Evolucion Del Diseno de Concreto Armado en El Peru Antonio Blanco
1.- Evolucion de Diseño Del Concreto Armado-UNDAC
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Ing. Leoncio Elmer LUQUILLAS PUENTE
EVOLUCION DEL DISEO
EN CONCRETO ARMADO
EN EL PERU
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIONFACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
-
Con la llegada del CEMENTO se inician las obras en
CONCRETO, CONCRETO ARMADO y CONCRETO
PRESFORZADO, cambindose la concepcin del
Diseo Arquitectnico y Estructural
Sin embargo, a pesar de estructurarse en base a
PORTICOS (Vigas y Columnas) de CONCRETO
ARMADO, no desaparecen los muros de
ALBAILERIA, que eran gruesos (e>= 0.25 mts).
Estos siempre estaban presentes en los MUROS
Laterales, Fachadas y Divisiones Paralelas
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El TERREMOTO del ao 1,940 en LIMA afecta en
forma muy importante las EDIFICACIONES DE
ADOBE.
Las NUEVAS EDIFICACIONES DE CONCRETO no
tienen mayores problemas, lo que hace que no se
adviertan los efectos de ESTRUCTURACION de
esa poca. Mucha de esas EDIFICACIONES no se
afectan gracias a la contribucin de los MUROS
DE ALBAILERIA, que ayudan en proporcionar
RIGIDEZ Y RESISTENCIA
-
Se comienzan usar los TABIQUES DE LADRILLO,
como ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES que se
construan despus de haber vaciado y
desencofrado los entrepisos y vigas
SE HACEN LOS PRIMEROS
EDIFICIOS DE PLANTA
LIBRE
-
Estos cambios hacen que los PORTICOS se
conviertan en los nicos elementos que
proporcionan RIGIDEZ LATERAL y RESISTENCIA
SIMICA.
NO SE TENIAN MUROS DE
CONCRETO ARMADO,
SALVO CASOS
ESPECIALES
-
Se ejecutan EDIFICIOS importantes de hasta 22
PISOS, con PORTICOS de CONCRETO ARMADO y
algunos MUROS
Se estiman los MOMENTOS debidos a SISMO, en las
COLUMNAS y VIGAS, considerando una FUERZA
LATERAL del orden del 5% al 10% del PESO de la
columna en un determinado nivel, aplicado a la
mitad de altura del entrepiso o se hacia un
CROSS con DESPLAZAMIENTO LATERAL.
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Los EDIFICIOS construidos en las dcadas de 1,950,
1,960 y 1970, son los mas flexibles, ya no tenan
MUROS GRUESOS DE ALBAILERIA, NO TIENEN
GRAN RIGIDEZ LATERAL y tienen una
DIRECCION MUY DEBIL.
Se hacen CONSTRUCIONES importantes con nuevos
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS, como: LOSAS EN
D0S DIRECCIONES, CASETONES O WAFFLES,
LOSAS SIN VIGAS, VIGUETAS PRETENSADAS
PREFABRICADAS, VOLADOS GRANDES, ETC.
LA INGENIERIA PERUANA ESTABA AL DIA CON LOS
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EN CONCRETO
ARMADO PRE Y POSTENSADO E INCLUSO
PREFABRICADO
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En los aos 1,966, 1970 y 1,974 se inician la
transformacin de los criterios de
ESTRUCTURACION, ANALISIS Y DISEO DE
EDIFICACIONES EN CONCRETO EN EL PERU, debido
a las enseanzas de los tres terremotos de esos aos,
en los que se afectan las EDIFICACIONES DE ADOBE,
ALBAILERIA Y CONCRETO en Lima, Ancash, La
Libertad, Ica y Junn.
El ao 1,963 el ACI publica un Nuevo Mtodo Alternativo
de Diseo.
