Antofagasta, Chile, Mayo del 2014 Seminario: “Normativa Sismorresistente y Nuevas Tecnologías Antisísmicas en la Construcción” “Diseño de Muros de Hormigón Armado según normativa vigente en nuestro país” Juan Music T E-mail: jmusic@ucn.cl DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE Antofagasta, Chile, Mayo del 2014

1) Evolución de normativa chilena aplicada al diseño de muros de hormigón armado en edificios 2010 antes del 27 F 2010 después del 27 F 2011 1996 2008-2009 NCh 433 Of. 1996 Mod 2009 -NCh 3171 Of. 2010 NCh 430 Of 2008 (ACI 318-2005 con elementos de borde) NCh 433 Of. 1996 Incluye disposiciones para diseño de muros de H. Armado (ACI 318-1995 sin verificar disposiciones de elementos de borde) Decreto 117 y NCh 433 Of. 1996 Mod 2009 NCh 3171 Of. 2010 Decreto 118 NCh 433 Of. 1996 Mod 2009 y NCh 430 Of 2008 (ACI 318-2005 con diseño de elementos de borde) Decreto 61 y NCh 433 Of. 1996 Mod 2009 NCh 3171 Of. 2010 Decreto 60 Juan Music

Respuesta Observada…. FRÁGIL 2) Daños Observados en Muros en el Terremoto del 27 F-2010 en Edificios Chilenos Respuesta Observada…. FRÁGIL Limitar ec Limitar ec Limitar “s” Juan Music

Juan Music

3) Diferencias en el diseño de muros de hormigón armado entre disposiciones antes del 27 F y vigentes Análisis sísmico con NCh433 Of.96Mod2009. Diseño de muros de hormigón armado con Nch430 Of.2008 (ACI 318-05) DS-61 + Análisis sísmico con NCh433 Of.96Mod2009 Diseño de muros de hormigón armado con DS-60 (ACI 318-08) Juan Music

4) Diseño de Muros de Hormigón Armado i) Tipos de Muros Muros Estructurales Especiales Son aquellos que se analizan con un factor R=7 o Ro=11 Muros Estructurales Ordinarios Se permite su uso en: a) Edificios con número de pisos ≤ 5 y b) Diseñados con R=Ro≤ 4 ii) Estados de Cargas (Cargas Gravitacionales y Sismo) (NCh 3171 Of 2010) C1: 1.4 D C2: 1.2 D +1.6 L C3: 1.2 D + L ± 1.4 Ex C4: 0.9 D ± 1.4 Ex C5: 1.2 D + L ± 1.4 Ey C6: 0.9 D ± 1.4 Ey D= Carga Permanente L= Sobrecarga E= Sismo (se debe considerar con y sin torsión accidental) Juan Music

Se debe aplicar Decreto 60 con ACI 318-2008 y Decreto 61 iii) Diseño de Muros Estructurales Especiales Se debe aplicar Decreto 60 con ACI 318-2008 y Decreto 61 El procedimiento de diseño contempla: a) Verificación esbeltez del muro b) Verificar carga máxima de compresión en el muro c) Diseñar al Corte d) Diseñar a Flexión Compuesta e) Verificación de curvatura y confinamiento y en caso que se requiera su diseño Juan Music

Verificación esbeltez del muro b) Verificar carga máxima de compresión en el muro Pu ≤ 0,35 fc’ Ag Pu = Máximo valor de carga axial actuando sobre el muro. Ag = Área bruta de la sección del muro La condición se debe verificar en todos los niveles Juan Music

Expresiones en unidades MKS c) Diseñar al Corte Articulo 21.9.2.2 Todos los muros resistentes a solicitaciones sísmicas se deben armar con al menos dos capas de armadura y cuantía ≥ 0,0025 Expresiones en unidades MKS Vn= Vu/  = 0,6 d=0,8*lw Ah = ρt * bw *100 (cm2/m) bw = h= ancho del muro Acv = h*lw Juan Music

d) Diseñar a Flexión Compuesta Ejemplo de Diagrama de Interacción para diseño de muros Juan Music

