La presente investigación estudia el problema de la falta de seguridad sísmica de las viviendas y edificaciones en el país de Haití, cuyo sistema estructural es a base de muros de mampostería hechos con unidades artesanales de concreto de 3 alveolos huecos. Asimismo, se hace una evaluación de las mejoras al comportamiento del sistema constructivo tradicional haitiano mediante el empleo de unidades de concreto relleno del 33 y 66% de alveolos rellenos. El trabajo de investigación realizado consta de dos partes bien diferenciadas: la primera (VRI), estuvo a cargo de los ingenieros Gladys Villa García y Marcial Blondet, y la segunda estuvo a cargo de los ingenieros Daniel Quiun W, Marcial Blondet y Gladys Villa García, financiada por DGI PUCP (Dirección y Gestión de Investigación). Los resultados obtenidos de la primera parte del trabajo de investigación servirán como base de comparación con los que se obtengan del presente trabajo. Asimismo, las mejoras realizadas en el proyecto VRI en el sistema constructivo, como el confinamiento de elementos de albañilería, el reforzamiento de los elementos de arriostre verticales y horizontales; estarán incluidas en el proyecto actual DGI. Esta segunda parte de la investigación es un estudio de la efectividad técnica de mejorar la resistencia al corte en los muros conformados por los bloques de concreto rellenos con el 33% y 66% de alveolos rellenos, es decir, se parte de la hipótesis que las unidades de albañilería deben ser más sólidas para incrementar su resistencia y ductilidad ante los ensayos de carga lateral cíclica que representan a la solicitación sísmica. Este trabajo de tesis está distribuido de la siguiente forma: Capítulo 1: Descripción del proyecto. Se plantea el problema general producido por el sismo del 2010 en Haití y se trazan objetivos específicos de mejora constructiva y de resistencia para la reconstrucción de las viviendas considerando sus aspectos económicos y sociales. Capítulo 2: Antecedentes bibliográficos. Se hace una recopilación de las investigaciones que se han realizado en bloques de concreto y cemento artesanales. Asimismo, se presenta el trabajo de investigación (VRI – PUCP) que antecede a la presente investigación. Capítulo 3: Propiedades de los materiales. Se presenta los resultados de los diferentes ensayos que se han realizado a los materiales utilizados para la construcción de pilas, muretes y muro de bloques de concreto. Se determinó sus características físicas y las propiedades mecánicas correspondientes. Capítulo 4: Pilas y muretes al 33% y 66%. Se realiza la descripción de la construcción de pilas y muretes, así como también se calcula valores típicos de resistencia comparados con los de la Norma Peruana E.070 – Albañilería. Capítulo 5: Muro confinado al 33%. Se describe el proceso constructivo y ensayo del muro compuesto con bloques de concreto con 33% de alveolos rellenos. Se detalla la instrumentación utilizada así como también se describen las fases de los ensayos a carga lateral cíclica. Finalmente se hace una evaluación de los resultados obtenidos mediante el cálculo teórico de las propiedades de la albañilería. Capítulo 6: Se comparó los resultados obtenidos entre los muros M0 (muro sin confinar), M0-0 (muro confinado compuesto por bloques sin relleno de alveolos) y M1-33 (muro confinado compuesto por bloques al 33%, es decir, el alveolo del medio es relleno por mortero). La comparación que se realizó es en base al comportamiento cualitativo y estructural. Evaluación de rigideces de los muros, cargas máximas que soportan, evaluación de la ductilidad. / Tesis

