CarranzaRamosLauraYulieth2020

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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE 
CALDAS 
INGENIERIA CIVIL 
GUIA PARA DISEÑO 
ESTRUCTURAL DE UN 
EDIFICIO EN MAMPOSTERIA 
PARCIALMENTE REFORZADA 
 
 
 
I 
GUIA PARA DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO EN MAMPOSTERIA 
PARCIALMENTE REFORZADA 
 
 
 
 
 
 
 
MARIA ALEJANDRA CONTRERAS JIMENEZ 
LAURA YULIETH CARRANZA RAMOS 
 
 
DIRECTOR 
RODOLFO FELIZZOLA CONTRERAS 
Ing. Civil, M. Sc. 
 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS 
INGENIERIA CIVIL 
FACULTAD TECNOLOGICA 
BOGOTÁ 
2020 
 
 
II 
GUIA PARA DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO EN MAMPOSTERIA 
PARCIALMENTE REFORZADA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MARIA ALEJANDRA CONTRERAS JIMENEZ 
LAURA YULIETH CARRANZA RAMOS 
 
 
Proyecto de grado para optar por el título de Ingeniera Civil. 
 
 
DIRECTOR 
RODOLFO FELIZZOLA CONTRERAS 
Ing. Civil, M. Sc. 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS 
FACULTAD TECNOLOGICA 
INGENIERIA CIVIL 
BOGOTÁ 
2020 
 
 
III 
AGRADECIMIENTOS 
 
Al finalizar este trabajo de grado que llevó meses de esfuerzo, es inevitable no pensar en todas 
aquellas personas que aportaron en todo este proceso. 
Por lo cual recordamos y agradecemos la dedicación, apoyo y colaboración que nos brindaron 
nuestros docentes de la universidad para poder resolver todos los interrogantes e inquietudes 
propias de esta investigación. 
Aquellas personas que comparten esta profesión y nos ayudaron a solucionar varios tropiezos 
que enfrentamos a lo largo de nuestro camino por la universidad. 
Y, por último, pero no menos importante, a nuestras familias y amigos por la motivación y 
apoyo incondicional que nos dieron en aquellos inconvenientes personales que tuvimos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IV 
TABLA DE CONTENIDO 
 
GLOSARIO ................................................................................................................................ X 
INTRODUCCION ..................................................................................................................... XII 
RESUMEN .............................................................................................................................. XIII 
JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................... XIII 
HIPOTESIS ............................................................................................................................. XIII 
OBJETIVOS ............................................................................................................................ XIV 
1 GENERALIDADES ............................................................................................................15 
1.1 Marco Normativo ........................................................................................................15 
1.1.1 Sismología colombiana. ....................................................................................................................... 15 
1.1.2 Reglamento colombiano de construcción sismo resistente – NSR 10. .................................. 16 
1.1.3 Antecedentes históricos de la mampostería estructural ............................................................ 18 
1.2 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ESTRUCTURAL SEGUN NSR-10 ...........................22 
2 PREDIMENSIONAMIENTO DEL EDIFICIO .......................................................................23 
2.1 SISTEMA ESTRUCTURAL .........................................................................................23 
2.1.1 Sistema de muros de carga ................................................................................................................ 25 
2.1.2 Diafragma ............................................................................................................................................... 39 
2.2 CUBIERTA .................................................................................................................51 
2.3 ESCALERA.................................................................................................................52 
2.4 ACABADOS DE LA EDIFICACION .............................................................................52 
3 EVALUACION DE LAS SOLICITACIONES DEFINITIVAS .................................................52 
3.1 CARGAS MUERTAS – PESO PROPIO ......................................................................54 
3.1.1 Peso muros estructurales ................................................................................................................... 54 
3.1.2 Peso elementos no estructurales verticales .................................................................................. 56 
3.1.3 Peso elementos no estructurales horizontales ............................................................................. 59 
3.1.4 Peso cubierta ......................................................................................................................................... 60 
3.1.5 Peso placa fácil ...................................................................................................................................... 60 
3.1.6 Peso escaleras ....................................................................................................................................... 61 
3.1.7 Peso total de la edificación ................................................................................................................. 61 
3.2 CARGAS VIVAS .........................................................................................................61 
3.2.1 Cargas vivas requeridas ...................................................................................................................... 62 
3.2.2 Cargas empozamiento de agua y granizo ....................................................................................... 63 
3.2.3 Carga de empuje de tierra y presión hidrostática ........................................................................ 63 
3.2.4 Reducción de la carga viva ................................................................................................................. 63 
 
 
V 
3.3 FUERZAS DE VIENTO ...............................................................................................64 
3.3.1 Consideraciones generales de cálculo ............................................................................................. 65 
4 OBTENCION DEL NIVEL DE AMENAZA SISMICA ...........................................................72 
5 MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO ...........................................................................74 
5.1 ESPECTRO DE DISEÑO ............................................................................................74 
5.1.1 Grupo de uso ........................................................................................................................................ 75 
5.1.2 Coeficiente de importancia ................................................................................................................ 75 
5.1.3 Efectos locales ....................................................................................................................................... 76 
6 CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURACION Y DEL MATERIAL ESTRUCTURAL 
EMPLEADO ..............................................................................................................................77 
6.1 CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA .............................................................77 
6.2 LIMITE DE ALTURA ...................................................................................................78 
6.3 CONFIGURACION ESTRUCTURAL ..........................................................................79 
6.3.1 Configuración en planta y altura .......................................................................................................80 
6.3.2 Ausencia de redundancia .................................................................................................................... 85 
6.3.3 Relación de esbeltez y aspecto ......................................................................................................... 86 
7 GRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA Y PROCEDIMIENTO DE ANALISIS
 86 
7.1 MÉTODO DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE ........................................87 
7.1.1 Aspectos mínimos a tener en cuenta .............................................................................................. 88 
7.1.2 Resultados del análisis ......................................................................................................................... 88 
8 DETERMINACION DE LAS FUERZAS SISMICAS ............................................................89 
8.1 MASA DE LA ESTRUCTURA .....................................................................................89 
8.2 RIGIDEZ DE LA ESTRUCTURA .................................................................................89 
8.3 MUROS ACOPLADOS ...............................................................................................90 
8.4 DETERMINACION DE LAS FUERZAS SISMICAS .....................................................92 
8.4.1 Periodo fundamental ........................................................................................................................... 92 
8.4.2 Cortante sísmico en la base ............................................................................................................... 94 
8.4.3 Fuerzas sísmicas horizontales ............................................................................................................ 95 
9 ANALISIS SISMICO DE LA ESTRUCTURA ......................................................................97 
9.1 CENTROS DE MASAS ...............................................................................................97 
9.2 CENTROS DE RIGIDEZ .............................................................................................98 
9.3 RESISTENCIA PERIMETRAL ....................................................................................99 
9.4 EXCENTRICIDAD.......................................................................................................99 
9.5 MOMENTO TORSOR ............................................................................................... 101 
 
 
VI 
9.6 MOMENTO DE VOLCAMIENTO .............................................................................. 102 
9.7 DISTRIBUCION DE LAS FUERZAS CORTANTES EN LOS MUROS ...................... 102 
9.7.1 Distribución Cargas Verticales ....................................................................................................... 102 
9.7.2 Distribución Cargas Horizontales ................................................................................................. 103 
10 DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES ...................................................................... 104 
10.1 DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL EN EL CENTRO DE MASA DEL PISO 𝜹𝒄𝒎, 𝒋
 105 
10.2 DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL POR EL EFECTOS TORSIONALES 𝜹𝒕, 𝒋 ..... 106 
10.3 DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL POR EFECTOS P-DELTA 𝜹𝒑𝒅, 𝒋 .................. 106 
10.4 DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES TOTALES .............................................. 107 
11 VERIFICACION DE DERIVAS ..................................................................................... 108 
11.1 DERIVA MÁXIMA .................................................................................................. 108 
12 COMBINACION DE LAS DIFERENTES SOLICITACIONES ........................................ 109 
12.1 MÉTODOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL ............................................................. 109 
12.1.1 Método de los esfuerzos de trabajo o de esfuerzos permisibles: ......................................... 110 
12.1.2 Método del estado límite de resistencia: ..................................................................................... 110 
12.1.3 Métodos basados en el análisis al límite: ...................................................................................... 110 
12.1.4 Métodos probabilísticos:.................................................................................................................. 110 
12.2 COMBINACIONES DE CARGA ............................................................................ 111 
12.3 FUERZAS SISMICAS REDUCIDAS ...................................................................... 111 
13 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES ................................................... 113 
13.1 HIPOTESIS O SUPOSICIONES DE DISEÑO ....................................................... 113 
13.2 REFUERZO MUROS EN MAMPOSTERIA PARCIALMENTE REFORZADA ........ 113 
13.3 PRINCIPIOS GENERALES DE RESISTENCIA ..................................................... 114 
13.4 DISEÑO A FLEXOCOMPRESION ........................................................................ 115 
13.4.1 DISEÑO DE MUROS A FLEXO-COMPRESION EN LA DIRECCION PARALELA A SU 
PLANO 115 
13.4.2 DISEÑO DE MUROS A FLEXO-COMPRESION EN LA DIRECCION PERPENDICULAR 
A SU PLANO ....................................................................................................................................................... 122 
13.4.3 DIAGRAMA DE INTERACCIÓN ................................................................................................. 124 
13.4.4 ELEMENTOS DE BORDE ............................................................................................................... 125 
13.5 DISEÑO A CORTANTE ......................................................................................... 126 
13.5.1 DISEÑO DE CORTANTE EN MUROS EN LA DIRECCIÓN PERPENDICULAR A SU 
PLANO 128 
CONCLUSIONES ................................................................................................................... 129 
BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................... 130 
 
