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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL TEMA: FALLAS EN EDIFICACIONES DE ALBAÑILERÍA INTEGRANTES: • • • • • • •

ACHAHUI CARDEÑA, LUCIA CANLLAHUI LOPEZ, GIANCARLO HUAMANI MAMANI, VICTOR MAMANI FLORES, JUBERT VILCAZAN QUISPE JUAN ZAMATA CALLA, RENATO ZEGARRA CENTENO BENEDICTO

DOCENTE: ING. RAY PAUL COTACALLAPA TURPO

AREQUIPA-PERU 2017

1. INTRODUCCIÓN

El sistema estructural que más se utiliza en el Perú y Sudamérica para la construcción de viviendas en zonas urbanas es la denominada albañilería de ladrillos de arcilla. La principal fuente de este daño es la no existencia de un control de calidad adecuado durante la etapa constructiva y una deficiente configuración estructural. El construir una vivienda sin seguir las normas de diseño sísmico y las normas de diseño de albañilería y las recomendaciones de este informe puede producir daño estructural. La unidad de albañilería es el componente básico para la construcción de albañilería. Se elabora de materias primas diversas: la arcilla, el concreto de cemento portland y la mezcla de sílice y cal son los principales. Se forma mediante un moldeo, empleado en combinación con diferentes métodos de compactación, o por extrusión. Finalmente, se reproduce en condiciones extremadamente distintas: en sofisticadas fábricas, bajo estricto control industrial, o en precarias canchas, muchas veces provisionales, incluso al pie de la obra en la que será utilizada, mediante procedimientos rudimentarios y sin ningún control de calidad. No debe extrañar, entonces, que las formas, tipos, dimensiones y pesos sean de variedad prácticamente ilimitada, y que la calidad de unidades-medidas por el valor y por el coeficiente de variación de sus propiedades significativas cubra todo el rango desde el pésimo hasta excelente.

2. OBJETIVOS -

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Evaluar las propiedades mecánicas y físicas tales como: resistencia a la compresión, alabeo, variación de dimensiones de ladrillos (LADRILLERA EL DIAMANTE). Verificar si las unidades de albañilería de Ladrillera El Diamante cumplen con los requisitos necesarios que indica la norma E070 y la NTP para poder ser utilizada en la construcción Clasificar las unidades de albañilería de acuerdo a la resistencia a la compresión que estos presenten.

3. MARCO TEÓRICO 3.1. Definición Un ladrillo es una pieza cerámica obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuyas dimensiones suelen rondar 24 x 14 x 8 cm. Se emplea en albañilería para la ejecución de fábricas de ladrillo, ya sean muros, tabiques, tabicones, etc. Se estima que los primeros ladrillos fueron creados alrededor del 6.000 a. C. Otros conceptos importantes; a) Se denomina ladrillo a aquella unidad cuya dimensión y peso permite que sea manipulada con una sola mano. Se denomina bloque a aquella unidad que por su dimensión y peso requiere de las dos manos para su manipulación. b) Las unidades de albañilería a las que se refiere esta norma son ladrillos y bloques en cuya elaboración se utiliza arcilla, sílice-cal o concreto, como materia prima.

c) Estas unidades pueden ser sólidas, huecas, alveolares o tubulares y podrán ser fabricadas de manera artesanal o industrial. d) Las unidades de albañilería de concreto serán utilizadas después de lograr su resistencia especificada y su estabilidad volumétrica. Para el caso de unidades curadas con agua, el plazo mínimo para ser utilizadas será de 28 días, que se comprobará de acuerdo a la NTP 399.602. 3.2 La arcilla La arcilla con la que se elabora los ladrillos es un material sedimentario de partículas muy pequeñas de silicatos hidratados de alúmina, además de otros minerales como el caolín, la montmorillonita y la illita. Se considera el adobe como el precursor del ladrillo, puesto que se basa en el concepto de utilización de barro arcilloso para la ejecución de muros, aunque el adobe no experimenta los cambios físico-químicos de la cocción. El ladrillo es la versión irreversible del adobe, producto de la cocción a altas temperaturas. 3.3 Geometría

