Objetivos docentes del Tema 10:

Transcripción

1 Tema 10: Muros 1. La construcción masiva 2. Tipos de muros 3. Muros de fábrica 4. Muros homogéneos 5. Muros a base de paneles prefabricados 6. Comportamiento mecánico y estabilidad de los muros 7. Estabilidad de los sistemas de muros portantes 8. Los forjados en los sistemas de muros de carga 9. Discontinuidades en los muros: apoyos puntuales, huecos, juntas de dilatación INTRODUCCIÓN A LA CONSTRUCCIÓN Curso Escuela Técnica Superior de Arquitectura. Objetivos docentes del Tema 10: Conocer el comportamiento mecánico de los muros como elementos estructurales y los tipos de muros habituales en construcción arquitectónica. Conocer y analizar los muros de fábrica y os muros homogéneos, identificando las soluciones constructivas para resolver los encuentros con otros elementos, los huecos y las discontinuidades. 1

2 La construcción masiva En el pasado, la construcción se realiza con los materiales naturales próximos, madera o piedra. La construcción con materiales que trabajan a compresión (piedra, tierra, tierra cocida) da lugar a estructuras de muros y bóvedas de grandes espesores (masivas) que trabajan por forma y que se constituyen en cerramiento y divisiones interiores de los edificios. Actualmente, para la construcción de muros se emplean materiales pétreos (arcilla cocida, hormigón) que permiten reducir el espesor de los elementos. La construcción masiva 2

3 La construcción moderna con muros 3

4 La construcción moderna con muros Los muros Son elementos estructurales verticales, con una de sus dimensiones muy inferior a las otras dos, que trabajan principalmente a compresión. Las técnicas actuales del hormigón armado y de fábricas armadas permiten construir muros con resistencia a flexión. Los muros, con los forjados que apoyan en ellos, pueden formar: un sistema estructural completo, en los que, para conseguir estabilidad del conjunto, y dependiendo de la capacidad a flexión del muro, es necesario establecer una estructura vertical en cajón. un sistema estructural de muros de carga combinados con elementos reticulares. 4

5 Por su composición Tipos de muros Muros de fábrica: formados por piezas, pueden ser de una o varias hojas y con diferentes organizaciones de aparejo Muros homogéneos: constituidos por un material o una mezcla de materiales moldeables Por su proceso de ejecución Ejecutados in-situ: Por adición de piezas, o moldeados con molde ó encofrado. Prefabricados: Piezas de grandes dimensiones unidas en obra. Por su capacidad mecánica: a compresión armados (trabajo a flexo-compresión) Muros de fábrica Constituidos por piezas dispuestas ordenadamente en hiladas superpuestas (aparejados). En general, incorporan un material de junta (mortero) que, por contacto entre materiales, transfiere cargas de compresión en dirección perpendicular a la junta, y por adherencia mecánica y rozamiento, transfiere esfuerzos de cortante en dirección paralela a la junta. Pueden ser de diferentes materiales (tierra, piedra, cerámica, hormigón). 5

6 Tipos de muros de fábrica Por su organización constructiva se clasifican en: aparejado, verdugado, doblado, capuchino, apilastrado (TEMA 4) Tipos de Muros de fábrica Según su material/producto constitutivo: Piedra: Sillería (estereotomía), mampostería. Tierra: adobe, bloque compactado. Cerámica: ladrillo (albañilería), bloque Bloque de Hormigón: hueco o macizo (relleno) 6

7 Tipos de Muros de fábrica Según su material/producto constitutivo: Piedra: Sillería (estereotomía), mampostería. Tierra: adobe, bloque compactado. Cerámica: ladrillo (albañilería), bloque Bloque de Hormigón: hueco o macizo (relleno) Tipos de Muros de fábrica Según su material/producto constitutivo: Piedra: Sillería (estereotomía), mampostería. Tierra: adobe, bloque compactado. Cerámica: ladrillo (albañilería), bloque Bloque de Hormigón: hueco o macizo (relleno) 7

