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4. CARACTERÍSTICAS DE LOS MUROS DE ADOBE CONFINADOS
Se construyeron 3 muros de adobe confinados por elementos de concreto armado (Figs. 1, 2 y 3),
siguiendo el método tradicional de construcción para muros portantes de albañilería confinada,
es decir, primero se construyó el muro de adobe, posteriormente se procedió con el vaciado de
las columnas y, finalmente, se vació la viga solera (Fotos 3 a 6). Las dimensiones de los 3
especímenes, en aparejo de soga e incluyendo los confinamientos, fueron: 274x245x24 cm.
En los muros M1 y M2, se utilizó mortero de barro y se consideró una conexión dentada entre la
columna y el muro, con una longitud del diente igual a 5 cm (Foto 3). En el muro M3, construido
con mortero de cemento, se utilizó una conexión columna-muro a ras, con la adición de mechas
de alambre #8 cada 4 hiladas (Foto 4).
3. MATERIALES A EMPLEAR Y SUS FUNCIONES
Los materiales utilizados en la técnica de reforzamiento propuesta son los siguientes (el acápite "g" es opcional):
a. Clavos de 2 1/2 pulgadas. Utilizado para clavar la malla (Fig.7).
b. Chapas de gaseosas. Sirven como especie de arandelas, que permiten fijar la malla contra la pared. Las chapas con sus clavos respectivos, se colocan espaciadas cada 25 cm, lo cual hace que se necesite 16 chapas y 16 clavos (77 gramos) por metro cuadrado de pared.
c. Malla Electro soldada. Esta malla está compuesta por alambre galvanizado de 1 mm de diámetro, formando cocadas cuadrangulares de 3/4 de pulgada
La malla se vende en rollos que tienen un ancho de 90 cm, lo cual permite, cortándola en dos partes, emplearla como franjas horizontales de 45 cm de ancho formando una especie de viga solera; en cambio, las franjas verticales que simulan a las columnas, deben colocarse enteras en el encuentro entre los muros ortogonales, doblándolas a 90º (45 cm en cada muro, tal como se muestra en la Fig. 10).
La malla tiene una resistencia a tracción igual a 1825 Kg por metro de ancho (ocho veces superior que la malla de gallinero). Por otro lado, como la malla es galvanizada, puede clavarse directamente contra la pared de adobe (no se requiere pañetearla previamente), sin que exista peligro de corrosión.
d. Alambre # 8. Este alambre se utiliza como un elemento que conecta las mallas verticales colocadas en las dos caras del muro (Fig.
, a fin de que ambas trabajen en conjunto; las franjas horizontales no necesitan conectarse.
El alambre atraviesa la pared, para lo cual debe efectuarse perforaciones previas de 3x3 cm, espaciadas cada 50 cm, que después se taponan con mortero 1:4, compactado. El alambre dobla 10 cm a 90º en cada extremo, y este doblez se clava contra la malla y la pared, empleando 3 grapas de 3/4 de pulgada.
e. Grapas de 3/4 de pulgada. Estas grapas permiten fijar los conectores (alambre #
, mostrados en las Figuras. 8 y 9.
f. Mortero 1:4. Este mortero recubre la malla y es el elemento que incrementa la rigidez de la pared de adobe, ante acciones sísmicas coplanares y ortogonales al plano del muro.
El espesor de la capa de mortero es del orden de 2 cm y está compuesto volumétricamente por una proporción de cemento Pórtland tipo I más 4 de arena fina. El agua a utilizar para formar la mezcla, debe ser potable. Para el espesor de mortero indicado, se necesita por metro cuadrado de pared: 0.17 bolsas de cemento (0.005 M3) y 0.02 m3 de arena fina, sin contar desperdicios (usualmente 5%).
Inicialmente se humedece la pared para después pañetearla, luego se aplica el mortero frotachándolo. El tarrajeo final que se realiza con una plancha, lo cual hace que la zona reforzada luzca bien acabada y al adherirse convenientemente con la malla, no se ha observado peligro de desprendimiento por vibraciones sísmicas.
g. Tablas de 1/2 pulgada de espesor, 2 pulgadas de ancho y 60 cm de altura. Este refuerzo debe emplearse en los tímpanos de las viviendas ubicadas en la Sierra, así como en la interfase sobrecirniento-adobe de aquellos muros localizados en la Costa o Sierra que superan los 4 m de altura.