 
VII 
ANEXO. EJERCICIO DE APLICACION: DISEÑO ESTRUCTURAL EDIFICIO EN CINCO 
NIVELES PARA PROYECTO DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR .............................................. 131 
 
LISTA DE ILUSTRACIONES 
 
Ilustración 1 Daños ocasionados por sismo en Armenia (25 de enero de 1999). .....................16 
Ilustración 2 Naveta des tudons - prehistoria ...........................................................................18 
Ilustración 3 Casa de los trabajadores al oeste de Tebas, Egipto............................................19 
Ilustración 4 Túnel de Támesis, Londres Inglaterra .................................................................20 
Ilustración 5 Monadnock Building, Chicago .............................................................................21 
Ilustración 6 Proyecto en ladrillo estructural de perforación vertical .........................................22 
Ilustración 7 Sistemas estructurales de resistencia sísmica. ...................................................24 
Ilustración 8 Transmisión de Cargas Verticales .......................................................................25 
Ilustración 9 Transmisión de Cargas Horizontales ...................................................................26 
Ilustración 10 Muro en mampostería parcialmente reforzada ..................................................27 
Ilustración 11 Modulación muros en mampostería ..................................................................34 
Ilustración 12 Espesor solido equivalente. ...............................................................................36 
Ilustración 13 Sección transversal de un muro en mampostería ..............................................37 
Ilustración 14 Comportamiento diafragma rígido. ....................................................................39Ilustración 15 Comportamiento diafragma flexible ...................................................................40 
Ilustración 16. Modelo de una losa en una dirección, simplemente apoyada. ..........................41 
Ilustración 17 Sistema Placa Fácil ...........................................................................................44 
Ilustración 18 Sección típica placa de entrepiso ......................................................................44 
Ilustración 19 Distribución de esfuerzos ..................................................................................45 
Ilustración 20 Refuerzo voladizo en placa fácil. .......................................................................49 
Ilustración 21 . Esquema tipo de diferentes solicitaciones. ......................................................53 
Ilustración 22 Fuerzas de viento. ............................................................................................64 
Ilustración 23 Efectos inducidos por el viento en una edificación.............................................64 
Ilustración 24 Presiones ejercidas por el viento en una construcción. .....................................65 
Ilustración 25 Zonas de amenaza eólica. ................................................................................67 
Ilustración 26 Patrones de carga para edificios cerrados o parcialmente cerrados. .................70 
Ilustración 27 Mapa de zonificación sísmica de Colombia .......................................................73 
Ilustración 28 Espectro elástico de aceleraciones de diseño como fracción de g. ...................75 
Ilustración 29 Simetría y asimetría en planta. ..........................................................................80 
Ilustración 30 Reducciones bruscas indeseables de la planta en altura ..................................80 
Ilustración 31 Irregularidades en planta ...................................................................................82 
Ilustración 32 Irregularidades en altura....................................................................................84 
Ilustración 33 Redundancia estructural ...................................................................................85 
Ilustración 34 Carga sísmica sobre una construcción ..............................................................87 
Ilustración 35 Distribución de las fuerzas sísmicas en altura. ..................................................88 
Ilustración 36 Deformación muro en mampostería estructural en voladizo ..............................90 
Ilustración 37. Muros acoplados ..............................................................................................91 
Ilustración 38 Fuerzas supuestas aplicadas para obtención desplazamientos ........................91 
Ilustración 39 Torsión sísmica de una estructura ................................................................... 100 
Ilustración 40 Acción estructural en losa de una dirección .................................................... 103 
Ilustración 41 Desplazamientos de horizontales .................................................................... 105 
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VIII 
Ilustración 42 Irregularidad torsional ...................................................................................... 108 
Ilustración 43. Representación diagrama de interacción. ...................................................... 124 
Ilustración 44 Render fachada principal Proyecto Balcones de Socapalma. .......................... 131 
Ilustración 45 Render Torre 1 Proyecto Balcones de Socapalma .......................................... 131 
Ilustración 46 Diseño arquitectónico proyecto Balcones de Socapalma. ............................... 132 
Ilustración 47 Diseño arquitectónico Apartamento estándar proyecto Balcones de Socapalma.
 ............................................................................................................................................... 132 
Ilustración 48 Ladrillo Estructural perforación Vertical (Dimensiones en m) ........................... 135 
Ilustración 49 Detalle vigas de borde placa de entrepiso. ...................................................... 154 
Ilustración 50 Detalle perfiles de entrepiso placa de entrepiso. ............................................. 155 
Ilustración 51 Detalle placa fácil losa de entrepiso. ............................................................... 155 
Ilustración 52 Diseño escaleras edificio Balcones de Socapalma. ......................................... 156 
Ilustración 53 Fachada principal edificio Balcones de Socapalma. ........................................ 162 
Ilustración 54 Casos de Carga Torsional ............................................................................... 164 
Ilustración 55 . Espectro de diseño La Palma – Cundinamarca. ............................................ 166 
Ilustración 56 . Irregularidad del diafragma edificio Balcones de Socapalma. ........................ 168 
Ilustración 57 Plano de áreas en planta................................................................................. 178 
Ilustración 58 Dirección de la placa de entrepiso en Muro R (10-12) ..................................... 185 
Ilustración 59 Distribución de carga en Muro R (10-12) ......................................................... 186 
Ilustración 60 Extremos para efectos torsionales. ................................................................. 187 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
Tabla 1. Temario NSR-10 .........................................................................................................16 
Tabla 2. Actualizaciones código colombiano sismo resistente. .................................................17 
Tabla 3. Listado de pasos a seguir para el diseño estructural de una edificación. ....................23 
Tabla 4. Tipos de sistema estructural. ......................................................................................24 
Tabla 5. Espesores mínimos de paredes para unidades de perforación vertical. ......................29 
Tabla 6. Clasificación de los morteros de pega por propiedad o por proporción. ......................30 
Tabla 7 Porcentaje de solidez recomendado para un edificio de 5 niveles. ..............................38 
Tabla 8 Alturas o espesores mínimos de vigas o losas reforzadas en una dirección a menos 
que se calculen las deflexiones .................................................................................................41 
Tabla 9. Cuantías mínimas de retracción de fraguado y variación de temperatura. ..................43 
Tabla 10. Componentes del sistema de entrepiso (Placa fácil). ................................................45 
Tabla 11. Refuerzo torta de concreto placa fácil. ......................................................................47 
Tabla 12. Capacidad de carga placa fácil Santafé. ...................................................................48 
Tabla 13. Conformación voladizos con placa fácil. ...................................................................50 
Tabla 14. Masas de los materiales. ..........................................................................................55 
Tabla 15. Cargas mínimas de elementos no estructurales verticales - muros. ..........................57 
Tabla 16. Cargas muertas mínimas de elementos no estructurales verticales - enchapes. ......57 
Tabla 17. Cargas mínimas de elementos no estructurales verticales - ventanas ......................58 
Tabla 18. Cargas muertas mínimas de elementos no estructurales horizontales - pisos. .........59 
Tabla 19. Cargas muertas mínimas de elementos no estructurales horizontales – Cielo raso ..60 
Tabla 20. Cargas vivas mínimasuniformemente distribuidas. ..................................................62 
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IX 
Tabla 21. Cargas vivas mínimas en cubiertas...........................................................................62 
Tabla 22. Factor de direccionalidad del viento 𝑲𝒅, ...................................................................66 
Tabla 23. Factor de importancia según posibilidad de huracanes. ............................................67 
Tabla 24. Coeficientes de exposición para la presión por velocidad. ........................................68 
Tabla 25. Coeficientes de presión interna 𝑮𝑪𝒑𝒊 ........................................................................69 
Tabla 26. Coeficientes de presión externa 𝑮𝑪𝒑𝒇,. ....................................................................71 
Tabla 27. Nivel de amenaza sísmica. .......................................................................................72 
Tabla 28. Grupos de uso para edificaciones. ............................................................................75 
Tabla 29. Valores del coeficiente de importancia. .....................................................................76 
Tabla 30. Valores del coeficiente 𝑭𝒂, para la zona de periodos cortos del espectro. ................76 
Tabla 31. Valores del coeficiente Fv, para la zona de periodos intermedios del espectro. ........77 
Tabla 32. Grados de capacidad de disipación de energía. .......................................................78 
Tabla 33. Sistema estructural de muros de carga. ....................................................................79 
Tabla 34. Irregularidades en planta ..........................................................................................81 
Tabla 35. Irregularidades en altura ...........................................................................................83 
Tabla 36. Valor de los parámetros 𝑪𝒕 y α para el cálculo del periodo aproximado 𝑻𝒂 ...............93 
Tabla 37 Módulo de ruptura 𝑓𝑟 ............................................................................................... 120 
Tabla 38 Valor del cortante nominal. ...................................................................................... 126 
Tabla 39 Valores máximos para el cortante nominal 𝑉𝑛 ......................................................... 128 
Tabla 40. Clasificación de los perfiles de suelo. ...................................................................... 133 
Tabla 41. Medida nominal horizontal unidad de mampostería. ............................................... 137 
Tabla 42. Medida nominal vertical unidad de mampostería .................................................... 141 
Tabla 43. Porcentajes de solidez por piso. ............................................................................. 141 
Tabla 44. Validación cumplimiento condiciones SPRFV - Método simplificado. ...................... 158 
Tabla 45. Validación cumplimiento condiciones componentes y revestimientos - Método 
simplificado. ............................................................................................................................ 159 
Tabla 46. Validación cumplimiento condiciones - Método analítico. ........................................ 159 
Tabla 47. Criterios de clasificación edificios. ........................................................................... 161 
Tabla 48. Áreas revestimiento y aberturas fachada principal edificio Balcones de Socapalma.
 ............................................................................................................................................... 162 
Tabla 49. Clasificación cerramiento edificio Balcones de Socapalma. .................................... 163 
Tabla 50 Coeficientes de presión externa ............................................................................... 163 
Tabla 51. Diferencia de rigidez entre las dos direcciones edificio Balcones de Socapalma .... 173 
Tabla 52 Fuerza Horizontal Equivalente ................................................................................. 177 
Tabla 53 Periodo Fundamental Eje X ..................................................................................... 177 
Tabla 54 Periodo Fundamental Eje Y ..................................................................................... 178 
Tabla 55 Ubicación esquinas de la estructura ........................................................................ 188 
 
