Unidad 1 - Aspectos generales al diseño en albañilería (Parte I)

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Ingeniería Civil
Diseño estructural en acero y albañilería
Unidad 1: Aspectos generales al diseño estructural en albañilería
Universidad de PiuraUniversidad de Piura
Definiciones acorde con la Norma E-070
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Definiciones acorde con la Norma E-070
Para entender los aspectos generales al diseño en albañilería veremos algunas 
definiciones previas acorde con la Norma E-070:
➢ Albañilería o mampostería
➢ Albañilería estructural
➢ Construcciones de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
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Definiciones acorde con la Norma E-070
1.- Albañilería o mampostería
Las unidades pueden ser naturales como la piedra, o pueden 
ser artificiales como el adobe, los ladrillos y los bloques.
Elaborado por: Danny Yong
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Definiciones acorde con la Norma E-070
Elaborado por: Danny Yong
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Definiciones acorde con la Norma E-070
Por naturaleza, la albañilería tiene una resistencia a compresión elevada
(dependiendo de la propia unidad), mientras que la resistencia a la tracción
es reducida y está controlada por la adhesión entre la unidad y el mortero.
Resistencia elevada Resistencia reducida
Compresión Tracción
Debido a sus distintas resistencias, la albañilería es un material
heterogéneo y anisotrópico.
Elaborado por: Danny Yong
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Definiciones acorde con la Norma E-070
Cabe indicar que en el caso de la albañilería estructural, no podemos
aplicar una norma internacional de diseño porque existe una gran
variedad de materiales de construcción, principalmente en las unidades de
albañilería, existen distintas técnicas constructivas muchas veces
enraizadas en lo tradicional, y también existen diferencias en las
configuraciones estructurales propias de las edificaciones de cada país.
Elaborado por: Danny Yong
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Definiciones acorde con la Norma E-070
2.- Albañilería estructural
Albañilería armada Albañilería confinada
Viga solera
Muro de 
albañilería
Columna
Cimentación
Elaborado por: Danny Yong
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Definiciones acorde con la Norma E-070
3.- Construcciones de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
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Clasificación de la albañilería
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Clasificación de la albañilería
Clasificación de la albañilería
A. Por la función estructural:
B. Por la distribución del refuerzo:
A.1) Muros no portantes
A.2) Muros portantes
B.1) Muros no reforzados o de albañilería simple
B.2) Muros reforzados (armados, confinados y laminares)
Elaborado por: Danny Yong
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Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
A. Por la función estructural:
Los muros no portantes son muros que no reciben carga vertical,
salvo la proveniente de su propio peso, la cual se considera
despreciable para efectos de diseño.
Los muros no portantes son los cercos, parapetos y tabiques.
A.1) Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Los muros no portantes deben diseñarse ante cargas perpendiculares a
su plano.
A
rr
io
s
tr
e
A
rr
io
s
tr
e
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
Cargas perpendiculares 
al plano del muro
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Con respecto a los arriostres:
A
rr
io
s
tr
e
A
rr
io
s
tr
e Los arriostres de los muros no
portantes trabajan en voladizo.
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
.
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a) Tabique
b) Cerco
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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c) Parapeto
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Parapeto
Tabique
Cerco
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Arriostres en muros no portantes:
a) Por medio de columnas de 
concreto armado
b) Por medio de muros 
ortogonales
c) Por medio de 
pilastras de albañilería
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Conexión adecuada entre arriostre 
de concreto armado con muros
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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¿Cuál de las posiciones de los arriostres sería la más efectiva?
Muro MuroMuro
Arriostre de C°A° Arriostre de C°A°
t
b t
Posición 1:
Muro MuroMuro
Arriostre de C°A° Arriostre de C°A°
t
b
t
Posición 2:
(En planta)
(En planta)
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Posición 1:
Posición 2:
Muro MuroMuro
t
b t
Carga
Eje de flexión
Muro MuroMuro t
b
t
Carga
Eje de flexión
Como I1>I2, la Posición 1 sería la más efectiva.
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Detalle de arriostres en cercos
Muro Muro
A A
Sección A-A
Cimentación
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Detalle de arriostres en parapetos
A A
Sección A-A
Viga
Muro
z
zMuro Muro
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Muro
z
zMuro Muro Muro
z
zMuro Muro
IncorrectoCorrecto
Muro
z
zMuro Muro Muro
z
zMuro Muro
Eje de flexión
Carga
Explicación:
Carga
Tracción
Explicación:
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
Compresión
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Los tabiques
Los tabiques son generalmente hechos de albañilería, y por lo general se
emplean morteros de baja calidad y ladrillos tubulares (panderetas).
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Elaborado por: Danny Yong
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Se recomienda que los tabiques estén aislados de la estructura principal,
haciéndolos “flotantes” para facilitar el libre desplazamiento en caso de
movimiento sísmico.
Clasificación de la albañilería / Muros no portantes
Separación rellenada con 
un material deformable 
Pórtico de concreto armado
Arriostres del tabique
Elaborado por: Danny Yong
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Clasificación de la albañilería
Clasificación de la albañilería
A. Por la función estructural:
B. Por la distribución del refuerzo:
A.1) Muros no portantes
A.2) Muros portantes
B.1) Muros no reforzados o de albañilería simple
B.2) Muros reforzados (armados, confinados y laminares)
Elaborado por: Danny Yong
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Clasificación de la albañilería / Muros portantes
Elaborado por: Danny Yong
A.2) Muros portantes
Cargas perpendiculares 
al plano del muro
Cargas verticales
Carga coplanar
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Clasificación de la albañilería / Muros no reforzados
B. Por la distribución del refuerzo:
Elaborado por: Danny Yong
B.1) Muros no reforzados o de albañilería simple
Los muros no reforzados son muros que carecen de refuerzo; o que
teniéndolo, no cumplen con las especificaciones mínimas
reglamentarias que debe tener todo muro reforzado.
