CONTROL DE CALIDAD EN ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERIA

Transcripción

1 CONTROL DE CALIDAD EN ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERIA ING. HECTOR JAVIER GUZMAN OLGUIN LABORATORIO DE MATERIALES DE LA FACULTAD DE INGENIERIA, U.N.A.M. 1

2 El control de calidad en la edificación de estructuras de mampostería de acuerdo con las N.T.C. del Gobierno del D.F. 2

3 LAS PIEZAS USADAS EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE MAMPOSTERIA DEBERÁN CUMPLIR CON LA NORMA MEXICANA NMX-C-404-ONNCCE EL PESO VOLUMETRICO NETO MINIMO DE PIEZAS EN ESTADO SECO SERA: TABIQUE DE BARRO RECICIDO 1300 KG/M3 TABIQUE DE BARRO CON 1700 KG/M3 HUECOS VERTICALES BLOKE DE CONCRETO 1700 KG/M3 TABIQUE DE CONCRETO(TABICON) 1500 KG/M3 3

4 Para fines de aplicación se haran las siguientes consideraciones: Serán consideradas piezas macizas aquellas que tengan por lo menos el 75% de área neta del área bruta total. Cuyas paredes no seran menores de 20 mm Y piezas huecas aquellas que tengan un área neta de por lo menos 50 % del area bruta, y el espesor de sus paredes exteriores no es menor de15mm 4

5 Para fines de aplicación se haran las siguientes consideraciones: Para piezas huecas con dos hasta cuatro celdas, el espesor mínimo de las paredes interiores deberá de ser de 13mm. Para piezas con mas de 7 perforaciones o alvéolos, el espesor mínimo en paredes interiores será de 7 mm 5

6 La resistencia en compresión Será utilizada la norma C-36 para establecer los niveles de resistencia. La resistencia de diseño, f*p, se determinará como el alcanzado por el 98 % de las piezas producidas. La resistencia de diseño se determinará con base en la información estadística existente sobre el producto 6

7 El valor de la resistencia se determinará a partir de un nuevo muestreo de la producción. En este último caso, se muestrearán 3 lotes diferentes en 10 piezas, ensayándolos de acuerdo con la NOM C-36; y la resistencia de diseño se calculará como se indica: Donde: f p es el promedio de las resistencias. Cp Es el coeficiente de variación f * p = 1+ f p 2.5C p 7

8 Cp El valor de C P no se tomara menor que 0.20 para piezas que tienen su origen en plantas mecanizadas y con controles de calidad basados en la norma NMX-C-404 ONNCCE; Ni que 0.30 para piezas de fabricación mecanizada que no cuenten con control de calidad, ni que 0.35 para piezas de producción artesanal 8

9 CEMENTANTES: Cemento hidráulico Que cumpla con lo especificado en la norma NMX-C-414-ONNCCE Cemento de albañilería Que cumpla con lo especificado en la norma NMX-C-021-ONNCCE Cal hidratada Que cumpla con lo especificado en la norma NMX-C-003-ONNCCE 9

10 Agregados pétreos CURSO DE EDIFICACIONES DE MAMPOSTERIA CUMPLIRAN CON NMX-C

11 AGUA DE MEZCLADO El agua de mezclado deberá cumplir con la norma NMX-C-122 que esencialmente indica que esta deberá de ser potable 11

12 MORTEROS Resistencia a compresión se determinara de acuerdo con el ensaye especificado en la norma NMX-C-061 La resistencia a compresión del concreto de relleno se determinara de acuerdo con la norma NMX-C160 y NMX-C

13 La resistencia de diseño será: f f * = j j c j Probetas cubicas de acuerdo a la norma 13

14 Requisitos para morteros: Resistencias mayores o iguales a 40 kg/cm 2. Siempre deberán contener cemento en la cantidad mínima indicada en la tabla 2.2 La relación arena/cemento en volumen se encontrará entre 2.25 y 3. El volumen de arena se medirá en estado suelto. Se empleará la mínima cantidad de agua, que dé un mortero fácilmente trabajable. 14

