La presente tesis se desarrolló con la finalidad de determinar principalmente las características estructurales de la albañilería y sus componentes, con unidades fabricadas artesanalmente en las diferentes zonas de la región Junín. Primero se registró a los artesanos, se identificó las características principales de la materia prima, la ofertademanda de las unidades en el mercado, el proceso de producción y se zonificó en cuatro grupos (Palián, Cajas, Saño y Jauja). / Tesis

La albañilería confinada es un sistema de construcción que en el Perú conforma gran parte de las construcciones existentes para viviendas y especialmente en zonas de recursos limitados, zonas donde se acostumbró a edificar muros estructurales (muros portantes) con unidades de ladrillo tubular (ladrillo pandereta). El uso del ladrillo pandereta está prohibido para muros estructurales según la norma técnica de albañilería E0.70. Esto se está dando en la costa del Perú y en especial en la ciudad de Lima una zona altamente sísmica, donde existen edificaciones de hasta cinco niveles construidas con unidades tubulares. Por lo que la presente tesis fue desarrollada con la finalidad de evaluar una técnica de reforzamiento mediante la utilización de una malla electrosoldada. Para esto se construyeron pilas, muretes y dos muros a escala natural construidas con ladrillos pandereta aplicando la técnica de reforzamiento mencionada. El efecto sísmico fue simulado mediante cargas laterales cíclicas que se aplicaron hacia los muros a escala natural con un actuador dinámico estructural en varias fases con desplazamiento lateral controlado. Al mismo tiempo se aplicaron cargas gravitacionales que representarían de una manera aproximada las cargas de servicio que tenemos en una edificación real. Los ensayos se realizaron en el laboratorio de estructuras de la PUCP, en los cuales se determinó el comportamiento mecánico y propiedades mecánicas de los muros reforzados con malla electrosoldada. Esta información de alguna manera es la base para la implementación de las normas existentes, ya que no se contemplan actualmente alternativas para dar una solución al problema ya descrito inicialmente. / Tesis

En el presente trabajo de investigación se propone la mejora del comportamiento sísmico de estructuras autoconstruidas que tengan como sistema estructural albañilería confinada de ladrillo pandereta. Para esto se ha decidido la aplicación de malla electrosoldada en ambas caras del muro y adherido firmemente mediante el uso de anclajes, además, con la finalidad de aprovechar las características de este material, se ha decidido que la colocación de este elemento se haga de tal forma que las hebras queden alineadas con las diagonales del muro. La metodología para demostrar la eficacia del estudio se basó en un análisis numérico usando modelos de plasticidad concentrada y modelos puntal tirante o de armaduras no lineales, además, con la finalidad de obtener las mejores predicciones del comportamiento mecánico de los elementos, en especial la albañilería, se usó el modelo propuesto por Martinelli et. (2015). Los resultados muestran que la malla electrosoldada logró incrementar la rigidez y resistencia lateral de los muros de albañilería, logrando incrementar su resistencia y rigidez lateral hasta en un 50%. Además, los resultados numéricos indican que la aplicación diagonal de las mallas electrosoldada logró mejorar el desempeño sísmico de la estructura original de manera notable, en específico, se logró un nivel de desempeño sísmico de seguridad de vida, con respecto del nivel de desempeño alcanzado antes del reforzamiento, que fue de prevención de colapso. / The present research work proposes the improvement of the seismic behavior of self-built structures that have a confined tambourine brick masonry as a structural system. For this, it has been decided to apply electrowelded mesh on both sides of the wall and firmly adhered through the use of anchors, in addition, in order to take advantage of the characteristics of this material, it has been decided that the placement of this element is done in such a way so that the strands are aligned with the diagonals of the wall. The methodology to demonstrate the effectiveness of