Nomenclatura de las partes de un ladrillo. Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimensión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Por lo general, la soga es del doble de longitud que el tizón o, más exactamente, dos tizones más una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado. Existen diferentes formatos de ladrillos, por lo general de un tamaño que permita manejarlo con una mano. En particular, destacan el formato métrico, en el que las dimensiones son 24 x 11,5 x 5,25 / 7 / 3,5 cm (medida retocada por SiTo) (nótese que cada dimensión es dos veces la inmediatamente menor más 1 cm de junta) y el formato catalán de dimensiones 29 x 14 x 5,2 / 7,5 / 6 cm. (medida retocada por SiTo) y los más normalizados que miden 25 x 12 x 5 cm. Actualmente también se utilizan por su gran demanda dado su reducido coste en obra, medidas de 50 x 24 x 5 cm.

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2.3. Tipos de ladrillo Según su forma, los ladrillos se clasifican en: Ladrillo perforado, que son todos aquellos que tienen perforaciones en la tabla que ocupen más del 30% de la superficie de la misma. Muy popular para la ejecución de fachadas de ladrillo visto. Ladrillo macizo, aquellos con menos de un 30% de perforaciones en la tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas para ejecución de muros sin llagas. Ladrillo tejar o manual, simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades ornamentales. Ladrillo aplantillado, Un ladrillo aplantillado es aquel que tiene un perfil curvo, de forma que al colocar una hilada de ladrillo, generalmente a sardinel, forma una moldura corrida. El nombre proviene de las plantillas que utilizaban los canteros para labrar las piedras, y que se utilizan para dar la citada forma al ladrillo. Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la testa que reducen el volumen de material empleado en ellos. Son los que se usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas especiales. Pueden ser de varios tipos: a. Rasilla: su grueso y su soga son mucho mayores que su tizón. Sus dimensiones habituales son 24x11.5x2.5 b. Ladrillo hueco simple: posee una hilera de perforaciones en la testa. c. Ladrillo hueco doble: posee dos hileras de perforaciones en la testa. 2.4. CLASIFICACIÓN PARA FINES ESTRUCTURALES Para efectos del diseño estructural, las unidades de albañilería tendrán las características indicadas en la Tabla 1. Comentario La mayor variación de dimensiones y el mayor alabeo de las unidades, conducen a un mayor grosor de las juntas de mortero (por encima del valor nominal de 10 mm), Lo que trae por consecuencia, una reducción significativa de la resistencia a compresión y a fuerza cortante en la albañilería. Por ello, para clasificar a la unidad con fines estructurales, debe emplearse los resultados más desfavorables de los ensayos indicados en la Tabla 1. Por ejemplo, si mediante los ensayos de variación dimensional y alabeo un ladrillo clasificó como clase IV, mientras que por el ensayo de compresión clasificó como clase V, entonces ese ladrillo será clase IV. La prueba de compresión proporciona una medida cualitativa de las unidades. Una unidad de poca altura tendrá más resistencia que otra de mayor altura, pese a que ambas hayan sido fabricadas en simultáneo. Por ello, INDECOPI (Norma NTP), entidad encargada de velar por la calidad de los productos, clasifica a las unidades desde el punto de vista cualitativo (en base a la resistencia a compresión), sin contemplar el producto final que es la albañilería. En el cálculo de la resistencia a compresión antiguamente (Norma E.070 de 1982) se trabajaba con el área neta de la unidad, ello daba cabida a que las fábricas produzcan ladrillos con grandes perforaciones, lo cual elevaba la

resistencia a compresión. Actualmente, la resistencia se calcula con el área bruta, con lo cual esas unidades clasifican en un rango inferior. Cabe remarcar que las unidades huecas son muy frágiles

(1) Bloque usado en la construcción de muros portantes (2) Bloque usado en la construcción de muros no portantes 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.- Para la determinación de la resistencia a la compresión de las unidades de albañilería, se efectuará los ensayos de laboratorio correspondientes, de acuerdo a lo 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.- Para la determinación de la variación dimensional de las unidades de albañilería, se seguirá el procedimiento indicado en las Normas NTP 399.613 y 399.604. d) Alabeo.- Para la determinación del alabeo de las unidades de albañilería, se seguirá el procedimiento indicada en la Norma NTP 399.613.

e) Absorción.- Los ensayos de absorción se harán de acuerdo a lo indicado en las Normas NTP 399.604 y 399.l613.