 
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X 
GLOSARIO 
 
ACELEROGRAMA: Descripción en el tiempo de las aceleraciones a las que estuvo sometido el 
terreno durante la ocurrencia de un sismo real. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, 
Capitulo A.13.1) 
ÁREA BRUTA DE LA SECCIÓN: Área delimitada por los bordes externos de la mampostería en 
el plano bajo consideración. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo D.2.5) 
ÁREA NETA DE LA SECCIÓN: Es el área de la unidad de mampostería incluyendo los morteros 
de relleno excluyendo las cavidades, medida en el plano bajo consideración, desde los bordes 
externos de la mampostería. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo D.2.5) 
DERIVA: Es la diferencia entre los desplazamientos horizontales de los niveles entre los cuales 
está comprendido el piso. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo A.13.1) 
DIAFRAGMA: Conjunto de elementos estructurales, tal como una losa de entrepiso, que 
transmite las fuerzas inerciales horizontales a los elementos verticales del sistema de resistencia 
sísmica. El termino diafragma incluye conjuntos arriostrados horizontales. (Asociación 
Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo A.13.1) 
EDIFICIO ABIERTO: Un edificio con aberturas de al menos 80% del área en cada una de las 
paredes que conforman el cerramiento del edificio (fachadas y cubiertas). (Asociación 
Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo B.6.2) 
EDIFICIO BAJO: Edificio cerrado o parcialmente cerrado que cumpla con las siguientes 
condiciones: 
(a) Altura media de la cubierta (h) menor o igual a 18 m (60 ft). 
(b) Altura media de la cubierta (h) no excede la menor dimensión horizontal del 
edificio. 
(Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo B.6.2) 
EDIFICIO CERRADO: Un edificio que no cumpla los requerimientos de edificios abiertos o 
parcialmente cerrados. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo B.6.2) 
EDIFICIO DE DIAFRAGMA SIMPLE: Un edificioen el cual las cargas de viento a barlovento y 
sotavento se trasmiten a través de los diafragmas de piso y cubierta hacia un mismo SPRFV, 
es decir no tiene separaciones estructurales. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, 
Capitulo B.6.2) 
EDIFICIO PARCIALMENTE CERRADO: Un edificio que cumpla las siguientes condiciones: 
(a) El área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva 
excede por más de 10% a la suma de las áreas de aberturas en el área restante 
del revestimiento del edificio (paredes y cubierta). 
(b) El área total de aberturas en una pared que soporta cargas positivas, excede 
de 0.37 m2 o 1% del área de esa pared (la que sea menor), y el porcentaje de 
aberturas en el área restante del revestimiento del edificio no excede 20%. 
(Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo B.6.2) 
 
 
 
 
XI 
EDIFICIO U OTRA ESTRUCTURA FLEXIBLE: Edificios u otras estructuras esbeltas con 
frecuencia natural fundamental menor a 1 Hz. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, 
Capitulo B.6.2) 
ELEMENTOS DE BORDE: Regiones extremas de muros que soportan cargas en su plano, y 
que son reforzadas y confinadas para cumplir con requisitos específicos y pueden ser del mismo 
o de mayor espesor que el muro. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo D.2.5) 
ESTRUCTURA O EDIFICIO DE FORMA REGULAR: Un edificio u otra estructura que no tenga 
geometría irregular en su forma espacial. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo 
D.6.2) 
ESTRUCTURA O EDIFICIO RIGIDO: Un edificio u otra estructura cuya frecuencia fundamental 
sea mayor o igual a 1 Hz. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo B.6.2) 
ESPECTRO DE DISEÑO: El espectro correspondiente a los movimientos sísmicos de diseño. 
(Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo A.13.1) 
FACTOR DE IMPORTANCIA, I: Factor que tiene en cuenta el grado de amenaza a la vida 
humana y daño a la propiedad. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo B.6.2) 
MURO DE CARGA: Es un muro estructural continuo hasta la cimentación, que soporta 
principalmente cargas verticales. (Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo A.13.1) 
MURO ESTRUCTURAL: Es un muro, de carga o no, que se diseña para resistir fuerzas 
horizontales, de sismo o de viento paralelas al plano del muro. (Asociación Colombiana de 
Ingeniería, 2010, Capitulo A.13.1) 
SISMO: Vibraciones de la corteza terrestre inducidas por el paso de ondas sísmicas 
provenientes de un lugar o zona donde han ocurrido movimientos súbitos de la corteza terrestre. 
(Asociación Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo A.13.1) 
SOLICITACIONES: Son las fuerzas u otras acciones que afectan la estructura, dentro de las 
cuales se cuentan: los efectos gravitacionales sobre su propia masa, o peso propio, las cargas 
generadas por los elementos no estructurales, por sus ocupantes y sus posesiones, los efectos 
ambientales tales como el viento o el sismo, los asentamientos diferenciales, y los cambios 
dimensionales causados por variaciones en la temperatura o efectos geológicos de los 
materiales. En general, corresponden a todo lo que pueda afectar la estructura. (Asociación 
Colombiana de Ingeniería, 2010, Capitulo A.13.1) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
XII 
INTRODUCCION 
 