Al no existir refuerzo que controle el tamaño de grietas, estos muros
fallan de manera frágil, inclusive se agrietan ante los
asentamientos diferenciales del terreno.
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Clasificación de la albañilería / Muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
B.2) Muros reforzados
Los muros reforzados se clasifican en muros armados y muros
confinadossegún la Norma E-070.
Son los muros que estudiaremos en la
asignatura DAA.
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Zonificación sísmica
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Zonificación sísmica
Norma E-030 (2006) Norma E-030 (2018)
Zona
1 0.15
2 0.30
3 0.40
Zona
1 0.10
2 0.25
3 0.35
4 0.45
Elaborado por: Danny Yong
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
Espesor efectivo del muro, t
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
Junta con bruñas
Junta a ras
Determinación del espesor efectivo en muros
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
Determinación del espesor efectivo en muros de 
albañilería parcialmente rellenos
L
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
La Norma E-070, en su artículo 19, brinda formulaciones para determinar el
espesor efectivo mínimo en un muro reforzado:
Zonas sísmicas 3 y 4
acorde con la Norma
E-030 (2018)
donde:
h = Altura libre entre los elementos horizontales de arriostre o altura efectiva de pandeo
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
Altura efectiva, h
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
Altura efectiva h para muros con arriostres horizontales
h
h
h
h
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
Altura efectiva h para muros sin arriostre horizontal en su 
parte superior
a a
a
h = 2a
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Aspectos generales para el diseño de muros reforzados
Elaborado por: Danny Yong
Ejercicio
Determine el espesor efectivo mínimo para un muro que tiene una altura 
efectiva de 2.40 m. La edificación está ubicada en la zona sísmica 4.
Desarrollo
2.40 m
t = h / 20
t = 2.40 / 20 t = 12 cm
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Muros de albañilería armada
Los muros de albañilería armada se caracterizan por llevar el refuerzo en
el interior de la albañilería.
Este refuerzo está distribuido en toda la altura del muro (refuerzo
horizontal) y a lo largo de su longitud (refuerzo vertical).
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Estos muros requieren de unidades especiales con alveolos que
permiten alojar el refuerzo vertical y también el refuerzo horizontal.
Para integrar el refuerzo con la albañilería, es necesario llenar los
alveolos o celdas de los bloques con concreto líquido (grout).
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Refuerzo vertical y refuerzo horizontal en una albañilería armada
Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Artículo 28.1 (Norma E-070)
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Falla final de tracción por flexión
Fi= Fuerza del sismo severo
Compresión
Rótula plástica
F3
F2
F1
F3
F2
F1
Mu
F F
Tracción
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Para alcanzar este objetivo, se deben cumplir los siguientes requerimientos
mínimos:
1.- Artículo 28.1.b)
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Refuerzo horizontal en el eje del muro
Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
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Malla electrosoldada como refuerzo horizontal en 
una albañilería armada
Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Recub≥15 mm
Bloque
Mortero
t
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
2.- Artículo 12.10
Espesor grout = 1.5Φ ≥ 1 cm
Bloque
Mortero
t
Φ = Diámetro de la barra
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
3.- Artículo 10.2
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Ejemplo:
Determine el espesor mínimo de las juntas de mortero, si se sabe que el
refuerzo horizontal consiste en varillas de 1/4 pulg que se encuentran
alojadas en las juntas.
Solución:
Espesor mínimo = (Diámetro de barra + 6 mm)
Espesor mínimo = (25.4/4 mm + 6 mm)
Espesor mínimo = 12.35 mm
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
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4.- Artículo 12.9
t
Grout
Barra vertical 
(Diam =Φ)
Alveolo
Dim. Alveolo ≥ 5 cm x # barras verticales
≥ 4 Φ x # barras verticales
La mayor de las dos
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
5.- Artículo 28.1.a)
Donde:
ρ = Cuantía de refuerzo
As = Área seccional del refuerzo
S = Separación entre barras de refuerzo
t = Espesor efectivo del muro
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
As
S
S
t
Parámetros para determinar la cuantía de refuerzo
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Ejemplo:
En un muro armado de 14 cm de espesor efectivo, se emplearán varillas
de acero de ¼ pulg para reforzarlo horizontalmente. Determine el
espaciamiento máximo entre las varillas de acero.
Solución:
Varilla ¼ pulg As = 0.32 cm2
S ≤ As / (0.001 t)
S ≤ 0.32 / (0.001 x 14)
S ≤ 22.86 cm Smax = 22.86 cm
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
1Φ1/4”
S≤22.86 cm
S≤22.86 cm
S≤22.86 cm
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
6.- Artículo 28.1.c)
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Fi= Fuerza del sismo severo
Fuerzas cortantes en la base del muro
F3
F2
F1
Vu3
Vu2
Vu1
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
7.- Artículo 28.1.g)
comp > 0.3 f’m Se confinarán los talones del muro
Donde:
f’m = Resistencia característica a compresión axial de la albañilería
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Cargas verticales
Carga coplanar
Falla por 
flexocompresión
comp
comp > 0.3 f’m Se confinarán los talones del muro
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
Talón triturado de un muro armado 
(Falla por flexocompresión)
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny YongReforzamiento del talón en un muro armado
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
8.- Artículo 28.1.h)
Pueden ser de albañilería 
parcialmente rellena
sismo severo ≤ 0.5
Donde:
Vm = Resistencia al corte del muro en un determinado entrepiso
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Requerimientos mínimos para los muros de albañilería armada
Elaborado por: Danny Yong
9.- Artículo 28.1.i)