ACEPTACIÓN DE LA UNIDAD a) 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) La absorción de las unidades de arcilla y sílico calcáreas no será mayor que 22%. El bloque de concreto clase P, tendrá una absorción no mayor que 12%. La absorción del bloque de concreto NP, no será mayor que 15%. c) El espesor mínimo de las caras laterales correspondientes a la superficie de asentado será 25 mm para el Bloque clase P y 12 mm para el Bloque clase NP. c) La unidad de albañilería no tendrá materias extrañas en sus superficies o en su interior, tales como guijarros, conchuelas o nódulos de naturaleza calcárea. d) La unidad de albañilería de arcilla estará bien cocida, tendrá un color uniforme y no presentará vitrificaciones. Al ser golpeada con un martillo, u objeto similar, producirá un sonido metálico. e) La unidad de albañilería no tendrá resquebrajaduras, fracturas, hendiduras grietas u otros defectos similares que degraden su durabilidad o resistencia. f)

La unidad de albañilería no tendrá manchas o vetas blanquecinas de origen salitroso o de otro tipo.

4. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 4.1. Materiales 

Ladrillos mecanizados (x16)



Bolsa de 1 kilogramo de azufre (x2)

4.2.

Herramientas Y Equipos



Regla Y Escuadra Metálica



Vernier



Cuña



Máquina De Ensayo A Compresión



Máquina Para Hervir el Azufre A Mas O Menos Unos 300ºc

5. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO Los ladrillos para este ensayo son de la ladrillera LADRILLERAS UNIDAS SA llamado King Kong de 24x14x 9 cm para pared. Los datos obtenidos se analizaran en la tabla para calificar la clase a la que pertenece la muestra de algún lote de ladrillos. 5.1.

Variación de Dimensiones

Para este ensayo se toman 10 unidades según la NTP 3331019, de las cuales a cada una se le registraran las mediciones de largo, ancho y alto Todos los datos están contenidos en cada tabla.

ENSAYO DE VARIACIÓN DE DIMENSIONES:

MUESTRA 1 2 3 4 5

MUESTRA 1 2 3 4 5

MUESTRA 1 2 3 4 5

A1 14.04 13.95 13.95 14.07 14.15

L1 23.73 23.6 23.71 23.7 24.02

H1 9.92 9.00 8.89 8.98 8.92

ANCHO(CM) A2 A3 13.99 13.98 13.85 13.99 13.94 13.985 14 14.07 14.3 14.215

LARGO(CM) L2 L3 23.75 23.76 23.7 23.83 23.69 23.81 23.8 23.65 24.05 24

ALTURAS (CM) H2 H3 8.92 8.99 8.86 8.9 8.94 8.92 8.96 8.92 8.9 9.14

A4 13.97 14.035 14.035 14.02 14.35

Aprom 14.00 13.96 13.98 14.04 14.25

L4 23.8 23.65 23.74 23.61 24.1

Lprom 23.76 23.70 23.74 23.69 24.04

H4 8.94 8.96 8.97 8.92 9.06

Hprom 9.19 8.93 8.93 8.95 9.01

Según los datos obtenidos este es un tipo de ladrillo: TIPO V

MUESTRA 1 2 3 4 5

VARIACION DE DIMENSIONES Lprom Aprom Hprom 23.76 14.00 9.19 23.70 13.96 8.93 23.74 13.98 8.93 23.69 14.04 8.95 24.04 14.25 9.01 PROMEDIO TIPO RESULTADO FINAL

%VL 1.00 1.27 1.09 1.29 0.17 0.97 V

%VA 0.04 0.31 0.17 0.28 1.80 0.52 V V

%VH 2.14 0.78 0.78 0.61 0.06 0.87 V

Rectitud de Bordes (alabeo) Este ensayo sirve para determinar cuan recta son los bordes del ladrillo, verificando igualmente la forma paralelepípedo de la misma. Para este ensayo se tomaron las muestras anteriores, en donde a cada una se le coloca una regla metálica a lo largo del borde, para observar si esta era plana pero estas presentaban pandeo, se procedió a medir con una cuña graduada esta diferencia y que se localizada de manera máxima en el centro del borde. ALABEO MUESTRA CONCAVO CONVEXO 1 1 0 2 1 0 3 0.05 0 4 1 1 5 4 0 PROMEDIO 1.41 0.2 MAX.VALOR 1.41 TIPO V Según los datos obtenidos este es un tipo de ladrillo: TIPO V por alabeo.