En el sector de la construcción en la actualidad hay variedad de sistemas constructivos que 
han ido evolucionando y ajustándose cada vez más a las necesidades de la población. Con el 
paso del tiempo uno de los más destacados es el concreto reforzado por su resistencia y 
durabilidad, pero con la desventaja de generar un mayor costo y tiempo de construcción. En la 
actualidad es posible encontrar diversos materiales que buscan contrarrestar estas desventajas 
ofreciendo características similares de durabilidad y resistencia. Dentro de estos materiales se 
reconocen especialmente los mampuestos y los elementos metálicos. 
En el presente documento trataremos la mampostería; que a lo largo de su historia ha tenido 
varias modificaciones, como lo han sido los materiales utilizados para su construcción y los 
aditivos con los cuales se logra conseguir que sea un elemento más estable y confiable para 
utilizarlo dentro de los sistemas estructurales de las construcciones verticales. 
En Colombia el reglamento sismo resistente NSR–10 establece los parámetros y 
condiciones que se deben tener en cuenta al momento de realizar un diseño estructural y realizar 
la construcción. Dentro del cual se establece la mampostería estructural como un sistema 
permitido para las construcciones en el país. 
Aunque la mampostería estructural es un sistema permitido, se encuentra poco 
documentado en comparación a los otros sistemas convencionales, es por esto que surge la idea 
de realizar una guía con el procedimiento de diseño, identificando los criterios básicos que 
fundamentan el comportamiento de la mampostería estructural parcialmente reforzada para un 
edificio con diafragma de entrepiso tipo placa fácil, debido a que son materiales de uso frecuente 
en el país, a causa de su bajo costo, facilidad de manejo durante la construcción, capacidad de 
carga y buen comportamiento frente a la acción de fuerzas sísmicas. 
Debido a que este sistema gracias a sus características de seguridad y bajo costo hace parte 
de los sistemas de construcción más utilizados en el país, se espera que la “Guía para diseño 
estructural de un edificio en mampostería parcialmente reforzada” sirva como elemento de 
consulta adicional a estudiantes de ingeniería civil, que tengan la necesidad de profundizar en 
diseño estructural de este tipo de sistema; para que puedan identificar el procedimiento de 
análisis y diseño de los elementos estructurales garantizando el cumplimiento de los 
requerimientos sismo resistentes establecidos por el reglamento colombiano de construcción 
NSR-10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
XIII 
RESUMEN 
 
El siguiente trabajo de grado identifica el paso a paso para desarrollar el diseño estructural de un 
edificio en mampostería parcialmente reforzada con diafragma rígido tipo placa fácil; siguiendo 
el procedimiento de diseño establecido en el reglamento colombiano sismo resistente NSR-10 
para edificaciones nuevas. 
Se realiza una investigación bibliográfica sobre la mampostería estructural identificando los 
parámetros, requisitos y procedimientos necesarios; sobre los cuales se debe efectuar el 
respectivo análisis sísmico, verificación y control de derivas; y el diseño estructural de los 
elementos que conforman el sistema de resistencia sísmica de la estructura, para evaluar su 
comportamiento frente a un eventual sismo, garantizando su funcionalidad. y estabilidad. 
Por último, se presenta como ejemplo de aplicación el análisis sísmico y diseño estructural de un 
edificio de cinco pisos, que se encuentra ubicado en el municipio de La Palma, Cundinamarca, 
consolidando como anexo los cálculos y planos correspondientes. 
 
JUSTIFICACIÓN 
 
El proyecto pretende realizar una guía para establecer el procedimiento correspondiente de 
diseño estructural en mampostería parcialmente reforzada siguiendo los parámetros, requisitos 
y condiciones que fundamentan un diseño estructural para un edificio en este sistema con 
entrepiso de poco espesor; y consolidarlo como un elemento de consulta adicional a estudiantes 
de ingeniería civil, que tengan la necesidad de profundizar en este tema, teniendo en cuenta el 
estricto cumplimiento a los requerimientos establecidos en el Reglamento Colombiano de 
Construcción Sismo Resistente NSR-10. 
 
HIPOTESIS 
 
¿Cuál es el procedimiento adecuado para realizar el diseño estructural de un edificio en 
sistema de muros de carga con mampostería estructural parcialmente reforzada y diafragma tipo 
placa fácil, siguiendo los parámetros, requisitos y condiciones estipuladas en el reglamento 
colombiano de construcción sismo resistente NSR-10?XIV 
OBJETIVOS 
 
General 
Realizar una guía para identificar los parámetros, requisitos, procedimientos y 
condiciones de diseño estructural de un edificio de 5 niveles, bajo el sistema de muros de carga 
en mampostería estructural parcialmente reforzada y diafragma tipo placa fácil en bloquelones 
apoyados sobre cintas metálicas, con capacidad moderada de disipación de energía. 
 
Específicos 
 
 Identificar los parámetros que fundamentan el diseño estructural de un edificio en 
mampostería estructural parcialmente reforzada. 
 
 Realizar los planos y cálculos estructurales de un edificio indicando las recomendaciones 
de construcción y los materiales a utilizar, según los procedimientos de diseño 
establecidos por el reglamento. 
 
 Ejecutar el respectivo análisis sísmico para identificar el comportamiento de la estructura 
frente a un sismo, bajo las condiciones establecidas en el reglamento colombiano de 
sismo resistencia. 
 
 
 
 
 
15 
1 GENERALIDADES 
 
1.1 Marco Normativo 
 
Con la evolución de la construcción en Colombia el ámbito normativo se ha venido 
fortaleciendo para brindar mayor seguridad y calidad en las construcciones con la finalidad de 
salvaguardar vidas humanas ante la ocurrencia de fenómenos naturales, principalmente los 
sismos. Por esta razón durante las etapas de cualquier proyecto de construcción (planeación, 
diseño y ejecución) se debe seguir los parámetros y condiciones establecidos en el reglamento 
de construcción vigente. 
La presente guía plantea y desarrolla el procedimiento de diseño estructural de una 
edificación en mampostería parcialmente reforzada y diafragma tipo placa fácil para vivienda 
multifamiliar, por lo cual es necesario conocer un poco sobre la sismología colombiana, 
establecer la normatividad sobre la cual debe estar fundamentado dicho diseño, y reconocer los 
sistemas constructivos a utilizar. 
 
1.1.1 Sismología colombiana. 
 
Un sismo es un fenómeno natural que produce un movimiento brusco y repentino de la 
superficie terrestre debido a la propagación de ondas ocasionadas por la liberación de energía 
entre placas tectónicas. Las placas tectónicas son fragmentos de roca sólida que conforman la 
corteza terrestre. El desplazamiento entre placas es ocasionado por la liberación de energía 
debido a la alta fricción en las fronteras o en las fallas transversales a éstas. Los esfuerzos que 
inducen en la corteza terrestre el movimiento de placas producen fallamientos dentro de las 
mismas. 
La ocurrencia de un sismo puede producir grandes impactos a la población tales como 
daños en las edificaciones o colapso, deslizamientos de tierra, licuación del suelo (hundimiento 
de las edificaciones), incendios, inundaciones, erupciones volcánicas y tsunamis. Actualmente 
en el territorio nacional existe un gran número de fallas geológicas sísmicamente activas que en 
cualquier momento pueden ocasionar un sismo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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16 
Ilustración 1 Daños ocasionados por sismo en Armenia (25 de enero de 1999). 
 
Fuente: El tiempo. 
En la historia de Colombia se han presentado más de 11000 sismos desde que se registró 
el primer evento en 1566 en las ciudades de Cali y Popayán. Muchos de estos han tenido graves 
consecuencias sobre la infraestructura del país y sobre la población; por esta razón en 1984 se 
realizó el “Estudio General del Riesgo Sísmico en Colombia”, y posteriormente fue actualizado 
en 1996 por el “Estudio General de Amenaza Sísmica en Colombia”, para poder desarrollar un 
reglamento que controlara y regulara la construcción de edificaciones en el país, con el fin de 
mitigar el daño a las estructuras ocasionado por los sismos, y prevenir la pérdida de vidas 
humanas. 
1.1.2 Reglamento colombiano de construcción sismo resistente – NSR 10. 
Corresponde a la última actualización del Reglamento de construcción sismo resistente 
implementado en 1984, expedido bajo la ley 400 de 1997; el cual busca regular y controlar la 
construcción de edificaciones en Colombia con el fin de que la respuesta de las estructuras frente 
a un sismo sea favorable, logrando proteger y salvaguardar vidas humanas. Este reglamento se 
encuentra dividido en 11 títulos, donde cada uno define una temática particular. 
Tabla 1. Temario NSR-10 
 
Fuente: Elaboración propia. 
TITULO CONTENIDO
A
Requisitos generales de diseño y construcción sismo 
resistente
B Cargas
C Concreto estructural
D Mamposteria estructural
E Casas de uno y dos pisos
F Estructuras metálicas
G Estructuras de madera y estructuras de guadua
H Estudios geotécnicos
I Supervisión técnica
J Requisitos de protección contra el fuego en edificaciones
K Otros requisitos complementarios
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17 
1.1.2.1 Actualizaciones 
 
Desde su expedición en 1984 el código colombiano de construcciones sismo resistentes 
ha tenido varias actualizaciones para fortalecer su contenido e incluir sistemas constructivos y 
materiales. Dichas actualizaciones se relacionan a continuación: 
Tabla 2. Actualizaciones código colombiano sismo resistente. 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Para el desarrollo del diseño objeto de esta guía se tomará como base normativa principal 
los títulos A, B, y D del presente reglamento, enunciados a continuación: 
 
1.1.2.2 Título A – Requisitos generales de diseño y construcción sismo resistente 
 
El titulo A presenta los parámetros mínimos que se deben cumplir para que la edificación 
responda sin colapsar, con el menor daño posible y protegiendo vidas humanas, frente a la 
aparición de un sismo. Allí se determinan los procedimientos de diseño, los métodos de diseño, 
la zonificación sísmica del país, los sistemas estructurales aprobados y demás criterios básicos 
a considerar para realizar el diseño de la edificación. 
 