15 Proporcionamientos, en volumen, recomendados para mortero en elementos estructurales Tipo de mortero I II Partes de cemento Partes de cemento de albañilería Partes de cal 1-0 a ¼ 1 0 a 1/2-1 - ¼ a ½ 1 1/2 a 1 - III 1-1/2 a 1 1/4 Partes de arena No menos de 2.25 ni más de 3 veces la suma de cementantes en Valor típico de la resistencia nominal en compresión, f*c, en kg/cm 2 (Mpa) 125 (12.5) 75 (7.5) 40 (4.0) 15

16 MORTEROS Y CONCRETOS DE RELLENO REQUISITOS A CUMPLIR: RESISTENCIA DE POR LO MENOS 125 kg./cm2 EL TAMAÑO MAXIMO DE AGREGADO SERA DE 10 mm AGUA SUFICIENTE PARA UNA FLUIDEZ EFICIENTE REVENIMIENTOS EFICIENTES 16

17 REVENIMIENTO PERMISIBLE PARA LOS MORTEROS Y CONCRETOS DE RELLENO, EN FUNCION DE LA ABSORCION DE LA PIEZA Absorción de la pieza, % 8 a10 Revenimiento nominal, mm a a

18 Requisitos para el acero de refuerzo en estructuras de mampostería Barras corrugadas, que cumplirán con la NOM B6 y B294. Malla de acero, que deberá cumplir con la norma B290. Alambres corrugados laminados en frió que cumplirán con la norma B72. Si se utiliza otro tipo de acero, se tendrá que demostrar su eficiencia como refuerzo estructural. 18

19 MAMPOSTERIAS La resistencia de diseño a la compresión de la mampostería se se determinara a partir de: Ensaye de pilas A partir de la resistencia de piezas y mortero Valores indicativos 19

20 PROPORCIONAMIENTOS RECOMENDADOS 20

21 PILAS PARA PRUEBA f * m = f * m C p 21

22 RESISTENCIAS DE DISEÑO 22

23 RESISTENCIAS DE DISEÑO A LA COMPRESION DE LA MAMPOSTERIA, f * m, PARA ALGUNOS TIPOS DE PIEZAS, SOBRE AREA BRUTA. 23

24 COMPRESION DIAGONAL 24

25 Resistencia a compresión diagonal La resistencia de diseño a compresión diagonal de la mampostería v * m, sobre área bruta de la diagonal se determinara con: ensaye de muretes valores indicativos 25

26 RESISTENCIA DE DISEÑO A COMPRESION DIAGONAL PARA ALGUNOS TIPOS DE MAMPOSTERIA, SOBRE AREA BRUTA 26

27 Resistencia al aplastamiento Cuando una carga concentrada se transmite directamente a la mampostería, el esfuerzo de contacto no excederá de 0.6 f * m. Resistencia a tensión se considera nula 27

28 Para los materiales no cubiertos por la tabla anterior, la determinación del esfuerzo cortante será a partir del ensaye de muretes. Utilizando, para el diseño, un esfuerzo resistente igual a: v v* = 1+ Cv Donde es el promedio de los esfuerzos resistentes; y Cv es el coeficiente de variación de los esfuerzos resistentes. v

29 Resistencia al aplastamiento y a la tensión El esfuerzo de contacto no excederá de 0.6f* m Se considerará que la aportación a la tensión es nula. Cuando sea requerida esta aportación deberá proporcionarse el refuerzo correspondiente 29

30 Módulo de elasticidad El módulo elástico de la mampostería, E, podrá determinarse experimentalmente. O Calcularse con las siguientes expresiones: Tabiques y bloques de concreto: E = 800 f* m para cargas de corta duración y E = 350 f* m para cargas sostenidas. Tabique de barro de barro y otras piezas, excepto las de concreto: E = 600 f* m para cargas de corta duración y E = 350 f* m para cargas sostenidas. 30

31 ALTERNATIVAMENTE, SI LA ESTRUCTURA QUE SE REVISA O SE DISEÑA ES DE IMPORTANCIA, ES POSIBLE GENERAR UNA CAMPAÑA DE PRUEBAS QUE PERMITA CONOCER DE FORMA MAS PUNTUAL LA CAPACIDAD DE CARGA Y EL COMPORTAMIENTO. 31

