulo 2”, te daremos algunas recomendaciones importantes sobre los fierros.

1.4.4 Concreto

Otros de los procesos constructivos a los que hay que poner especial cuidado son los que tienen que ver con el concreto.

La calidad final de este depende de los siguientes factores:

◊   Características de los ingredientes.

◊   Dosificación, es decir, la cantidad de cada ingrediente que debe usarse en la preparación de la mezcla.

◊   Producción.

◊   Transporte.

◊ Colocación.

◊   Compactación.

◊   Curado.

En el “Capítulo 3” de este manual, te damos algunas recomendaciones.

1.5 PROCESO CONSTRUCTIVO

Como ya se ha mencionado anteriormente, la calidad de los procesos constructivos influye en la fortaleza o fragilidad de la estructura de una vivienda y de todo tipo de edificaciones. A continuación veremos algunos ejemplos y sus respectivas recomendaciones:

1.5.1 Espesor de las juntas

La Norma E-070 (*) nos dice lo siguiente:

“En la albañilería, con unidades asentadas con mortero, todas las juntas horizontales y verticales quedarán completamente llenas de mortero. El espesor de las juntas de mortero será como mínimo 10 mm y el espesor máximo será 15 mm”.

La razón por la cual la Norma limita el espesor de las juntas es muy sencilla. Si el espesor de las juntas es mayor de 15 mm, esto hace que el muro portante se debilite sustancialmente. Una manera práctica de evitar esto, es usando el escantillón en el momento en que se está asentando el ladrillo. Además, se debe cuidar también, que la junta no sea menor de 10 mm, ya que no pegaría bien ladrillo con ladrillo, es decir, la unión quedaría débil.

(*) La Norma E-070 es parte del Reglamento Nacional de Edificaciones. Esta norma nos proporciona importantes  recomendaciones sobre  las construcciones de albañilería.

Por otro lado, obsérvese la figura 22. Ahí se ve que las juntas no están completamente llenas de mortero. Esto debilita el muro portante y por lo tanto, la estructura.

1.5.2 Unión muro portante - columna

Para que todos los elementos estructurales (vigas, columnas, techos, muros, cimientos) trabajen en conjunto, como si se tratara de una sola pieza, es muy importante que la unión entre ellos sea buena; por ejemplo, la unión entre el muro portante y sus columnas de confinamiento debe ser consistente. En la obra, esta buena unión se logra mediante dos procedimientos: 

a. El endentado del muro

b. Las mechas de anclaje

Revisemos cada uno de los procedimientos:

a.    Endentado del muro:

Como se sabe, el endentado del muro recibirá tanto, el vaciado del concreto de la columna, logrando que la unión entre ambos sea óptima. 

La Norma E-070 se refiere a este tema y nos dice: “La longitud del diente no debe exceder los 5 cm y deberá limpiarse de los desperdicios de mortero y de partículas sueltas antes de vaciar el concreto de la columna de confinamiento.”

Si el “diente” es mayor de 5 cm, (ver figura 23), es probable que este se rompa debido al peso del concreto que lo impacta cuando se hace el vaciado. Y si el “diente” no se rompió debido a este impacto, el concreto no llenará completamente el espacio entre los “dientes” y formará “cangrejeras”. (ver figura 24).

b.   Mechas de anclaje:

En el caso de emplearse una conexión a ras, se deberá contar además con “mechas” de anclaje compuestas por Corrugado 4.7 mm. de Aceros Arequipa.

1.5.3 Instalaciones eléctricas y sanitarias

a. Instalaciones secas: eléctricas y telefónicas

Oportunamente, debes proveer a los muros de los espacios y canales requeridos para alojar tuberías y cajas de las instalaciones eléctricas para evitar así el inconveniente y peligroso picado de los muros luego de construidos. Si picamos, debilitamos los muros portantes (estructura).

Los tubos para las instalaciones eléctricas, telefónicas, etc., se alojarán en los muros, solo cuando estos tengan un diámetro menor o igual a 55 mm. Si esto sucediera, la colocación de los tubos en los muros se hará en cavidades dejadas durante la construcción de los muros portantes que luego se rellenarán con concreto. Si no fuera así, se colocarán en los alvéolos (huecos) de los ladrillos. Siempre, los recorridos de las tuberías serán verticales y por ningún motivo se picará o se recortará el muro para colocarlas.

b. Instalaciones sanitarias

Algunas           veces, se        suele   colocar            las tuberías     después de        construidos     los muros portantes. Para hacerlo, pican la albañilería, instalan el tubo y luego resanan la zona afectada con mortero. Este es un procedimiento constructivo incorrecto que afecta a la estructura y la debilita. Por esta razón, la Norma Técnica no lo aprueba

Para este caso, en particular, la Norma E–070 dice lo siguiente: “Los tubos para las instalaciones sanitarias y los tubos con diámetros mayores que 55 mm, deben tener recorridos fuera de los muros portantes o en falsas columnas, o en ductos especiales o también en muros no portantes (tabiques)”.

El muro que se utilice para pasar los tubos con diámetros mayores que 55 mm ya no será portante. Se debe tratar de usar muros que están en la dirección en la que hay más muros portantes. Para dividir el muro adecuadamente y que siga siendo portante, se debe colocar columnas de confinamiento en cada extremo.

Para construir la falsa columna se puede seguir este procedimiento:

◊   Envuelve previamente el tubo con alambre N° 16.

◊   Coloca el tubo antes que empieces el asentado del ladrillo.

◊   Asienta el ladrillo dejándolo endentado a ambos lados del tubo.

◊   Coloca una mecha en cada hilada conforme vas asentando el ladrillo, cuidando de colocarlo alternadamente uno a cada lado del muro. 

◊   Prepara y vacía cuidadosamente el concreto con una consistencia un poco más fluida que el que normalmente preparas para las columnas.

Concreto: f’c=175kg/cm2

Cemento/Arena/Confitillo 1:2 11/2

◊   Compacta cuidadosamente.

◊ Para darle al muro un acabado final de calidad y evitar rajaduras, te recomendamos utilizar la malla para tarrajeo, según el siguiente procedimiento:

1.- Habilitar la malla a la medida y forma requerida, es decir, que cubra la falsa columna en toda su altura. En cuanto a su ancho, debe sobrepasar los 20 cm más allá del endentado.

2.- Fijar la malla con clavos (1”) al muro que se va a tarrajear.

3.- Prepara la mezcla (mortero) en la proporción: 1 de cemento por 5 de arena fina.

4..- Procede a tarrajear el muro teniendo cuidado de que su espesor esté entre 1.0 y 1.5 cm.