Resistencia a la compresión (f’b) Este ensayo nos dará como resultado el esfuerzo promedio que soporta cada unidad de ladrillo del lote a prueba Los ladrillos se parten a la mitad mediante y estos son revestidos con capping en las caras de asiento para poder uniformizar la superficie y que la fuerza que ejerce la maquina sobe la media unidad sea uniforme

Olla donde se colca el azufre para hacer el capping.

Corte de ladrillos

Capeado de ladrillos

Compresión de ladrillos

MUESTRA AI A2 A3 A4 A5

RESISTENCIA A LA COMPRESION LONGITUD ANCHO AREA F(lbs) F(KG-F) 11.81 14.00 165.28 43500 19667.74 11.72 13.96 163.57 45500 20572.00 12.10 13.98 169.11 49500 22380.53 12.00 14.04 168.47 48000 21702.33 12.17 14.25 173.45 49500 22380.53 PROMEDIO DESVIACION ESTANDAR fb (kg/cm2

ESF.(kgf/cm2) 119.00 125.77 132.34 128.82 129.03 126.99

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES  Los ladrillos para los ensayos no deberán tener defectos que puedan afectar su durabilidad o resistencia.  De acuerdo a los ensayos, las muestras de 15 unidades que deben representar un lote de 50 millares de unidades, es de clase IV  Ya que se falló en el tercer ensayo se debe volver a realizar dicha prueba

RECOMENDACIONES 

Para realizar las prueba de variación de dimensiones no es necesario hacerlo con más de 2 decimales ya que esto al final no nos representa nada



Se debe revisar que las muestras no estén dañadas ya que eso nos podría arrojar resultados incoherentes como los que vimos en este ensayo



Al momento del capeado se debe

ENSAYO DE COMPRESION AXIAL EN PILAS (f´m)

OBJETIVO 

Comprobar la resistencia a compresión Axial de las pilas de albañilería usando el tipo King Kong H-9 Hércules (9*14*24)

1. HERRAMIENTAS Y EQUIPO:

- Maquina para ensayos a compresión. - Capping de Azufre - Tres pilas de albañilería 2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

- Medir en cada espécimen el largo, ancho y alto, con la precisión de 1 mm. - Colocación del Capping de Azufre. - Preparación del equipo a compresión. - Colocación del espécimen verificando la posición correcta de la Pila. - Aplicación de la fuerza a compresión utilizando la maquina de ensayo , hasta falla por compresión axial.

Edad:21dias.

Transporte de pilas

DATOS: PILA D1 D2 D3

JUNTA (cm) 1.5 1.5 1.5

ALTURA1 ALTURA2 LARGO1 LARGO2 ANCHO1 ANCHO2 (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 31 30.5 24.1 24.2 14 14 30.5 30.5 24.1 24.1 14.5 14.5 30.5 30.5 24.5 24.3 14.5 14.4

PILA D1 D2 D3

PILA D1 D2 D3

P(lb) 72000 71000 71000

Altura prom 30.75 30.5 30.5

Larg prom 24.15 24.1 24.4

PILA

ESBELTEZ

FACTOR

D1 D2 D3

2.2 2.1 2.11

0.76 0.74 0.74

F´m=69.41

P(kg) 32658.48 32204.89 32204.89

Ancho prom 14 14.5 14.45

F´m(kg/cm2) 96.5941 92.1588 91.3407

F´m Corrección corregidopor por numero el factor de de días(21 esbeltez dias) 73.41 68.2 67.59

Desviación estandar

77.08 71.61 70.97 73.22

14.91 2.6 5.06 3.81

F´m

69.41

La falla ideal de las pilas de albañilería es una grieta vertical en la cara de menor dimensión, que corta unidades y mortero producida por tracción debida a la expansión lateral (efecto de Poisson). En unidades huecas la falla en pilas es de forma brusca, frágil y explosiva.