La mayoría de las viviendas construidas en el Perú son a base de muros de albañilería confinada. Sin embargo, la construcción de este tipo de estructuras no se realiza con la unidad adecuada. Una de las razones principales para utilizar este ladrillo, conocido como King Kong 18 huecos, es el bajo costo que presenta en las fábricas industriales de producción de unidades de arcilla con respecto a la unidad adecuada, el cual es el ladrillo INFES. Cabe agregar, que la Norma E.070 establece que las construcciones de albañilería confinada deben construirse con ladrillos INFES, ya que estos presentan un porcentaje de vacíos menor al 30% de su área. Debido a que el ladrillo King Kong 18 huecos posee un porcentaje de vacíos mucho mayor al 30% de su área (aproximadamente 45%), es necesario conocer su comportamiento ante sismos. Por ello, en este trabajo, el objetivo principal es conocer el comportamiento sísmico de los muros de albañilería confinada construido con ladrillos King Kong 18 huecos. Para ello, se construyeron tres muros a escala natural, los cuales fueron sometidos a ensayos de carga lateral cíclica de desplazamiento controlado mediante el protocolo de ensayo del FEMA 461. Asimismo, se realizaron pruebas a la unidad utilizada para conocer sus características y se realizaron ensayos a pilas y muretes construidos con este tipo de ladrillo para determinar sus propiedades mecánicas. La importancia de este trabajo es conocer si los muros de ladrillo King Kong 18 huecos poseen un comportamiento estructural adecuado ante sismos. Además, determinar si los muros construidos representan a las viviendas de albañilería confinada construidas en Lima. Los ensayos realizados brindaron como resultados la curva de capacidad de los muros. Esta se representó en una curva trilineal para la determinación de los puntos de fluencia, resistencia máxima y última. De esta manera, se obtuvo la ductilidad del muro, la cual fue mucho mayor a la esperada. Se puede concluir que los muros desarrollaron una gran ductilidad ante las cargas cíclicas. Asimismo, la descripción de los daños del muro para los límites establecidos brindó información de los niveles de desempeño de este tipo de albañilería ante cargas cíclicas. / Tesis

El mayor porcentaje de damnificados y victimas mortales que ocasiona un evento sísmico intenso es debido a la falla y colapso de las edificaciones de albañilería, especialmente aquellas construidas sin ningún criterio técnico. El problema principal de la autoconstrucción de viviendas es que son sísmicamente vulnerables debido a que tienen inadecuada configuración estructural, uso de materiales de baja calidad, mano de obra no calificada, etc. En las últimas décadas, la población de Lima ha mostrado un crecimiento exponencial acompañado de una expansión urbana desorganizada. Lima ha tenido una expansión horizontal con una proliferación de viviendas y edificaciones de pocos pisos hasta 2-3 pisos), construidos en su mayoría con ladrillos de arcilla cocida. Se estima que un 60% de las viviendas peruanas son autoconstruidas. Por lo tanto, es altamente probable que ante un sismo severo, muchas de estas viviendas colapsen. El presente trabajo se enfocó en la construcción de curvas de capacidad e identificar tres estados de daño asociados con el desempeño estructural y metodologías de reparación de los muros de albañilería confinada. Con el propósito de que puedan ser usadas para la construcción de funciones de fragilidad. Estas curvas de fragilidad son muy útiles para evaluar la vulnerabilidad sísmica de las estructuras de albañilería confinada y para estimar las pérdidas económicas inducidas por sismos. Para ello, se desarrolló una campaña experimental que consistió en construir nueve muros a escala natural (de un nivel) que posteriormente fueron ensayadas bajo carga lateral cíclica en su plano. Los ensayos cíclicos fueron realizados en el laboratorio de estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), siguiendo los lineamientos del FEMA 461. Se ensayaron tres (3) muros con carga vertical equivalente a 3 niveles y seis (6) muros sin carga vertical. De estos últimos, tres (3) muros fueron ensayados hasta un límite de reparabilidad con la finalidad de repararlos y ensayarlos nuevamente. Como parte preliminar a los ensayos cíclicos se realizaron pruebas de control en unidades de arcilla y en el mortero. Así mismo, se elaboración de prismas de albañilería que permitieron caracterizar las propiedades mecánicas de la albañilería. Del análisis de resultados, la curva de capacidad fue simplificada con tres puntos notables: (a) Límite elástico, asociado a un drift de 0.12% (muros con y sin carga vertical), (b) Resistencia máxima a carga lateral, para un drift de 0.58% (muros sin carga axial) y 0.47% (muros con carga axial), (c) Estado último, para un drift de 0.87% (muros sin carga axial) y 0.65% (muros con carga axial). También se evaluó la rigidez lateral, la cantidad energía disipada, el amortiguamiento viscoso equivalente y la ductilidad. / Tesis

