ar_01 (1)

SMIE

Curso de Edificaciones de Mampostería

Comportamiento de estructuras de mamposter ía mampostería Leonardo Leonardo Flores Flores Corona Corona SMIE Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C.

Oaxaca, Oaxaca, Oax., Oax., 11 11 yy 12 12 de de julio julio de de 2008 2008 1

Curso de Edificaciones de Mampostería, 11 y 12 de junio de 2008

SMIE

2

DAÑOS POR SISMO

(Colima y Villa de Álvarez, Col.)


SMIE

3

Daño en mampostería simple, Villa de Álvarez, Col.


SMIE

4

Daño en mampostería simple, Villa de Álvarez, Col.


SMIE

5

Daño en edificio de vivienda, Colima, Col.


SMIE

6

Daño en edificio de vivienda, Mampostería sin adecuado confinamiento, Colima, Col.


SMIE

7


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8


SMIE

9

Daño en mampostería sin refuerzo alrededor de aberturas, Villa de Álvarez, Col.


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10

Colapso de barda de mampostería simple, Villa de Álvarez, Col.


SMIE

Colapso de barda, Villa de Álvarez, Col.

11


SMIE

12

Volteo de una barda, Villa de Álvarez, Col.


SMIE

13

Detalle del incorrecto anclaje de una barda colapsada, Villa de Álvarez, Col.


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14


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15


SMIE

16


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17

PARAPETOS Y APÉNDICES


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18


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19


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20

CELOSÍAS


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21

DAÑOS POR CARGA AXIAL (ciudad de México)


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22


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23


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24


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25

DAÑOS POR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES (Aguascalientes, Jalisco, San Luis Potosí)


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26


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27


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28


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29

18 cm


SMIE

30


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31


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32

Oleaje, Tsunamis


SMIE

Huracán Wilma, 2005

33


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Tsunami, Indonesia

34


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35

Viento Huracán Wilma, 2005


SMIE

Huracán Wilma, 2005

36


SMIE

37


SMIE

38


SMIE

39

Comportamiento sísmico • Sistema de muros ligados por un diafragma rígido • Muros con sistema de piso o techo flexible


SMIE

40

Grietas verticales en las esquinas


SMIE

Ensaye en mesa vibradora

41

Instituto de Ing. UNAM


SMIE

42

Modelo de elemento finito


SMIE

43

Resultados del análisis, casas de adobe Momentos flexionantes en el muro largo

9 El agrietamiento se inicia en la parte

superior de las esquinas con la falla por tensión del material . 9 Se producen flexión fuera del plano

SMIE


Criterio para evaluar la vulnerabilidad

44

Transmisión de las fuerzas inerciales inducidas por el sismo SISMO El sistema de techo rígido distribuye las cargas sísmicas hacia los muros y los liga entre sí Los muros reciben las fuerzas laterales y las transmiten a la cimentación

La participación de los muros normales a las acciones es despreciable


SMIE

45

Modos de falla

Flexión Flexión Volteo Volteo

Carga Carga vertical vertical

(aplastamiento) (aplastamiento)

Contracciones Contracciones

(fraguado, (fraguado, temperatura) temperatura)


SMIE

46

Modos de falla Relación Relación resistencia resistencia de de piezas piezas –– adherencia adherencia en en la la junta junta

Tensión Tensión diagonal diagonal

Cortante Cortante (adherencia) (adherencia)

Cortante Cortante

Deslizamiento Deslizamiento


SMIE

Puntal de compresión

47

V V ≈ 45°


SMIE

Sistema marco-muro

48

Interfase Muros Marcos


SMIE

49


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50

51

Fuerza cortante


SMIE

Curva de histéresis y envolvente Envolvente

Distorsión, θ

SMIE

52

0,8

Esfuerzo cortante, MPa


Curva de histéresis, W-W 0,6

Vu, RDF

Agr

0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6

Vu, RDF

-0,8 -0,015

-0,01

-0,005

0

0,005

Distorsión, mm/mm

0,01

0,015

SMIE

53

Mayores

Columnas Muros estructurales Trabes Losas y rampas

Menores

Consecuencias de falla


Importancia del elemento

Muros divisorios Instalaciones

SMIE

54

Mayores

Inestabilidad por compresión Aplastamiento a compresión fractura a tensión (barras, soldadura) Cortante, torsión Por adherencia (barras en concreto) Menores