the study was based on a numerical analysis using models of concentrated plasticity and models of tie strut or non-linear reinforcements, in addition, in order to obtain the best predictions of the mechanical behavior of the elements, especially masonry. the model proposed by Martinelli et. (2015). The results show that the electrowelded mesh managed to increase the rigidity and lateral resistance of the masonry walls, managing to increase their resistance and lateral stiffness by up to 50%. In addition, the numerical results indicate that the diagonal application of the electrowelded mesh managed to improve the seismic performance of the original structure in a remarkable way, specifically, a level of seismic performance of life safety was achieved, with respect to the level of performance achieved before. reinforcement, which was to prevent collapse. / Tesis

Debido a diversos factores propios de un país en desarrollo, el Perú presenta graves carencias en vivienda e infraestructura. Estas carencias se concentran principalmente en zonas rurales y urbanas de bajos ingresos. A causa de la necesidad de vivienda los pobladores de estas zonas ocupan terrenos inseguros y construyen sus casas de manera informal y no tecnificada. En los terrenos con pendientes, se construyen terrazas con rellenos no tecnificados que son retenidos por muros de roca sin labrar, unidas sin mortero, denominados pircas (proveniente del vocablo perqa en quechua). El uso de muros de piedra similares a las pircas es una práctica extendida por el mundo desde tiempos ancestrales con fines de agricultura o transporte. En el Perú, los muros de piedra fueron utilizados por los ingenieros de los periodos inca y pre-inca para construir los sistemas de andenes para el desarrollo de sistemas agrícolas, manejo de recursos hídricos y control de erosión. En la actualidad la técnica de la andenería se ha perdido. El presente trabajo es el resultado de una investigación descriptiva y exploratoria que tiene por objetivo compilar información sobre la construcción de pircas en la Ciudad de Lima y determinar el potencial de las pircas como sistema estructural para su uso urbano en la ciudad de Lima. La metodología consistió en (1) documentar y caracterizar el proceso constructivo de las pircas de algunos distritos de la ciudad de Lima mediante visitas y entrevistas a maestros constructores, (2) revisión y síntesis de la literatura sobre sistemas constructivos similares en el ámbito global, (3) revisión de estudios sobre andenerías en la zona andina y (4) análisis comparativo entre la técnica de las pircas y los sistemas constructivos similares encontrados. Cabe mencionar que este estudio no busca validar la actual técnica de construcción de pircas, sino que busca dar respuesta a la pregunta sobre su posible uso como una manera segura y económica de ocupación y determinar futuras líneas de investigación en ese sentido. El estudio determina que las actuales pircas tienen algunas características ventajosas pues son amigables con el medio ambiente y económicas. No obstante, son producto de un proceso de deterioro de la técnica tradicional ancestral utilizada en los andenes incas y pre-incas y, por lo tanto, no es posible asegurar su buen desempeño ante sismos o sobrecargas importantes. Además, las normas y reglamentos existentes en la literatura técnica sobre el diseño y construcción de sistemas similares denominados Dry Stone Retaining Walls (DSRW) no pueden aplicarse directamente al caso de las pircas pues sus características geométricas y de construcción son muy variadas. En conclusión, el uso de las pircas con la técnica actual no es aceptable, a menos que la técnica sea mejorada y estandarizada y que se establezcan mecanismos de capacitación eficientes para que la técnica pueda ser replicada y supervisada por las autoridades locales. Para ello es necesario estudios teóricos y experimentales de técnicas constructivas mejoradas que sirvan luego como base para normas o lineamientos en el ámbito local. Este trabajo de tesis fue financiado parcialmente por el proyecto 109-2017-FONDECYT “Validación de técnicas de construcción de pircas mediante estudios numérico experimentales con tecnología desarrollada en el Perú”.

