NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC
4925 2001·03·21
PREFABRICADOS DE CONCRETO. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN DIAGONAL (CORTANTE) EN MURETES DE MAMPOSTER(A
~~~ ICONTEC
E:
PREFABRICATED OF CONCRETE. STANDARD TEST MHHOD FOR DIAGONAL TENSIÓN (SHEAR) IN MASONRY ASSEMBLAGES
CORRESPONDENCIA:
eSUI norma as equivalente (EQV) a la norma ASTM E 619193
DESCRIPTORtS:
concreto: mamposterla; msi Slencla a la traccion
l.C.S.: 91.100.30 Edíad• por el lnsliláo COlombwno do Normas T4!CllCDS y cent"caciCln (ICONTEC) Aporuido 1u11 Bogota. o.e • Tlll 6078888 • fax 222u1s
Prallibida su r"fl'od uc:cion
ICONTEC cuenta con un Centro de lnformacion que pone a disposición d
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Téenicas y Cef'líficaciOn, ICONTEC, es el organismo nacional de normalizacion, segtln el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC llS una Bnlidad dll caracter privado. sin animo de lucro. cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del pats, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representaclon de todos los sectores Involucrados en el proceso de Normalizaclon Tecnlca esta garantizada por los Comites Tecnicos y el periodo de Consulta Ptlblica, este Ultimo caractllfizado por la participación del publico Bn general. La NTC 4925 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2001-ó3-21 Esta norma esta sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a traves de su participación en el Cornite Tecnico 369902 Prefabricados de concreto a cargo de la STN:ICPC. ATECON BALDOSINES DELTA CONCRETOS MODULARES
ICPC INDURAL POSTEQUIPOS
Ademas de las anteñores. en Consulta Pllblica el Proyecto se puso a consideracion de las siguientes empresas: ADOQUINES DE COLOMBIA AGRECON BALDOSINES TORINO BALDOSINES Y ADOQUINES EL JORDÁN CIMBRADOS S. A. COBEC COLBLOQUES COLOR BLOC LTOA. COLPISOS CONCONCRETO CONCRETAL CONCRETODO CONSTRUCTORA BOLIVAR CONSTRUCTORA COLPATRIA
EAAB ECOMfN LTOA. EUROTEJA GRANITEX IDU INDUSTRIAS ROCA INGENIERIA DEL CONCRETO ITM MANUFACTURAS DE CEMENTO TITAN MOSAICOS E GAVIRIA OPTIMA PRECONCRETO PRE CONCRETOS RC PREFABRICADOS DE CONCRETO
NORMA T~CNICA COLOMBIANA
NTC 4925
PREFABRICADOS DE CONCRETO. MCTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN DIAGONAL (CORTANTE) EN MURETES DE MAMPOSTERIA
1.
OBJETO
1.1 Este metodo de ensayo cubre la determinación de la resistencia a la traccion diagonal o resistencia a conante, de muretes de mamposterra de 1.2 m x 1.2 m, al someterlos a compresión por medio de carga aplicada en una de sus diagonales (vease la Figura 1), lo que lleva a la falla por tracción diagonal cuando el especimen se fracn..ra de manera paralela a la dirección de aplicación de la carga.
1.2 El Anexo A ofrece sugerencias relacionadas con la determinación de la resistencia a la tracción diagonal de mamposterra baj o carga combinada de traccion diagonal y compresión. Los valores se deben regir de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades 1.3 (vease la NTC 1000 (ISO 1000)). 1.4 Esta norma puede involucrar materiales. operaciones y equipos peligrosos. Esta norma no pretende tratar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las medidas de seguridad y de salud apropiadas y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. 2.
NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE
Las siguientes normas contienen disposiciones que. mediante la rerernocia dentro de este texto. constituyen pane intll(}'al del mismo. En el momento de su publicación eran validas las ediciones indicadas. Todas las normas estan sujetas a actualización; los participantes. mediante acuerdos basados en esta norma. deben investigar la posibilidad de aplicar la Ultima versión de las normas mencionadas a continuación. NTC 220:1996; lngenierra CMI y Arquitectura. Cementos. Determinacion de la resistencia de moneros de cemento hlctaulico usando cubos de so mm o so.a mm de lado. (ASTM e 109). NTC 1000:1993, Me1roiog1a. Sistema Internacional de Unidades (ISO 1000) NTC 3341:1997. lngenierta Civil y Arquitectura. Metodos para verificar la carga aplicada por maquinas de ensayo. (ASTM E 4).