Tal como se ha mostrado en la Fig.2, la línea formada en la parte inferior del triángulo que conforma al tímpano es una zona de debilidad, al igual que la conexión sobrecimiento de ladrillo o concreto con el muro de adobe (Fig.4), por lo que esa zona debe "coserse" con tablas verticales espaciadas cada 1 m, formando una especie de "sándwich", corno se muestra en la Fig.9.
Preferentemente, la tabla debe ser de madera "tornillo" y debe colocarse embutida en una ranura, hecha previamente en el muro, de manera que la malla la cubra. Estas tablas tienen una altura de 30 cm por arriba y debajo de la línea de debilidad. A su vez, la tabla interior debe conectarse con la exterior mediante alambre # 8, engrampados (3 grapas de 3/4) contra las tablas.
5. PROCEDIMIENTO DE TRABAJO
A continuación se describe paso a paso la técnica de reforzamiento propuesta, debiéndose indicar que el enmallado por franjas horizontales y verticales, debe realizarse en las dos caras de todos los muros que componen la vivienda, excepto en aquellas que colindan con viviendas vecinas. El enmallado se realiza en todos los muros, puesto que se ha observado en el terremoto de Nazca de 1996, que incluso las paredes interiores pueden colapsar, sin que fallen las perimetrales. Por otro lado, vuelve a remarcarse que las mallas verticales son las únicas que necesitan conectarse con alambre #8 @ 50 cm (Fig.
y que la propuesta de reforzamiento tiene sus limitaciones (ver ítem 2).
a. Metrado de Materiales. La cantidad de metros cuadrados de los muros por reforzar se obtiene de la siguiente manera:
- Mallas Horizontales. Se multiplica por 0.9 (el ancho de la malla horizontal es 45 cm y debe reforzarse las dos caras de cada muro) a la suma de las longitudes de los muros (en metros). Para el caso de los muros perimetrales que colindan con viviendas vecinas, el factor 0.9 se convierte en 0.45.
- Mallas Verticales. Por cada intersección entre muros ortogonales, se aplica la f6rmula: 0.9 N H, donde "H" es la altura del muro (en metros) y "N" es un factor que depende de la manera como se cruzan los muros (ver Fig. 10 y Tabla 1). Luego se suman esos resultados contabilizando todas las intersecciones que existen en la vivienda. Para el caso de muros que colindan con viviendas vecinas, "N" se reduce a los valores mostrados en la Tabla 1.
Finalmente, debe sumarse la cantidad de metros cuadrados que aportan ambas mallas. Este resultado se multiplica por la cantidad unitaria de materiales (por m2 de muro) indicada en la Tabla 2.
El número de conectores (alambre #8 @ 0.5 m) de las mallas verticales en cada intercepción entre muros ortogonales, se obtiene aplicando la formula: N ( 2 H + I ), donde "H" es la altura (en metros) del muro y "N" aparece en la Tabla I y en la Fig. 10.
b. Preparación de la Pared. La pared debe estar limpia de partículas sueltas, para lo cual debe barrérsela con escoba. En el caso que la pared esté tarrajeada, debe removerse el tarrajeo en aquellas zonas donde se colocará la malla, por el peligro que ese tarrajeo se desprenda debido a las vibraciones sísmicas.
c. Trazado de las Mallas y Ubicación de las Perforaciones y Ranuras. Empleando una tiza, una regla (tabla recta) y una wincha, se traza unas líneas sobre la pared en los lugares donde se colocarán las mallas verticales (Fig.10) y horizontales. Luego, se marca los puntos (3x3 cm) donde se colocarán los conectores de las mallas verticales (Figuras 8 y 10), debiéndose indicar que el primer punto se ubica a 25 cm desde el borde superior de la pared (Fig. 11). Asimismo, de existir tímpanos o muros con más de 4 m de altura y con sobrecimiento elevado, se traza la zona donde se ubicarán las tablas de refuerzo (Fig.9), con los puntos correspondientes a sus dos conectores.
d. Perforación y Ranurado de la Pared. En los lugares donde se van a colocar los conectores de las mallas verticales (Figuras 8, 10 y 11), se realizan perforaciones de 3 x 3 cm, atravesando la pared, con un martillo y un cincel (Fig. 12). De existir tímpanos o muros con más de 4 m de altura y con sobrecimiento elevado, con las mismas herramientas se hacen ranuras de 5 x 60 cm con 1/2" de profundidad, en las zonas donde se ubicarán las tablas de refuerzo (Figuras 9 y 11), perforando los puntos correspondientes a sus dos conectores.