8 Tipos de Muros de fábrica Según el tipo de junta: Sin material de junta (juntas a hueso) Con material de junta: Sólo en tendeles o en tendeles y llagas Piezas para Muros de fábrica (DB-SE-F) 8

9 Fábrica armada Incorpora elementos de armado (barras o mallas), añadiendo resistencia a flexión y mejorando la resistencia y la estabilidad de las fábricas (excentricidad de carga, pandeo) Se puede emplear de manera discreta para resolver discontinuidades en muros (cargaderos, refuerzos en apoyos de forjados, apertura de huecos, etc) o como sistema completo (muros de carga) Puede ser. Fábrica armada: cálculo según los principios del HA Armado confinado en huecos Armado entre dos hojas de fábrica Tendeles reforzados mediante armaduras Fábrica armada: armado en huecos 9

10 Fábrica armada: armado entre hojas Fábrica armada: armado entre hojas 10

11 Fábrica armada: armado en tendeles Armado en discontinuidades: dinteles de fábrica armada 11

12 Muros homogéneos Constituidos por un único material moldeado, sin piezas, ni juntas (salvo las de trabajo y dilatación). Se construyen con materiales formáceos: Tapial solución a base de tierras de arcilla y otros materiales (arena, gravilla, etc), humedecidas y apisonadas por tongadas. Puede reforzarse con fibras vegetales. Hormigón material formado por cemento, árido (arena+grava) y agua. Las armaduras de acero le confieren resistencia a flexión Requieren de un molde (prefabricados) o encofrado (ejecutados in situ). Muro de tierra (tapial) 12

13 Muro de tierra (tapial) Muros homogéneos (hormigón in-situ) 13

14 Muros homogéneos (hormigón in-situ) Muros homogéneos (hormigón in-situ) 14

15 Muros homogéneos (hormigón in-situ) Muros a base de paneles prefabricados Los paneles son elementos de hormigón armado, fabricados en taller, que se montan en obra. Su empleo reduce el tiempo y actividad de ejecución en obra pero requieren gran planificación de la misma. Pueden formar parte de sistemas estructurales prefabricados (soluciones cerradas) o combinarse con otros elementos (sistemas abiertos). Las dimensiones de los paneles se deciden en base a criterios de estandarización y de coordinación modular Las juntas entre paneles portantes deben conseguir la continuidad estructural del muro. Los paneles han de estar provistos en su perímetro de dispositivos que permitan la unión con otros paneles y con los forjados. 15

16 Muros de paneles prefabricados Muros de paneles prefabricados 16

17 Comportamiento mecánico del muro Cada muro portante de una estructura debe ser estable y resistir las cargas verticales que le transmiten los forjados. La transmisión debe ser lo más centrada posible en la sección del muro (trabajo a compresión). Las cargas descentradas producen momentos en el muro (flexión) Además, el forjado no debe transmitir momentos al muro (articulación, apoyo en continuidad) Las cargas verticales producen además pandeo, más acusado cuanto más esbelto es el muro Las flexiones y el pandeo se contrarrestan con armadura Comportamiento del aparejo en los muros de fábrica La traba o aparejo de las piezas permite trasladar parte de las cargas por tracción/cortante (cargas descentradas) y contrarrestar la deformación por pandeo 17

18 Estabilidad del muro de fábrica El peso propio y las cargas que soporta el muro superior actúan de elemento centrador de cargas excéntricas del muro inferior (las cargas superiores centran las cargas) Comportamiento mecánico del muro 18

19 Comportamiento de los muros de fábrica (DB-SE-F) El DB-SE-F limita la esbeltez (h/e) de los muros de fábrica a < 27. Estabilidad lateral Las acciones horizontales (cargas descentradas, viento) tienden a la inestabilidad del muro (vuelco). El muro puede contrarrestar esas acciones horizontales: Por gravedad (peso propio y cargas) Resistencia a flexión + empotramiento en cimentación (trabajo en ménsula) ó enviarlas a: Elementos transversales de arriostramiento (contrafuertes, muros) 19