Consecuencias de falla


Importancia del modo de falla

Flexión dúctil Tensión dúctil


SMIE

55


SMIE

56


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57


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58


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59


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60

CENAPRED


SMIE

61

Fórmulas de resistencia Resistencia a la compresión: PR = FR FE fm* AT fm* + 4 kg/cm² fm* + 7 kg/ cm² ≤ 1.25 fm*

(mamp. confinada) (mamp. ref. interior)

Resistencia a fuerza cortante VmR = FR (0.5 vm* AT + 0.3 P) ≤ 1.5 FR vm* AT

SMIE


Resistencia a carga axial

62

Las NTC -2004 consideran la contribuci ón del NTC-2004 contribución acero:

PR = FR FE ((ffm* AT + Σ As f y ) ΣA y como alternativa en mamp mamp.. confinada

PR = FR FE ((ffm* + 4) AT donde FR = 0.6


SMIE

63

Celdas de carga Yugos Gatos Hidráulicos

Viga de acero Robusta

Losa y dala de repartición

Viga de Cimentación


SMIE

64


SMIE

65


SMIE

66


SMIE

67


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68

Curso de Edificaciones de Mampostería, P (t) 11 y 12 de junio de 2008

SMIE

69

Muros a compresión

400

MCP-2

ec,2: (fmm*ATT + ΣAssfyy) 300

200

MCP-1

ec,2

MCP-0

ec,2 100

0

(fmm*+4)ATT

fmm*ATT 0

1

2

3

δ (mm)

4

(Ensaye: (Ensaye: CENAPRED) CENAPRED)

5

SMIE


Muros diafragma

70

¼H H

VR,columna

carga VR,columna

VR,columna ≥ ½ carga

Interacción marco-muro diafragma

¼H


SMIE

Muros diafragma

71


SMIE

Muros diafragma (modos de falla)

72

(Crisafuli, 1997)

SMIE


Muros diafragma (modelado)

73

Vu,muro = P cos θ co mp res ión P θ

Ax

Momentos

ial

Fuerza cortante

SMIE


Muros diafragma

74

Momento flexionante

Fuerza cortante

Fuerza axial

(Crisafuli, 1997)


SMIE

75

Resistencia a fuerza cortante Fuerza cortante que toma la mampostería VmR = FR (0.85 vm* AT) Fuerza cortante que toma el refuerzo horizontal VsR = FR η ph fyh AT

SMIE


Muros diafragma (revisión)

76

Resistencia a cortante de la mampostería ¼H H

VR,columna

VmR = FR (0.85 vm* AT) VR = VmR + Vs

Carga VR,columna

VR,columna ≥ ½Carga

¼H

Vu,muro = P cos θ VR,col = (VcR+Vs)col

Interacción marco-muro diafragma

77

Distorsión lateral inelástica: Muros diafragma 0.006 0.006 Histéresis 400 400

Modelo T0, (CENAPRED)

Fuerza cortante, kN


SMIE

200 200 00 -200 -200 -400 -400 -0.015 -0.01 -0.01

-0.005 -0.005

00

0.005 0.005

0.01 0.015 0.01 0.015


SMIE

78

Columna corta

C. Reyes


79

Las columnas cortas pueden y deben ser evitadas.

C. Reyes M. Cruz

SMIE

SMIE

80

(5.1.1.b) dala en pretiles ≥ 500 mm losa

castillos en pretiles (5.1.1.a)

30 (5.1.4) t

H

dala en todo extremo de muro y a una distancia no mayor de 3 m (5.1.1.b)

H t

castillos en extremos de muros e intersecciones

PLANTA refuerzo en el perímetro de aberturas (5.1.3) castillos en intersección de muros (5.1.1.a)

100 mm (5.1.4)

separación de castillos

separación ≤ 3 m de dalas


Mampostería confinada

4m ≤ 1.5 H


SMIE

81

Requisitos para mampostería confinada Refuerzo en aberturas si dimensión

>

¼ separación de castillos 600 mm

abertura que no requiere refuerzo

Refuerzo en el perímetro de aberturas




SMIE

82

Construcción de los modelos MV-1

MV-2

(Ensaye: (Ensaye: CENAPRED) CENAPRED)

SMIE

83

12

MV-2

10

Fuerza cortante, t


Envolventes de respuesta

MV-1

8

Teórica Nominal

6 4

Teórica experimental

2 0

00

0.001 0.001 0.002 0.002 0.003 0.003 0.004 0.004 0.005 0.005 0.006 0.006 0.007 0.007 0.008 0.008

