29618222 Edificaciones de Mamposteria Para Vivienda

EDIFICACIONES DE MAMPO MAMPOS ST ERÍA PAR PARA A VI VIVIEN IENDA

Primera Edición © Derechos Reservados Reservados 1999 Fundación ICA, A.C. Av. del Parque Parque Nº 91 Colonia Nápoles C.P. 03810 México, D.F. Tel. 5272 9991, 5272 9915 ext. 4000-4001 Ext. Fax 4083 http://www.fundación-ica.org.mx e-mail: lunaf@fundación-ica.org.mx lunaf@fundación-ica.org.mx ISBN 968-7508 65-5 Segunda Edición © Derechos Reservados Reservados 2002 Fundación ICA, A.C. ISBN 968 5520 00-3 Tercera Edición © Derechos Reservados Reservados 2003 Fundación ICA, A.C.

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CONTENIDO CONTENIDO............................... CONTENIDO............................................. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... ......................... ........................ .......... III PRESENTACIÓN.................................... PRESENTACIÓN...................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ........................ ........................ ......................... ........... XV PRESENTACIÓN A LA SEGUNDA EDICIÓN............................... EDICIÓN............................................ ........................... ........................... .......................... ........................ ........... XVII PRÓLOGO ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ......................... ......................... .......................... ............ XIX

C APÍT APÍTULO ULO 1 LAS ESTRUCT RUCTURASD MAMPOSTERÍA................................ ................................. URAS DE MAMPOSTERÍA ................................ . 3 INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ......................... ........... 3 1.1

PREHISTORIA ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ .......................... .........................3 .............3

1.2

INICIO DE LA HISTORIA: SUMERIA............................... SUMERIA............................................. ............................ ............................ ............................ ......................... ............... .... 4

1.3

MESOAMÉRICA........................................ MESOAMÉRICA.......................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ .......................... ....................... ........... 6

1.4

EGIPTO Y GRECIA ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................. ............................. ........................ ......................... ................... .... 13

1.5

ROMA ........................... .......................................... ............................. ............................. ............................. ............................ ............................. .......................... .......................... ....................... ........ 14

1.6

DEL SIGLO V AL SIGLO XIX............................... XIX............................................ ........................... ............................ ............................ ........................... ..........................16 .............16

1.7

MAMPOSTERÍA REFORZADA ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................. ..........................19 ...........19

1.8

NOTAS FINALES ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... .................... ...... 19

REFERENCIAS........................... REFERENCIAS......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... .......................... ....................... ........ 21

C APÍT APÍTULO ULO 2 ASPECTOS ASPEC ASPECT TOS ARQUITECTÓNICOS DE LA VIVIENDA DE INTERÉSSOCIAL SOCIAL................................ ............................................................... ............. ................... ............ ............ ...... 25 INTERÉS SOCIAL ................................ ............................... INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ....................... ......... 25 2.1

EL HOMBRE Y EL BARRO .......................... ........................................ ........................... ........................... ........................... ........................... ........................... .................... ....... 25

2.2

EL SIGLO XX ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................. ............................. ........................... .......................... ........................ ........... 26

2.3

LA VIVIENDA EN EL MUNDO ............................ ......................................... ........................... ............................ ............................ ............................ ......................... ............. .. 33

2.4

EJEMPLOS DE EDIFICIOS EN LA CIUDAD DE MÉXICO............. MÉXICO ........................... ........................... .......................... ...........................40 ..............40

2.4.1

Aleman Al eman ia ............................ ........................................... .............................. ............................. ............................. ............................. .......................... .......................... ...........................40 .............40

2.4.2

Tlax pana................. pan a................................ .............................. ............................. ............................. .............................. ............................. ........................ ......................... .......................... ........... 41

2.4.3

Lu isa........................ is a....................................... ............................. ............................. .............................. ............................. ............................. ......................... ........................ ......................... ........... 42

2.4.4

Lázar o Cárdenas Cárd enas ............................. ............................................ ............................. ............................. ............................. ............................ .......................... ..........................44 ..............44

