Durante los últimos 50 años, se ha venido desarrollando técnicas de reforzamiento que eviten el colapso de viviendas de tierra ubicadas en áreas sísmicas. En una investigación reciente, la eficacia del refuerzo con malla de cuerdas en un módulo de adobe de un piso ha sido demostrada al evitarse el colapso del módulo durante ensayos de simulación sísmica severa. Sin embargo, en el Perú existen muchas construcciones de adobe de dos pisos y no se sabe si la técnica de reforzamiento con cuerdas es aplicable en estos casos. El presente trabajo de investigación forma parte de un proyecto experimental realizado con la finalidad de evaluar la técnica de reforzamiento con cuerdas en viviendas de adobe de dos pisos. El programa constituye la primera parte del proyecto e incluye ensayos de cuatro pilas y cuatro muretes de mampostería de adobe, seis ensayos de tracción indirecta en emparedados, tracción del refuerzo y ensayos cíclicos de cuatro muros de adobe. Dos de estos muros se construyeron a escala natural y dos a escala reducida (1:2). Para cada caso: el primero sin refuerzo y el segundo reforzado con malla de cuerdas. Los resultados del programa experimental mostraron la eficacia del refuerzo con malla de cuerdas en muros de adobe en términos de la degradación de rigidez lateral, el factor de amortiguamiento viscoso equivalente, la energía disipada y la ductilidad. Además, se identificó estados límite de daños para los muros de adobe ensayados y se verificó la calidad de la albañilería y del refuerzo mediante la obtención de las características mecánicas de la albañilería de adobe y de las cuerdas. En todos los casos, las propiedades obtenidas fueron superiores a los valores mínimos de resistencia recomendados en la Norma E.080 (2017) Construcción con Tierra Reforzada. / Tesis

Las viviendas de adobe poseen propiedades acústicas y térmicas, que, al considerar su bajo costo, las hacen muy atractivas para las personas de escasos recursos económicos. Sin embargo, estas viviendas son altamente vulnerables a eventos sísmicos debido a su gran masa, deficientes conexiones y falta de continuidad de muros lo que conlleva a un severo agrietamiento, formación de bloques rígidos y, en muchas ocasiones, al colapso total de la vivienda. Aunque la población está optando por construir con material noble (ladrillo de arcilla cocida), todavía se sigue construyendo este tipo de viviendas de adobe. La situación se agrava en caso de viviendas de adobe de dos pisos. La Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) ha venido investigando y desarrollando diversos sistemas de refuerzo para construcciones de tierra pero que solo han sido estudiados en viviendas de adobe de un solo piso. Por ello, este proyecto de investigación pretende contribuir en la mejora de la seguridad sísmica de las viviendas de adobe de dos pisos empleando un sistema de refuerzo de malla de cuerdas sintéticas. Para lo cual se realizaron ensayos de simulación sísmica de cuatro modelos a escala reducida 1:2 de adobe de dos pisos, dos con y sin refuerzo, donde se analizó y comparó los resultados obtenidos de todos los modelos. De esta manera se evaluó la efectividad de la malla de cuerdas sintéticas como sistema de refuerzo en viviendas de adobe de dos pisos. Los resultados mostraron las bondades de la malla de cuerdas sintéticas al mejorar el desempeño de los modelos reforzados en términos desplazamientos, energía disipada, razón de amortiguamiento, degradación de rigidez y sobre todo al evitar el colapso de la estructura. / Tesis

