Detallado de Estructuras de Mampostería Javier Cesín n Farah Diciembre de 2005
Comportamiento de muro diafragma con marco débil Ensaye de compresión diagonal (Esteva)
Comportamiento de muro diafragma con marco resistente Ensaye de compresión diagonal (Esteva)
Deformación n en diversos tipos de muros
Ciclo histerético ( Alcocer et al. )
Daño o 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. 0.04 0.80 0.50 Ligero (I) Primer agrietamiento de la mampostería, por tensión diagonal o cortante. 0.13 0.35 0.85 Moderado (II y III) Inicio de la penetración del fisuramiento inclinado en los extremos de los castillos. 0.20 0.27 0.90 Fuerte (IV) Agrietamiento en forma de X en todos los paneles de mampostería. 0.23 0.24 0.98 Fuerte (IV) Aplastamiento del concreto, agrietamiento horizontal distribuido en la altura de los castillos. 0.32 0.18 1.00 Fuerte (V) Concentración de grietas diagonales en los extremos de los castillos. Desconchamiento del recubrimiento de concreto. 0.42 0.13 0.99 Grave (V) Concentración de daño en los extremos inferiores de los castillos. Plegamiento del refuerzo longitudinal (deformación en S ). 0.50 0.10 0.80 Grave (no se clasifica) Clasificación de acuerdo a la tabla 6.5 de Rodríguez y Castrillón (1995)
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
Mampostería reforzada interiormente
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 (6.1.2.1) 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 (6.1.2.2.b) s h s v (6.1.2.1) 6 t 800 mm D e ta lle 1 dala o elemento de concreto reforzado (6.1.2.2.a) s h 6 hiladas 600 mm (6.4.3.2) hilada 3 m ELEVACIÓN DETALLE 1
Muros reforzados interiormente. Castillos s 300 mm PLANTA A st A st
Muros reforzados interiormente Castillos en cruces
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.
Mampostería Confinada (y/o reforzada interiormente)
Daño o por falta de dala y castillo
Muros reforzados interiomente. Refuerzo en huecos Refuerzo alrededor de aberturas si su dimensión es: ¼ sep. refuerzo 600 mm Refuerzo vertical en pretiles (6.1.8) Refuerzo horizontal en pretiles mayores a 500 mm Asfy 5334 kg (53.3 kn) Asfy 5334 kg (53.3 kn) separación de refuerzo en doble celda
Castillos y fabricación
Errores en Castillos
Mala aplicación del mortero. Huecos indebidos Errores Instalaciones -> precaución
Castillos y dalas exteriores 3 m separación de dalas dala en todo extremo de muro y a una distancia no mayor de 3 m (5.1.1.b) (5.1.1.b) dala en pretiles 500 mm castillos en extremos de muros e intersecciones castillos en intersección de muros (5.1.1.a) PLANTA losa H t refuerzo en el perímetro de aberturas 30 (5.1.4) separación de castillos (5.1.1.b) castillos en pretiles (5.1.1.a) (5.1.3) t 100 mm (5.1.4) 4 m 1.5H H Existirán n castillos por lo menos en los extremos de los muros e intersecciones con otros muros, y en puntos intermedios del muro a una separación n no mayor que 1.5H ni 4 m. Los pretiles o parapetos deberán n tener castillos con una separación n no mayor que 4 m. Existirá una dala en todo extremo horizontal de muro, a menos que este último esté ligado a un elemento de concreto reforzado con un peralte mínimo m de 100 mm. Además, existirán n dalas en el interior del muro a una separación n no mayor de 3 m y en la parte superior de pretiles o parapetos cuya altura sea superior a 500 mm.
Castillos Refuerzo en aberturas si dimensión > separación de castillos ¼ separación de castillos 600 mm abertura que no requiere refuerzo separación de castillos No olvidar anclar el acero de castillos. Los castillos y dalas tendrán n como dimensión n mínima m el espesor de la mampostería a del muro, t. (castillos de 10 cm son muy complicados en su construcción) n) El concreto de castillos y dalas tendrá un resistencia a compresión, fc,, no menor de 15 MPa (150 kg/cm cm²).
Aplicación n de Mortero El mortero debe cubrir totalmente las caras horizontales y verticales de piezas multiperforadas. Espesor de junta horizontal 10 a 12 mm. Mínimo M 6 mm.