El Perú es un país muy vulnerable a sismos debido a su ubicación geográfica. Hace 12 años el sur de nuestro país fue golpeado por uno de los terremotos más violentos de nuestra historia; ya que fue uno de los más destructivos en el cual se pudieron presenciar daños en diferentes construcciones, principalmente en aquellas de adobe, albañilería y algunas de hormigón armado. Uno de los principales motivos por los que se dieron estos daños fue la baja calidad de materiales de construcción empleados, ya que en muchos departamentos del Perú se utilizan unidades de albañilería huecas en la construcción de muros portantes, lo cual está prohibido por la Norma E.070. Las viviendas deben ser construidas con materiales de alta calidad, para evitar pérdidas materiales y sobre todo pérdidas humanas, es por ello que surge el interés por estudiar alternativas de materiales de calidad que puedan garantizar el buen comportamiento de las estructuras frente a sismos. La tesis tiene como objetivo el estudio y evaluación estructural de un nuevo material en el mercado, el ladrillo sílico calcáreo King Kong 11H, como una alternativa en la construcción de muros portantes de albañilería, ya que, debido al porcentaje de vacíos de la unidad, según la Norma E.070 clasifica como macizo, apto para la construcción de este tipo de muros. Para ello, en el proceso de investigación se construyó un muro confinado de albañilería con ladrillos sílico calcáreos 11H a escala natural, el cual fue sometido a un ensayo de carga lateral cíclica con control de desplazamiento. Con este ensayo se buscó conocer el comportamiento sísmico del muro, obteniendo su capacidad de corte, rigidez, deformación, etc.; así como el tipo de falla y las zonas más críticas. Adicionalmente, se hizo la construcción de 3 pilas y 3 muretes de albañilería con ladrillos 11H, para poder estimar las propiedades de la albañilería simple y así explicar el comportamiento del muro a escala natural. También se realizaron las pruebas clasificatorias y no clasificatorias en las unidades de albañilería 11H y los respectivos ensayos de las probetas de cada elemento utilizado como confinamiento para poder tener un control de los materiales empleados en la construcción del muro. Finalmente, se realizó un análisis de los puntos más importantes del muro considerando los desplazamientos laterales a los que fue sometido, con el fin de corroborar si cumple como muro portante, además de plantear recomendaciones y conclusiones sobre el uso de este nuevo ladrillo King Kong 11H. De los resultados obtenidos se concluye que el comportamiento estructural del muro confinado fue satisfactorio. Aunque solo se ensayó un muro, los resultados obtenidos indican que este tipo de ladrillo puede aceptarse y usarse como una buena alternativa a los ladrillos de arcilla sólida. Además, los ladrillos huecos de arcilla que comúnmente son mal empleados en muros estructurales debido a la cantidad de agujeros que presentan, podrían reemplazarse por ladrillos 11H, y de esta manera mejorar el comportamiento sísmico de las construcciones.

La finalidad de esta experiencia consiste en estudiar y efectuar comparaciones sobre el comportamiento sísmico estructural de dos muros de albañilería confinada, uno con peralte de columna de confinamiento de 20 cm (cubriendo el 17 de la longitud del muro) y el otro de 40 cm (cubriendo el 33 de la longitud del muro). Ambos muros presentarán conexión a ras con chicotes cada dos hiladas. Se busca además estudiar y establecer una comparación de los efectos que se producen en las interfases columnaalbañilería de cada uno de los muros. Los dos muros serán sometidos a ensayos de carga lateral cíclica con desplazamiento controlado. Además se procederá a realizar un análisis teórico mediante elementos finitos sobre el comportamiento de los dos muros de albañilería confinada. Para este estudio se optará por recurrir a valores tradicionales de las propiedades físicas y mecánicas de la albañilería confinada.