El adobe es el material constructivo más usado por personas pobres en el Perú. Durante los últimos cincuenta años se han realizado numerosas investigaciones en la PUCP para conocer, predecir y evaluar el comportamiento de este material así como reducir su vulnerabilidad sísmica reforzándolo con diferentes sistemas y materiales constructivos de bajo costo y fácil instalación. Estos esfuerzos se han registrado en artículos científicos y manuales de construcción de viviendas de adobe que ha publicado la Universidad. El profesor Joseph Adell, plantea el empleo de una adaptación del sistema ALLWALL, consistente en cerchas tridimensionales para reforzar viviendas de adobe, con ello se genera una nueva investigación a través de un Proyecto UPM-PUCP, creándose un primer modelo experimental para una vivienda de dos pisos que se somete a ensayo de simulación sísmica en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad. Durante el ensayo de simulación sísmica, se apreció que la estructura representa de manera realista su respuesta en el rango elástico, los adobes aportan principalmente masa y el Sistema de Albañilería Integral (en adelante SAI) incrementa su ductilidad. El trabajo de investigación presentado a continuación, procesa y determina las características dinámicas del modelo experimental, elabora un modelo analítico que represente su respuesta sísmica en el rango elástico utilizando el método de elementos finitos y compara el comportamiento de ambos, determina la efectividad del sistema de refuerzo y su factibilidad de aplicación. Queda pendiente el desarrollo de un modelo que prediga el comportamiento inelástico de estructuras de adobe, así como la representación precisa de la interacción entre muros de adobe y su refuerzo con el ALLWALL System que podrán ser abarcados como líneas futuras de investigación. / Tesis

La presente investigación se desarrolló con el objetivo de determinar los sistemas de refuerzos estructurales en monumentos históricos de la Región del Cusco, a través del registro y evaluación de los tipos de refuerzo estructural utilizados en la restauración de una iglesia de adobe, la determinación de las propiedades físicas y mecánicas de los materiales usados en restauración, y evaluación de la efectividad de los refuerzos estructurales. / Tesis

El Perú se caracteriza por tener una gran variedad de materiales de construcción que son usados en todo el territorio de acuerdo a su disponibilidad local. Es así que se lograron construir distintas edificaciones que, con el tiempo, adquirieron un gran valor histórico y arquitectónico. Esta investigación se basa, principalmente, en los materiales y sistemas estructurales que se usaron para construir dichas estructuras; tales como adobe, piedra y ladrillo. La información sobre las propiedades de los materiales históricos es muy escasa y más aún sobre las características mecánicas de la mampostería híbrida adobe/ladrillo, adobe/piedra, piedra/ladrillo. Estas propiedades, sin embargo son necesarias para evaluar la resistencia última de la mampostería cuando es sometida a fuerzas verticales combinadas con fuerzas sísmicas horizontales usando el criterio de falla de Mohr- Coulomb para materiales frágiles como la mampostería. El objetivo del presente proyecto de investigación consiste en la determinación experimental de las propiedades de cohesión y ángulo de fricción de la mampostería de adobe, ladrillo y piedra. Este trabajo se dividió en 4 partes principales. La primera consistió en la recopilación de información y bibliografía. La segunda parte comprende la recopilación de materiales correspondientes a las estructuras tipo (edificaciones históricas peruanas). La tercera parte consiste en la implementación y aplicación de un prototipo que nos permita aplicar fuerzas verticales y horizontales en las muestras de ensayo. Finalmente, se realizó el procesamiento y análisis de los resultados de los ensayos obteniendo un valor promedio de cohesión de 0.38 Kg/cm2 y ángulo de fricción de 35º en los especímenes construidos con mortero de barro y un valor de cohesión de 1.14 Kg/cm2 y ángulo de fricción de 42º en los especímenes construidos con mortero de cal. / Tesis