20 Estabilidad lateral: gravedad Estabilidad por gravedad Estabilidad lateral: trabajo en ménsula Estructura empotrada en cimentación 20

21 Estabilidad lateral: trabajo en ménsula Paneles prefabricados de hormigón empotrados en cimentación Estabilidad lateral Elementos transversales de arriostramiento: contrafuertes 21

22 Estabilidad de los sistemas de muros portantes En un sistema estructural de muros portantes sin resistencia a flexión, la estabilidad general del conjunto se asegura mediante una disposición en cajón Las acciones horizontales de viento serán transmitidas a través de los muros exteriores y los forjados hasta los muros paralelos a la dirección del viento. Tipologías constructivas habituales. Muros longitudinales de carga y transversales de arriostramiento / Muros transversales de carga y arriostramiento / Muros transversales y longitudinales autoportantes Estabilidad de los sistemas de muros portantes Las acciones horizontales se transmiten desde el muro sobre el que inciden mediante esfuerzos de cortante (transmisión de la carga por rozamiento) o mediante flexión (si el muro es capaz de soportarla), a través de los forjados, hasta los muros de arriostramiento. 22

23 Estabilidad de los sistemas de muros portantes Sistemas de muros portantes 23

24 Sistemas de muros portantes Los forjados en los sistemas de muros Además de las cargas verticales, los encuentros entre muros y forjados deben resolver la transferencia de las cargas horizontales. Los elementos de reparto (zunchos, vigas cadena, durmientes): permiten el apoyo continuo (lineal) del forjado, evitando concentraciones de tensiones, distribuyendo las cargas gravitatorias al muro Centran las cargas sobre la sección del muro y absorben los posibles giros del forjado en el apoyo sin transmitirlos al muro Atan en cabeza los muros distribuyendo las cargas horizontales 24

25 Los forjados en los sistemas de muros Los forjados en los sistemas de muros 25

26 Los forjados en los sistemas de muros Discontinuidades en los muros Las discontinuidades de los muros producen cambios en su comportamiento mecánico. Son discontinuidades en los muros: Los encuentros con otros elementos de la estructura Otros muros forjados Los apoyos puntuales Los huecos (requiere de un refuerzo en los límites del muro -jambas, dintel/cargadero y tirante inferior-). Juntas de trabajo / dilatación: la longitud de los paños de muro están limitadas en función de su composición 26

27 Apoyos puntuales y huecos en muros Producen concentración de esfuerzos en el muro Huecos en muros de fábrica 27

28 Huecos en muros de fábrica Juntas de movimiento (muros de fábrica) 28

29 Tema 10: Muros 1. La construcción masiva 2. Tipos de muros 3. Muros de fábrica 4. Muros homogéneos 5. Muros a base de paneles prefabricados 6. Comportamiento mecánico y estabilidad de los muros 7. Estabilidad de los sistemas de muros portantes 8. Los forjados en los sistemas de muros de carga 9. Discontinuidades en los muros: apoyos puntuales, huecos, juntas de dilatación INTRODUCCIÓN A LA CONSTRUCCIÓN Curso Escuela Técnica Superior de Arquitectura. Bibliografía de consulta recomendada S. Pereswiet-Soltan, Estructura tradicional y prefabricada en hormigón HISPALIT, El muro de ladrillo, 1992 CTE DB SE F DB J. M. Adell, El Muro de Ladrillo, R.S. Centro Producción Publicidad, Madrid, J. M. Adell, La fábrica Armada, Munilla-Lería, Madrid, PARICIO I. La construcción de la arquitectura. ITCC. Barcelona, 1995 (volumen 2. Los elementos). 29