Resistencia y Deformabilidad de. Edificaciones de Mampostería

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Samuel Salazar Blázquez
hace 5 años
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1 Resistencia y Deformabilidad de Edificaciones de Mampostería

2 OBJETIVO DE LA PLÁTICA Enfatizar sobre los errores que comunmente se cometen durante el diseño de construcciones de mampostería, así como de algunas lagunas de nuestra normatividad que están haciendo que las construcciones de mampostería sean poco eficientes, inseguras, y estén dejando de ser económicas.

3 SOBRE LA RESISTENCIA PIEZAS DISEÑO DE LA ESTRUCTURA RESISTENCIA A CORTANTE

4 PIEZAS QUÉ HA PASADO EN LOS ÚLTIMOS 20 AÑOS A? HA DISMINUIDO DRÁSTICAMENTE LA RESISTENCIA DE LAS PIEZAS USADAS PARA CONSTRUIR MAMPOSTERÍAS AS

5 Estudios hechos durante los últimos años a hacen ver que, con excepción n de dos productores de piezas de barro extruido, no se cumple con la resistencia requerida por las normas. La situación n es más m s drástica para los bloques y tabicones de concreto, donde en la actualidad la resistencia media es del orden de 40 kg/cm 2, cuando la norma de diseño requiere que f*p> 100 kg/cm 2 (media >150 kgcm 2 )

6 RESISTENCIA DE DISEÑO O A COMPRESIÓN PARA ALGUNOS TIPOS DE PIEZAS Tipo de pieza f* m I II III Tabique rojo, f* p > 60kg/cm Bloque de concreto, f* p >100kg/cm Tabicón de concreto, f* p >100kg/cm Tabique extruido, f* p >120kg/cm Tabique multiperforado TABIMAX Tabique multiperforado MULTEX Bloque de concreto multiperforado IBM

7 RESISTENCIA DE DISEÑO O A CORTANTE PARA ALGUNOS TIPOS DE PIEZAS Tipo de pieza v* m I II III Tabique rojo, f* p > 60kg/cm Bloque de concreto, f* p >100kg/cm Tabicón de concreto, f* p >100kg/cm Tabique extruido, f* p >120kg/cm Tabique multiperforado TABIMAX Tabique multiperforado MULTEX Bloque de concreto multiperforado IBM

8 Debido a que la mayoría de las piezas no cumplen con los requisitos de resistencia mínimos exigidos por las normas de diseño, sería necesario: EJECUTAR UN PROTOCOLO DE PRUEBAS PARA DETERMINAR LOS VALORES f* m y v* m PARA LAS PIEZAS Y MORTEROS A USAR EN LA OBRA

9 Debido a que la mayoría de las piezas no cumplen con los requisitos de resistencia mínimos exigidos por las normas de diseño, sería necesario: EXIGIR A LOS FABRICANTES LOS VALORES DE DISEÑO DE LAS MAMPOSTERÍAS FABRICADAS CON LAS PIEZAS QUE PRODUCEN

10 SOBRE LA RESISTENCIA PIEZAS DISEÑO DE LA ESTRUCTURA RESISTENCIA A CORTANTE DE LA MAMPOSTERÍA

11 DISEÑO O DE LA ESTRUCTURA Cual es la finalidad del diseño estructural? HACER QUE LAS CONSTRUCCIONES SEAN : Seguras Económicas

12 Seguras? Si Siempre y cuando se sigan los lineamientos de los Reglamentos y Normas de Diseño Mexicanas; ya que en la práctica se ha comprobado que, hasta el momento, las Normas de Mampostería no han sido rebasadas en construcciones bien diseñadas.

13 Económicas? La norma del 2004 introdujo una nueva variable que limita de manera importante la aplicación de la mampostería en edificación, y al parecer, y a pesar del buen comportamiento observado en construcciones de mampostería bien diseñadas, se vuelve a considerar a la mampostería como un sistema estructural poco confiable

14 Errores más m s comunes durante el diseño Análisis poco realista Omisión de información en planos

15 Análisis poco realista Consecuencias Un proyecto arquitectónico deficiente solo encarecerá la construcción, pero un mal proyecto estructural incide totalmente en la seguridad de la vivienda, poniendo en riesgo la vida y patrimonio de los ocupantes. Por eso debemos hacer uso de todo nuestro conocimiento e ingenio para dar soluciones técnicas adecuadas; el diseño estructural es una gran responsabilidad

16 Análisis poco realistas I Uso indiscriminado del método simplificado de análisis sísmico, extremadamente peligroso cuando se aplica a construcciones con planta baja flexible o cuando no hay continuidad en elevación de los muros

17 Método Simplificado Para aplicar el método m simplificado se deben cumplir simultáneamente : 1) Al menos 75% de la carga baja por muros continuos desde cimentación hasta azotea 2) La losa es un diafragma rígido 3) Muros sensiblemente simétricos con respecto a dos ejes ortogonales 4) L/B en planta menor a 2 5) H/B menor que 1.5 6) H menor a 13 m (aprox. cinco niveles)

18 Aplicable el método m simplificado?

19 Aplicable el método m simplificado?

20 Aplicable el método m simplificado?

21 Vale la pena recordar que las construcciones de mampostería estructuralmente más m s eficientes son aquellas cuyo proyecto arquitectónico tiende a cumplir los requisitos para aplicar el método m simplificado de diseño o sísmicos smico

22 Análisis poco realistas II Empleo de idealizaciones que poco reflejan el comportamiento real de las mamposterías (puntal equivalente, columna ancha, elementos finitos, etc.)