El presente estudio aborda sobre la caracterización de las propiedades mecánicas de resistencia del adobe y el ladrillo de arcilla cocida, de edificaciones históricas del Perú, a la compresión axial y diagonal en mampostería. Como parte del Proyecto Técnicas de Estabilización Sísmica de Patrimonio en Tierra (SRP), donde se evaluaron los materiales, elementos y sistemas constructivos que conforman el patrimonio histórico. Con la finalidad de determinar la resistencia del adobe y ladrillo de arcilla cocida de edificaciones histórica, se extrajo en Lima, material del Antiguo Hotel El Comercio, de la Casona del Jr. Ancash, contigua a la primera, y de la Casa Welsch. En Ica, de La Catedral y finalmente del Cusco, de la Iglesia Kuño Tambo. Cabe resaltar que las muestras obtenidas de los inmuebles fueron con el permiso y la supervisión del Ministerio de Cultura del Perú. En total se ensayaron cincuenta especímenes; entre pilas, muretes, cubos y bloques de adobe y ladrillo cocido; siete de ellos directamente extraídos de los muros del Hotel Comercio; los demás fueron reconstruidos en el laboratorio con bloques y mortero originales. Además de 9 cubos de cal y arena, que se usó en el mortero de las pilas y muretes de ladrillo elaborados en laboratorio con los bloques históricos El programa de ensayos experimentales incluyó la compresión uniaxial en pilas, compresión diagonal en muretes, compresión en unidades y análisis granulométrico tierra en el caso del adobe. De la evaluación de éstas muestras, se determinó que las edificaciones históricas estudiadas, en lo general, presentan cimentos y sobrecimientos de piedra y/o ladrillo y muros de adobe. Asimismo, se obtuvo que los esfuerzos a compresión axial y diagonal se encuentran por encima de los esfuerzos mínimos admisibles (0.2 y 0.025MPa respectivamente de la Norma). En cuanto a la resistencia a compresión axial del ladrillo en el Hotel Comercio se obtuvo en promedio 1.7MPa, para los muretes directamente extraídos, y 6.04MPa, para los especímenes reconstruidos en laboratorio. Mientras que para compresión diagonal se obtuvo 0.16 y 0.55MPa, para los muretes directamente extraídos y los reconstruidos en laboratorio, respectivamente. En ambos casos, adobe y ladrillo, los valores hallados como módulos de elasticidad E y corte G resultaron muy dispersos. Esto se debe a la fragilidad de los materiales, por su composición molecular y su deterioro en sí; que hace que la etapa elástica, de donde se consideran las deformaciones para el cálculo de estos módulos, sea muy corta para ser medida con los deformímetros utilizados. / Tesis

La presente investigación tiene por finalidad corroborar los siguientes ensayos de campo: Ensayo de “Resistencia Seca” Ensayo de “Control de Fisuras con Arena Gruesa”. Cabe mencionar, que dichos ensayos fueron propuestos dentro de las conclusiones de la “Investigación Científica Innovativa: Edificaciones de Adobe en Áreas Sísmicas” realizada por la Pontificia Universidad Católica de Perú en el año de 1983 y también incluidos en los Manuales de Construcción con Tierra. Si bien es cierto, los ensayos son sencillos de difundir y en general aceptados por las comunidades de constructores en tierra, la falencia es que no cuentan con un respaldo técnico adecuado. La importancia del sustento técnico radica particularmente en la sencillez de los ensayos y por la utilización de cualquier auto-constructor, albañil o maestro de obra de las áreas rurales, cuyo objetivo es determinar la factibilidad del suelo sin herramientas ni laboratorios que conlleven a tener la seguridad de seleccionar o descartar las posibles canteras locales. Al respecto, la finalidad del primer ensayo es reconocer si una cantera de tierra tiene la suficiente cantidad y/o calidad de arcilla para poder construir, por lo cual se moldean esferas de 20 mm de diámetro, se deja secar por 48 horas, procediéndose al ensayo a compresión con los dedos de la mano tratando de romperlas. Partiendo del supuesto anterior, cabe la posibilidad de agregar dos tipos de materiales tales como: Paja, la cual es una fibra vegetal resistente a las tracciones o Arena Gruesa de partículas entre 0.5mm - 5mm; con el fin de evitar el agrietamiento durante el secado. Asimismo, el segundo ensayo tiene como propósito evitar fisuras agregando arena gruesa a la tierra, generando una mezcla óptima sin grietas que conlleva al mejoramiento de la resistencia del material. Finalmente, se ha llegado a la conclusión que ambos ensayos son complementarios para tener certeza de que la cantera y la mezcla son las óptimas para la construcción en un mínimo tiempo, con lo cual se genera eficiencia, economía y seguridad. / Tesis