La presente tesis tiene como objetivo el análisis y diseño estructural de un edificio de 5 pisos con tanque elevado destinado al uso de viviendas, ubicado en Lima. Este proyecto se ha desarrollado empleando sistemas de construcción en el Perú: Muros de Albañilería Confinada y Elementos de Concreto Armado. El edificio se proyecta sobre un terreno rectangular de aproximadamente 260 m2, con un área techada de 235 m2, distribuido de modo que todos los pisos cuentan con cuatro departamentos de aproximadamente 50 m2. Los accesos se encuentran en las zonas laterales del edificio del primer piso, los cuales conducen a la escalera que une los cinco niveles. El terreno sobre el cual se encuentra el edificio es una grava arenosa típica de Lima cuya capacidad admisible es de 4.0 kg/cm2, a una profundidad de 1.50 m. En cuanto al diseño del edificio, se emplearon muros de corte tanto de albañilería confinada y de concreto armado. Se buscó una distribución que garantice una rigidez adecuada en ambas direcciones con la finalidad de controlar los desplazamientos laterales y evitar problemas de torsión, en conjunto con el uso de dinteles y vigas peraltadas en la zona correspondiente a la caja de la escalera. Definido lo anterior, se procedió a pre-dimensionar los elementos estructurales principales (losas macizas, vigas, columnas, muros de albañilería y de concreto armado), siguiendo los criterios y recomendaciones de los libros de diseño estructural empleados en esta tesis. A continuación se procedió a realizar el metrado de cargas verticales para el análisis sísmico, cumpliendo con lo estipulado en las normas E.020 y E.030 de Cargas y de Diseño Sismo Resistente, respectivamente, con especial énfasis en las solicitudes de la norma E.070 de Albañilería para los muros respectivos. Posterior al análisis y verificación del cumplimiento de los requisitos y comprobación sísmica global del edificio, se diseñaron los elementos estructurales según la norma E.060 de Concreto Armado y en el caso de los muros de albañilería confinada, de acuerdo a la norma E.070. Tales elementos diseñados fueron los siguientes: losas macizas, vigas, muros de corte de concreto (placas), muros de albañilería, escalera, tanque elevado y cimentación, esta última tomando en consideración la Norma E.050 de Cimentaciones. Finalmente se presenta el presupuesto correspondiente al casco de la estructura, con precios actualizados al mes de setiembre del presente año.

El término muro de piedra con junta seca o pirca se refiere a aquella albañilería construida apilando piedras y sin usar mortero. Existen pocos estudios que hayan analizado su desempeño estructural ante cargas de sismo perpendiculares a su plano principal; por ello resulta necesario realizar estudios teóricos y experimentales a escala natural que evalúen su comportamiento ante estas cargas. En la presente tesis se diseñan dos equipos de ensayo denominados mesas inclinables para ensayos estáticos, MIEE, para realizar ensayos en especímenes a escala natural ante cargas laterales fuera de su plano. La MIEE gira al muro de tal manera que una componente de su peso propio actúa en dirección perpendicular a su plano principal. En el primer capítulo se presenta el problema, los objetivos, el alcance y la metodología de la tesis. El segundo capítulo trata sobre el estado del arte de pircas y su desempeño ante cargas de servicio y de sismo. Además, se describen los equipos para ensayos de muros utilizados en estudios previos. En el tercer capítulo se realiza la caracterización de las pircas de un sector representativo del distrito de Carabayllo, incluyendo su tipología, proceso constructivo, propiedades mecánicas y geotécnicas, y finalmente se realiza un análisis de estabilidad de las pircas y el talud con el método denominado “equilibrio límite”. En el cuarto capítulo se presentan dos propuestas de diseño de mesa inclinable: (1) MIEE con movimiento monotónico y (2) MIEE con movimiento cíclico. Se definen los siguientes parámetros de diseño: peso máximo, máximo ángulo de inclinación y velocidad de izaje. Se diseñan los componentes: mecánico, civil y sistema de izaje de los equipos propuestos. El sistema de izaje de la mesa monotónica consiste en un conjunto de pistones hidráulicos accionados con un tablero de control; mientras que el sistema izaje de la mesa cíclica consiste en un ensamble de poleas, cables y winches eléctricos. Finalmente, en el quinto capítulo se discuten, comparan los resultados obtenidos de las dos propuestas de mesas inclinables y se escoge la alternativa óptima. / Tesis