La presente investigación se realiza con la finalidad de ejecutar un estudio comparativo del comportamiento sísmico entre un edificio de viviendas multifamiliares construido principalmente con concreto armado y otro que mezcla elementos de albañilería confinada con concreto armado. Lo que se busca es evaluar los parámetros sísmicos y las respuestas inelásticas de ambas estructuras, así como descubrir cuál de los modelos de edificios sufriría menos deterioro ante cargas sísmicas. La motivación principal para realizar esta investigación se basa en encontrar las principales diferencias sísmicas entre los tipos de construcción según los sectores económicos de la población. Mientras que la población de recursos económicos altos puede costearse una vivienda de concreto armado, la población restante solo se puede permitir construir viviendas de albañilería. Debido a construcciones y/o análisis sísmicos ineficientes, se ha visto a lo largo de los años que las viviendas de albañilería son las primeras en colapsar ante cargas sísmicas. La hipótesis de este trabajo de investigación plantea que, de diseñarse apropiadamente, los edificios de albañilería confinada pueden llegar a ser tan resistentes ante cargas sísmicas como los edificios de concreto armado. Para poner a prueba lo planteado se ha realizado un modelo tridimensional de ambas estructuras en el software estructural ETABS 2016, teniendo como principales datos de salida los periodos, los desplazamientos y las derivas máximas. Los resultados indican que si bien es cierto que el sistema estructural de concreto armado tiene menor periodo y se encuentra más lejos de los límites exigidos por la Norma sismorresistente E.030, el sistema estructural de albañilería confinada no se encuentra tan alejado de su contrincante, hasta incluso tiene derivas mucho menores a la máxima permitida. Por este motivo se llega a la conclusión principal que los edificios de albañilería confinada pueden ser tan resistentes a cargas sísmicas como lo son los edificios de concreto armado. / Tesis

La mayoría de las viviendas construidas en el Perú son a base de muros de albañilería confinada. Sin embargo, la construcción de este tipo de estructuras no se realiza con la unidad adecuada. Una de las razones principales para utilizar este ladrillo, conocido como King Kong 18 huecos, es el bajo costo que presenta en las fábricas industriales de producción de unidades de arcilla con respecto a la unidad adecuada, el cual es el ladrillo INFES. Cabe agregar, que la Norma E.070 establece que las construcciones de albañilería confinada deben construirse con ladrillos INFES, ya que estos presentan un porcentaje de vacíos menor al 30% de su área. Debido a que el ladrillo King Kong 18 huecos posee un porcentaje de vacíos mucho mayor al 30% de su área (aproximadamente 45%), es necesario conocer su comportamiento ante sismos. Por ello, en este trabajo, el objetivo principal es conocer el comportamiento sísmico de los muros de albañilería confinada construido con ladrillos King Kong 18 huecos. Para ello, se construyeron tres muros a escala natural, los cuales fueron sometidos a ensayos de carga lateral cíclica de desplazamiento controlado mediante el protocolo de ensayo del FEMA 461. Asimismo, se realizaron pruebas a la unidad utilizada para conocer sus características y se realizaron ensayos a pilas y muretes construidos con este tipo de ladrillo para determinar sus propiedades mecánicas. La importancia de este trabajo es conocer si los muros de ladrillo King Kong 18 huecos poseen un comportamiento estructural adecuado ante sismos. Además, determinar si los muros construidos representan a las viviendas de albañilería confinada construidas en Lima. Los ensayos realizados brindaron como resultados la curva de capacidad de los muros. Esta se representó en una curva trilineal para la determinación de los puntos de fluencia, resistencia máxima y última. De esta manera, se obtuvo la ductilidad del muro, la cual fue mucho mayor a la esperada. Se puede concluir que los muros desarrollaron una gran ductilidad ante las cargas cíclicas. Asimismo, la descripción de los daños del muro para los límites establecidos brindó información de los niveles de desempeño de este tipo de albañilería ante cargas cíclicas.