1.1.2.3 Título B – Cargas 
 
El titulo B establece las condiciones de cargas que se deben contemplar para que el 
diseño no solo resista los efectos del sismo, sino que también resista las cargas propias e 
TITULO DESCRIPCION FECHA
Decreto 2113 de 2019
Por el cual se incorpora al Reglamento de 
Construcciones Sismo Resistentes NSR-10 el 
documento AIS-610-EP-2017 - Evaluacion e 
Intervencion de Edificaciones Patrimoniales de uno y 
dos pisos de Adobe y Tapia Pisada, y se dictan otras 
disposiciones.
25-nov-19
Decreto 0945 de 2017
Por el cual se modifica parcialmente el Reglamento de 
Construcciones Sismo Resistentes NSR-10.
5-jun-17
Decreto 0340 de 2012
Por el cual se modifica parcialmente el Reglamento de 
Construcciones Sismo Resistentes NSR-10.
13-feb-12
Anexo Técnico Modificación Decreto 0092 Anexo Técnico Modificación Decreto 0092 17-ene-11
Último Decreto (Decreto No. 0092 del 17 de 
Enero de 2011 Diario Oficial página 19)
Último Decreto (Decreto No. 0092 del 17 de Enero de 
2011 Diario Oficial página 19)
17-ene-11
Decreto 2525 del 14 de julio de 2010 Decreto 2525 del 14 de julio de 2010 13-jul-10
NSR-10 Diario Oficial 26 de marzo de 2010 NSR-10 Diario Oficial 26 de marzo de 2010 26-mar-10
Decreto 926 de 19 de marzo de 2010 Decreto 926 de 19 de marzo de 2010 19-mar-10
Principales Modificaciones NSR 10 Principales Modificaciones NSR 10 30-dic-09
Decreto 33 de 9 de enero de 1998 Reglamento NSR-98 9-ene-98
Decreto 1400 de 7 de Junio de 1984 Código colombiano de construcciones sismoresistentes 7-jun-84
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18 
impuestas por cada de los elementos que lo conforman, Este diseño debe llevarse a cabo para 
la combinación de carga critica. 
 
1.1.2.4 Título D – mampostería estructural 
 
El titulo D define los aspectos mínimos de diseño y construcción a considerar para la 
construcción de edificaciones en mampostería, en los cuales se encuentran su clasificación,calidad de los materiales y métodos de diseño, entre otros. 
 
1.1.3 Antecedentes históricos de la mampostería estructural 
 
Quizás la mampostería se creó aproximadamente hace 15,000 años cuando los nómadas 
buscaron protegerse de las adversidades de la naturaleza, decidiendo apilar piedras para formar 
un lugar donde protegerse. 
Ilustración 2 Naveta des tudons - prehistoria 
 
Fuente: Wikipedia 
Posteriormente se utilizó el mortero de barro, el cual permitió no sólo apilar, sino acomodar o 
asentar con mayor facilidad y a mayor altura, las piedras irregulares naturales. La unidad de 
mampostería fabricada por el hombre a partir de una masa de barro secada al sol, para sustituir 
a la piedra natural, debió ocurrir en lugares donde esta última no podía encontrarse. 
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19 
El adobe surgió de la mezcla de masa de barro con paja, a las cuales se les daba la forma de 
paralelepípedos rectos y se colocaban a presión dentro de moldes de madera, para luego 
dejarlas secar al sol, hicieron posible la libertad de construcción y la arquitectura monumental. 
En construcciones elevadas, el mortero era reforzado con fibras de caña, lo que le procuraba a 
la mampostería una considerable resistencia a la tensión. 
En Egipto se pudo escoger, y se prefirió la roca traída de las montañas a lo largo del Nilo. Se 
explotaron calizas, areniscas, granitos, basaltos y alabastros. Los bloques eran desprendidos 
perforando agujeros en los que luego se introducían cuñas metálicas. Una vez separados, estos 
bloques eran desbastados con ayuda de bolas y martillos de diorita para formar grandes 
monolitos que pesaban cientos de toneladas, o incluso tallados directamente en la forma de 
columnas, vigas y losas, como en el templo de Luxor. 
Ilustración 3 Casa de los trabajadores al oeste de Tebas, Egipto 
 
Fuente: Arquitectura egipcia. Manuales Parramón de Arte. 
 
Los romanos también desarrollaron cimbras de madera, cimentaciones más competentes, 
disminuyeron el tiempo de construcción al sustituir los morteros de cal por morteros de cemento 
y usaron arcos o bóvedas para posibilitar la inclusión de aberturas totales o parciales en los 
muros. 
Después de Roma, el avance de la tecnología de la mampostería en Europa se detiene por varios 
siglos, ya que se dejaron de fabricar ladrillos. Los morteros de cemento y el concreto 
desaparecieron, perdiéndose su tecnología, siendo rescatada 13 siglos después por Smeaton, 
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20 
quien en 1756 reconoció la necesidad de usar en Inglaterra una mezcla de cal y puzolana italiana 
para la reconstrucción de partes de estructuras sumergidas o expuestas a la acción del mar. 
En otras partes del mundo: La Gran Muralla China de 9 m de altura tiene una gran parte de su 
longitud construida con ladrillos de arcilla unidos con mortero de cal. 
Los árabes emplearon la mampostería en sus mezquitas y minaretes, desarrollando una 
construcción masiva en sus espesores. 
Con la Revolución Industrial (Siglo XVIII) se extendió la aplicación de la mampostería de ladrillos 
de arcilla en Inglaterra. Un paso importante en el mejoramiento de la producción de las piezas lo 
constituyó el cambio de combustible, usualmente a gas y el salto más importante fue el rediseño 
de los hornos. 
En 1813, el ingeniero británico Marc Brunel introdujo el concepto de mampostería reforzada 
proponiendo el refuerzo de una chimenea en construcción con mampostería y barras de hierro 
forjado. Sin embargo, dicho material se empleó hasta la construcción de un túnel bajo el Támesis 
en 1825, Brunel le integro a los muros de mampostería un refuerzo vertical con varillas de acero 
de 1¨de diámetro, adheridas entre las juntas de mortero. La mampostería reforzada tuvo un 
desarrollo lento hasta la producción de ladrillo y bloques de concreto. desaparece por 50 años y 
en 1889 el ingeniero francés Paul Cottancin patentó un método para reforzar y construir edificios 
de mampostería. 
Ilustración 4 Túnel de Támesis, Londres Inglaterra 
 
Fuente: Revista Tecnirama – Construcciones Fabulosas Volumen II 
Entre 1850 y 1870 se patenta el bloque de concreto, el ladrillo silico-calcareo. En chicago se 
construyó el edificio Monadnock entre 1889-1891, en el cual se mostró las grandes limitaciones 
de la mampostería simple con el gran desperdicio de espacio útil por el gran espesor que había 
que dar a los muros para lograr la estabilidad del edificio. La otra gran limitación se mostró con 
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21 
el mal comportamiento de las construcciones de mampostería simple en los sismos, lo que llevo 
a empezar a descartar su uso. 
Ilustración 5 Monadnock Building, Chicago 
 
Fuente: Curt Teich & amp- 
En 1913 el estadounidense Hugo Filippi inició una investigación apoyada por los fabricantes de 
ladrillos de arcilla para el estudio experimental de la mampostería reforzada. 
En 1923 el departamento de obras públicas del gobierno de la India publico una serie de pruebas 
que tomaron dos años en su desarrollo, lo que marcó el comienzo del desarrollo moderno de la 
mampostería de ladrillo reforzada, demostrando que este método constructivo era totalmente 
factible ya que ofrecía una excelente resistencia a las fuerzas horizontales o sísmicas. 
Los estudios fueron formalizados en un pequeño manual de diseño y en este transcurso de 
tiempo entraron al mercado los ladrillos con aberturas, hecho que facilito la colocación del acero 
de refuerzo en su interior ya que antes de esto el refuerzo era colocado en las juntas de mortero, 
En Colombia cuando se estableció el decreto ley 1400 se empieza a implementar viviendas bajo 
el sistema de mampostería estructural, ya que era una solución más económica que lo 
tradicional; contando con soportes tanto experimentales como analíticos de su comportamiento 
frente a los eventos sísmicos. 
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PARCIALMENTE REFORZADA 
 