Los bloques de construcción ligeros son producidos mayormente con concreto ligero a base de cemento Portland (OPC), el cual es un material de construcción con baja densidad, baja conductividad térmica, alto aislamiento acústico y resistencia al fuego. A pesar de que los bloques de construcción ligeros son ampliamente aceptados en el sector de la construcción, algunas investigaciones recientes proponen reducir el uso de OPC debido a su alto impacto ambiental y al consumo de una gran cantidad de recursos naturales en su proceso de producción. Esta investigación presenta el desarrollo de un bloque de construcción ligero utilizando un mortero de geopolímero a base de puzolana y fibras naturales como alternativa de bajo impacto ambiental a los bloques de construcción tradicionales. Con esta finalidad, se presenta una revisión de literatura sobre los avances en el campo de geopolímeros y geopolímeros ligeros, el uso de fibras naturales en los geopolímeros y el uso de geopolímeros en bloques de construcción. La revisión de literatura permitió determinar los parámetros importantes para la formulación de geopolímeros como el tamaño y forma de las partículas de la materia prima, así como la relación molar de SiO2/Al2O3; la relación molar SiO2/Na2O, el contenido de Na2O y la relación agua-sólido de la solución alcalina activadora y las condiciones de curado. También se definió el contenido de agente espumante (H2O2) y de agregado fino como los parámetros de control para la fabricación de los geopolímeros ligeros. Por otro lado, se encontró que las fibras naturales mejoran las características mecánicas de las matrices de los geopolímeros. Finalmente, se registraron algunas investigaciones sobre el uso de geopolímeros como material para la fabricación de bloques de construcción. El plan experimental consistió en la caracterización química y física de la puzolana molida, la optimización de las condiciones de producción de la matriz geopolimérica, del contenido de agente espumante (H2O2) y de agregado fino para la producción de morteros de geopolímero ligero y del proceso de producción del bloque de construcción; así como la caracterización física y mecánica de las unidades fabricadas. La caracterización química mediante ensayos de fluorescencia de rayos X (XRF) y difracción de rayos X (XRD) permitieron confirmar que la puzolana es un mineral con iv alto contenido de SiO2 (53.55%) y Al2O3 (10.81%) y con una composición mineralógica con alto contenido de fase amorfa (65-75%), respectivamente. La caracterización física mediante análisis granulométrico determinó que el tamaño medio de partícula es de 11.19 μm. Los ensayos de caracterización demostraron que la puzolana es una buena materia prima para la fabricación de geopolímeros debido a su buena composición química, su alto contenido de fase amorfa y su bajo tamaño de partículas. La optimización de las condiciones de producción de la matriz geopolimérica se realizó mediante el estudio de cinco parámetros influyentes en las propiedades mecánicas del geopolímero (relación molar SiO2/Na2O, contenido de Na2O, la relación agua/sólido, la temperatura de curado y el tiempo de curado en horno). Esta optimización permitió obtener una matriz geopolimérica con una resistencia a compresión de 26 MPa. Para el desarrollo del mortero ligero se estudiaron distintos componentes de H2O2 (0.5%, 1%, 2% y 3%) y distintas relaciones en peso de puzolana : agregado fino (1:0, 3:1, 2:1 y 1:1) obteniéndose una mezcla con una resistencia a compresión de 5.9 MPa y una densidad de 1.13 g/cm3 . Finalmente, para la optimización del proceso de producción del bloque de construcción ligero se realizó el diseño de geometría de la unidad y la evaluación de diferentes procesos de desmolde y curado que permitieron que la unidad alcance la resistencia mecánica y densidad encontrada previamente. En esta última fase se detectaron problemas de fisuración en las paredes de la unidad de albañilería, los cuales se resolvieron mediante la adición de fibras de yute. El bloque de construcción alcanzó una resistencia a compresión de 5.3 MPa a los 7 días de fabricación con una densidad de 1.27 g/cm3 . Los resultados de esta investigación indican que es posible desarrollar un bloque de construcción ligero utilizando un mortero de geopolímero a base de puzolana. Debido a las características de este bloque de construcción, es posible utilizarlo en la construcción de muros de albañilería portantes y no portantes. / Tesis