FALLA: Falla intermedia con posible variable irregularidades en la geometría del ladrillo

 

Hay que tomar en cuenta los efectos de esbeltez, como vemos en nuestros cálculos la esbeltez esta dentro de los rangos permitidos que son entre 1.5 a 3. La resistencia a compresión axial de la albañilería (ƒ’m) dependedirectamente de la resistencia a compresión de las unidades dealbañilería (ƒ’b). Valores muy dispersos de ƒ’bdarán valoresincoherentes de ƒ’m, Debido a esto se considera que es una buena medida, establecida en la norma, la de establecer como criterio de aceptación de las unidades de albañilería industriales, un Coeficiente de Variación igual o menor a 20.

ENSAYOS DE COMPRESIÓN DIAGONAL RESISTENCIA A CORTE V’m: OBJETIVO:  Establecer el método de ensayo para determinar la compresión diagonal (V’m) de los muretes de Albañilería.  Comprobar si los muretes cumplen con los requerimientos mínimos dados por la Norma E070. HERRAMIENTAS Y EQUIPO:     

Máquina para ensayos a compresión Gata hidráulica. Manómetro Mallas de protección. Cinta métrica

ESPECIMENES DE ENSAYO ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL

TAMAÑO Y FORMA Los especímenes serán muretes cuadrados con una dimensión mínimo de 60x60cm2, abarcando por los menos dos unidades enteras de albañilería por hilada. NUMERO DE ESPECIMENES Los ensayos se harán por lo menos tres muretes iguales, constituidos utilizando en todos la misma unidad de albañilería, mortero y mano de obra.

CURADO Después de la construcción, los muretes no deberán ser movidos por lo menos durante 7 días, serán almacenados al aire en el laboratorio por lo menos 28 días. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Medir en cada espécimen el largo y el alto del murete, cada lectura se obtendrá midiendo en la parte superior e inferior ya sea el largo o el ancho.    

Capiar con arcilla los cantos que van a ser colocados en la compresora. Obtener estas dimensiones para calcular el área bruta de corte. Preparación del equipo a compresión Colocación del espécimen verificando la posición correcta del murete. - En esta parte tener presente que el murete debe estar verticalmente nivelado mediante la plomada a fin de evitar excentricidades que conducen al volteo del murete por estabilidad excentricidades que conducen al volteo del murete por estabilidad - Aplicación de la fuerza a compresión utilizando la gata hidráulica, hasta falla por rotura. La aplicación de la carga se hará en forma lenta a velocidad constante.

FORMULA PARA HALLAR V`m

An = área bruta del espécimenLargo promedio del murete Ancho promedio del murete Espesor promedio del murete Diámetro del pistón=5.73 cm

Area piston=25.79 cm2.

MURETE

JUNTA

LARGO1

LARGO2

LARGO3

M1 M2 M3

1.5 1.5 1.5

62 62 61.5

62 63 62

62.5 63 61.5

LARGO PROM 62.17 62.67 61.67

MURETE

ESPESOR 1

ESPESOR 2

M1 M2 M3

14.3 14.25 14.25

14.25 14.3 14.3

ESPESOR PROM 14.3 14.3 14.3

DIAGONAL

Corrección por numero de días (21dias) 8.38 8.46 8.36 8.4

MURETE M1 M2 M3

σ( psi) 5500 5600 5500

MURETE

σ (kg/cm2)

p(kg)

An

V´m

M1 M2 M3

386.69 393.72 386.69

9972.7 10154.04 9972.72

887.08 894.64 889.54

7.98 8.06 7.96

V´m=8.4-0.08144=8.32 V´m=8.32

88.5 88.5 88.5

σ (kg/cm2) 386.69 393.72 386.69

Desviación estandar

0.00036 0.00375 0.00178 0.08144

muestra

V´m

F´m

(f´m)^0.5

v'm