Aplicación n del mortero rellenar ambas celdas (9.2.2.3) refuerzo o ductos pieza hueca pieza multiperforada nivel de colado si se interrumpe la construcción refuerzo o ducto (9.2.2.3) relleno de celdas aparejo en forma cuatrapeada (9.2.2.2)
Aplicación n del Mortero
Detalle del Anclaje del refuerzo Horizontal castillo exterior CORTE pieza CORTE castillo interior pieza hueca PLANTA t sección crítica si P u 0 refuerzo horizontal PLANTA t sección crítica si P u 0
Anclaje con muros de concreto
Estribos diámetro según Normas de Concreto d b 4d b 90 12d (3.3.5.1) b d b (3.3.5.1) 180 estribo 135 long. (3.3.5.2) 6db 35 mm grapa long. 6d b 35 mm (3.3.5.3)
Refuerzo Horizontal Su trabajo es a tensión n y comienza propiamente con la deformación n angular del muro. Por lo tanto, no se permiten traslapes y debe estar adecuadamente anclado. La escalerilla se prohíbe porque los puntos de soldadura que contiene fragilizan el acero. En general debe estar cubierto en toda su longitud por mortero.
Detallado del refuerzo interior área de 3000 mm² celda (6.1.3) dimensión de la celda ancho de castillo (5.1.1.c) d b ½ dimensión de la celda (3.3.2.1) 50 mm (6.1.3) d b t castillo muro h c t (5.1.1.c) 6 mm (3.3.3.3) 1/6 ancho de castillo 1/6 h c (3.3.2.1) PLANTA paquetes: no más de dos barras (3.3.3.2) PLANTA t s h hilada 6 hiladas 600 mm (5.4.3.2 y 6.4.3.2) refuerzo horizontal ELEVACIÓN pieza 3.5 mm d b junta de mortero A sh espesor de juntas 6 mm espesor de junta espesor de junta d b 10 mm ¾ espesor de junta (3.3.2.2) 10 mm, mecanizada 15 mm, artesanal (sin refuerzo, 9.2.2.1) 12 mm, mecanizada 15 mm, artesanal (con refuerzo, 9.2.2.1) (3.3.4.3) separación (3.3.3.1) muro d b 25 mm d b traslape sep. d b 25 mm ancho de castillo t h c t d b d b 10 mm (3.3.4.3) recubrimiento 20 mm ref. longitudinal (3.3.4.1) 20 mm 20 mm (3.3.4.1) PLANTA anclaje del refuerzo dentro del castillo (3.3.6.4) PLANTA refuerzo horizontal 6 mm tierra 6 mm PLANTA 6 mm (3.3.3.3) sep. (3.3.3.1) d b 25 mm 35 mm (3.3.4.2) barra no. 5 o menor PLANTA 50 mm (3.3.4.2) barra mayor que no. 5
Fijación n de malla de refuerzo Detalle 1 rodear bordes mortero PLANTA Detalle 2 separación máxima de 450 mm (y anclar a castillos y dalas) 450 mm f * j Mortero tipo I 12.5 MPa (125 kg/cm²) 15 mm (5.4.4.1) 2 veces la separación de alambres verticales mortero s h Detalle 1 Observar problemas en anclaje. refuerzo en forma de letra C Detalle 2 2 veces la separación de alambres verticales malla que no se puede doblar concreto 50 mm 2 alambres Opción: anclar en concreto Posteriormente se coloca malla de gallinero y se tensa El repellado de concreto debe ser en dos capas, dejando reventar la primera
Pisos Suaves
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.
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.
Instalaciones Posibles fisuras
Instalaciones Requiere acero adicional
Instalaciones Detallar huecos
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.
Conclusiones Al no ser un material homogéneo, es necesario considerar el detalle suficiente en todas aquellas zonas de posible fisuramiento en condiciones de servicio. El comportamiento está muy ligado a la calidad de la construcción. n. Los planos deben ser lo suficientemente específicos, para evitar malas decisiones en campo.
Bibliografía Meli, Roberto. COMPORTAMIENTO SISMICO DE MUROS DE MAMPOSTERIA. Segunda Edición. 1979. Instituto de Ingeniería. ALCOCER, SERGIO. Diversos documentos. RUIZ J., SÁNCHEZ T., MIRANDA E. OBSERVACIONES SOBRE EL COMPORTAMIENTO Y DISEÑO DE EDIFICACIONES DE MAMPOSTERÍA EN ZONAS SÍSMICAS JEAN R, PÉREZ J.A. ANÁLISIS, REVISIÓN Y DETALLADO DE ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA NORMA TÉCNICA COMPLEMENTARIA DE MAMPOSTERÍA DEL REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES DEL DISTRITO FEDERAL, 2004.