e. Instalación de los Conectores y Taponado de las Perforaciones. El conector (alambre #8 @ 50 cm) de las mallas verticales, tiene una longitud igual al espesor del muro más 20 cm (sobresaliendo 10 cm a cada lado del muro). Después de haber colocado al conector en su perforación respectiva, ésta se tapona con mortero 1:4, compactándolo con una varilla corrugada de 3/8, para lo cual, una de las caras del muro se encofra con un triplay de 10 x 10 cm (sujeto por un operario), con un agujero en su zona central por donde pasa el conector. Ver la Fig. 13.
f. Instalación de las Tablas de Refuerzo. Este paso es opcional, sólo se ejecuta cuando existen tímpanos o muros con más de 4 m de altura y con sobrecimiento elevado (Figuras 9 y 11). Una vez instalado los 2 conectores de cada Tabla (Fig. 13), taponando los huecos respectivos con mortero, se colocan las tablas embutiéndolas en su ranura correspondiente. Estas tablas deben tener 2 agujeros por donde pasan los conectores (Fig. 14).
g. Instalación y Clavado de las Mallas. La malla electro soldada se clava directamente contra la pared (con clavos de 2 1/2" y chapas, ver las Figuras 7 y 17), atravesando las salientes de los conectores (10 cm, ver las Figuras 13 y 14). En el caso de que uno de los alambres de la malla chocase con el conector, ese alambre se corta con alicate en el punto de contacto.
La malla vertical se instala antes que la horizontal, y ella es continua a lo largo de la altura de los muros (Fig. 15), mientras que las mallas horizontales pueden traslaparse 430 cm en las zonas localizadas al tercio de la longitud del muro (Fig. 16), estos traslapes nunca deben efectuarse al centro del muro ni en las esquinas. Por otro lado, de existir tímpanos, la malla horizontal debe cubrir totalmente el triángulo superior.
h. Doblado y Engrape de los Conectores. Los 10 cm que sobresalen del conector, se doblan a 90º sobre la malla, para luego clavarlos con 3 grapas de 3/4 de pulgada contra el muro o contra la tabla de refuerzo. Ver las Figuras 8, 9 y 18.
i. Tarrajeo de la Zona reforzada. El mortero a utilizar tiene una proporción volumétrica cemento-arena fina 1:4 y un espesor de 2 cm. En primer lugar, con el badilejo se pañetea al muro lanzando una primera capa de mortero contra la malla. Luego se lanza una segunda capa de mortero, la que se alisa con el frotacho y la tabla. Posteriormente, espolvoreando cemento seco, se procede a dar el acabado final con la plancha, cortando las rebabas con el badilejo. En el estado final, el muro debe quedar tal como se muestra en las Figuras 19 y 20.
6. EJEMPLO DE REFORZAMIENTO VERTICAL Y CONECTORES
En la Fig. 24 se muestra los lugares donde debe colocarse las mallas verticales (líneas gruesas), con sus respectivos conectores, para el caso de una vivienda de adobe ubicada en esquina con límites de propiedad (LP) indicados.
Fig. 24. DISTRIBUCION DE LAS MALLAS VERTICALES Y CONECTORES EN UNA VIVIENDA DE ADOBE UBICADA EN ESQUINA
ADOBE REFORZADO
MÓDULO DE VIVIENDA
se ha concebido la construcción de módulos de vivienda de adobe reforzado, que recogiendo lo mejor de la tradición constructiva local, incorpora elementos nuevos e innovadores, como la utilización de malla electrosoldada como refuerzo para incrementar su resistencia a los sismos.
- El módulo de vivienda consideró el siguiente tipo de acabados:
- Piso del módulo: cemento pulido
- Cobertura de módulos: láminas de calamina pintadas con anticorrosivo color teja
- Revestimiento de muros exteriores: tarrajeado total
- Viga solera: tarrajeada la cara exterior
- Contrazócalo exterior: tarrajeado
- Revestimiento de muros interiores: tarrajeado sólo en sectores con malla
- Carpintería General : fierro y vidrio en puertas y ventanas
CONDICIONES LOCALES DE LOS SUELOS
Conforme lo establece la norma técnica de adobe, no se debe construir en suelos que tengan una capacidad portante inferior a 1,5 kg/cm2. Es importante también que los suelos no tengan nivel freático alto y que la presencia de sulfatos y cloruros sea baja. Bajo estas condiciones se recomienda el uso de Cemento Portland Tipo I.
ESTRUCTURAS
La propuesta estructural planteada para el diseño de los módulos de vivienda de adobe reforzado considera una cimentación no convencional conformada por subcimientos, cimientos corridos y sobrecimientos. La capacidad portante a considerar no debe ser menor de 1,50 kg/cm².