32 SE CONTARA CON INFRAESTRUCTURA SUFICIENTE, PARA LA REALIZACION DEL ESTUDIO EXPERIMENTAL 32

33 ENSAYE DE MURO DE MAMPOSTERIA BAJO CARGA LATERAL 33

34 FORMA DE APLICACIÓN DE LA CARGA 34

35 SECUENCIA DEL PROCESO DE ENSAYE DE UN MURO DE MAMPOSTERIA 35

36 PARA UN ESTUDIO COMO EL MOSTRADO SERÁ NECESARIO POSEER INFORMACION DE LA MAMPOSTERIA EN LOS TERMINOS DEL PRESENTE TRABAJO 36

37 Mampostería de piedras naturales Piedras naturales Morteros Determinación de la resistencia Requisitos de calidad 37

38 Piedras naturales Deberán cumplir con los siguientes requisitos Resistencia mínima a compresión en dirección normal a los planos de deformación 150 kg/cm 2 Resistencia mínima a compresión en dirección paralela a los planos de deformación 100 kg/cm 2 Absorción máxima 4% Resistencia al intemperismo 10% Por lo menos el 70% del volumen del elemento estará constituido por piedras con un peso mínimo de 30 kg cada una. 38

39 Morteros Deberán cumplir con los requisitos siguientes: Relación volumétrica entre la arena y la suma de cementantes se encontrará entre 2.25 y 5. La resistencia mínima en compresión será de 15 kg/cm 2 La resistencia se determinará según lo espesificado en la NOM C-61 39

40 Determinación de la resistencia La fuerza normal actuante de diseño no excederá la fuerza resistente dada por: P R = (1 - e/t) A t f* m Siendo t el peralte de la sección, A t su área y e la excentricidad con la que actúa la carga. L a expresión es valida sólo cuando la relación del elemento de mampostería y el peralte de su sección no excede de 5. Si dicha relación se encuentra entre 5 y 10, la resistencia se tomará igual al 80% de la calculada. Si dicha relación excede de 10 deberán tomarse en cuenta los efectos de esbeltez 40

41 Requisitos de calidad para el uso de piedra natural y morteros Las piedras deberán estar limpias y sin rajadura. No se emplearán piedras que presenten forma de laja. El mortero se elaborará con la cantidad mínima de agua necesaria para obtener una pasta manejable 41

42 Requisitos de calidad en la construcción de CURSO DE EDIFICACIONES DE MAMPOSTERIA cimentaciones de mampostería de piedra natural En cimientos de piedra braza la pendiente de las caras inclinadas no será menor que 1.5 (vertical):1 (horizontal) En cimientos de mampostería deberá verificarse la estabilidad del cimiento a torsión Si no se efectúa la verificación deberán existir cimientos perpendiculares a ellos a separaciones no mayores de las que señala la siguiente tabla: 42

43 CONTROL DE CALIDAD EN LA REHABILITACION DE ESTRUCTURAS HISTORICAS LAS RECOMENDACIONES QUE SE ESTABLECEN EN LOS CODIGOS SERAN APLICABLES, SIEMPRE Y CUANDO LAS CONDICIONES DE TRABAJO LO PERMITAN. ES POSIBLE QUE LOS RIGORES DEL TRABAJO DEMANDEN ESTUDIOS DE MAS PRECISIONPARA SU APLICACIÓN, COMO EJEMPLO, ES POSIBLE MANCIONAR MUCHAS ESTRUCTURAS LOCALIZADAS EN ZONAS DEFINIDAS COMO: CENTROS HISTORICOS 43

44 UN EJEMPLO DE LO ANTERIOR CORRESPONDE A LA REHABILITACION DE LA CATEDRAL METROPOLITANA DE LA CD. DE MEXICO EN LA QUE REALIZO UN EXTENSO TRABAJO DE INVESTIGACION, PARA REGENERAR ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE MAMPOSTERIA. 44

45 DISEÑO DE MAMPOSTERIA EN BASE A SILLARES, CON REFORZAMIENTO ESPECIAL LAS CARACTERISTICAS DEL REFUERZO NO SIEMPRE SE AJUSTAN A LO CONVENCIONAL, MOTIVO POR EL CUAL SE DISEÑARAN REFUERZOS ALTERNATIVOS 45

46 EL CONTROL DE CALIDAD SE AJUSTARA A LAS DEMANDAS DE SEGURIDAD REQUERIDAS EL TRABAJO DE LABORATORIO NO ESCATIMARA EN EL NUMERO DE PRUEBAS QUE SEAN NECESARIAS PARA LOGRAR LA CALIDAD Y LA SEGURIDAD. 46