 
 
22 
En 1998 se incluyó este sistema estructural en el reglamento sismo resistente en donde se 
estipulaban los requisitos para que las viviendas construidas bajo este sistema cumplieran con 
los límites de seguridad mínimos según estudios hasta la fecha. 
Se continuaron con estudios y pruebas de laboratorio que generaron nuevos descubrimientos y 
mejoras para el sistema que en 2010 fueron incluidas en la actualización de la norma sismo 
resistente NSR10. En general se encuentran trabajos de grado y bibliografía correspondiente al 
desarrollo de este tema, pero a nivel normativo la información es muy general a pesar de que es 
un sistema estructural que se utiliza mucho en la actualidad para la construcción de viviendas de 
interés social. 
Ilustración 6 Proyecto en ladrillo estructural de perforación vertical 
 
Fuente: Ladrillera Santafé 
 
Hoy en día la mampostería estructural constituye un sistema plenamente establecido para la 
construcción de edificios de pequeña y mediana altura que puede competir ventajosamente en 
muchos casos con otros sistemas de construcción. 
 
1.2 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ESTRUCTURAL SEGUN NSR-10 
 
Todo diseño estructural deberá estar fundamentado en el procedimiento de diseño 
establecido en el numeral A.1.3.4 del título A del reglamento, donde se establecen 12 pasos a 
seguir para diseñar edificaciones nuevas que cumplan con los requisitos de rigidez, resistencia 
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23 
y funcionalidad frente a cargas mínimas de diseño y cargas de servicio; deberá ser elaborado 
por un ingeniero civil facultado para tal fin, y cumplir con los requisitos de sismoresistencia. 
Tabla 3. Listado de pasos a seguir para el diseño estructural de una edificación.Fuente: Elaboración propia. 
 
2 PREDIMENSIONAMIENTO DEL EDIFICIO 
 
Conforme al planteamiento arquitectónico desarrollado, se realizó la selección de un sistema 
estructural que se ajuste a las necesidades del proyecto, con el fin de establecer las dimensiones 
tentativas que permitan la evaluación preliminar de las cargas bajo las cuales estará sometida la 
estructura. Estas consideraciones deben ser concertadas con los demás profesionales que 
participan en el diseño. Una vez definido el sistema estructural, se identifican los demás 
componentes del edificio y se determinan todos los materiales que se requieren para su 
construcción, asegurando que se cumplan con las especificaciones de sismo resistencia y 
funcionalidad establecidas en el reglamento. 
 
2.1 SISTEMA ESTRUCTURAL 
 
Un sistema estructural es un conjunto de varios elementos que sostienen una edificación y 
tienen la función de soportar las cargas que actuarán sobre ella transmitiéndolas al suelo. El 
reglamento NSR-10 en el numeral A.3.2.1, establece cuatro tipos de sistemas estructurales de 
resistencia sísmica, relacionados a continuación: 
 
 
 
 
PASOS DESCRIPCION
Paso 1 Predimensionamiento y coodinación con los otros profesionales
Paso 2 Evaluación de las solicitaciones definitivas
Paso 3 Obtención del nivel de amenaza sismica y los valores de Aa y Av
Paso 4 Movimientos sismicos de diseño
Paso 5 Caracteristicas de la estructuración y del material estructural empleado
Paso 6 Grado de irregularidad de la estructura y procedimiento de análisis
Paso 7 Determinación de las fuerzas sísmicas
Paso 8 Análisis sísmico de la estructura
Paso 9 Desplazamientos horizontales
Paso 10 Verificación de derivas
Paso 11 Combinación de las diferentes solicitaciones
Paso 12 Diseño de los elementos estructurales
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ESTRUCTURAL PARA EDIFICACIONES NUEVAS Y 
EXISTENTES
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24 
Tabla 4. Tipos de sistema estructural. 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Ilustración 7 Sistemas estructurales de resistencia sísmica. 
 
Fuente: NSR – 10 – Titulo A 
SISTEMA 
ESTRUCTURAL
DEFINICION
Sistema de muros de 
carga
No dispone de un pórtico esencialmente completo, las cargas verticales son soportadas
por muros de carga, y las fuerzas horizontales son resistidas por muros estructurales o
pórticos con diagonales.
Sistema combinado
Las cargas verticales son resistidas por un pórtico no resistente a momentos,
esencialmente completo, y las fuerzas horizontales son resistidas por muros
estructurales o pórticos con diagonales; o las cargas verticales y fuerzas horizontales
son resistidas por un pórtico resistente a momentos, esencialmente completo,
combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales, y que no cumple los
requisitos de un sistema dual.
Sistema de pórticos
Es un sistema estructural compuesto por un pórtico espacial, esencialmente completo,
sin diagonales, que permite resistir las cargas verticales y fuerzas horizontales de la
estructura.
Es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y sin
diagonales, combinado con muros de carga o pórticos con diagonales. Para clasificar el
sistema como dual se deben cumplir los siguientes requisitos:
a)    El pórtico espacial resistente a momentos, sin diagonales, esencialmente completo,
debe ser capaz de soportar las cargas verticales.
b)    Las fuerzas horizontales son resistidas por la combinación de muros de carga o
pórticos con diagonales, con el pórtico resistente a momentos, el cual puede ser un
pórtico de capacidad especial de disipación de energía (DES), cuando se trata de
concreto reforzado o acero estructural, un pórtico con capacidad moderada de disipación
de energía (DMO) de concreto reforzado, o un pórtico con capacidad mínima de
disipación de energía (DMI) de acero estructural. El pórtico resistente a momentos,
actuando independientemente, debe diseñarse para que sea capaz de resistir como
mínimo el 25 por ciento del cortante sísmico en la base.
c)     Los dos sistemas deben diseñarse de tal forma que en conjunto sean capaces de
resistir la totalidad del cortante sísmico en la base, en proporción a sus rigideces
relativas, considerando la interacción del sistema dual en todos los niveles de la
edificación, en ningún caso la responsabilidad de los muros estructurales, o pórticos con
diagonales, puede ser menor del 75 por ciento del cortante sísmico en la base.
Sistema dual
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25 
En el presente documento se escoge el sistema estructural de muros de carga en mampostería 
estructural parcialmente reforzada. 
 
2.1.1 Sistema de muros de carga 
 
En el sistema estructural de muros de carga se requiere que la losa forme un diafragma 
horizontal preferiblemente rígido ante cargas en su plano, de manera que las cargas laterales 
puedan ser transmitidas a los muros más rígidos en cada dirección. Se debe garantizar un 
comportamiento monolítico resistente a fuerzas cortantes y tensiones provocadas por los 
momentos de volteo que se dan por la acción de las cargas laterales en cada nivel. 
Lo principal en este sistema, es lograr que sea lo suficientemente resistente para soportar 
las cargas que le son transmitidas por los elementos que soportan. Tiene una gran resistencia al 
desplazamiento lateral, debido al aporte de los muros estructurales que son fuertes en su plano, 
pero suelen fallar por cortante. 
El comportamiento de la estructura frente a cargas verticales actúa recibiendo y 
transmitiéndolas por las losas de entrepiso mediante la flexión a los muros portantes, quienes a 
su vez suman su peso propio y transmiten la carga axial así generada a los muros portantes de 
los pisos inferiores, creándose un proceso acumulativo que termina en la cimentación. 
 
Ilustración 8 Transmisión de Cargas Verticales 
 
Fuente: Fundamentos y aplicación de la mampostería estructural. 
 
Cuando se trata de las cargas horizontales se supone que están aplicadas a nivel de las 
losas de entrepiso, que actúan como diafragmas horizontales, transmiten y distribuyen la carga 
horizontal a los muros estructurales. Las losas de entrepiso deben estar en condiciones de 
absorber las fuerzas internas de tracción, compresión y cortante producidas por dichas cargas 
 
Se define el sistema estructural de la edificación. Según las características 
socioeconómicas del proyecto, en cuanto a ubicación y desarrollo arquitectónico. 
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26 
siendo así el elemento que resiste y disipa las cargas. A su vez las fuerzas laterales producidas 
por un sismo o viento, generan en los muros esfuerzos de flexión y cortante, ya que estos actúan 
como una viga en voladizo empotrada en la cimentación. 
 
Ilustración 9 Transmisión de Cargas Horizontales 
 
Fuente: Fundamentos y aplicación de la mampostería estructural. 
 
