Albañilería Confinada Sesión 2 American Concrete Institute Capítulo de Estudiantes Universidad Nacional de Ingeniería

La albañilería confinada Sistema relativamente “nuevo”. Muro de albañilería simple reforzado. Orden de construcción ... Importante. Importante una endentación adecuada. 3 viga solera 2 columna Muro confinado 2 columna 1

Comportamiento Sistema integrado en una unidad....EL MURO. Proceso de falla: .........muro ....... pórtico. Falla: corte, deslizamiento, flexión, aplastamiento. Las fallas indican el proceso de diseño. La norma toma en cuenta las fallas para proponer las expresiones de cálculo.

Falla por corte Tracción diagonal si L<H<1,5L. Fisura corre por columna, solera o cimiento. Puede deslizarse el talón comprimido. Solera y/o columna de talón posterior en tracción.

Soluciones Estribos mas juntos en extremos de columnas y solera. Aumentar acero longitudinal en solera y dar buen diámetro al de las columnas. No empalmar en extremos de columna y solera. Colocar acero en juntas horizontales de muro. La compresión cerraría la grieta. ... Todas no aumentan la resistencia pero dan ductilidad al muro.

Falla por deslizamiento Falla por corte: H < 2L. Fisura corta la columna y puede provocar deslizamiento de su acero. Solera no trabaja.

Soluciones No empalmar en el centro de las columnas.....de preferencia. Tener cuidado con la junta de construcción del muro. No separar tanto los estribos en el centro de cada columna. Dar buen diámetro al acero de las columnas. Aquí la compresión contrarresta la grieta.

Falla por flexión Falla por tracción o compresión: H>1,5L. La columna se abre o aplasta. El muro no aporta mucho.... Salvo la inercia. El talón comprimido puede deslizarse.

Solución Colocar acero adecuado y en suficiente cantidad en las columnas. Estribos mas juntos en los extremos de las columnas. Para la compresión un concreto estructural sería suficiente. Supuestamente esta falla es ... ¿dúctil?. La compresión cierra la grieta en tracción pero perjudica en compresión.

Falla por aplastamiento Si la carga axial es muy grande. Se presenta la deformación transversal. Si se mezcla con otras cargas es perjudicial.

Soluciones Aumentar espesores de muro o cambiar de resistencia. Colocar acero horizontal en juntas de los muros. Aquí los confinamientos no ayudan mucho. Colocar la carga directamente sobre una columna. Cambiar de posición de la carga axial.

Otros orígenes de fallas Puede fallar por fricción en la base. solución: dar rugosidad o aumentar el acero en columna. Puede fallar por cargas perpendiculares al plano: corte y/o flexión (tipo losa) solución: aumentar espesor de muro, dar mas resistencia, no alejar mucho los confinamientos o colocar acero vertical (albañilería armada) Puede fallar por asentamiento. diseñar adecuadamente la cimentación.

¿Qué cuidados se debe tener? La falla se presenta primero en el paño y luego pasa a los confinamientos ... Línea de falla. La falla por corte generalmente se presenta, aún así puede ser dúctil. Las juntas no deben pasar de 1/2”. Las endentaciones no deberían pasar de 1/2”. Teóricamente si no tiene no habría problemas. Evitar cangrejeras y usar un buen concreto. Evitar pasar tuberías a lo alto o largo de todo el muro.

La norma NTE070 En la albañilería la norma NTE070. Considera cálculos típicos normalizados. Integra ensayos en laboratorios con experiencia. Relativamente buena y fácil de entender. Toma en cuenta la albañilería simple, confinada y armada. Aprobada en 1982. Considera el cálculo de resistencia por esfuerzos admisibles.

¿Qué partes tiene? Requisitos generales. condiciones de diseño y detallado. Definiciones. terminología básica. Componentes de la albañilería. el mortero y ladrillo. Muros no portantes. cercos y parapetos. Construcciones de albañilería. edificios. Albañilería confinada y armada.

El mortero El mortero define la resistencia del conjunto mortero sin cal con cemento tipo I. Mortero con cal y cemento tipo I

El ladrillo Se selecciona un ladrillo tipo I, II, III. IV o V. El más usado era el tipo II, ahora se usa más tipo IV. Se determina el f´m: El módulo E se calcula como 500f’m y el G como 0.4E

Ejemplo Se tiene una edificación de albañilería confinada a diseñar de 4 pisos con algunas placas. Se desea usar muros de un máximo de 15cm en una zona residencial de playa. tipo de mortero: P1-C cemento: portland tipo II (de preferencia) ladrillo: tipo IV resistencia especificada: f’m=45kg/cm2

Muro confinado Reciben carga vertical o lateral. Verificar espesor mínimo de h/20 y esfuerzos. En zonas 3 y 2 confinar muros que tomen 10% del corte basal. Obligatorio el perímetro. En la zona 1 suficiente confinar el perímetro. Confinado en los 4 lados y L<2H. Trabajo en conjunto de pórtico-muro. Confinamientos: columna, solera, cimentación y/o losa maciza.