Distorsión, mm/mm


SMIE

84


SMIE

85


SMIE

86


SMIE

87

88

Fuerza cortante, t


SMIE

Daño vs. capacidad remanente

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30

Desplazamiento, mm


SMIE

89

Resistencia a fuerza cortante Muro de carga VmR = FR (0.5 vm* AT + 0.3 P) ≤ 1.5 FR vm* AT Muro diafragma VmR = FR (0.85 vm* AT )


SMIE

90

91

vvmR = 0.5 v m** ++ 0.3 0.3 σ σ mR = 0.5 vm 10

Experimental, vagr kg/cm²


SMIE

9 8 7 6 5 Predicción

4

CENAPRED

3

Inst Ing UNAM

2

Inst Ing UNAM

1

U de Guad

0 0

1

2

3

4

5

De diseño, vmR, kg/cm²

6

7

8


SMIE

92

Requisitos para mampostería reforzada interiormente 1 svv

ph + pv ≥ 0.002

t

A sv sv (6.1.1)

ph ≥ 0.0007; pv ≥ 0.0007

Ash ph = sh t Asv pv = sv t

A sh sh (6.1.1) shh

(6.1.7)

H 30 ≤ t

t ≥ 100 mm

Requisitos para mampostería reforzada interiormente 2

separación ≤ 3 m

sv ≤

sv t

sh ≤

6t 800 mm

6 hiladas 600 mm (6.4.3.2)

(6.1.2.1)

Dos celdas consecutivas con refuerzo en - extremo de muros - intersección de muros - a cada 3 m

93

6t

sv ≤ 800 mm (6.1.2.1) ventana


SMIE

PLANTA

hilada

≤3 m

Detalle 1

≤3m ELEVACIÓN DETALLE 1


SMIE

94

Requisitos para mampostería reforzada interiormente 3 Ast

=

2.5( V mR + V sR ) t FR L

(usar MPa y mm)

Ast

s fy

s ≤

300 mm

PLANTA

Ast Conexión entre muros sin traslape de piezas


SMIE

95

Requisitos para mampostería reforzada interiormente 4 Refuerzo Refuerzo vertical vertical en en pretiles pretiles yy horizontal horizontal en en pretiles pretiles mayores mayores aa 500 500 mm mm (6.1.8) (6.1.8)

Refuerzo Refuerzo en en ¼ ¼ sep. sep. refuerzo refuerzo aberturas aberturas si si > 600 600 mm mm dimensión dimensión

Abertura Abertura que que no no requiere requiere refuerzo refuerzo

En dalas: fcc’ t² Ass ≥ 0.2 f yy

10000 s A sc sc ≥ f y h y cc

elemento de refuerzo

separación separación de de refuerzo refuerzo en en doble doble celda celda

Refuerzo en el perímetro de aberturas


SMIE

CENAPRED, WBW-E

96


SMIE

97

CENAPRED

SMIE

98

200 M3 M3 (M-5/32-E20) (M-5/32-E20)

Carga lateral, kN


Envolventes de respuesta

150 M1 M1 (M-3/8-Z6) (M-3/8-Z6)

M4 M4 (M-1/4-E6) (M-1/4-E6)

100 M2 M2 (M-0-E6) (M-0-E6)

50 primer primer agrietamiento agrietamiento inclinado inclinado resistencia, resistencia, V Vmáx máx

0

0

0.005

0.01

Distorsión, mm/mm

0.015

0.02

99

Piezas de arcilla: artesanal y extruida 1.5



SMIE

extruido tradicional (Aguilar, 1997)

1.2

ph = 0.0019 ph = 0.0007 ph = 0.0005 ninguno

0.9 0.6 0.3 0

primer primer agrietamiento agrietamiento inclinado inclinado resistencia, resistencia, V Vmáx máx

0

0.005

0.01

Distorsión, mm/mm

0.015

0.02

DDia ia g goo nnaa l lDD 11

(Ensaye: (Ensaye: CENAPRED) CENAPRED) 00 0 0. .0 0 00. .0 0011 0 0 00. .0 022 0 00. .0 0033 0004 0 0. .0 4 0005 5

22 lDD aal onn ggo iaia DD

100 055 0.0 4 00. .004 0 3 00. .003 0 022 00. 0.0 1 00. .001 0 00 00.