La presente investigación estudia el problema de la falta de seguridad sísmica de las viviendas y edificaciones en el país de Haití, cuyo sistema estructural es a base de muros de mampostería hechos con unidades artesanales de concreto de 3 alveolos huecos. Asimismo, se hace una evaluación de las mejoras al comportamiento del sistema constructivo tradicional haitiano mediante el empleo de unidades de concreto relleno del 33 y 66% de alveolos rellenos. El trabajo de investigación realizado consta de dos partes bien diferenciadas: la primera (VRI), estuvo a cargo de los ingenieros Gladys Villa García y Marcial Blondet, y la segunda estuvo a cargo de los ingenieros Daniel Quiun W, Marcial Blondet y Gladys Villa García, financiada por DGI PUCP (Dirección y Gestión de Investigación). Los resultados obtenidos de la primera parte del trabajo de investigación servirán como base de comparación con los que se obtengan del presente trabajo. Asimismo, las mejoras realizadas en el proyecto VRI en el sistema constructivo, como el confinamiento de elementos de albañilería, el reforzamiento de los elementos de arriostre verticales y horizontales; estarán incluidas en el proyecto actual DGI. Esta segunda parte de la investigación es un estudio de la efectividad técnica de mejorar la resistencia al corte en los muros conformados por los bloques de concreto rellenos con el 33% y 66% de alveolos rellenos, es decir, se parte de la hipótesis que las unidades de albañilería deben ser más sólidas para incrementar su resistencia y ductilidad ante los ensayos de carga lateral cíclica que representan a la solicitación sísmica. Este trabajo de tesis está distribuido de la siguiente forma: Capítulo 1: Descripción del proyecto. Se plantea el problema general producido por el sismo del 2010 en Haití y se trazan objetivos específicos de mejora constructiva y de resistencia para la reconstrucción de las viviendas considerando sus aspectos económicos y sociales. Capítulo 2: Antecedentes bibliográficos. Se hace una recopilación de las investigaciones que se han realizado en bloques de concreto y cemento artesanales. Asimismo, se presenta el trabajo de investigación (VRI – PUCP) que antecede a la presente investigación. Capítulo 3: Propiedades de los materiales. Se presenta los resultados de los diferentes ensayos que se han realizado a los materiales utilizados para la construcción de pilas, muretes y muro de bloques de concreto. Se determinó sus características físicas y las propiedades mecánicas correspondientes. Capítulo 4: Pilas y muretes al 33% y 66%. Se realiza la descripción de la construcción de pilas y muretes, así como también se calcula valores típicos de resistencia comparados con los de la Norma Peruana E.070 – Albañilería. Capítulo 5: Muro confinado al 33%. Se describe el proceso constructivo y ensayo del muro compuesto con bloques de concreto con 33% de alveolos rellenos. Se detalla la instrumentación utilizada así como también se describen las fases de los ensayos a carga lateral cíclica. Finalmente se hace una evaluación de los resultados obtenidos mediante el cálculo teórico de las propiedades de la albañilería. Capítulo 6: Se comparó los resultados obtenidos entre los muros M0 (muro sin confinar), M0-0 (muro confinado compuesto por bloques sin relleno de alveolos) y M1-33 (muro confinado compuesto por bloques al 33%, es decir, el alveolo del medio es relleno por mortero). La comparación que se realizó es en base al comportamiento cualitativo y estructural. Evaluación de rigideces de los muros, cargas máximas que soportan, evaluación de la ductilidad.

La albañilería confinada se ha convertido en la tipología constructiva más empleada en el Perú a lo largo de las últimas décadas. No obstante, existe una elevada vulnerabilidad sísmica asociada a la informalidad y calidad de los materiales que son empleados durante su ejecución. Por ello, este trabajo pretende contribuir a la reducción de dicha vulnerabilidad mediante la aplicación de una novedosa técnica de reforzamiento estructural conocida como Steel Reinforced Grout (SRG). Una campaña experimental fue conducida para evaluar el desempeño cíclico de tres muros de albañilería confinada reforzados con SRG al ser sometidos a cargas cíclicas en sus planos. Los resultados mostraron las bondades del SRG al mejorar el desempeño cíclico de todos los muros ensayados en términos de ductilidad lateral, energía disipada, razón de amortiguamiento histerético y degradación de rigidez. Por otro lado, una contribución al estado del arte, en el conocimiento del comportamiento no lineal de la albañilería confinada y del SRG, fue hecha mediante la modelación numérica de muros de albañilería confinada y ensayos de adherencia entre el SRG y la albañilería. Dicha modelación fue hecha mediante el empleo del modelo de material Concrete Damage Plasticity del software ABAQUS, el cual es capaz de representar el comportamiento no lineal de materiales cuasi-frágiles como el concreto y la albañilería. Una comparación de resultados numéricos y experimentales permitieron corroborar la eficacia de los modelos numéricos al brindar respuestas muy cercanas a las obtenidas experimentalmente. Finalmente, cinco alternativas de refuerzo sísmico fueron comparadas en términos técnico-económicos para una sabia elección en el caso se requiera la aplicación masiva de un refuerzo sísmico. Dicha comparación dio a conocer que el FRP es la técnica con mayor aceptación técnico-económica seguido por el SRG. / Tesis