En este proyecto se desarrolla una metodología simple para determinar el riesgo sísmico de viviendas informales de albañilería confinada. Para ello, se ha realizado un estudio sobre los errores arquitectónicos, constructivos y estructurales de 270 viviendas construidas informalmente en 5 ciudades de la costa del Perú. Las viviendas informales son construidas por pobladores, albañiles y maestros de obra, sin asesoramiento técnico o profesional. Muchas veces las viviendas informales son vulnerables ante los sismos y colapsan, causando innumerables pérdidas económicas y lamentables pérdidas de vida. Para recolectar información sobre las construcciones informales se encuestaron un total de 270 viviendas ubicadas en Chiclayo (30), Trujillo (30), Lima (150), Ica (30) y Arequipa (30). Las tareas de recolección de información en campo se realizaron en fichas de encuesta por alumnos de la PUCP. Después la información recogida fue procesada en fichas de reporte donde se obtuvo la vulnerabilidad, peligro y riesgo sísmico de las viviendas encuestadas. Luego, con la información obtenida se elaboró una base de datos para clasificar los principales defectos de las viviendas analizadas. Los resultados obtenidos contribuyeron al desarrollo de una cartilla para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería confinada en zonas de alto peligro sísmico. La cartilla presenta información sobre cada paso del proceso constructivo en forma gráfica y con lenguaje muy simple. Se espera que, con una adecuada difusión, esta cartilla pueda servir para que los pobladores y albañiles puedan conocer mejor cómo pueden construir viviendas sismorresistentes de albañilería confinada. Esta tesis está organizada en nueve capítulos y un apéndice distribuidos de la siguiente forma: En el Capítulo 1, “Introducción”, se plantea el problema de las viviendas informales de albañilería de arcilla de la costa del Perú. Se describen los antecedentes de trabajo y se explica la justificación de esta investigación. Además, se muestran las hipótesis propuestas y los objetivos que se esperan cumplir. En el Capítulo 2, “Marco teórico y metodología”, se presenta la relación que existe entre el problema particular de estudio y las teorías e investigaciones similares realizadas anteriormente. También, se presenta la metodología seguida y se explican los conceptos relacionados en el desarrollo de la investigación. En el Capítulo 3, “Descripción de las zonas estudiadas”, se muestran las características geográficas, demográficas y socio económicas de las zonas donde se han realizado encuestas de viviendas informales. En el Capítulo 4, “Fichas de encuesta y fichas de reporte”, se describen las fichas de encuesta y de reporte, y se explican detalladamente los cálculos para determinar el riesgo sísmico de las viviendas de albañilería. En el Capítulo 5, “Defectos de la construcción de las viviendas informales”, se describen los problemas de ubicación, constructivos y estructurales más comunes de las viviendas autoconstruidas. También, se realiza un análisis de la calidad de mano de obra en la construcción de las viviendas. En el Capítulo 6, “Base de datos de los errores constructivos”, se presentan tablas de conteo donde se han organizado estadísticamente los errores constructivos encontrados en las viviendas informales. En el Capítulo 7, “Construcción de viviendas”, se desarrolla un conjunto de recomendaciones básicas para que el poblador pueda construir adecuadamente su vivienda sismorresistente de albañilería. En el Capítulo 8, “Reparación y reforzamiento de viviendas”, se presenta un conjunto de recomendaciones básicas para la reparación y reforzamiento de viviendas sismorresistentes de albañilería. Se espera que con estas recomendaciones el poblador sea capaz de realizar reparaciones y reforzamientos sencillos. Finalmente, en el Capítulo 9, “Conclusiones y recomendaciones”, se escriben las conclusiones del trabajo y se resumen los resultados de la investigación. Además, se muestran las recomendaciones para futuras líneas de investigación sobre vulnerabilidad de viviendas de albañilería. El apéndice, “Cartilla de recomendaciones técnicas para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería”, contiene una cartilla gráfica que muestra cómo construir y reparar viviendas de albañilería confinada sismorresistente. / Tesis