Inicio y Actualidad de la MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL

Inicio y Actualidad de la MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL

En el presente documento el Ing. Cheo Velázquez nos comenta un poco sobre el inicio y avances de la mampostería estructural a lo largo del tiempo.

Uno de los primeros proyectos realizados que yo sepa, porque estuve ahí en su construcción, inicio en el año 1980 en la ciudad de Bogotá – Colombia, calculo estructural bajo las normativas del código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes de la época a través del decreto – ley 1400 de 1984 fue un primer intento de normalización del diseño y construcción de estructuras en el medio nacional y estuvo vigente durante 14 años.

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A partir de los inicios de la mampostería estructural en Colombia, el proyecto con una duración de 4 años en donde se construyeron 11 bloques de edificios de 5 pisos y sótanos, con 1200 apartamentos han soportado los sismos de los años de 1981 con una magnitud de 5.9 en la escala de Richter, 1983 hubo dos sismos, uno de 5.6 y otro de 6.7, en el año de 1988 de magnitud 5.0, en el año de 1992 con magnitud de 7.1, en el 93 de 6.0, en el 94 de 6.8, en el año de 1995 hubo cuatro movimientos, uno de 6.5, 6.4, 5.7 y otro de 5.0, en el año de 1999 de 6.1, en el 2004 de 7.2, en el 2008 de 5.9, en el 2013 de 7.0, en el 2014 de 5.8, en el 2015 de 6.3 y en el 2016 de 5.2 en la escala de Richter.

He monitoreado cada uno de los edificios cuando tengo la oportunidad de viajar a Colombia y lo único que encuentro después de 40 años, son fisuras leves por asentamientos y deterioro de acabados; esto quiere decir que el sistema se comportó muy bien ante los sismos presentados a la fecha. Se han modificado las normas por los sismos más fuertes presentados y se dio como conclusión que por el amarre que presenta la mampostería, vertical y horizontalmente ha mantenido estables los muros, caso contrario a la mampostería presentada de estructuras aporticadas con los muros sin amarre alguno y viviendas de dos pisos sin un sistema de amarre a la mampostería, fue el resultado de las personas fallecidas en los eventos presentados más fuertes.

En el transcurso de los años han sido modificadas las normas, primero con la ley 400 de 1997, de donde se expidieron los reglamentos de Construcción Sismo Resistente NSR-98 (1998), que substituyó al Código de 1984, y la actualización expedida en el 2010 como Reglamento NSR-10, hoy vigente. Esto dos reglamentos y por razones obvias se fueron reforzando los nuevos diseños de la Mampostería estructural. Cabe anotar que este sistema es el único conocido como su nombre lo indica. La mampostería estructural es un sistema compuesto por bloques de concreto y otros materiales que conforman sistemas monolíticos que pueden resistir cargas de gravedad, sismo y viento.

Este sistema está fundamentado en la construcción de muros pegados a mano, de perforación vertical, reforzadas internamente con acero estructural y alambrones de amarre, los cuales cumplen todas las especificaciones propuestas en el Título D de la NSR – 10. Las celdas de las unidades de mampostería se pueden rellenar parcial o completamente con concreto de gravilla fina y arena de rio, denominado como grouting con una resistencia entre los 3000 y 3500 psi.

Mampostería estructural

Proceso Constructivo

Los diseños a niveles estructurales, han tenido cambios por razones de nuevas normas, como lo indique anteriormente, comparando lo inicial con la actualidad, se ha presentado en los reforzamientos verticales y horizontales y el aumento en el relleno de las celdas con el Grouting y aumento de la rigidez en los vértices de los muros. Igualmente, con el paso de los años y la aparición de nuevas tecnologías, ha rezagado a la mampostería estructural, son muy pocos los edificios hasta 5 o 6 pisos que se diseñan con este sistema, dando paso a la construcción industrializada y se ven grandes edificios hasta de 25 pisos para vivienda. Como su comportamiento estructural ha sido muy bueno en la parte sísmica, voy a retomar su proceso como una historia de uno de los sistemas más seguro y económico, que se pudo conocer.

Preparación del terreno y Excavaciones

Los lotes utilizados contaban con un área 2400 m2, en donde se excavaron para conformar el espacio de semisótano para parqueaderos de automóviles de cada apto y depósitos individuales; previamente se alisto la superficie para su replanteo y localización; espacios en sus entornos muy organizados por lo que se contaba con el urbanismo construido inicialmente. En las excavaciones se tuvo en cuenta según estudio de suelos, taludes que fueron protegidos con mortero preparado con arena de peña y cemento, con una relación 1:6 para evitar la erosión del terreno.

