Materiales De Construccio Adobe

TES IS PUCP

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons

Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú.

Para ver una copia de dicha licencia, visite

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

“Comportamiento Sísmico de un Módulo de Adobe de Dos Pisos con Refuerzo

Horizontal y Confinamientos de Concreto Armado”

Tesis para optar el Título Profesional de

INGENIERO CIVIL

ERICKA FLOR DELGADO SALVADOR CANALES

Lima, Noviembre 2006

RESUMEN

El presente trabajo tiene como objetivo principal el analizar experimentalmente el

comportamiento sísmico del adobe confinado de dos pisos, así como estudiar el efecto

del refuerzo horizontal utilizado para proveer ductilidad ante acciones coplanares del

muro y ver si el refuerzo es efectivo ante acciones perpendiculares al plano del muro.

Para ello es necesario analizar si es aplicable al adobe la teoría de diseño a la rotura

utilizada en la albañilería de arcilla cocida confinada y determinar si las viviendas de

adobe de dos pisos, con un adecuado refuerzo, son sismicamente viables. Para

comprobar esto, se diseñó y construyó un módulo de adobe de dos pisos a escala

reducida en ¾ de la escala real, reforzado horizontalmente y con confinamiento de

concreto armado. El refuerzo utilizado fue determinado empleando una propuesta de

diseño a la rotura, y fue el menor posible de manera que se optimice los costos del

proyecto de modo que sea factible de aplicar. El refuerzo horizontal estuvo embutido

en mortero de cemento y fue anclado en las columnas.

El módulo cuenta, por piso, con 2 muros de corte de poca longitud, con el fin de

buscar la falla por corte, y 1 muro de flexión de la mayor longitud posible aceptada por

la mesa vibradora para analizar la situación mas critica ante acciones perpendiculares

al plano.

Finalmente, el modelo se ensayó en la mesa vibradora del laboratorio de estructuras

ante sismos leves moderados y severos, los resultados obtenidos se procesaron

mostrándose en forma gráfica los resultados para cada una de las fases de ensayo,

obteniendo así conclusiones que permitieron determinar el comportamiento sísmico

del módulo, estableciéndose sus zonas de debilidad, las que deben ser materia de

estudio en proyectos futuros.

Cabe mencionar, que adicionalmente se hicieron ensayos de control que permitan

determinar las características de los materiales utilizados: se ensayaron 5 unidades de

adobe a compresión, 4 pilas de ocho hiladas a compresión, 4 muretes de 80 x 80 cm

a compresión diagonal y 2 ensayos de tracción a los refuerzos usados en las

columnas.

