Sistema Constructivo de Edificaciones con Estructura de Mampostería. Javier Cesín Farah

Transcripción

1 Sistema Constructivo de Edificaciones con Estructura de Mampostería Javier Cesín Farah

2 Introducción y Definiciones

3 Meta Objetivos a controlar Herramienta Área que lo suele preparar Utilidad -Ingresos - Costos y gastos -Créditos - Flujo de efectivo - Estados. Financieros - Flujos - Comparación presupuesto vs ejercido - Contabilidad - Tesorería Calidad - Calidad de proyecto - Calidad de presupuesto - Calidad de obra - Calidad de vivienda - Estándares de proyecto - Capacitación - Reglamentos vigentes - Normas de calidad - Pruebas de Laboratorio - Verificación de construcción - Revisión de presupuesto - Consumos de recursos - Gerencia - Arquitectura -Estructurista - Supervisión - Laboratorio -Control presupuestal - Inventarios Costo - Mano de obra - Materiales -Equipo - Subcontratos - Indirectos - Presupuesto - Compras - Inventarios - Tesorería - Contabilidad - Control de equipo -Nómina - Arquitectura -Estructurista -Personal - Gabinete - Compras - Inventarios - Tesorería - Contabilidad -Maquinaria Tiempo - Permisos y licencias - Desarrollo del proyecto - Desarrollo del presupuesto - Desarrollo de la obra - Realización de ventas - Mantenimiento postventa - Estandarizar lenguaje - Programa de proyecto - Proceso de cuantificación - Definición de partidas - Programa de obra - Programa de materiales - Programa de equipo - Control de avance - Control de ventas - Registro de garantías - Gerencia - Arquitectura - Gabinete - Supervisión -Pers. Obra. - Compras -Maquinaria -Ventas

4 Flujo de Actividades promotor arquitecto estructurista DRO, CSE, CDA inicia desarrollo bosquejo del conjunto estudio financiero y compra del predio diseño preliminar trámite de licencia ajuste del diseño firma diseño definitivo construcció n supervisión ajustes a diseño visitas a obra venta autoridad revisión del proyecto otorga licencia terminació n de obra banco El proyecto estructural se realiza, cuando el promotor desea invertir lo menos posible y le urge la licencia. otorga crédito puente Aquí se tienen los recursos pago de crédito

5 Qué es la mampostería? Obra hecha con mampuestos colocados sin ordenación de hiladas o tamaños. concertada. Aquella en cuyos paramentos se colocan los mampuestos rudamente labrados sin sujeción a escuadra, para que ajusten mejor. en seco. La que se hace colocando los mampuestos sin argamasa. ordinaria. La que se hace con mezcla o argamasa. Mampuesto (De mano y puesto) Dícese del material usado en la obra de mampostería. Piedra sin labrar que se puede colocar con la mano en la obra.

6 Muy breve historia Paleolítico: toscos refugios. Jericó: ladrillos con rebajes para que fragüe el mortero arcilloso. Catal Hüyük, Turquía: ladrillos rectangulares moldeados. Mesopotamia: Se inició quema de ladrillos.

7 ... historia Asiria y Babilonia: 500 a.c. Se dotó de superficie vidriada a ladrillos. México: La Venta (1200 a.c.), Teotihuacan (600 d.c.), Mayas. La mampostería reforzada se propone en 1813 por Brunel y aplicada en 1825 en el río Támesis.

8 Definición de términos Ladrillo: pieza paralelepípeda de dimensiones teóricas de 2.5x7x28 cm. Tabique: Pieza de arcilla de 7x14x28 cm. Mínimo: 5x10x19 cm Bloque: Pieza de concreto o de otros materiales. Mínimo 10x10x30 cm Tabicón: Pieza de concreto o de otros materiales. Mínimo 6x10x24 cm Aparejo: Modo de disponer los tabiques. Hilada: Cada uno de los tendidos de la pieza a lo largo de toda la longitud de la pared. Junta: el lugar ocupado por el material ligante. Debe ser de espesor constante, formando línea continua horizontal y discontinua vertical.