Debido a que los movimientos sísmicos se pueden presentar en cualquier dirección, es 
fundamental garantizar la resistencia sísmica de la edificación en dos direcciones ortogonales, 
para poder brindarle estabilidad frente a los efectos sísmicos tanto a la estructura como a cada 
uno de sus elementos. De esta manera una vez definido el sistema estructural, se realiza el 
dimensionamiento preliminar de la estructura, identificando como se dispondrá la mampostería y 
el diafragma asegurando que se cumplan con los parámetros de sismo resistencia y 
funcionalidad determinados en el reglamento. 
2.1.1.1 Mampostería estructural 
 
La mampostería es la unión de bloques o ladrillos de arcilla o de concreto con un mortero 
para conformar sistemas monolíticos tipo muro, que pueden resistir acciones producidas por las 
cargas de gravedad o las acciones de sismo o viento. El reglamento NSR-10 en el numeral D.2.1,la clasifica de la siguiente forma: 
- Mampostería de cavidad reforzada. 
- Mampostería reforzada. 
- Mampostería parcialmente reforzada. 
- Mampostería no reforzada. 
- Mampostería de muros confinados. 
- Mampostería de muros diafragma. 
- Mampostería reforzada externamente. 
 
El sistema a utilizar es el de Mampostería parcialmente reforzado que hace referencia según 
la NSR 10 definida como “Es la construcción con base en piezas de mampostería de perforación 
vertical, unidas por medio de mortero, reforzada internamente con barras y alambres de acero y 
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que cumple los requisitos del capítulo D.8. Este sistema estructural se clasifica, para efectos de 
diseño sismo resistente, como uno de los elementos con capacidad moderada de disipación de 
energía en el rango inelástico (DMO)” (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, 2010) 
Esta clasificación de la mampostería estructural se caracteriza por su buen comportamiento 
sísmico bajo los lineamientos y requisitos correspondientes a la NSR-10. Además de su bajo 
costo contribuyendo a la economía de acabados, además de su fácil y rápida instalación 
 
Ilustración 10 Muro en mampostería parcialmente reforzada 
 
Fuente: Metodologías de diseño para edificaciones en mampostería. 
 
2.1.1.1.1 Refuerzo mampostería estructural 
 
Debido a que la mampostería es un sistema rígido de comportamiento frágil no resulta 
muy efectiva al momento de soportar esfuerzos de tracción; razón por la cual el acero de refuerzo 
se convierte en uno de elementos más importantes de la mampostería estructural. Su función 
principal consiste en absorber los esfuerzos de tensión y en conjunto con la mampostería resistir 
los esfuerzos de cortante para poder brindarle a la edificación mayor capacidad de respuesta 
frente a la acción de cargas laterales. 
Este elemento también facilita el funcionamiento del sistema ya que forma parte de las 
conexiones entre varios de sus componentes, asegurando un comportamiento monolítico del 
sistema. El reglamento establece que se deben usar barras de acero corrugado embebidas en 
mortero para permitir la transmisión de esfuerzos entre la mampostería y el refuerzo y viceversa; 
y deberán disponerse en las dos direcciones de los planos, vertical y horizontal. 
Su selección y ubicación será definida por el diseñador competente teniendo en cuenta las 
siguientes recomendaciones: 
 
 Solo podrá disponerse acero de refuerzo vertical y horizontalmente, las unidades de 
mampostería no permiten ubicarlo diagonalmente. 
 Usar barras con diámetros compatibles con los espacios de las cavidades de las unidades 
de mampostería, con el fin de garantizar su adherencia. 
 Cumplir con los requisitos establecidos en los numerales D.4.2 y D.8.3 de la NSR-10. 
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2.1.1.1.2 Propiedades de los materiales 
 
Los materiales que se requieren para las construcciones en mampostería estructural 
como las unidades de mampostería, el acero de refuerzo, el mortero de pega y el mortero de 
relleno (grout), deben cumplir los requisitos de calidad establecidos en el titulo D, capitulo D.3 de 
la NSR-10. 
 
2.1.1.1.2.1 Unidades de mampostería 
 
Las unidades de mampostería estructural son diseñadas con capacidad portante para 
resistir su propio peso y, además cargas verticales y horizontales, mientras que los bloques no 
estructurales deben resistir solamente su propio peso. 
Las unidades de perforación vertical son unidades de arcilla, sillico-calcáreas o concreto 
que permite ejecutar fácilmente el paso de las instalaciones de gas, luz y agua que luego pueden 
rellenarse sin comprometer la resistencia de los muros además permiten la colocación de barras 
de refuerzo a través de ellas las cuales son fijadas al muro mediante mortero de relleno (grout). 
Al momento de colocarse las unidades de mampostería, deben estar secas, limpias y libres de 
imperfecciones que afecten negativamente las propiedades mecánicas o físicas del muro 
En el presente documento se escogieron los mampuestos de arcilla cocida debido a 
algunas ventajas que presenta en comparación al concreto, siendo: 
 Presenta un mayor aislamiento acústico y de humedad. 
 Es mejor para el medio ambiente pues emite 66% menos de dióxido de carbono que los 
bloques de concreto 
 No requiere de mucho mantenimiento y tienen mayor vida útil 
 Mantiene sus propiedades y color natural por mucho más tiempo que el concreto, debido 
a que por naturaleza el concreto es poroso y absorbe más agua 
 La fuerza de tensión en comparación con la del concreto es más alta. 
 Son menos pesadas 
 Tienen mayor ductilidad, es decir soportan un poco más presión que las de concreto 
 Es más eficiente en el aislamiento térmico, esto es porque el coeficiente de conductividad 
térmica es mayor en el concreto que la arcilla. 
 El bloque de hormigón requiere una modulación muy rigurosa ya que no deberían 
cortarse, es decir que habrá que tomar como modulo medio bloque. 
 Con respecto al precio comercial es más económico 
 El peso es menor, lo que facilita su colocación a diferencia del bloque de concreto que 
por su mayor peso dificulta la tarea. 
 
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En la normativa colombiana NSR-10, Titulo D, numeral D.3.6.4.1 define que el área de 
las celdas verticales de la pieza de mampostería en posición normal, no puede ser mayor que el 
65% del área de la sección transversal. Las celdas verticales u horizontales continuas en donde 
se coloque refuerzo no pueden tener un espesor menor que el establecido en la tabla 5. 
 
Tabla 5. Espesores mínimos de paredes para unidades de perforación vertical. 
 
Fuente: NSR-10 – Titulo D - Tabla D.3.6-1 
 
Con respecto a las perforaciones secundarias el numeral D.3.6.4.2 del reglamento, 
manifiesta que “Las unidades de perforación vertical en arcilla cocida pueden tener perforaciones 
secundarias en las paredes, distintas a las celdas principales y paralelas a ellas. Las 
perforaciones secundarias en las paredes no pueden tener una dimensión transversal mayor de 
20 mm ni pueden estar a menos de 10 mm del borde de la pared perforada”. 
La norma acepta que estas unidades sean combinadas en donde no se requiera refuerzo 
vertical y utilizando aparejo trabado únicamente. En edificaciones de uno y dos pisos del grupo 
de uso I para mampostería no reforzada y parcialmente reforzada con unidades de perforación 
horizontal. En el caso de las unidades macizas solo se puede combinar cuando la mampostería 
es parcialmente reforzada. 
 
2.1.1.1.2.2 Acero de refuerzo 
 
El acero de refuerzo es uno de los materiales de la construcción vitales para los edificios y obras 
en la actualidad. El uso de este acero de refuerzo se da fundamentalmente por las propiedades 
que tiene este material ante grandes deformaciones sin perder su resistencia. 
 
Se define la unidad de mampostería a utilizar según las necesidades del proyecto. 
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La descripción más completa de las propiedades mecánicas de los aceros se realiza mediante 
sus curvas esfuerzo – deformación bajo cargas de tracción, las mismas que varían dependiendo 
de la composición química del material y sus procesos de fabricación. Algunas de las 
propiedades que se presentan son: 
 El esfuerzo de fluencia que también es llamado Limite de fluencia, es el nivel de tensión 
a partir del cual el material elástico lineal se deforma plásticamente o el valor del esfuerzo 
a que un material sufre gran aumento en deformación sin aumento en el esfuerzo, siendo 
el esfuerzo de fluencia del acero de 4200 
𝑘𝑔
𝑐𝑚2 
 El módulo de elasticidad se e designa usualmente por 𝐸. Está asociadodirectamente con 
los cambios de longitud que experimenta en este caso el acero de refuerzo, cuando está 
sometido a la acción de tensiones de tracción o de compresión. Por esa razón se le llama 
también módulo elástico longitudinal 
 La resistencia a la tensión es el límite de elasticidad máximo de tensión que soporta el 
acero sin que haya deformación permanente. 
 