2.4.5

Bélgi Bél gica ca ........................... ......................................... ............................. ............................. ............................. ............................. ............................ .......................... .......................... .................. .... 46

2.4.6

Xola.............. Xol a............................ ............................. ............................. ............................. ............................. ............................ ............................. .......................... .......................... ....................... ........ 48

2.4.7

Peten ............................ .......................................... ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. ......................... .......................... ..................... ...... 50

2.4.8

Vista Vis ta Alegr Al egre e ............................. ........................................... ............................. ............................. ............................ ............................. .......................... ......................... ....................... ......... 51

2.4.9

Romero Rom ero ........................... ......................................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ........................... ........................... .................. .... 52

2.5

CONCLUSIONES .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... .................... ......... 54

iii iii

EDIFICACIONES DE MAMPOSTERÍA PARA VIVIENDA

C APÍT APÍTULO ULO 3 MATERIALES Y NSTRUC RUC TIVOS IVOS PARA Y SISTEMAS C ONST PARA VIVIENDA DE MAMPOSTERÍA MAMPOSTERÍA................................ ............................................. ....... .......... ...... ... 57 ................................ ............. 3.1 MAT MATERIALES ERIALE ALES ................................ ................................................................ ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... .................................. .............................................. ...... .......... ....... ..... 57 .............. INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ....................... ......... 57 3.1.1

Uni dades dad es o piezas pi ezas .............................. ............................................ ............................. .............................. ............................. ............................. .......................... ......................57 ...........57

3.1.2

Piedras Pied ras artif art ific icial iales..................... es................................... ............................ ............................. ............................. ............................. .......................... .......................... ..................... ...... 58

3.1.3

Lo s mort mo rtero eross ........................... ......................................... ............................. ............................. ............................. ............................. ......................... ......................... ....................... .........63 63

3.1.4

Acero Ac ero de refuer ref uer zo.............. zo ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ......................... .........................67 ..............67

3.1.5

Con cr eto ........................... .......................................... ............................. ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ...........................69 .............69

3.1.6

Propiedades Prop iedades mecánicas del con jun to pieza-mo rtero .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .........70 ....70

3.1.7

Mamp oster os tería ía de piedr pi edras as natur nat ur ales ............................ ........................................... ............................. ............................. ............................. ..........................71 ............71


3.2 SISTEMASC NSTRUC RUC TIVOS IVOS PARA VIVIENDA DE MAMPOSTERÍA....... .... ...... .... 75 SISTEMAS C ONST MAMPOSTERÍA....... INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ....................... ......... 75 3.2.1

Tipos Tip os de muro mu ros..................... s................................... ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. ............................ ....................... .........75 75

3.2.1.1

Muro s di afr agm a.................................. a................................................. ............................. ............................. ............................. .......................... .......................... .................. .... 75

3.2.1.2

Muro s conf co nf in ado s ............................ .......................................... ............................. .............................. ............................. ............................. ......................... ................... ......... 77

3.2.1.3

Muro s ref or zado s in terio ter io rm ent e.................................. e................................................ ............................. ............................. .......................... .................... ........ 80

3.2.1.4

Muro s no ref or zado s ........................... .......................................... ............................. ............................. ............................. ............................ .......................... ................ .... 82

3.2.1.5

Cri ter io de selecci sel ecci ón ............................ ........................................... ............................. ............................ ............................. ........................... ......................... ................. .... 83

3.2.2

Sistem Sis temas as de piso pi so .............................. ............................................ ............................. ............................. ............................. .............................. ......................... ........................84 ..............84

3.2.2.1

Desempeñ Desem peño o estr uctu uc tu ral deseabl des eabl e ............................ .......................................... ............................. .............................. ............................. ...................... ........ 84

3.2.2.2

Lo sa Maciza (Trab ajo Bidi Bi di recci rec cion on al)............... al) ............................. ............................. .............................. ............................. .......................... ................. ..... 86