9 Tipos de piezas Norma: NMX-C ONNCCE Tipo de pieza Bloque macizo hueco Tabique macizo (ladrillo) hueco y multiperforado Tabicón Materiales Grava-cemento Arena-cemento Barro extruido Arcilla recocido Otros Silicio calcáreo Barro extruído Arcilla recocido otros Grava-cemento Arena-cemento Tepojal-cemento otros Forma Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Otras Rectangular Rectangular Rectangular Otras Rectangular Rectangular Rectangular Otras

10 Resistencia en compresión de piezas Norma: NMX-C ONNCCE, NMX-C-036 (método de prueba) Tipo de pieza Bloques Tabique (ladrillo) recocido Tabique (ladrillo) extruído Resistencia (kg/cm 2 ) (hueco horizontal) 100 (hueco vertical) Tabicones 100

11 Algunos Conceptos del Diseño Estructural y Comportamiento de Muros

12 Diseño por Desempeño

13 Forma estructural

14 Pisos Suaves

15 Problemática Concentra gran parte de la deformación lateral. La deformación lateral puede superar su capacidad. Los análisis elásticos probablemente subestimen la concentración de deformación. Este entrepiso será el primero, o el único, en tener deformaciones inelásticas.

16 Recomendaciones Estimar lo mejor posible la deformación lateral. Proporcionar la mayor capacidad de deformación posible. Evitar fallas frágiles Incrementar la capacidad de rotación de los elementos con fluencia por flexión (para columnas incrementar estribos y disminuir la carga axial (10 a 15% de f c). Proporcionar la mayor resistencia posible.

17 Efecto de la temperatura Trenes de edificios, los cambios de temperatura pueden llegar a provocar fisuras en los muros de planta baja extremos. Azoteas: 20 C a 30 C. Entrepiso 10 C a 20 C. Longitud máxima de trenes 30 m. Evitar ventanas con antepechos en los extremos de los edificios. Coeficiente de dilatación del concreto: 7.3 x10-6 a 12.6x10-6 1/ C. Incrementos de esfuerzo de hasta 2.2 kg/cm 2 en muros de planta baja.

18 Configuración Densidad de muros, distribución uniforme y continuidad entre los diferentes entrepisos. Aberturas (puertas y ventanas) Ventanas de piso a techo preferibles. Los muretes esbeltos entre puertas y ventanas. Columnas cortas. Ingletes. Posible fisura

19 Modos de falla de los muros diafragma: (Crisafulli, 1997) a) Tensión diagonal b) Aplastamiento c) Deslizamiento con cortante por fricción

20 Curva de histéresis de un muro diafragma ensayado en laboratorio ante carga cíclica (Flores, 2003) Trabe 28x38 2#8 arriba 2#8 abajo Fuerza Cortante, t Columna (28x28) 6#8 E#3@15, 6E3@ Distorsión angular, mm/mm 50 Dimensiones en cm Bloque hueco de concreto, 15x20x40

21 Degradación de Rigidez y falla de un muro diafragma Carga lateral Carga vertical Carga lateral Carga vertical Carga lateral a) Primer agrietamiento diagonal. Carga vertical Carga lateral b) Degradación de rigidez. Carga vertical c) Degradación de rigidez y de resistencia. d) Falla del muro.

22 Comportamiento de muro diafragma con marco débil Ensaye de compresión diagonal (Esteva)

23 Comportamiento de muro diafragma con marco resistente Ensaye de compresión diagonal (Esteva)

24 Deformación en diversos tipos de muros

25 Ciclo histerético ( Alcocer et al. )

26 Daño en muros de mampostería Estado de Daño Observado Distorsión R / Rinicial V / Vmax Grado de daño (%) Fisuras horizontales, por flexión. Fisuras verticales, por flexión, cercanas al paño de los castillos Ligero (I) Primer agrietamiento de la mampostería, por tensión diagonal o cortante Moderado (II y III) Inicio de la penetración del fisuramiento inclinado en los extremos de los castillos Fuerte (IV) Agrietamiento en forma de X en todos los paneles de mampostería Fuerte (IV) Aplastamiento del concreto, agrietamiento horizontal distribuido en la altura de los castillos Fuerte (V) Concentración de grietas diagonales en los extremos de los castillos. Desconchamiento del recubrimiento de concreto Grave (V) Concentración de daño en los extremos inferiores de los castillos. Plegamiento del refuerzo longitudinal (deformación en S ) Grave (no se clasifica) Clasificación de acuerdo a la tabla 6.5 de Rodríguez y Castrillón (1995)