NORMA T i!CNICA COLOMBIAN A
NTC 4925
ASTM E 575:1999, Standard Practico far Reporting Data from Structural Tests of Building Constructions. Elements. Connectlons and Assemblles. 3.
IMPORTANCIA V USO
3.1 Este melodo ele ensayo fue desarrollado para medir mas precisamente la resistencia a la tracción diagonal (cortante) de la mamposterra, ele lo que era posible con otros metodos disponibles. El tamano elel espocimeo fue seleccionado como el mas pequeno que puede ser razonablemente representativo de un mur.o ele tamano real y que puede pemiítir el uso ele maquinas de ensayo como las que se usan en muchos laboratorios. Notll 1. Ya qu" ésto os .., método di! onsoyo utilizado solamonle con ol proposlto d
4.
APARATOS
4.1
MÁQUINA DE ENSAYO
La maquina de ensayo debe tener la suficiente capacidad de carga a compresión y debe suministrar la velocidad de carga que se prescribe en el numeral 6.4. Debe ser operada electricamente y capaz de aplicar la carga de manera continua. en lugar de intermitentemente, y sin impacto. Debe cumplir los requisitos de los numerales de calculo e informe de la NTC 3341 (ASTM E 4). Nota 2. Lo maq._,n do ensayo tiono Ll'ID luz lbo V'llrticol do. por lo monos. 2, 13 m. con ol roi do poder colocar el ospocimon cuadrado do 1.2 m do lado en la maquino. do l ol modo que su diagonol qoo
4.2
SOPORTES DE CARGA
se deben usar dos soportes de carga, metalicos (veanse las Figuras 2 y J), para aplicar la carga de la maquina al especimen. La longitud de apllcaclon de la carga elel soporte debe ser de 152 mm. Nota 3. El uobajo experimental ha mostrado quo la longitud mtlximo do aplicocion do carga del soporto puedo ser. aproxí11111domenlo, 1/8 di! In longitud dC!I lado del llsp cciml!n, paro ovítor osrucrzos cxcosívos en In zono do opoyo.
2
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Figura 1. Aporato paro la detarmin1ción de 11 rosistenci1 a 11 tracción díagonll (cort1nte) en muretes de mamposteri1.
Figura 2. Soporte de '*9• (se requienln dos de éstos).
3
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VISTA LATERAL
A - r - + - - - - - - 't + E - - - - - --t-+--A
Nota 2
E
Nota 2
A ->-+------ ~+
E
Nota 2
0-----------A
VISTA FRONTAL
Notos:
1)
fo.l\otcrüil: Dooro laminado en frio.
2)
El nllmero y el espaciamiento do los ngiclizadores depende del espesor (o) del espECimen (mureto) que so va n ensayar.
Tabla •d o dimoosionos. Dimensión. m m1
A B
e o E
10 13 16 22 25
F e;
H 1
J
Figura 3. Dimensionas del soporta de carga.
4
Dimensión. mm 89 114 146 152 254
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ESPECÍMENES DE ENSAYO
S.1
TAM.MIO
NTC 4925
El tamano nominal de cada especimen debe ser de 1.2 m por 1.2 m por el espesor del tipo de muro que se esta ensayando. Las dimensiones de 1.2 m no deben diíerir en mas de 6 mm una de la otra. 5.2
NÚMERO DE ESPECÍMENES
Los ensayos se deben realizar. por lo menos. sobre tres especlmenes similares, construidos con el mismo tamano y tipo de unidades de mampostena. de manero y de mano de obra. S.3
CURADO
Despues de construidos los espec1menes. no se deben mover. por lo menos. durante 7 d. Se deben almacenar en un ambiente de laboratorio por lo menos 28 d. El laboratorio se debe mantener a una temperatura de 24 ·e± B ·c. con humedades relativas entre el 25 % y el 75 %. y debe estar libre de corrientes de are. S.4
MORTERO
De cada bachada de mortero. empleado para elaborar los especlmenes. se deben elaborar tres cubos de so mm de lado para evaluar su resistencia a la compresion. y SI! d!lben almacenar bajo las mismas condiciones que los espec1menes con los que estan asociados. Los ensayos ele estos cubos se deben realizar ele acuerdo con la NTC 220 (ASTM C109). Los cubos se deben ensayar el mismo dla que el especimen correspondiente. 6.