Diagrama de interacción. Articulo 21.9.5.2 Al verificar el diseño de las secciones transversales compuestas (L,T,C, u otras formas) se debe considerar la sección completa con todas las armaduras especificadas. En general es un proceso iterativo Chequeo de sección Diagrama de interacción. Juan Music

Juan Music

Posible sección crítica en Y Posible sección crítica en X Definición de Sección Critica: Zona de un muro especial donde se espera que ocurra incursión inelástica cíclica. Posible sección crítica en Y Posible sección crítica en X Juan Music

Demanda de Curvatura u ≤ Capacidad de Curvatura  e) Verificación de curvatura y confinamiento y en caso que se requiera su diseño e1) Verificación de curvatura (Articulo 21.9.5.4) La sección crítica de todo muro con razón de aspecto Ht / lw ≥ 3, se debe cumplir que: Demanda de Curvatura u ≤ Capacidad de Curvatura  Esta verificación se debe hacer considerando la mayor carga axial Pu consistente con u - Determinación de Demanda de Curvatura Ht = Distancia entre el último nivel significativo del edificio y la sección crítica lw = Largo del muro en la sección critica u = Desplazamiento de diseño c= Distancia medida desde la fibra más comprimida y el eje neutro e = Curvatura en la sección crítica de un muro, consistente con e lp = Largo de una rótula plástica ≤ lw/2 Los valores de e y e Juan Music

Determinación de Desplazamiento de diseño     * Ejemplo edificio ubicado en Antofagasta Juan Music

- Determinación de Capacidad de Curvatura Para determinarla se requiere elaborar curva Momento- Curvatura de la Sección Juan Music

Verificaciones a realizar   Donde  = 0.008/c Juan Music

Lo antes señalado se debe verificar para todos los casos mostrados. Juan Music

e2) Verificación de requerimiento de elementos de borde Las zonas de compresión deben ser reforzadas con elementos de borde cuando c≥ clim   u’ = desplazamiento relativo de diseño entre el extremo superior de un muro y el desplazamiento a nivel de la sección analizada. Se puede calcular a partir de la forma del primer modo con mayor masa traslacional en la dirección de análisis considerada, asignándole a esta forma modal una amplitud en el último nivel significativo del edificio igual a u hw’ hw’ = altura de un muro medida desde el extremo superior del muro a la sección analizada. Juan Music

Si se requiere elemento de borde el largo a confinar es: cc = c-clim Articulo 21.9.6.4 letra f El espesor del elemento de borde deberá ser ≥ 30 cms y el largo confinado deberá ser ≥ al espesor del muro en la zona confinada clim Altura a confinar mayor valor entre lw y Mu /4*Vu Juan Music

Determinación de armadura de confinamiento Ash = (0,09 * s*bc * fc’ )/ fyt en que: Ash = área total de refuerzo transversal (incluyendo ganchos suplementarios) colocado dentro del espaciamiento s y perpendicular a bc s= espaciamiento medido de centro a centro de estribos bc = dimensión transversal del núcleo del elemento medida entre los bordes externos del refuerzo transversal con área Ash Juan Music

Detalle Armadura de Confinamiento en muros Juan Music

5) Resumen de disposiciones de detallamiento de armaduras en muros según normativa vigentes

Caso Muros que requieren Confinamiento Juan Music

Detalle de disposiciones en zona confinamiento para C ≥ Clim h ≥ 30 cms y Cc ≥ h Cc = C - Clim Juan Music

Articulo 21.9.6.5 Caso muros que no requieren confinamiento y ρ > 28/ fy Forma de determinar ρ Juan Music

Articulo 21.9.6.5 Caso muros que no requieren confinamiento y ρ > 28/ fy Juan Music

Detalle disposiciones en zona confinamiento para C < Clim y  > 28/fy (en MKS) Juan Music

6) Ejemplo de Muros diseñados con normativa vigente

Confinamiento Juan Music

Confinamiento Juan Music

Juan Music

Muchas Gracias Juan Music