Materiales, normas y especificaciones de la mampostería Leonardo Flores Corona Cuernavaca, Morelos, 6 de octubre de 2011 1
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Daño por cortante en muros de mampostería hueca mal reforzados Sismo de Tehuacán Pue., 1999 5
Colapso de planta baja de edificio de muros de mampostería con diagonales Sismo de Bam, Irán, 2003 6
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Curva de histéresis y envolvente Carga lateral V H envolvente = H Distorsión, 14
Fuerza cortante, t Daño vs. capacidad remanente 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 Desplazamiento, mm 15
Daño severo de muros divisorios 16
Colapso de barda de mampostería simple, Villa de Álvarez, Col. 17
Daño y colapso de celosías 18
Propiedades de los materiales para mampostería 19
Tipos de piezas de mampostería Tabique de barro recocido Tabique multiperforado de barro recocido Tabique hueco de barro recocido Piezas macizas de cemento arena (Tabicón) Bloque hueco de concreto Mampostería de piedras naturales 20
Definición de términos Bloque: Pieza de mampostería generalmente de concreto, de dimensiones modulares (incluyendo junta) de 20 40 cm (alto largo). Puede ser macizo o hueco. Tabique: Pieza de mampostería con dimensiones menores al bloque. Puede ser macizo o hueco. Tabique macizo de arcilla (Ladrillo) Tabique macizo de concreto (Tabicón) Dimensión tradicional: 7x14x28 cm Dimensión típica actual: 6x12x24 cm Dimensiones mínimas: 5x10x19 cm (Ladrillo) 6x10x24 cm (Tabicón) 21
190 mm 190 mm 190 mm Tipo de piezas Tabique macizo de arcilla (Ladrillo) Tabique macizo de concreto (Tabicón) Bloque macizo de concreto Ejemplos de piezas macizas Otras piezas macizas A neta 75 % A bruta A neta < 75 % A bruta A neta 50 % A bruta Bloques huecos de concreto Tabiques huecos de arcilla Ejemplos de piezas huecas 22
390 mm Piezas multiperforadas A neta < 75 % A bruta A neta 50 % A bruta (siete o más perforaciones uniformemente repartidas) Ejemplos de piezas multiperforadas 23
TABLA 1.- Espesor de paredes para bloques lisos Dimensión modular de bloques Ancho alto largo cm Dimensión de fabricación de bloques Ancho alto largo cm Espesor mínimo de paredes exteriores mm Espesor mínimo de paredes interiores mm 10 x 20 x 40 10 x 19 x 39 20* 20 12 x 20 x 40 12 x 19 x 39 20* 20 14 x 20 x 40 14 x 19 x 39 25* 25 15 x 20 x 40 15 x 19 x 39 25* 25 20 x 20 x 40 20 x 19 x 39 32 25 25 x 20 x 40 25 x 19 x 39 32 30 30 x 20 x 40 30 x 19 x 39 32 30 *NOTA 4: En caso de paredes de bloques expuestas a la intemperie sin recubrimiento el espesor mínimo debe ser de 30 mm en un 90 % del área de dicha cara. 24
Tipos de piezas huecas pared exterior espesor 15 mm pared interior espesor 13 mm área bruta área neta alto Ejemplos de piezas multiperforadas celda área neta área bruta 0.5 perforación espesor 15 mm espesor 7 mm 25
Piezas huecas Pieza hueca: se admite pared exterior 15 mm, pero no menos de 50% del área neta siempre huecos verticales Criterio: Evitar falla explosiva CENAPRED 26
Colocación de las piezas A soga o a hilo A tizón paño A canto 27
Propiedades de los materiales para mampostería 28
Características típicas de algunas piedras artificiales Material Resistencia a compresión f p kg/cm² Coeficiente de variación, cv Peso volumétrico t/m³ Tabique de arcilla artesanal 35 115 10 30 1.30 1.50 Tabique extruido perforado verticalmente 150 430 310 570 150 400 11 25 15 20 11-26 1.65 1.96 1.61 2.06 1.66 2.20 Tabique extruído macizo 375 900 5-16 1.73 2.05 Bloques de concreto Ligero 20 50 10 26 0.95 1.21 Intermedio 20 80 7 29 1.32 1.70 Pesado 70 145 7 28 1.79 2.15 Tabicón 45 120 11 35 1.05 1.6 Sílico calcáreo 175 200 11-15 1.79 29
Normas para materiales Piezas Pilas y muretes Cemento Cemento de albañilería Cal hidratada Agua NMX-C-404-ONNCCE NMX-C-036 ProyNMX-C-464-ONNCCE NMX-C-414-ONNCCE NMX-C-021 NMX-C-003-ONNCCE NMX-C-122 http://www.onncce.org.mx http://www.economia-nmx.gob.mx/ 30
Norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 valor requerido de f p * Tabla 3.- Resistencia de diseño a compresión Tipo de pieza f p * kg/cm² Bloque de concreto 60 Tabicón 100 Tabique macizo de arcilla artesanal 60 Tabique extruido o prensado (hueco vertical) 100 Tabique extruido multiperforado 100 31
ProyNorma NMX-C-404-ONNCCE-2011 Tabla 3.- Resistencia a compresión Tipo de pieza Bloque Tabique (largo > 300 mm) Tabique (largo 300 mm) Configuración Resistencia media MPa (kg/cm²) Resistencia mínima individual f pmin MPa (kg/cm²) Macizo 15 (150) 12 (120) Hueco 9 (90) 7 (70) Multiperforado 15 (150) 12 (120) Hueco 9 (90) 7 (70) Multiperforado 9 (90) 7 (70) Macizo 11 (110) 7 (70) Hueco 9 (90) 7 (70) Multiperforado 15 (150) 12 (120) f p 32