PROCEDIMIENTO
6.1
COLOCACIÓN DE LOS SOPORTES DE CARGA
Los soportes de carga. superior e inferior, se deben colocar centrados con relacion a las supemcies de aplicacion de carga. superior ie inrerior. de la maquina de oosayo. 6.2
COLOCACIÓN DEL ESP~CIMEN
Se coloca el especimen sobre una capa de material ele refrentado de yeso. contra el soporte ele carga inferior. en una posicion tal que quede centrado y a plomo. Cuando sea necesario (vease el numeral A.3). se llenan los espacios entr1e el especímen y las placas de confinamiento lateral. con el material de refrentado. 6.3
INSTRUMENTACIÓN
Cuando se requiera, se debe medir el aconamiento de la diagonal vertical y el alargamiento de la diagonal horizontal. bajo carga. con uno de los dos siguientes metodos: 6.3.1 Mediante compresometros y extens·ometros que utilicen bien sea micrometros de dial o
transductores de desplazamiento lineal. Se debe registrar la longitud sobre la cual se realiza la medlcion (g).
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6.3.2 Mediante medidores de deformacioo, de resistencia electrica. de 1 so mm de longitud,
pegados a la superficie a lo largo de las dos diagonales. tan cerca de su interseccion como sea posible. 6.4
APLICACIÓN DE LA CARGA
Para especlmenes sin instrumentacion, se debe aplicar la carga de manera continua hasta la rotura. Hasta la mitad de la carga maxima esperada, esta se puede aplicar a cualquier velocidad que sea adecuada, despuels de lo cual se deben ajustar los controles de la maquina para que la carga remanente sea aplicada a una velocidad unfforme de carga y se alcance la carga maxima en no menos de 1 min y no mas de 2 min.
6.4.1
6.4.2 Para los espec1menes instrumentados con el animo de medir las deformaciones o
deformaciones unitarias, se debe aplicar la carga en incrementos apropiados, a velocidades comparables con las del numeral 6.4.1. Se deben elegir los incrementos de tal modo que se obtengan. por lo menos, 1o lecturas ele deformacion o de esfuerzo. para determinar efectivamente la curva esfuerzo . deformac•ion. Dichas lect\J'as se deben obtener para cargas lo mas cercanas posibles a la carga llltima. Cuando el comportamiento del especimen bajo carga indique que ella puede fallar abruptamente y danar los instrumentos de medida de la deformacion. se retira la instrumentacion y se aplica la carga continuamente hasta que se determine la carga maxlma que se puede aplicar al especimen. 7.
CALCULOS
7.1
ESFUERZO A CORTANTE
Se calcula el esfuerzo a cortante para los espec1menes con base en el area neta. Se calcula el esfuen:o a cortante para los especrmenes asr: S
'a
(0,707x C) A,,
Donde:
s..
esfuerzo a cortante sobre el area neta. MPa.
e
carga aplicada, N
An
area neta de la muestra. mm2• calculada asf:
A
0
e
(/ +
a)
z
X
(<
X
n)
Donde: longitud del especimen, mm altll'a del especimen, mm 6
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7.2
NTC 4925
o
espesor total del especimen. mm
11
porcentaje del area bruta de la unidad que es solida. expresada como un decimal.
DEFORMACIÓN POR CORTANTE
Cuando se requiera. se debe calcular la deformación por ccxtante asf: ~
t
V+
H)
g
Donde:
y
deformacion por cortante. mm/mm
v
acortamiento vertical. mm
H
alargamiento horizonlill, mm
g
longitud sobre la cual se realiza la medición.
NCla 4. /ISA! basa on la mismo longlud di!! dclormimclrO que paro V.