El mayor porcentaje de damnificados y victimas mortales que ocasiona un evento sísmico intenso es debido a la falla y colapso de las edificaciones de albañilería, especialmente aquellas construidas sin ningún criterio técnico. El problema principal de la autoconstrucción de viviendas es que son sísmicamente vulnerables debido a que tienen inadecuada configuración estructural, uso de materiales de baja calidad, mano de obra no calificada, etc. En las últimas décadas, la población de Lima ha mostrado un crecimiento exponencial acompañado de una expansión urbana desorganizada. Lima ha tenido una expansión horizontal con una proliferación de viviendas y edificaciones de pocos pisos hasta 2-3 pisos), construidos en su mayoría con ladrillos de arcilla cocida. Se estima que un 60% de las viviendas peruanas son autoconstruidas. Por lo tanto, es altamente probable que ante un sismo severo, muchas de estas viviendas colapsen. El presente trabajo se enfocó en la construcción de curvas de capacidad e identificar tres estados de daño asociados con el desempeño estructural y metodologías de reparación de los muros de albañilería confinada. Con el propósito de que puedan ser usadas para la construcción de funciones de fragilidad. Estas curvas de fragilidad son muy útiles para evaluar la vulnerabilidad sísmica de las estructuras de albañilería confinada y para estimar las pérdidas económicas inducidas por sismos. Para ello, se desarrolló una campaña experimental que consistió en construir nueve muros a escala natural (de un nivel) que posteriormente fueron ensayadas bajo carga lateral cíclica en su plano. Los ensayos cíclicos fueron realizados en el laboratorio de estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), siguiendo los lineamientos del FEMA 461. Se ensayaron tres (3) muros con carga vertical equivalente a 3 niveles y seis (6) muros sin carga vertical. De estos últimos, tres (3) muros fueron ensayados hasta un límite de reparabilidad con la finalidad de repararlos y ensayarlos nuevamente. Como parte preliminar a los ensayos cíclicos se realizaron pruebas de control en unidades de arcilla y en el mortero. Así mismo, se elaboración de prismas de albañilería que permitieron caracterizar las propiedades mecánicas de la albañilería. Del análisis de resultados, la curva de capacidad fue simplificada con tres puntos notables: (a) Límite elástico, asociado a un drift de 0.12% (muros con y sin carga vertical), (b) Resistencia máxima a carga lateral, para un drift de 0.58% (muros sin carga axial) y 0.47% (muros con carga axial), (c) Estado último, para un drift de 0.87% (muros sin carga axial) y 0.65% (muros con carga axial). También se evaluó la rigidez lateral, la cantidad energía disipada, el amortiguamiento viscoso equivalente y la ductilidad. / Tesis

Lo observado luego de sismos y los resultados de investigación han demostrado que los muros de albañilería sin refuerzo presentan importantes limitaciones ante las acciones sísmicas debido a su poca resistencia a la tracción y su comportamiento frágil luego del agrietamiento (San Bartolomé et al 2011). En respuesta al problema de la alta vulnerabilidad, y en cumplimiento con la Ley N°30191 el estado viene otorgando bonos de Protección de Viviendas Vulnerables a los Riesgos Sísmicos, mediante los cuales se trata de crear ambientes seguros dentro de las viviendas existentes con refuerzo de algún tipo. Uno de los métodos más modernos es el refuerzo superficial con sistemas FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix), la cual consta de una fibra embebida en una matriz cementicia. El sistema FRCM es muy atractivo debido a su reforzamiento no invasivo y a su fácil instalación. En este estudio se caracterizó y se describió el comportamiento de este refuerzo sometido a los ensayos de tracción acorde a los criterios de aceptación planteados por el documento AC434 (2016). La matriz cementicia que se uso es el mortero común para tarrajeo y como refuerzo la geomalla. En esta investigación se ensayaron a tracción 22 muestras del sistema FRCM (11 con geomallas continuas y 11 traslapadas), y se obtuvo los principales valores de su comportamiento mecánico, tales como: deformación última, punto de transición, esfuerzo último, etc. Con dichos valores se analizará y construirá la curva característica del sistema según los criterios del AC434 y ACI 549.4R-13. Además, se realizaron ensayos en los materiales componentes para verificar su calidad. En la investigación, se encontró que el sistema FRCM compuesto por una malla polimérica y una matriz cementicia de tipo tarrajeo presenta un comportamiento altamente complejo. Este comportamiento no permitió realizar un análisis directo en el comportamiento mecánico de los materiales individualmente y el sistema. Sin embargo, también se puedo observar la gran capacidad del sistema para liberar energía mediante fisuras bien distribuidas. Esto aumenta la ductilidad del elemento reforzado, evitando el colapso del elemento frente a eventos sísmicos.

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”.