2.1.1.1.2.3 Mortero de pega 
 
El mortero de pega es la mezcla plástica de materiales cementantes, agregado fino y 
agua, que se usa para unir las piezas de mampostería. Para la mampostería estructural 
parcialmente reforzada debe cumplir con los requisitos de la NSR-10 numeral D.3.4. 
 
Tabla 6. Clasificación de los morteros de pega por propiedad o por proporción. 
 
Fuente: NSR-10. – Titulo D - Tabla D.3.4-1 
Escoger el acero de refuerzo a utilizar que cumpla con los requisitos de diseño 
definidos en el numeral D.5.2.1 del reglamento NSR-10, donde entre sus exigencias esta que 
el módulo de elasticidad del acero de refuerzo debe tomarse como 𝑬𝒔 = 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝑴𝑷. 
https://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica
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En el caso del mortero de pega para mampostería parcialmente reforzada no se permite 
usar mortero tipo N. 
 
 
2.1.1.1.2.4 Resistencia a la compresión de la mampostería 
 
La resistencia a la compresión es el esfuerzo máximo que puede soportar un material 
bajo una carga de aplastamiento por unidad de área. En el caso de la mampostería que agrupa 
mortero de pega, mortero de relleno y unidad; las propiedades de cada uno son distintas y no se 
puede establecer que la resistencia de la mampostería es igual la de la unidad o la del mortero, 
sino que es la interacción de cada uno de los materiales que la conforman. 
Según el numeral D.3.7 de la NSR-10 este valor se debe determinar usando alguno de 
los siguientes procedimientos: 
 Por medio de registros históricos. 
 Por determinación experimental sobre muretes de prueba. 
 Por medio de ensayos sobre materiales individuales. 
 
La NSR-10 establece en el numeral D.8.1.4 que la resistencia a la compresión de la 
mampostería 𝒇´𝒎, para mampostería parcialmente reforzada no puede ser menor de 8 MPa” 
Escoger el tipo de mortero de pega a utilizar que cumpla con los requisitos de la NSR-
10 numeral D.3.4 
Hallar la resistencia a la compresión de la mampostería 
Como no se cuenta con ensayos de muretes preliminares o históricos, se utilizará el 
procedimiento de ensayos sobre materiales individuales para obtener el valor de la resistencia 
a compresión de la mampostería 𝒇𝒎´, por medio de las siguientes expresiones: 
 
𝑹𝒎 = (
𝟐𝒉
𝟕𝟓+𝟑𝒉
)𝒇´𝒄𝒖 + (
𝟓𝟎𝒌𝒑
𝟕𝟓+𝟑𝒉
)𝒇´𝒄𝒑 ≤ 𝟎. 𝟖𝒇´𝒄𝒖 (1) 
 
Fuente: NSR-10. – Titulo D – Ecuación D.3.7-1 
 
𝒇´𝒎 = 𝟎. 𝟕𝟓𝑹𝒎 (2) 
Fuente: NSR-10. – Titulo D – Ecuación D.3.7-2 
Para la mampostería de cavidad reforzada o de perforación vertical, inyectada con mortero 
de relleno, 𝒇´𝒎 se obtendrá mediante la ecuación 3. 
 
𝒇´𝒎 = 𝟎. 𝟕𝟓[𝒓𝑹𝒎 + 𝟎. 𝟗𝒌𝒓(𝟏 − 𝒓)𝒇´𝒄𝒓] ≤ 𝟎. 𝟗𝟒𝑹𝒎 (3) 
Fuente: NSR-10. – Titulo D – Ecuación D.3.7-3 
 
 
 
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Donde, 
𝒇´𝒄𝒖 Resistencia a la compresión de la unidad de mampostería, MPa 
𝒇´𝒄𝒑 Resistencia a la compresión del mortero de pega, en MPa 
𝒇´𝒄𝒓 Resistencia a la compresión del mortero de relleno, en MPa 
𝒇´𝒎 Resistencia a la compresión de la mampostería, en MPa 
𝑲𝒑 Factor de corrección por la absorción de la unidad 
𝐾𝑝 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑎 𝑜 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜 − 𝑐𝑎𝑙𝑐á𝑟𝑒𝑎𝑠 = 0.8 
𝑲𝒓 Factor de corrección por la absorción de la unidad 
𝐾𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑎 𝑜 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜 − 𝑐𝑎𝑙𝑐á𝑟𝑒𝑎𝑠 = 0.75 
𝒉 Altura de las piezas de mampostería, en mm 
𝒓 Relación entre el área neta y el área bruta de las unidades de mampostería 
adimensional 
 
2.1.1.1.2.5 Módulo de elasticidad de la mampostería 
 
El módulo de elasticidad es un parámetro que indica la relación que existe en la zona de 
comportamiento elástico del material, entre los incrementos de tensión aplicados en el ensayo 
de tracción y los incrementos de deformación longitudinal unitaria producidos. Representa la 
rigidez del material ante una carga impuesta sobre el mismo. 
Tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión, siendo una constante 
independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite 
elástico, y siempre mayor que cero. 
 
 
2.1.1.1.2.6 Mortero de relleno (grout) 
 
El mortero de relleno es la mezcla fluida de materiales cementantes, agregado fino y 
agua, con la consistencia apropiada para ser colocado sin segregación en las celdas o cavidades 
de la mampostería. 
Para la mampostería estructural parcialmente reforzada debe cumplir con los requisitos 
de la NSR-10, numeral D.3.5, en el cual se define que la resistencia a la compresión medida a 
los 28 días, 𝒇´𝒄𝒓, debe tener un valor máximo de 1.5 veces 𝒇´𝒎 y un valor mínimo de 1.25 veces 
𝒇´𝒎, pero no puede ser inferior a 12.5 MPa. 
Hallar el módulo de elasticidad que según la NSR-10 se puede hallar teóricamente 
cuando hay ausencia de datos experimentales, utilizando la siguiente ecuación para la 
mampostería en arcilla: 
𝑬𝒎 = 𝟕𝟓𝟎 𝒇´𝒎 ≤ 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎 𝑴𝑷𝒂 (4) 
Fuente: NSR-10. – Titulo D – Ecuación D.5.2-3 
 
http://www.tenso.es/utilidades/glosario.asp?termino=L%EDmite%20el%E1stico
http://www.tenso.es/utilidades/glosario.asp?termino=L%EDmite%20el%E1stico
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2.1.1.2 Clasificación muros en mampostería 
 
Los muros en mampostería corresponden a los elementos fundamentales en el diseño de 
la edificación; debido a que no solo conforman espacios, sino que también en conjunto funcionan 
como apoyo a las placas de entrepiso y forman el sistema de resistencia sísmica de la estructura. 
Según la función que desempeñen se clasifican en muros estructurales y muros no estructurales. 
2.1.1.2.1 Muros estructurales 
 
Son muros de longitud considerable en relación a su espesor, que resisten cargas en su 
plano adicionales a su propio peso, por lo cual se deben diseñar para soportar solicitaciones 
tanto verticales como horizontales; se caracterizan por ser continuos desde la cimentación hasta 
el último piso. 
 
2.1.1.2.2 Muros no estructurales 
 
Son muros dispuestos para separar espacios, que resisten únicamente las cargas y 
esfuerzos debidos a su propio peso; es decir no cumplen una función estructural. Sin embargo, 
este tipo de muros deben estar anclados a la estructura, ya que durante un sismo podrían 
volcarse o agrietarse. Dentro de este grupo se identifican los muros divisorios y antepechos. 
 
2.1.1.3 Modulación muros en mampostería 
 
Un módulo se define como una estructura o bloque de piezas que, en una construcción, 
se ubican en cantidad a fin de hacerla más sencilla, regular y económica. Todo modulo, por lo 
Hallar resistencia a la compresión del mortero de relleno a utilizar. 
La resistencia a la compresión del mortero de relleno deberá ser evaluada paralelamente con 
la resistencia a la compresión de la mampostería, con el fin de cumplir con los requisitos 
establecidos en la norma en los numerales D.3.5 y D.3.7 siendo primordial verificar que: 
𝒇´𝒄𝒓 ≥ 12.5 𝑀𝑝𝑎 (5) 
1.25𝒇´𝒎 ≤ 𝒇´𝒄𝒓 ≤ 1.5𝒇´𝒎 (6) 
Fuente: NSR-10. – Titulo D – D.3.5.3 
 
Clasificar los muros según su función en estructurales o no estructurales 
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tanto, forma parte de un sistema y suele estar conectado de alguna manera con el resto de los 
componentes. La arquitectura presenta como módulo a aquella medida que se emplea para 
calcular las proporciones