7.3
MÓDULO DE RIGIDEZ
Se debe calcular el módulo de rigidez (modulo de elasticidad a cortante) asf:
Donde:
e 8.
módulo de rigidez. MPa.
INFORME
8.1 El informe se debe preparar de acuerdo con la norma ASTM E575, y debe contener. por lo menos. lo siguiente 8.1.1 Descripción de los materiales de mamposterfa usados para construir el especimen y sus propiedades. determinadas según la NTC correspondiente. 8.1.2 Dibujos de la unidad de mamposterra. del especlmen de ensayo. y de los detalles de la construccion del especimen. incluyendo el tamano y la localización de los materiales de refuerzo.
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8.1.3 Oescripcion de la calidad de la mano de obra utilizada en la construccion del especimen.
8.1 .4 Edad de la muestra al ensayarse. 8.1.5 DescripciOn del modo de falla, incluyendo dibujos que muestren el patron de agrietamiento. 8.1.6 Tabulación de los resultados del ensayo. que incluya los numeres de identificacion de los
espec1menes, cargas maximas, valores del esfuerzo a cortante individuales, valor de esfuerzo promedio para los tres espectmenes. desviación estandar y coeficiente de valiaclón de los resultados del ensayo. y las resistencias a la compresion promedio de los cubos de mooero asociados. 8.1.7 Cl.fVa esfuerzo deformaclon para cada especlmen, si se requiere. 9.
PRECISIÓN Y SESGO
9.1 No se establece ninguna declaracion acerca de la precisión o sesgo para el ensayo de resistencia a la tracciOn diagonal (cortante) de muretes de mamposteria. debido a la gran vañedad de materiales involucrados. Actualmente no existe sundente informacion de ensayos de todos los materiales y combinaciones de materiales que permitan el desarrollo de una declaraciOn acerca de la precisión o sesgo. 10.
PALABRAS CLAVE
10.1 Resistencia a la compresión. carga diagonal. resistencia a la tracción diagonal, tracción diagonal. muretes de mamposter1a. unidades de mampostena, mortero, cortante. resistencia a cooante. esfuerzo cortante.
DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN SOCIETY FOR TESTING ANO MATERIALS. Standard Test Melhod for Diagonal Tenslon {Shear) in Masorvy Assemblages. Philadelphla, 1993, 4p. 411 (ASTM E 519).
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Anexo A (Normativo)
Carga lateral A.1 En una edificacion. un muro sometido a fuerza COftante o carga que produce una falla de escalerílla, puede estar tamblen sujeto a cargas axiales perpendiculares a las juntas horlzontales. Dichas cargas axiales pueden ser resultado de la carga muerta que proviene del mll'o en si, o. en el caso de los mll'os que soportan cargas. de la combinacion adicional de las cargas vívas y muertas aplicadas por los sistemas de entrepiso al muro. A.2 La informacion de los ensayos resultantes del uso de este metodo. modificado de tal modo que se apUque una carga de compreslOn constante, uniforme y peq>endicular a las juntas horizontales. al mismo tiempo que el espOClmen se somete a la carga cortante. indica que dichas cargas axiales laterales pueden inaementar la resistencia a COftante significativamente. La Figua A.1 muestra la forma en que se pueden aplicar cargas laterales perpendiculares a las juntas horizontales. por medio de un marco de carga de acero adosado al especimen. Las cargas se aplican mediante gatos hldraulicos. A.3 La experiencia ha mostrado que cuandO se requternn cargas mas altas que las que producen una rana por tracclOn diagonal de los especrmenes con dicha carga lateral. con frecuencia dan como resultado una falla prematura pOf rotura. debida a la compreslOn en los puntos 1Jiangulares de soporte. Esto se puede evi1ar con el uso de placas de confinamiento triangulares unidas o soldadas a los extremos abiertos de las zapatas de carga (vease la Figura 2) y llenando los espacios entre las placas y las caras del especimen con el material de refrentado (vease el numeral 6.2). El uso de dichas placas de confinamiento restringe completamente los especlmenes contra la rotlJ'a prematura de las puntas. permltíendOles que fallen por rotura en tracclOn clasica, a lo largo de la diagonal sometida a carga.
Figura A. 1 Aplicación de las cargas laterales mediante la sujeción de un marco de carga die acero al espécimen
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