Comportamiento Sísmico de un Módulo de Adobe De

Dos Pisos con Refuerzo horizontal y Confinamientos de

Concreto Armado

RESUMEN

1 INTRODUCCION………………………………………………………………......1

1.1 Objetivos……………………………………………………………………….2

1.2 Metodología general………………………………………………………….2

1.3 Antecedentes……………………………………………….…………………3

1.4 Metodología empleada en el ensayo sísmico……………………………..5

2 CARACTERÍSTICAS DEL MÓDULO …………………………………………. 6

2.1 Características geométricas del módulo………………………………….. 6

2.2 Peso de la estructura …………………………………………………....…. 8

2.3 Técnica de escalamiento………..…………………………………....……10

3 DISEÑO DEL MODULO………………………………………………………… 12

3.1 Modelo estructural……..………..……………………………………………12

3.2 Diseño del prototipo según la propuesta de norma de adobe E.080…... 14

3.3 Refuerzo a colocar en el módulo a escala reducida y planos………...….28

4 ENSAYOS DE CONTROL ………………………………………………………. 29

4.1 Características físicas del adobe………….……………………………… 29

4.2 Características del mortero.………………….……………………………. 33

4.3 Pilas de adobe…………………………………………………………….. 35

4.4 Muretes de adobe…………………………………………………………. 40

4.5 Concreto…………………………………………………………………….. 45

4.6 Acero de refuerzo…………………………………………………………… 46

5 CONSTRUCCIÓN DEL MÓDULO……………………………………………….. 49

5.1 Procedimiento seguido en la construcción ………………………………. 49

6 ENSAYO DE SIMULACIÓN SÍSMICA…………………………………………… 57

6.1 Preparativos previos………………………………………………………… 57

6.1.1 Peso real del módulo…….…………………………………………… 57

6.1.2 Transporte del modulo, montaje a la mesa vibradora……..…….. 57

6.1.3 Definición de la señal sísmica y de las fases de ensayo……....… 59

6.2 Instrumentación……………………………………………………………… 61

6.2.1 Acelerómetros…..……….…………………………………………… 61

6.2.2 LVDT…………………..…………………………………………….… 62

6.3 Comportamiento cualitativo del módulo….……………………………….. 63

7 ANÁLISIS DE RESULTADOS …………………………………………………... 69

7.1 Procesamiento de resultados ……………………….……………………... 69

7.1.1 Deformaciones unitarias…..………………………………………… 73

7.1.2 Diafragma rígido…………………..……………………………….… 74

7.1.3 Distorsión angular en los muros de corte...…………………….… 74

7.1.4 Muros de flexión….………………………....…………………….… 75

7.1.5 Arriostramiento horizontal de los muros de flexión…………….… 75

7.1.6 Separación columna-muro………………....…………………….… 75

7.2 Comportamiento cuantitativo del módulo y Gráficos de resultados……. 76

7.3 Cálculo de periodos y grados de amortiguamiento……………………….. 84

7.4 Comparación con las aceleraciones de la Norma E.030…………………. 86

7.4.1 Comparación para efectos coplanares…………………………….. 86

7.4.2 Comparación para efectos perpendiculares al plano…………….. 87

8 CONCLUSIONES …………………………………………………………………. 89

9 LINEA FUTURA DE INVESTIGACIÓN…………………………..………………. 91

REFERENCIAS

ANEXO 1: PROPUESTA DE NORMA E.080

Comportamiento Sísmico de un Módulo de Adobe de Dos Pisos con Refuerzo horizontal y Confinamientos de

Concreto Armado

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

Desde los inicios de la humanidad los primeros hombres construían con

tierra y a través del tiempo fueron familiarizando con sus características y

aprendieron a mejorarla agregándole algunas fibras vegetales para mejorar su

resistencia, dando origen a materiales como el adobe.

La Norma Peruana de adobe E.080 lo define como un bloque macizo de tierra

sin cocer, el cual puede contener paja u otro material que mejore su estabilidad

frente a agentes externos y atenúe las fisuras por contracción de secado.

En el Perú, el uso del adobe es muy común en zonas rurales, donde la

autoconstrucción con adobe ha demostrado ser la respuesta apropiada y

quizás, la única vía posible mediante la cual la gente de muy escasos recursos

económicos pueda adquirir una casa digna.

El adobe es un material muy barato y que tiene un gran aislamiento térmico

haciendo estas casas muy acogedoras. El gran problema surge cuando en las

construcciones de estas viviendas no se cuenta con asesoría técnica y se

construyen de manera muy informal, llevando esta mala construcción al colapso

ante alguna eventualidad sísmica.

Las casas de adobe bien diseñadas y bien construidas pueden ser, por su

simplicidad, duración y costo, la base para resolver el problema de la vivienda,

sobretodo la del tipo rural, en los países subdesarrollados como el Perú.

Desde hace mas de 30 años en el Perú se han analizado diversos tipos de

refuerzo para las viviendas de adobe, pero son pocos los estudios que se han

hecho sobre adobe confinado por elementos de concreto armado en viviendas

de un piso y ninguno en dos pisos, pese a que en la sierra peruana la gran

mayoría de viviendas son de dos niveles. Puesto que la Norma Peruana de

Diseño en Adobe (E.080) no permite construcciones de adobe de dos pisos, en

este

...