47 V CURSO DE EDIFICACIONES DE MAMPOSTERIA CONCEPTO BASICO DE ESFUERZO CORTANTE Y DISTORSION ANGULAR dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv dv DISTRIBUCION DE LA FUERZA CORTANTE EN UNA SECCION TRANSVERSAL DEL MURO DE MAMPOSTRIA 47

48 MURO DE MAMPOSTERIA SIN CONFINAMIENTO GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS 48

49 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS MURO DE MAMPOSTERIA SIN CONFINAMIENTO 49

50 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICA V 50

51 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 51

52 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 52

53 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 53

54 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS COLAPSO V 54

55 CURVAS HISTERETICAS OBTENIDAS DEL ENSAYE DE UN MURO SIN CONFINAR v [kg/cm 2 ] ,015-0,01-0, ,005 0,01 0,015 0,02-2 γ

56 COMENTARIOS SOBRE LA CURVAS HISTERETICAS EN UN MURO SIN CONFINAR PRACTICAMENTE NULA CAPACIDAD PARA ADMITIR DEFORMACIONES, POR LO QUE SE TRATA DE UN ELEMENTO SUMAMENTE FRAGIL EN MAMPOSTERIAS SIN CONFINAR NO SE TIENE LA POSIBILIDAD DE DISIPAR ENERGIA CON DEFORMACIONES LA MAXIMA RESISTENCIA SE ACOMPAÑA DEL COLAPSO 56

57 MURO DE MAMPOSTERIA CONFINADO GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS 57

58 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS MURO DE MAMPOSTERIA CONFINADO 58

59 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 59

60 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 60

61 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 61

62 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 62

63 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 63

64 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 64

65 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 65

66 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 66

67 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 67

68 GENERACION DE LAS CURVAS HISTERETICAS V 68

69 CURVAS HISTERETICAS OBTENIDAS DEL ENSAYE DE UN MURO CONFINADO v [kg/cm 2 ] ,015-0,01-0, ,005 0,01 0,015 0, γ

70 SECUENCIA GRAFICA POSTERIOR AL ENSAYE EN UN MURO DE MAMPOSTERÍA A CONFINADA 70

71 ASPECTO QUE PRESENTA UN MURO CONFINADO CONCLUIDA SU RESISTENCIA EN UN PROCESO EXPERIMENTAL 71

72 COMENTARIOS SOBRE LAS CURVAS HISTERETICAS DE UN MURO CONFINADO AUMENTO EXTRAORDINARIO EN LA CAPACIDAD PARA DEFORMARSE, POR LO QUE SE TRATA DE UN ELEMENTO DUCTIL EN MAMPOSTERIAS CONFINADAS SE TIENE UNA MAGNIFICA DISIPACION DE ENERGIA LA MAXIMA RESISTENCIA SE ACOMPAÑA A DE GRANDES DEFORMACIONES SIN COLAPSO 72

73 REFORZAR CON ACERO EL CONFINAMIENTO DE MUROS DE MAMPOSTRIA NO INCREMENTA SU RESISTENCIA, COMO SE PUEDE VER, FUNDAMENTALMENTE APORTA DUCTILIDAD MEJORARANDO SUSTANCIALMENTE SU COMPORTAMIENTO v [kg/cm 2 ] 8 6 v [kg/cm 2 ] ,015-0,01-0, ,005 0,01 0,015 0, γ 2 0-0,015-0,01-0, ,005 0,01 0,015 0, γ

74 OBSERVESE DE LA CAPACIDAD DE DISIPACION Y DUCTILIDAD QUE APORTAN LOS MUROS DE MAMPOSTERIA CONFINADA, IMPIDIENDO EL COLAPSO 74

75 75

76 EL CONTROL DE CALIDAD CURSO DE EDIFICACIONES MAMPOSTERIA BENEFICIARA LA DURABILIDAD DE LAS CONSTRUCCIONES, PROPORCIONANDOLES UN LUGAR FUTURO EN LOS COMO LOS QUE NOS HAN LEGADO CIVILIZACIONES ANCESTRALES. 76

77 77

78 78

79 79

80 GRACIAS 80