Resistencia a compresión f p = P área f p * = f p 1+2.5c p c p = Coeficiente de variación (= Desv estándar / media) c p 0.2 Piezas de plantas mecanizadas con control de calidad c p 0.3 Piezas de plantas mecanizadas sin control de calidad c p 0.35 Piezas de fabricación artesanal 33
Proporcionamientos para mortero en elementos estructurales No menos de 2.25 ni más de 3 veces la suma de cementantes en volumen Tipo de mortero Partes de cemento hidráulico Partes de cemento de albañilería Partes de cal hidratada Partes de arena 1 Resistencia nominal en compresión, fj*, kg/cm² I 1 0 a ¼ 1 0 a ½ 125 II 1 ¼ a ½ 1 ½ a 1 75 III 1 ½ a 1¼ 40 1 El volumen de arena se medirá en estado suelto 34
Mortero Resistencia f j * : NMX-C-036-ONNCCE Siempre se usará cemento (según la tabla), aún cuando se use cemento de albañilería 35
altura Ensaye de pilas de mampostería carga carga pieza altura mortero carga espesor Pila para prueba en compresión espesor Factor correctivos para pilas con diferentes relaciones altura a espesor Relación altura a espesor de la pila 2 3 4 5 Factor correctivo 0.75 0.90 1.00 1.05 36
Foto: Instituto de Ingeniería, UNAM 37
Ensaye de pilas de mampostería CENAPRED 38
Placa de distribución de cargas Bloque de carga con asiento esférico Placa de distribución t Placa de distribución Bloque de carga de la máquina proyección de la probeta d VISTA EN PLANTA Espesor de la placa: t d/3 VISTA LATERAL FIGURA 6.- Placas de distribución de carga para pilas 39
Resistencia a compresión P f m P t b f * m f m 1 2, 5c m t b c m Coeficiente de variación c m 0.2 40
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Resistencia de diseño a compresión, f m *, piezas de concreto (sobre área bruta) f p * kg/cm² f m *, kg/cm² Mortero I Mortero II Mortero III 100 50 45 40 150 75 60 60 200 100 90 80 Para valores intermedios se interpolará linealmente 42
Resistencia de diseño a compresión, f m *, de piezas de barro (sobre área bruta) f p * kg/cm² f m *, kg/cm² Mortero I Mortero II Mortero III 60 20 20 20 75 30 30 25 100 40 40 30 150 60 60 40 200 80 70 50 300 120 90 70 400 140 110 90 500 160 130 110 Para valores intermedios se interpolará linealmente 43
Resistencia de diseño a compresión de la mampostería, f m *, (sobre área bruta) Tipo de pieza Tabique de arcilla artesanal (f p * 60 kg/cm²) Tabique de arcilla huecos verticales (f p * 120 kg/cm²) Bloque de concreto (pesado 1 ) (f p * 80 kg/cm²) Tabique de concreto (tabicón) (f p * 80 kg/cm²) Mortero I f m *, kg/cm² Mortero II Mortero III 15 15 15 40 40 30 20 15 15 20 15 15 1 Peso volumétrico neto (seco) 2000 kg/m³ 44
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Tensión Diagrama de esfuerzos sobre la diagonal Compresión 46
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Compresión diagonal en muretes 49 49
Ensaye de muretes a compresión diagonal 1 2 Pieza Tabique de arcilla artesanal (f p * 60 kg/cm²) Tabique de arcilla huecos verticales (f p * 120 kg/cm²) Bloque de concreto (pesado 2 ) (f p * 80 kg/cm²) Tabique de concreto (tabicón) (f p * 80 kg/cm²) Se limita a v m* 0.8 fm* Peso volumétrico neto (seco) Tipo de mortero I II y III I II y III I II y III I II y III 2000 kg/m³ v m * kg/cm² 3.5 3 3 2 3.5 2.5 3 2 carga carga altura longitud Murete 50
Proyecto de Norma Mexicana NMX-C-464-ONNCCE-2011 ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN Y LA EDIFICACIÓN, S. C. l 0 ANTEPROYECTO DE NORMA MEXICANA APROY-NMX-C-464-ONNCCE-2010 s f m INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - MAMPOSTERÍA - DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DIAGONAL Y MÓDULO DE CORTANTE DE MURETES Y LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN Y MÓDULO DE ELASTICIDAD DE PILAS DE MAMPOSTERÍA DE ARCILLA O DE CONCRETO - MÉTODOS DE ENSAYO s 2 = 0.4 f m BUILDING INDUSTRY - MASONRY - DETERMINATION OF DIAGONAL COMPRESSIVE STRENGTH AND SHEAR MODULUS OF MASONRY ASSEMBLAGES AND COMPRESSIVE STRENGTH AND MODULUS OF ELASTICITY OF PRISMS FOR CLAY OR CONCRETE MASONRY - TESTING METHODS s 1 0,00005 e 2 e Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 51
Módulos de elasticidad y de cortante Cargas de corta duración: E m = 800 f m * piezas de concreto E m = 600 f m * barro y otras Para todos los casos: E m = 350 f m * cargas sostenidas G m = 0.4 E m 52
0.002 Acero de refuerzo f s f s f u f u f y f y 1 E s 1 E s e y e sh e u e s e y e sh e u e s acero convencional f y = 4,200 kg/cm² f u 7,000 kg/cm² E s = 2,040,000 kg/cm² Elongación 10 a 20% Acero alta resistencia estirado en frío: f y = 5,000 a 6,000 kg/cm² f u 7,000 kg/cm² E s = 2,040,000 kg/cm² Elongación 3 a 6 % 53
Acero de refuerzo f s f s f u f y E s 1 e s e y e s 54