3.2.2.3 3.2.2.3

Los as alig eradas (Trabajo bid irec cio nal) .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ........ ......... .........88 ....88

3.2.2.4 3.2.2.4

Sistem as pr efabri cado s (Unidi recc ion ales y bid irec cio nales) .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........ ... 89

3.2.3

Ciment Cim entaci acion ones es............... ............................. ............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ......................... ........................ .................. .... 90

3.2.4

Con clus cl us iones io nes ............................ ........................................... ............................. ............................. ............................. ............................ .......................... ........................... ..................... ...... 97


C APÍT APÍTULO ULO 4 CO C OMPOR MPO RTAMIENTO MECÁNICO DE LA MAMPOSTERÍA... ... 101 MAMPOSTERÍA... INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... ........................... ..................... ...... 101 4.1

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LAS LA S PIEZAS.................................... PIEZAS................................................ ......................... ..........................102 .............102

4.2

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DEL MORTERO ......................... ...................................... .......................... .......................... ....................... ..........106 106

4.3

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LA MAMPOSTERÍA EN COMPRESIÓN................ COMPRESIÓN........................... ............... .... 107

4.4

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LA MAMPOSTERÍA BAJ O TENSIÓN DIAGONAL .............. .............. 111

iv

C ONTENIDO 4.5

MAMPOSTERÍA CONFINADA ........................... .......................................... ............................. ............................ ............................ ............................ ........................ ..........116 116

4.6

COMPORTAMIENTO DE LA MAMPOSTERÍA CONFINADA ANTE CARGAS LATERAL LA TERALES........... ES........... 116

4.7

IDEALIZACIONES IDEALIZA CIONES DE LA CURVA CARGA-DEFORMACIÓN CARGA -DEFORMACIÓN DE LA MAMPOSTERÍA CONFINADA BAJ B AJO O CARGAS LATERAL L ATERALES................... ES................................. ........................... ........................... ............................ .......................... ............ 121

4.8

COMPORTAMIENTO ANTE CARGAS LATERALES LA TERALES REVERSIBLES ......................... ..................................... ..................... ......... 126

REFERENCIAS........................... REFERENCIAS......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... .......................... ..................... ...... 128

C APÍT APÍTULO ULO 5 MODALIDADES DE REFUERZO DE LA MAMPOSTERÍA EN MÉXICO MÉX MÉXIC O ................................ ................................................................ .................................. ................................ .. 133 INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... ........................... ..................... ...... 133 COMPORTAMIENTO DE MAMPOSTERÍA REFORZADA SUJETA A CARGAS LATERALES Y CONSIDERACIONES DE DISEÑO ......................... ....................................... ........................... .......................... ........................... ........................... .......................... .................... ....... 134 5.1

CONSIDERACIONES PRELIMINARES ........................... ......................................... ........................... ........................... ............................ ..........................134 ............134

5.1.1

Cali dad de las piezas pi ezas ........................... .......................................... .............................. ............................. ............................. ............................. ............................ .................. .... 136

5.1.2

Cali dad del mort mo rtero ero y de la mampo mam post st ería ............................ .......................................... ............................. ............................. ......................... .............. ... 138

5.1.3 5.1.3

Desconoc imiento de los diseñadores del comp ortamiento de las mamposterías....... mamposterías.......... ...... ...... ...... ..... 138

5.2

COMPORTAMIENTO DE MUROS DE MAMPOSTERÍA ............................ ......................................... ........................... ...........................139 .............139

5.2.1

Influ Inf luenc encia ia cuali cu ali tati va de otras ot ras var iables iab les ............................ ........................................... ............................. ............................. .......................... ................ ..... 143

5.2.2

El acer o de refuer ref uerzo zo en las mampo mam post sterías erías .............................. ............................................ ............................. .............................. .........................144 ..........144

5.3

EVOLUCIÓN DEL REFUERZO DE LAS LA S MAMPOSTERÍAS................... MAMPOSTERÍAS................................ .......................... ........................... .................. .... 146