Zonas sísmicas

Esfuerzos máximos Carga axial: Carga puntual (aplastamiento por apoyo): Para flexo compresión: ... toda el área cargada ... 1/3 del área cargada y a más de 1/4 de los bordes. albañilería

Esfuerzos máximos Flexión pura: - compresión: - tracción: Flexión transversal: ... con cal ... sin cal ... con cal ... sin cal donde: fd ...esfuerzo por carga muerta

ejemplo Se tienen los resultados en la base de un muro confinado de 3m de largo y 2,5m de alto del edificio del ejemplo anterior: espesor mínimo: t250/20=12.5cm t=13cm Ton-m P V M CM 4.8 0.0 CV 1.7 CS 2.5 3.2

ejemplo carga axial: - admisible - actuante flexión pura: relación Ec/Em: consideraremos columnas de 13x30. ...bien

ejemplo sección equivalente: 30 30 240 9.66x0.13=1.26m 9.66x0.13=1.26m

ejemplo compresión por flexión: - admisible - actuante corte: ...bien flexo compresión: ...bien ...bien ...bien

Carga perpendicular Espesores mínimos por consideración sísmica: Los valores de s: donde: U=1.5: para estructuras esenciales como reactores o colegios. U=1.3: para estructuras importantes como teatros y estadios. U=1: para estructuras comunes como viviendas, oficinas y restaurantes. Para morteros sin cal multiplicar los valores por 1.33

Tablas Los valores de m:

ejemplo Se debe verificar ante las cargas perpendiculares el muro portante anterior. se tiene: U=1, a=2.6m, m=0.0627, s=0.28 así: ...bien

Confinamientos Los arriostres funcionan como apoyos del muro considerado como una losa apoyado. Los confinamientos dan ductilidad y arriostran al muro. De todos modos se debe cumplir que L<2H. Para varios paños repartir en forma proporcional a la longitud.

Columna área de concreto: área de acero longitudinal: área de acero transversal en extremos:

Solera área de concreto: área de acero longitudinal: área de acero transversal en extremos:

Detallado Para los estribos:

ejemplo Determinar los confinamientos en el muro del ejemplo anterior. área de concreto: área de acero en columna: ...usar: ...usar:

ejemplo área de acero en viga: estribos en columna y solera: ...usar:

Cálculo de cimiento corrido Se calcula por metro de ancho ....? Cimiento corrido es una zapata alargada. P e P M+Vh V

Ejemplo Calcular la cimentación corrida para el muro de 3 m de largo indicado anteriormente si Qt=2.5kg/cm2. Peso de cimiento: 2.3x0.5x0.6x(3+.25)=2.24ton Peso del relleno: 2.4x0.5x0.4x(3+.25)=1.56ton Momento por sismo adic:3.2x0.6=1.92ton-m Ton-m P V M CM 4.8 0.0 CV 1.7 CS 2.5 3.2

Ejemplo Las cargas finales: sumo o combino (NTE020): S1: cm+cv S2: cm+cs S3: 0.75(cm+cv+cs) Ton-m P M CM 8.6 0.0 CV 1.7 CS 2.5 5.1

Ejemplo excentricidades: con la combinación S2: A=1.63m2, I=1.43m4 Ton-m P M e S1 10.3 0.0 0.00 S2 11.1 5.1 0.46 S3 9.6 4.1 0.43

Ejemplo para revisar sección de concreto calcularíamos las reacciones netas: sumo o combino (NTE020): C1: 1.5cm+1.8cv C2: 0.9cm+1.25cs C3: 1.25(cm+cv+cs) Ton-m P M CM 4.8 0.0 CV 1.7 CS 2.5 1.9

Ejemplo Las excentricidades: Con la combinación C3: Ton-m P M e S1 10.3 0.0 0.00 S2 7.4 2.4 0.32 S3 11.3 0.21

Ejemplo calculo exacto o aproximado de los esfuerzos en el concreto: q=9.6ton/m2 pero por ser el volado menor a H/2=60/2=30cm no reviso esfuerzos, ver NTE060, sin embargo: V=9.6x1x0.25=2.25ton/m M=9.6x1x0.25x(0.25/2)=0.30ton-m/m con estos se calcularía los esfuerzos.

Ejemplo Los esfuerzos según NTE060: se comparan con Fc, Ft, Vc, Vcp y Fp.