Cimentación

La cimentación fue diseñada con zapatas aisladas, con doble malla de refuerzo en varillas de ½” en ambas direcciones cada .20 m, con vigas de amarre de 0.50 X 0.80 metro en ambas direcciones respetando el despiece del hierro de cada una de las vigas, previamente a esta actividad, fueron realizadas las excavaciones a mano con protección de concreto de limpieza y mortero pobre en las paredes de las excavaciones, para proteger el refuerzo y garantizar el recubrimiento lateral y de fondo, que a través de distanciadores en concreto que llamábamos panelas, se colocaban en la parte inferior del refuerzo de las vigas y en los bordes laterales de las mismas.

Se utilizó concreto de 3000 psi a los 28 días para zapatas y vigas de cimentación. En el perímetro del edificio a nivel de semisótano, se dejó una viga con zarpa para el muro de contención, provisto de unos arranques verticales en varillas de 5/8” ubicadas estratégicamente según diseño estructural.

A nivel de semisótano se construyó el muro de contención, en bloque de concreto estructural de 1520X20, en todo el perímetro, dejando el espacio del acceso para parqueos. El muro fue reforzado con varillas verticales y la colocación de Grouting de 3000 psi y encorozado con una viga cabezal en todo el perímetro del muro. Se dejaron arranques de las columnas que soportarían una placa aligerada de transición a nivel de primer piso. Con un recebo compactado a nivel de semisótano, se fundió la palca de contrapiso reforzada en malla electrosoldada de 4X4 mm de 15x15CM, fundida en concreto de 3000 psi a 28 días.

Placa de Primer piso o de Transferencia

¿Qué es una placa de Transferencia o de Transición? En la actualidad se usa muy poco, porque el sistema se ha reducido a la construcción de viviendas de dos pisos y no es necesario este tipo de placas, fueron utilizadas entre los años 80 y 2000, después apareció la construcción industrializada, con sus muros en concreto reforzado con malla electrosoldada que ha funcionado muy bien y por su rigidez se comporta muy bien contra las fuerzas de sismos. La placa de transición hace las veces de una cimentación en un nivel superior al suelo, porque de ahí arrancan los refuerzos verticales para los muros en concreto y que lo llamábamos Dovelas, eran placas aligeradas en casetón de guadua con un espesor entre 60 y 80 cms.

En la actualidad no se utiliza la placa de transferencia y los refuerzos verticales o dovelas parten de la cimentación, no hay cabida para un semisótano complicando un poco las instalaciones de medidores de energía, gas y agua. Los parqueaderos son construidos a cielo abierto.

Dovelas en Placa de Transferencia y primer piso

A partir de éste nivel se inicia la Mampostería Estructural, dando paso al Primer piso y de donde se colocan los refuerzos verticales en varilla de 60.000 psi con diámetros dependiendo del diseño estructural; ésta placa como matriz de toda la estructura fue armada en ambas direcciones y las vigas diseñadas teniendo en cuenta el sentido de los muros portantes, mostrando el camino del armado de placas y muros a los pisos siguientes hasta el 6to. Piso. Antes de vaciar el concreto de la placa de transición de primer piso, se realizaba un replanteo con los bloques de concreto y la posición exacta de las Dovelas o refuerzo vertical, embebidas en las vigas de placa.

Por la magnitud y tamaño de la placa fundida en concreto 3000 psi, siempre se vaciaban con bomba estacionaria o telescópica y reubicación de las dovelas o refuerzo vertical. Por la cantidad del concreto colocado se tuvo un curado especial en donde se inundaba con agua hasta cumplir 7 días de edad.

Dovelas en Placa de Transferencia y primer piso

Mampostería

El Replanteo inicial se realiza con trazos con cimbras con mineral de color y se van colocando los bloques en concreto de 15X20X40 enteros y 15X20X20 medios para cumplir con el trabe a la mitad, como un requerimiento estructural; cuando todo esta verificado con la colocación sin pega del bloque en primera hilada, se inicia la pega realizada a mano, no aplica el uso de herramienta como el palaustre; se utiliza las boquilleras en aluminio, las plomadas y los hilos para verificar la posición del muro. Se puede proceder a instalar la primera hilada, verificando las dimensiones de los vanos de las puertas. Los ladrillos en donde se encuentran los refuerzos de acero estructural deben tener una caja para conformar la ventana de limpieza de esa cavidad cuando se termine de levantar el muro. Para ubicar las hiladas de forma sucesiva se pueden marcar los niveles en boquilleras para asegurar que se construyen de forma nivelada a las pegas. La distribución debe considerar espacios que permitan colocar piezas enteras en altura. Esto es de gran importancia cuando se desea dejar los ladrillos a la vista.

Se van colocando los bloques de concreto de forma sucesiva teniendo en cuenta que queden nivelados y aplomados. Para esto se emplean hilos en los niveles descritos anteriormente junto con la boquillera y plomada. Se debe controlar el espesor del mortero de pega horizontal con un máximo de 1.3 cm y 7mm mínimo por recomendación estructural. El refuerzo horizontal cada 4 hiladas con espesor según diseño, la pega vertical de cumplir con espesores iguales a la pega vertical y modular según la longitud del muro, tanto vertical como horizontalmente.

