Modelos de Muros Estructurales
Los muros estructurales son elementos que proporcionan rigidez a los edificios ante cargas laterales, controlando los desplazamientos laterales.
Se recurre, al uso de muros de concreto (placas), normalmente en combinación pórticos.
Otra forma de rigidizar pórticos, es rellenarlos con muros de mampostería o colocar diagonales de acero (arriostres).
Son de uso común también los edificios de altura moderada (15 m), en los cuales los elementos resistentes son muros de mampostería con distintos tipos de refuerzo (Albañilería Armada y Confinada).
Vigas con brazos rígidos Las zonas de las vigas que se encuentran dentro de los muros son infinitamente rígidas a flexión
Columna Ancha Las placas, se considera como una columna ancha con sus propiedades concentradas en su eje centroidal
a
Iv
b
Aw
Este modelo tiene la ventaja que los sistemas con muros se idealizan como
Iw w
Los elementos placa, considerados como columna ancha, en el modelo, deben ser analizados considerando la deformación por corte: φ =
12 E. Iw ; G. Aw. L2
Aw =
A ff
En las vigas que se encuentran dentro de los muros, deben incluirse los brazos rígidos, y en los demás elementos que conforman el pórtico (vigas y columnas), se debe considerar despreciable la deformación por corte haciendo: φ = 0 Existe programas para analizar edificios que incluyen explícitamente deformaciones por cortante y zonas rígidas (SAP2000, ETABS). En caso de usar programas que no incluyen esta ultima opción, las zonas rígidas pueden representarse por tramos de vigas con momento de inercia grandes, en comparación con las vigas y columnas del conjunto.
Columna Ancha
Vigas con brazos rígidos
b) Modelo con columnas anchas
En la zona de encuentro viga-placa se desarrollan concentraciones de esfuerzo que hacen que la hipótesis de Navier no se cumpla totalmente en la placa, por lo que se recomienda reducir la longitud de brazo rígido de la siguiente manera: o’
L=a–d/4
a
a
L = 0.8 a
Sin embargo, cuando la viga presenta un cambio gradual de su peralte (cartelas), o cuando la viga concurre a un ensanchamiento ubicado en el borde de la placa, estas concentraciones de esfuerzo se atenúan, por lo que no será necesario reducir la longitud del brazo rígido.
Se ha reconocido que inicialmente el tablero y el marco trabajan monolíticamente como una sola unidad en la cual son importantes las deformaciones por flexión y por cortante. Bastan sin embargo cargas laterales relativamente pequeñas para que el tablero y el marco se separen en esquinas opuestas
En el tablero aparecen fuerzas de compresión diagonal que pueden producir fallas por compresión en las esquinas en contacto con el marco. En la dirección de la otra diagonal aparecen esfuerzos de tensión en la mampostería que puede ocasionar agrietamiento diagonal en el muro.
Para el calculo de la rigidez lateral y de los demás elementos mecánicos en el marco y el tablero una posible idealización es simular cada tablero como una diagonal equivalente en compresión. Como resultado de estudios analíticos con elementos finitos en los que se toma en cuenta el comportamiento descrito, se propone que la diagonal equivalente tenga el mismo espesor, t, y modulo de elasticidad, E, que el tablero y que su ancho sea:
Lo
Wo
Wo = Lo / 4
Entonces el elemento biela tiene la siguiente sección :
b) Sin diagonales
b) Con diagonales
En la actualidad el MEF, constituye la más poderosa herramienta para el análisis de estructuras complejas, como ciertos muros de composición y geometría complicada. Básicamente, este método consiste en dividir la estructura en subregiones, denominada elementos finitos, dentro de los cuales se prescribe la forma en que variaran los desplazamientos en función de los valores correspondientes a ciertos puntos denominados nudos.
Los muros se pueden modelar adecuadamente considerando que se trata de un problema de estado plano de esfuerzos, es decir aceptando que son nulos los esfuerzos perpendiculares al plano del muro. Aunque los elementos finitos permiten tratar este problema, pueden hacerlo presentando elementos de diversas formas, como triángulos o cuadriláteros, dado que las partes de un muro son usualmente rectángulos, es adecuado el uso de elementos rectangulares. Se recomienda también que estos elementos tengan menores dimensiones en las zonas donde existan grandes concentraciones de esfuerzos con la
MUROS PORTANTES:
Uno de los sistemas estructurales mas empleado en nuestro medio para la solución de edificios multifamiliares de mediana altura(máximo 5 pisos), es el muro de albañilería confinada por elementos de concreto armado; otro sistema menos usado, es la albañilería armada interiormente, compuesta por bloques que presentan alvéolos verticales en cuyo interior se aloja el refuerzo vertical, mientras que el refuerzo vertical se coloca ya sea en juntas de mortero o en cavidades horizontales del bloque.
TABIQUES: Son empleados como elementos separadores de ambientes en los edificios aporticados, generalmente, los tabiques son hechos de albañilería, por la buenas propiedades térmicas, acústicas e incombustible que tiene este material.
Debido a que los tabiques como los muros confinados se encuentran bordeados por elementos de concreto, es necesario distinguirlos ya que su comportamiento ante las cargas sísmicas y verticales es totalmente diferente; la diferencia principal radica en la secuencia constructiva que sigue en cada sistema.
¿ Preguntas ….?