El módulo de vivienda de adobe reforzado tiene 30,40 m2 de área construida ( 8 m de frente por 3,80 m de fondo), y cuenta con las siguientes características: subcimientos, cimientos corridos y sobrecimientos, muros de adobe reforzados con malla electrosoldada en las esquinas interiores y exteriores, viga collar de concreto, viguetas, travesaños y correas de madera, cobertura de calamina galvanizada pintada de color rojo teja.
c. Obras de concreto
c.1. Cimientos, sobrecimientos
Los cimientos tienen una sección de 0,50 m. x 0,60m, de mampostería de piedra grande angulosa con mortero de cemento-arena-cal en una proporción de 1:1:6, se desplantan a una profundidad de 0,60 m. sobre un sub-cimiento de piedra grande angulosa con barro compactado de 0,60 m. de profundidad mínima y ancho de 0,50 m. Según las condiciones locales del suelo, el sub-cimiento puede profundizarse hasta 1,20 m., por debajo del nivel de fondo del cimiento. Los sobrecimientos son de concreto, se utilizó una mezcla de 1:8 con 25% de piedra mediana y una sección de 0,40m. x 0,60m.
c.2. Viga solera
La viga solera de concreto armado ha sido de 0,10m. x 0,40m, con resistencia de f'c =175 kg/cm2. La armadura está constituida por dos fierros de 3/8" con estribos de alambre negro N°8 cada 0,25m., en los tramos de vanos de puertas y ventanas, ésta viga se refuerza con dos fierros adicionales de 3/8" en una longitud de 2,0 m., en cada caso (ver plano)
d. Muros de adobe
La estructura consiste en muros de adobe de 0.40m. de espesor, en las dos direcciones ortogonales, longitudinal y transversal, reforzados en todas sus esquinas tanto interiores como exteriores con malla electrosoldada recubierta con mortero cemento-arena. Corona los muros una viga solera de concreto armado que los confina.
Los adobes empleados son de 0,40m.x0,40m.x0,10m (enteros) y de 0,40m x 0,20m x 0,10m (medio adobes), fabricados por cada familia participante bajo pautas y supervisión del equipo técnico del proyecto. Para su elaboración fueron empleados suelos adecuados, a los que se agregó paja para evitar daños por contracción después del secado.
Los muros llevan como refuerzos una malla electrosoldada de ¾" que se coloca en todas las esquinas de los muros, desde el sobrecimiento hasta la viga solera, tanto en exteriores como en interiores, igualmente sobre los tímpanos de los muros. La malla será fijada con pequeñas chapas de plancha galvanizada y clavos de 2 1/2" que se colocan cada 0,25m. tanto horizontal como verticalmente confinándoseles, interna y externamente, con conectores de alambre negro N° 8 colocados con mortero de cemento cada tres hiladas de adobe. Los muros reforzados con la malla electrosoldada llevan un recubrimiento de cemento-arena en una proporción de 1:4. La parte exterior del muro de adobe que no está cubierta con malla electrosoldada fue enlucida con mortero cemento - arena en proporción 1:5. (ver planos)
ESTRUCTURA DEL TECHO Y COBERTURA
Los techos tienen dos aguas con una pendiente de 15%. Llevan viguetas de madera tornillo de 2"x4", unidas por travesaños de 2"x3", encima se colocaron correas de madera de 2"x2", donde se fijaron planchas de calamina de 0.80m x 3.00m
PARAMETROS DE DISEÑO ADOPTADOS
Cimiento: mampostería de piedra grande angulosa con mortero de cemento-arena-cal 1:1:6
Sobrecimiento: concreto C:H = 1:8 + 25% piedra mediana
Viga solera: concreto f´c = 175 kg/cm²
Cemento: cemento Portland tipo I
Acero Corrugado: Fy = 4200 kg/cm²
Unidad de albañilería: adobe de 0,40m x 0,40m. x 0,10m., elaborado con suelo adecuado y con paja que no debe exceder el 1% de peso del suelo seco.
Mortero: barro con paja
Juntas: 1,5 cm
Parámetros de cimentación:
Profundidad de excavación: 1,20 m. a 1,80 m, incluyendo subcimiento
Profundidad de cimentación: 0,60 m.
Capacidad mínima admisible :1,50 kg/cm²
ANÁLISIS SÍSMICO
La zona en estudio se encuentra en la Zona 3 en la Zonificación Sísmica del Perú con un factor de zona = 0,30