5.3.1

Refuerzo Refu erzo long lo ng itud it udin inal....................... al..................................... ............................. ............................. ............................ ............................. .......................... .......................14 ............14 8

5.3.2

Refuerzo Refu erzo trans tr ansver versal sal ............................. ............................................ ............................. ............................ ............................. ............................. ............................ .................. .... 151

5.3.3

Refuerzo Refu erzo hori ho ri zon tal ............................ .......................................... ............................. ............................. ............................. ............................. .......................... ..................... .........155 155


C APÍT APÍTULO ULO 6 OBSERVAC ERVACIO IONES NES SOBRE EL C OMPORT MPORTAMIENTO Y Y DISEÑO DE EDIFICACIONES DE MAMPOSTERÍA EN ZONASSÍSMICAS SÍSMICAS................................ ........................................................... ............. ................... ............ ........ .. 161 ZONAS SÍSMICAS ................................ ........................... INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... ........................... ..................... ...... 161 6.1

DESEMPEÑO SÍSMICO OBSERVADO DE EDIFICACIONES DE MAMPOSTERÍA ........................ .......................... 162

6.1.1

Edifi Edi ficac cacio io nes de ado be ............................ .......................................... ............................. .............................. ............................. ........................... ........................... ................ 162

6.1.2

Edific Edif icacio acio nes de mamp ost ería sin si n refu erzo .......... ............... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ........167 ...167

6.1.3

Edifi Edi ficac cacio io nes de mampo mam post st ería conf co nfin inada ada ............................. ............................................ .............................. ............................. ..........................168 ............168

6.1.4

Edifi caci ones de mampo stería st ería con refuerzo interi in teri or ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........173 ...173

6.1.5

Muros Mur os diafr di afragm agma a ........................... .......................................... ............................. ............................ ............................. ............................. .......................... ..........................174 ..............174

6.1.6 6.1.6

Estudio s de vuln erabilid ad sísmic a en edific aciones de mampost ería existentes ...... ......... ...... ...... ...... ..... 176

6.2

ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA EN ZONAS SÍSMICAS ............................ .......................................... ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ...........................177 .............177

6.2.1

Nor mativ mat ivid id ad ........................... ......................................... ............................. ............................. ............................. ............................. ......................... .......................... ..................... ...... 177

6.2.2

Cali dad de los lo s materi mat eriales ales ............................ .......................................... ............................. .............................. ............................. ......................... .........................178 ..............178

v

EDIFICACIONES DE MAMPOSTERÍA PARA VIVIENDA 6.2.3

Infl uencia uenc ia de las abertur as en mur os de mampo stería... ster ía........ .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ....... .. 178

6.2.3.1 6.2.3.1

Infl uenci a de las abert uras en la rig idez later al de la estru ctu ra........... ra................ .......... .......... .......... .......... ......... ....... ... 178

6.2.3.2 6.2.3.2

Infl uenci a de las abert uras en la dis tri buc ión de fuer zas cor tant es ........ ............. .......... .......... ......... ......... ..........181 .....181

6.2.4

Impo rtanci rt ancia a de la con fig uración urac ión estr uct ural...... ur al........... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ......... ....... ...182 182

6.2.4.1

Densid Dens id ad de muro mu ro s .............................. ............................................ ............................. .............................. ............................. ............................ ...........................182 .............182

6.2.4.2

Con fi gu rac ió n en pl anta................. ant a................................ ............................. ............................ ............................. ............................. .......................... ................... ....... 183

6.2.4.3 6.2.4.3

Dist rib uci ón asimét ri ca de mur os en plan ta .......... ............... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ....... .. 183

6.2.4.4 6.2.4.4

Cont in uid ad de tod os lo s mur os en elevaci ón .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... 184

6.2.4.5

Abert Ab ert ur as par a pu ert as y ventan ven tan as.............. as ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. .................. .... 184

6.2.4.6

Con cen tr ación aci ón de peso pes o ............................ .......................................... ............................. ............................. ............................ ........................... ........................185 ...........185

6.3

DETALL ADO DEL REFUERZO EN ZONAS SÍSMICAS ............................ ......................................... ........................... ...........................185 .............185