Es importante dejar fraguar la pega de los muros antes de abrir la ventana de inspección y limpieza, colocada en la parte inferior del muro, para evitar que se desprenda la pega del bloque; después de 24 horas se realiza la limpieza de las celdas verticales del muro, donde vaya rellenado con Grouting de resistencia 3000 psi, el concreto es completamente fluido para garantizar que las celdas queden completamente llenas. El grouting debe brotar de la ventana de inspección, dejar sin nivelar con el muro hasta que el relleno fragüe totalmente; igualmente los refuerzos verticales deben quedar centrados en cada una de las celdas.

El control de calidad de los materiales, se debe realizar siempre que llegue un nuevo material a obra, llevar al laboratorio unos bloques de concreto, toma de cilindros para el concreto fluido (Grouting), una muestra del hierro y muestras del mortero de pega, así se garantiza la idoneidad de cada uno de los materiales utilizados.

En las celdas verticales de los bloques de concreto que quedan vacías se van colocando las instalaciones de servicios eléctricos, de agua, sanitarias, etc. Por lo general sobre los muros de mampostería se apoya una placa de entrepiso o el de una cubierta, Para el primer caso se cuidará que el refuerzo se prolongue en una longitud que considera el espesor de la placa de entrepiso, o viga de ésta, y el traslapo del muro siguiente. Cuando el remate es una placa de cubierta el refuerzo de la celda rematará con un gancho para anclarse en la placa de cubierta o viga de remate del muro.

mamposteria 2

Placa de Entrepiso

En esta actividad se presentaron dos tipos de armado; inicialmente se disponía de un espacio en donde se prefabricaban unas canaletas con refuerzo en malla de gallinero y unos refuerzos laterales en varilla de ¼”. las canaletas son colocadas sobre los muros y apoyadas 1.5 cm, luego el espacio que quedaba entre canaletas se formaba un espacio cubierto por una vigueta reforzada en varillas de ½”, fundidas junto con el recubrimiento superior en concreto de 3000 psi, formando la placa de entrepiso o de cubierta o las vigas de remate del muro si es el caso. Esta placa les da rigidez a los muros y complementa el sistema estructural. En general para la construcción de estructuras de mampostería estructural se deben seguir una serie de pasos que son esenciales en todos los procesos, sin importar el tipo de diseño que se tenga, cumpliendo con todas las especificaciones consignadas en la versión vigente de la Norma Sismo Resistente.

Seguido a la primera placa de entrepiso fundida, se repite consecutivamente el proceso mampostería – grouting – placa de entrepiso hasta llegar a la cubierta en donde las Dovelas o refuerzos verticales rematan en gancho de 180° embebidos en las vigas de amarre de encoroce. Cabe anotar que las placas de entrepiso van reforzadas con una malla electrosoldada de un tipo Q4, de 15X15 con espesor de 5mm en ambos sentidos. Este tipo de placa deba un espesor de la canaleta más el recubrimiento superior de 5cm de espesor, un total de 30 cms.

Posteriormente se utilizaron formaletas Fabricadas en tablex compactado de 2 cm mancilladas para dar un buen acabado de techo; esta placa de entrepiso se fundió maciza de 12 cm, con refuerzos muy parecidos a la anterior y fundida en todo momento con hormigón bombeado de 3000 psi.

Y por último se cambió a unos prefabricados que servían de formaleta, con un espesor de 5 cm, apoyadas en el borde de la mampostería, con una malla electrosoldada y refuerzos adicionales en el centro de la luz para minimizar flexión en el centro de la placa, con un espesor de 7cm, quedando un espesor final de 12 cm. Con este sistema hasta lo que conozco, finalizaron los edificios en mampostería estructural, dando cabida a las casas de interés social de dos (2) pisos.

Sistemas remplazantes

La mampostería reforzada es actualmente el proceso de construcción que más se emplea, esto se debe a que los resultados reportan grandes beneficios. Una de las ventajas, de este tipo de construcción, es que constituye un aislante térmico y acústico. Más del 80% de la población mundial escoge este procedimiento como el ideal para las construcciones de sus viviendas. La razón por la que es elegida, se debe a que brinda mucha más seguridad, es mucho más resistente y garantiza mayor duración. Con la aparición de los sistemas Industrializados y los de mampostería estructural VIS, mampostería confinada y estructuras aporticadas con mampostería no estructural, se fueron abriendo paso y dejando rezagada la construcción en altura con mampostería estructural. Estos temas los tratare como otro capítulo aparte posteriormente.

Sistemas reemplazantes de la mampostería estructural

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AUTOR: Ing. Cheo Velázquez

WEB: www.delauniversidadalaobra.com

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