Diseño de muros fuera de su plano en la vivienda rural

Transcripción

1 Datos del proyecto Diseño de muros fuera de su plano en la vivienda rural Dr. Jorge Luis Varela Rivera Universidad Autónoma de Yucatán 4 de octubre de 2013 Proyecto patrocinado por el CONACYT y el PROMEP Colaboradores Dr. Luis Fernández Baqueiro Dante Navarrete, Iván López, Joel Moreno, Manuel Polanco, Silvestre Chan 1 2 Contenido de la presentación Antecedentes Antecedentes Objetivos Metodología Resultados Conclusiones Muros de mampostería confinada (MMC) Satisfacen las NTCM 3 4 1

2 Antecedentes Antecedentes Cargas fuera del plano (CFP) Cargas fuera del plano (CFP) Viento Perpendiculares al plano del muro Cargas uniformes 5 6 Antecedentes Antecedentes Cargas fuera del plano (CFP) Sismo W-azotea vs W-muro Apoyos de muros Techo flexible vs techo rígido Cargas concentradas Cargas uniformes 3 apoyos 4 apoyos 7 8 2

3 Antecedentes Antecedentes El CFP de MMC no ha sido muy estudiado Resistencia FDP de un MMC Apoyo en 4 lados Valores de f tpa y f tpe W > W agr? Variables que afectan el CFP de muros Condiciones de apoyo Relación de aspecto (h/l) Relación de esbeltez (h/t) Rigidez de los elementos confinantes Carga axial 9 Apoyo en tres lados 10 Objetivos Objetivos Evaluar el comportamiento FDP de MMC Muros rectangulares Apoyos simples en 3 y 4 lados Muro rectangular y cuadrado ( h/l ) Apoyos simples en 4 lados Evaluar el comportamiento de muros Patrones de agrietamiento Mecanismos de falla Curvas presión-desplazamiento Resistencia y rigidez

4 Muros especímenes Muros especímenes Muros de mampostería confinada Espesor del muro 0.15 m Elementos confinantes de 0.15 x 0.15 m RL 4 barras #3, RT S 0.2 m (NTCM) L x H 3.60 x 1.80 m h/l hiladas Muros de mampostería confinada Espesor muros 0.15 m L x H 3.67 x 2.71 m 2.85 x 2.71 m Elementos confinantes de 0.15 x 0.20 m RL 4 barras #3, RT S 0.2 m (NTCM) h/l 0.75 y hiladas 13 Mortero 1 : 2 : 7 (CP : C: A) Juntas verticales toda el área Juntas horizontales paredes exteriores Bloques huecos de concreto 0.15 x 0.20 x 0.40 m Cuatrapeo a la mitad 14 Mortero 1 : 2 : 7 (CP : C: A) Juntas verticales toda el área Juntas horizontales paredes exteriores Bloques huecos de concreto 0.15 x 0.20 x 0.40 m Cuatrapeo a la mitad Muros especímenes Sistema de carga Muro de reacción y sistema de conexión Bolsas de aire para aplicar presión uniforme Muro de reacción Barras roscadas Muro espécimen Bolsas de aire Perfil PTR

5 Sistema de Carga Instrumentación Sistema de conexión PTR 4 x 4 x 1/8 Barras roscadas de ½ Desplazamientos fuera y en el plano (PL) Presión en la bolsa de aire (TP, CC) Fuera del plano En el plano 17 Apoyos en 4 lados Apoyos en 3 lados 18 Instrumentación Muros antes de la prueba No hay apoyo superior

6 Materiales (propiedades gruesas) Resistencia a compresión axial del concreto, mortero, bloques y mampostería: 18.6, 3.5, 6.2 y 3.0 MPa (NMX-C) Resistencia a tensión por flexión, perpendicular y paralela a las juntas : 0.14 y 0.44 MPa (ASTM E72) Ensaye de muros h/l= apoyos h/l= apoyos h/l= apoyos h/l= apoyos Patrón de agrietamiento (MMC 3 apoyos) Patrón de agrietamiento (MMC 3 apoyos)

7 Patrón de agrietamiento (MMC 4 apoyos) Patrón de agrietamiento (MMC 4 apoyos) Patrón de agrietamiento MMC h/l = 1 Patrón de agrietamiento MMC h/l =

8 Patrones de agrietamiento finales Los patrones de agrietamiento de los muros siguen en general las reglas de 45 grados Muro con 3 apoyos Inicialmente, similar a losas con 3A Al final, similar a losas con 4A La cadena superior se comportó como un apoyo (Resistencia y rigidez) Agrietamiento, cara en contacto con la bolsa de aire Comportamiento fuera del plano de los muros 31 Grietas horizontales entre la última y penúltima hilada de bloques Grietas verticales en bloques cercanos a castillos Grietas horizontales entre la primera hilada de bloques y la cadena inferior 32 Inicialmente, como una losa sujeta a flexión (placa) Finalmente, formación de un mecanismo de arco 8

9 Mecanismo de arco Muro se divide en segmentos Segmentos rotan Se forman puntales de compresión Se generan desplazamientos verticales (apoyos libres) Mecanismo de falla Inestabilidad de los segmentos del muro Rigidez de los elementos confinantes relativamente pequeña Desplazamientos horizontales grandes Mecanismo de falla Aplastamiento de los segmentos del muro Rigidez de los elementos confinantes relativamente grande Desplazamientos horizontales pequeños Agrietamiento diagonal de uniones Torsión

10 Posibles tipos de falla Inestabilidad de los segmentos Aplastamiento de la mampostería Falla local de los elementos confinantes flexión, cortante y torsión Curvas presión desplazamiento (4A y 3A) Carga (kg/m2) Resistencia máxima Resistencia de agrietamiento Resistencia máxima Desplazamiento horizontal (cm) E1 E2 E3 E4 E5 E6 W 4a vs W 3a W max vs W agr W max >> W viento Curvas presión desplazamiento (h/l=0.75 y 1.0) Resistencia máxima W rect vs W cuad W max vs W agr Resistencia de agrietamiento W max >> W viento

11 Conclusiones Conclusiones Los patrones de agrietamiento de los muros siguen en general las reglas de 45 grados El patrón de agrietamiento final y la resistencia fuera del plano de muros con 3A fue similar al de muros con 4A Tres posibles tipos de falla Inestabilidad de los segmentos, aplastamiento de la mampostería y falla local de los elementos confinantes La falla local de los elementos confinantes puede limitar la resistencia fuera del plano de los muros Diseñar por flexión, cortante y torsión Conclusiones La resistencia fuera del plano de los muros fue al menos tres veces mayor que la resistencia de agrietamiento Desde el punto de vista eólico se podrían aumentar los espaciamientos de cadenas y castillos de los muros estudiados 43 11