6.3.1

Impor Imp ortan tanci cia a de los lo s cas till ti llos os .............................. ............................................ ............................. .............................. ............................. .......................... ................... ....... 185

6.3.2

Refuerzo Refu erzo trans tr ansver versal sal en casti cas tillllos os ............................. ........................................... ............................ ............................. ............................. ..........................186 ............186

6.3.3

Refuerzo hor izon tal mediante medi ante alambr es cor rugado ru gado s .......... ............... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ........186 ....186

6.3.4

Refuerzo Refu erzo adici adi cion onal al median med iante te malla mal la de alamb re.............. re ............................. ............................. ............................. .............................. .................. ... 187

6.4

CONTROL CONTROL DE LOS DESPLAZAMIENTO DESPLAZAMIENTOS S LATERALES PARA LIMITAR LIMITAR EL DAÑO DAÑO ESTRUCTURAL ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... .................. ....... 188


C APÍT APÍTULO ULO 7 ANÁLISIS, REVISIÓN Y RUC TURASD REVISIÓN Y Y DETALLADO DE ESTRUCT URAS DE MAMPOS MAMPOST TERÍA ................................ .............................................................. ............ .................. ........... ........... ......... ................................. ............. ................... ............ ........... ..... 199 MAMPOSTERÍA RESUMEN ............................ .......................................... ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ......................... .......................... .......................... ........... 199 INTRODUCCIÓN ......................... ....................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... ........................... ..................... ...... 199 7.1

SISTEMAS ESTRUCTURALES ........................... ......................................... ............................ ............................ ........................... ........................... ........................ ..........200 200

7.1.1

Mamp oster os tería ía co nfin nf inada ada .............................. ............................................ ............................. .............................. ............................. .......................... ..........................200 ..............200

7.1.2

Mamp oster os tería ía refor ref or zada inter in terio iorm rment ente e ............................ ........................................... ............................. ............................. ............................. ................... ..... 203

7.2

ANÁL ISIS ............................. ........................................... ............................. ............................. ............................. ............................. ............................ ............................ ......................... ........... 205

7.2.1

Análi An álisi si s po r car ga verti ver tical cal ............................. ............................................ ............................. ............................ ............................. .......................... .......................205 ............205

7.2.2

Análi An álisi si s po r car gas lateral lat eral es......................................... es........................................................ ............................. ............................ ........................... ...................... .........207 207

7.2.2.1 7.2.2.1

Método sim pl ifi cado de anális is (Método A) ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ....... .. 207

7.2.2.2

Métod o de anál isis is is estáti est áti co (Métod o B) ............................ ........................................... .............................. ............................. ........................213 ..........213

7.2.2.3 7.2.2.3

Método de anális is din ámico tri dim ensio nal (Método C)........... C)................ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .........213 ....213

7.2.2.4 7.2.2.4

Anál isi s de estr uct uras con pi sos blan dos ......... .............. ......... ......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ....... 219

7.3

REVISIÓN, ASPECTOS REGLAMENTA RIOS ........................... ......................................... ........................... ........................... ............................ ................ 222

7.3.1

Factor Fact or es de reduc red uc ción ci ón de resis res isten tenci ci a ............................ .......................................... ............................. .............................. ............................ ................... ...... 222

7.3.2

Factor Fact or es de comp co mpor ortam tamien iento to Q ............................. ........................................... ............................. ............................. ............................ ........................... ............... .. 223

7.3.3

Evaluac Eval uació ió n de la resis res isten tenci ci a ............................ ........................................... ............................. ............................ ............................. ............................ .................... ....... 224

7.3.3.1

Resist Resi st encia enc ia en comp co mp res ión ió n .............................. ............................................. .............................. .............................. .............................. ......................... ............ .. 223

7.3.3.2 7.3.3.2

Resist encia a flexo com pr esió n en el plan o del mur o ........ ............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... .. 224

vi

29618222 Edificaciones de Mamposteria Para Vivienda

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