27 Reducción en Rigidez Estado de Daño K/K inicial Distorsión, R [cm/cm]

28 Reducción en Rigidez Factor de degradación de rigidez (K/Ko) Especimén 3D Especimén WW Especimén WBW Especimén WWW Distorsión de entrepiso (DI)

29 Fisuras en muros Hundimiento diferencial Desplazamiento por sismo, viento o temperatura

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33 Ensayes de pilas a compresión carga pieza altura mortero espesor carga

34 Ensayes de pilas a compresión Norma: Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería del Distrito Federal. Artículo El objetivo es determinar la resistencia de diseño en compresión a partir de la resistencia media de las pilas. Se deben ensayar un mínimo de nueve pilas en total, construidas con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes del mismo producto. Las pilas deben estar formadas con, al menos, tres piezas sobrepuestas y con una relación altura a espesor comprendida entre dos y cinco. Posteriormente se corrigen las resistencias obtenidas por esta relación. Las pilas se deben ensayar a los 28 días. Debe tenerse cuidado en el manejo dado su peso, por lo que es recomendable que en lo posible, se realicen en el lugar de ensayo. La norma proporciona alternativas para la determinación de la resistencia de diseño con base en las piezas y el mortero a emplear, sin embargo, es conveniente la realización de esta prueba al inicio de obra para certificar que se cumpla con lo establecido en el proyecto.

35 Compresión diagonal carga altura longitud altura longitud ( ) carga

36 Compresión diagonal El objetivo es determinar la resistencia de muretes en compresión diagonal, la cual tiene una aplicación directa en la resistencia de diseño a compresión diagonal y posteriormente en la resistencia a cortante del muro. Se deben ensayar un mínimo de nueve muretes en total, construidas con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes del mismo producto. Los muretes deben ser aproximadamente cuadrados con al menos una pieza y media en la base. Debe tenerse cuidado en el manejo dado su peso, por lo que es recomendable que en lo posible, se realicen en el lugar de ensayo.

37 Detallado de Muros de Mampostería

38 Metas de un Buen Detallado Mejor desempeño estructural. Mayor seguridad. No más m s cara. (construcción n de mampostería a simple a costos similares). Mayor capacidad de deformación. Patrón de agrietamiento mas uniforme. Disminución del tamaño de grietas (misma distorsión). Disminución del tamaño de fisuras ante cargas de servicio (temperatura, etc.) Mayor capacidad ante asentamientos diferenciales y desplomes. Disminución de muros de concreto necesarios

39 Mampostería reforzada interiormente

40 Muros reforzados interiormente separación 3 m Dos celdas consecutivas con refuerzo en: - extremo de muro - intersección de muros - a cada 3 m s v 6 t s v 800 mm ( ) 3 m t ventana PLANTA H t 30 (6.1.7) t 100 mm (6.1.7) A sh (6.1.1) A sv (6.1.1) s v t ( b) s h s v ( ) 6 t 800 mm D e ta lle 1 dala o elemento de concreto reforzado ( a) s h 6 hiladas 600 mm ( ) hilada 3 m ELEVACIÓN DETALLE 1

41 Muros reforzados interiormente. Castillos s 300 mm PLANTA A st A st

42 Muros reforzados interiormente Castillos en cruces

43 Contribución del confinamiento Mantener la estabilidad. Garantizar la capacidad de carga cuando ha habido daño. Controlar el agrietamiento inclinado. Generar ciclos histeréticos estables. Proporcionar mayor capacidad de deformación y disipación de energía. Incrementar la capacidad de deformación, la resistencia máxima y la rigidez lateral.

44 Mampostería Confinada (y/o reforzada interiormente)