23 Efecto del tipo de elemento muro

25 Análisis poco realistas III Extremadamente peligroso subdividir a las estructuras de mampostería con planta baja flexible en dos estructuras independientes; una a partir del nivel de desplante de las mamposterías considerando que está apoyada directamente sobre el suelo; y una segunda estructura formada solo por los elementos de concreto, la cual se carga con el peso de la primera estructura

26 Estructura completa

27 Solo mampostería

28 Solo concreto

29 Ejemplo Modelo Tx Ty Vx Vy Dx Dy Peso Completo <.0045 < Mampostería <.0023 < Concreto <.0008 <

30 Errores más m s comunes durante el diseño Análisis poco realistas Omisión de información en planos

31 Omisión n de información n en planos Las omisiones más comunes en los planos estructurales son las siguientes: valor de f*p valor de f*b valor de f*m valor de v*m Detalles constructivos

32 SOBRE LA RESISTENCIA PIEZAS DISEÑO DE LA ESTRUCTURA RESISTENCIA A CORTANTE

33 Contribución n del refuerzo de la mampostería Anterior al Reglamento del 2004 se consideraba un ligero incremento en la resistencia a cortante de la mampostería (25%) cuando se tenía refuerzo horizontal en las juntas

34 En la norma del 2004 Donde: Vr = Vm + Vs Vm resistencia a cortante de la mampostería Vs contribución del refuerzo El problema es que no se pone límite a la contribución del refuerzo y puede dar lugar al fisuramientos de la mampostería para sismos muy inferiores al de diseño

35 Resistencia a cortante A manera de ejemplo, en las normas de concreto, tanto en vigas como en muros, se limita la fuerza cortante máxima a que puede estar sujeto el elemento estructural; en los muros de mampostería debiera haber una limitante similar

36 SOBRE LA DEFORMABILIDAD DEFORMACIÓN RELATIVA DE ENTREPISO LÍMITE (Distorsión ó drift)

37 DEFORMABILIDAD La diferencia entre los desplazamientos relativos de dos entrepisos consecutivos no excederá veces la diferencia de elevaciones; en caso de no existir elementos incapaces de soportar deformaciones apreciable, este límite será de Esto era y sigue vigente

38 DEFORMABILIDAD En la norma 2004 aparece este texto adicional: Para edificios estructurados con muros de carga de mampostería se observarán los límites fijados en las normas correspondientes

39 Distorsión n de entrepiso en estructuras de mampostería Sistema Estructural Antes Apen. A.1 Muros diafragma Confinada, piezas macizas con refuerzo horizontal Confinada, piezas macizas ó huecas con refuerzo horizontal Con refuerzo interior Marcos de concreto o acero, Q= Marcos de concreto o acero y muros de concreto, Q =

40 Efectos en la práctica de esta limitante En el caso de construcciones donde los muros se desplantan directamente sobre el terreno, no pasarían construcciones que no tuvieron problemas durante los sismos del 85 En edificaciones con planta baja flexible, al seguirse los criterios de deformación de la Norma 2004, se encarece la construcción en no menos de un 50% ya que se requiere de más muros de concreto para rigidizar la construcción y cumplir con ese requisito.

41 Sin sótano, s drift =.003

42 COMPARATIVO Drift Drift muros 62 muros

43 Sin sótano, s drift =.0023

44 COMPARATIVO Drift Drift

45 Cumple con resistencia Drify <

46 Drift <

47 Cumple con resistencia

48 Drift <

49 HECHOS La práctica de considerar un drift más alto en estructuras de mampostería no se ha demostrado que es inadecuada, entonces, porqué castigar así a la mampostería haciendo que deje de ser un sistema constructivo económico El incrementar la cantidad de muros de concreto no reduce drásticamente la deformabilidad de una construcción de mampostería; entonces, ya no hay que construir estructuras de mampostería porque no tienen la capacidad de deformarse??

50 HECHOS Las construcciones de mampostería bien diseñadas anteriores al 85 no tuvieron problema alguno por su deformabilidad, y seguramente incumplen con los valores límite de la norma del 2004; que debemos hacer, derribarlas? (no se pueden reforzar, salvo sustituir todos los muros por concreto), o aceptar que, si bien los límites anteriores eran un poco altos, los actuales son totalmente restrictivos. En Colombia se limita el drift al valor en construcciones de mampostería

51 CONCLUSIONES La normatividad puede ser origen de diseños inseguros y encarecer sin justificación las construcciones; para el caso de las mamposterías, considero que se deben revisarse los siguientes aspectos: a) Limitar la contribución del acero de refuerzo b) Revisar los valores límite de deformabilidad

52 CONCLUSIONES En cuanto a la responsabilidad del diseñador, se hizo notar la importancia de hacer un modelado adecuado de la construcción, así como conocer las propiedades de los materiales con los que se construirá la estructura y de dar la información necesaria en los planos estructurales.

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