El presente trabajo tiene como objetivo principal el analizar experimentalmente el comportamiento sísmico del adobe confinado de dos pisos, así como estudiar el efecto del refuerzo horizontal utilizado para proveer ductilidad ante acciones coplanares del muro y ver si el refuerzo es efectivo ante acciones perpendiculares al plano del muro. / Tesis

Las viviendas de adobe son muy comunes en el mundo, y predominan en las zonas rurales de los países en desarrollo debido a su bajo costo. Estas viviendas presentan una alta vulnerabilidad sísmica, lo que pone a quienes las habitan en serio riesgo ante la ocurrencia de un sismo. Este trabajo de investigación se justifica por la evidente necesidad de lidiar con la inseguridad de estas viviendas y la falta de un método de diseño de refuerzo sísmico que use materiales económicos y accesibles. Aquí se evalúa la eficacia de un método como el recién citado con malla de cuerdas para viviendas de adobe de un piso. Como parte de la metodología de este proyecto, se propuso un refuerzo sísmico para un modelo de adobe a escala natural. El modelo se construyó con muros de 250 mm de espesor y se reforzó con malla de cuerdas de 5/32” de diámetro. Este modelo fue sometido a un ensayo de simulación sísmica en la mesa vibradora del Laboratorio de Estructuras Antisísmicas de la Pontificia Universidad Católica del Perú (LEDI - PUCP). El modelo reforzado tuvo un comportamiento sísmico adecuado, pues el refuerzo permitió conservar su integridad. Adicionalmente, se realizaron análisis de modelos numéricos con métodos de elementos discretos y elementos finitos para comprobar el método de diseño. Así se logró demostrar que el método de diseño de refuerzo para viviendas de adobe de un piso es conservador, práctico y eficaz. / Tesis

El Perú cuenta con un vasto legado de construcciones patrimoniales de adobe, siendo una de las tipologías más representativas las iglesias andinas coloniales. Estas construcciones religiosas forman parte de la historia y cultura del país, y representan una fuente económica significativa para las comunidades gracias al turismo. A pesar de la importancia de estos templos, muchos de ellos se encuentran en estado de abandono o no están siendo conservados con las técnicas adecuadas. La falta de mantenimiento sumada al alto peligro sísmico de la zona y las bajas propiedades mecánicas del material de construcción, ponen en riesgo significativo a este importante patrimonio arquitectónico peruano. Debido a ello son necesarios métodos modernos de evaluación y conservación que sean aplicables a este tipo de estructuras. Bajo este contexto, el presente estudio busca evaluar la aplicación del método N2 y el análisis límite cinemático en la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de iglesias andinas coloniales. Para este fin, se han tomado como casos de estudio el templo de San Juan Bautista de Huaro y la iglesia San Pedro Apóstol de Andahuaylillas, ambas edificaciones ubicadas en Cusco, Perú. La evaluación se realizó considerando cuatro escenarios sísmicos, con períodos de retorno de 43, 72, 475 y 970 años, que corresponden a terremotos frecuentes, ocasionales, raros y muy raros, respectivamente. Los resultados obtenidos en la presente investigación, evidencian que el uso combinado de análisis límite cinemático y el método N2 permiten evaluar eficientemente la seguridad sísmica de este tipo de estructuras en términos de capacidad y ductilidad. En el caso de la iglesia de Huaro se demostró que los primeros mecanismos de colapso en activarse en la estructura serían el volteo de la fachada principal y el colapso parcial del tímpano. Para la iglesia de Andahuaylillas los resultados evidenciaron que los mecanismos más inseguros son el volteo fuera del plano de la fachada posterior y el colapso del muro lateral. Asimismo, se identificó que la iglesia que requiere una intervención estructural más urgente es el templo San Pedro Apóstol de Andahuaylillas ya que es vulnerable antes sismos ocasionales de 72 años de periodo de retorno, mientras que la iglesia de Huaro es insegura a partir de sismos raros de 475 años.