SMIE

Distribución de deformaciones a lo largo de las diagonales (espécimen M4)

Factor de eficiencia del refuerzo horizontal 100 100

Eficiencia, η η% % Eficiencia,


SMIE

101

WBW-B WBW-B

80 80 60 60

N2 N2 N3 N3 3D-R 3D-R

M-072 M-072

Confinada, maciza, refuerzo horizontal Confinada, maciza, malla y mortero Confinada, extruida, refuerzo horizontal Escalerilla (no permitida)

M3 M3 N4 N4

M-211 M-211

M-147 M-147

40 40 20 20 00 00

M1 M1

WBW-E WBW-E

V Vss == η ηp phh ffyy A ATT 0.2 0.2

0.4 0.4

11 kg/cm² kg/cm² == 0.0981 0.0981 MPa MPa

0.6 0.6

M4 M4

NTC-M NTC-M 2004 2004 0.8 0.8

1.0 1.0

1.2 1.2

pphhffyy ,, MPa MPa

1.4 1.4

1.6 1.6

1.8 1.8

SMIE


Factor de eficiencia η

102

33 kg/cm² kg/cm² V VmR mR FFRR A ATT

≤

pphh ffyh yh ≤

0.3 0.3 ffmm** 12 kg/cm², piezas piezas macizas macizas 12 kg/cm², 99 kg/cm², kg/cm², piezas piezas huecas huecas

η 0.6 0.6

0.2 0.2 66

99

pphh ffyh yh kg/cm² kg/cm²


SMIE

Fractura de escalerilla, WBW-E

103

CENAPRED CENAPRED

SMIE


Hipótesis de la sección plana

1/3

Deformaciones εmm = 0.003

Esfuerzos

104

fss

εcc = 0.003

fss

fmm*

fss fcc”

fjj*, mortero mortero en en el el colado colado = ? ⇒ despreciarlo

fss

fmm

SMIE



Modelo 3D

Roseta 45°

(CENAPRED) (CENAPRED)

Deformación, % % Deformación,

Ciclo Ciclo

22 33 44 55 66 88 10 10 12 12

105

2/3

0.02 0.02 00

-0.02 -0.02 -0.04 -0.04

SMIE



106

3/3 f m* εmm = 0.003 0.003 m

≤ 6t fss Deformaciones Deformaciones

Esfuerzos Esfuerzos

fmm*, de de las las piezas piezas huecas huecas sin sin relleno relleno

εmm = 0.003 0.003

Deformaciones Deformaciones

fss

fcc”

fss Esfuerzos

Esfuerzos

SMIE

Curso de Edificaciones de Mampostería, 11 y 12 de junio de 2008 Fuerza cortante, kN

Distorsión lateral inelástica 0.006 0.006

Curva de histéresis

150

200 200

100

00

-200 -200 -400 -400 -0.015-0.01 -0.01 -0.005 -0.005 00 0.005 0.005 0.01 0.010.015 0.015

107

Envolventes

200 Shear Load, kN

400 400

0.0035 0.0035

Distorsión, mm/mm

Muros diafragma

50 0 0

0.005 0.01 0.015 0.02 Distorsión, mm/mm

Piezas macizas, confinada y Con refuerzo horizontal

SMIE

108

0.0025 0.0025

200

100

0

0

0.005 0.01 Distorsión, mm/mm Mampostería confinada, piezas macizas


0.0025 0.0025 Fuerza cortante, kN


Distorsión lateral inelástica 1.5

phh = 0.0019 phh = 0.0007 phh = 0.0005

1.2 0.9 0.6 0.3 0 0

0.005

0.01

Distorsión, mm/mm Piezas huecas, confinada y Con refuerzo horizontal


SMIE

109

Distorsión lateral inelástica γinelástica inelástica = Q γfza fza reducida reducida 0.006 0.0035 0.0025

0.0020 0.0015

muros diafragma. piezas macizas, confinada y con refuerzo horizontal o mallas a) piezas macizas, confinada; b) piezas huecas, confinada y ref. horizontal; c) piezas huecas, confinada y ref. con malla. piezas huecas, con refuerzo interior. mampostería no confinada ni reforzada interiormente.

110

Densidad de muros Indice de la seguridad ante efectos sísmicos. d=

Nivel de daño, Nd


SMIE

Suma de áreas efectivas de muros en una dirección Area en planta

5

23x 5x

8x

4

6x

18x

3 13x

2

8y 12x

15y 5y

23y 1y

1 0.005

6y

Tx 8y 12y 13y

Ty

0

5y

14x

0.01

0.015

d/n

0.02

0.025

n = número de pisos

ar_01 (1)

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