El ao 1,967 se desarrolla el Proyecto de la Primera
Norma Ssmica Peruana
El ao 1,971, el ACI publica su Nuevo Cdigo 318, por
primera vez el Capitulo de Diseo Sismorresistente. A
partir de ello se Disea todos los elementos de
Concreto Armado por el METODO DE RESISTENCIA o
de CARGAS ULTIMAS
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Se comienza analizar los MUROS DE CORTE, por el
METODO DE MUTO.
Para el ao 1,970 se comienzan a usarse las
COMPUTADORAS y aparecen las primeras
COMPUTADORAS IBM con TARJETAS PERFORADAS,
se realizan los ANLISIS ESTATICOS y luego
SEUDODINAMICOS con PORTICOS PLANOS.
Se comienza ensear INGENIERIA ANTISISMICA o
SISMORRESISTENTE, as como el ANALISIS
MATRICIAL DE ESTRUCTURAS.
COMIENZA EL GRAN CAMBIO EN LA INGENIERIA
ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES.
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Los EDIFICIOS que se ejecutan en los aos 1,970 se
introduce MUROS DE CONCRETO y VIGAS
PERALTADAS EN LAS 02 DIRECCIONES.
Se comienza a usar MUROS DE CONCRETO en los
LINDEROS LATERALES de las Edificaciones.
Se desarrollan Proyectos de ALBAILERIA
considerando COLUMNAS y SOLERAS como
CONFINAMIENTOS de los MUROS. Las COLUMNAS
en las Viviendas y Multifamiliares de 04 pisos
aumentan en forma importante en relacin a lo que
antes se usaba.
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Los criterios de ESTRUCTURACION cambian para
buscar RIGIDEZ LATERAL en las Dos Direcciones de
la Planta.
Nos Comenzamos a preocupar de la INTERACCION con
los TABIQUES DE LOS LADRILLOS.
Se trata de corregir el problema de las COLUMNAS
CORTAS, detallando la TABIQUERIA en los PLANOS
DE ESTRUCTURAS e intentando separarlos. Surgen
las JUNTAS CON POLIESTIRENO EXPANDIDO y las
COLUMNETAS DE REFUERZO para la TABIQUERIA.
-
Van Cambiando los ANALISIS Y DISEO, interesando
cada vez mas, no solo el CALCULO DE ESFUERZOS
(Momentos, Cortantes y Axiales) sino el nivel de las
DEFORMACIONES LATERALES.
Ya no interesa obtener una determinada RESISTENCIA
POR FLEXION O CORTANTE sino que se va
introduciendo el concepto de DUCTILIDAD.
En 1,976 se publica en el Per la NORMA DE DISEO
SISMORRESISTENTE que ha regido hasta el ao
1,997, que constituye la primera Norma oficialmente
publicada por el Ministerio de Vivienda y
Construccin.
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En 1,989 se publica la Norma de Diseo en CONCRETO
ARMADO E060, que rige hasta la fecha.
En 1,996 se produce el SISMO en NAZCA. Se observan
daos en Edificaciones Escolares Nuevas, que tenan
solamente Prticos en UNA DIRECCION, con el
agravante de tener tabiques de diferentes alturas,
produciendo el efecto de COLUMNA CORTA a pesar
de haberse independizado los PARAPEROS o
TABIQUES DE ALBAILERIA.
CUAL FUE EL PROBLEMA: La Norma Ssmica de 1,977
subestimaba los DESPLAZAMIENTOS LATERALES,
las juntas de 1 o 2 resultaron insuficientes para separar realmente los PARAPETOS y la
ESTRUCTURA.
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En 1,997 se publica una NUEVA
NORMA de DISEO
SISMORRESSITENTE, donde el
cambio fundamental es los
ANALISIS SIMICOS DE LAS
EDIFICACIONES; con los
nuevos parmetros, se
obtienen DESPLAZAMIENTOS
LATERALES del orden de 2.5
veces los que se obtenan con
la Norma de 1,977
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El Nivel de las FUERZAS, se mantiene igual, salvo en
algunas Edificaciones importantes para los cuales se
varia el factor de Uso o importancia. Se Cambian los
COEFICIENTES U, S, C, Z y R, de tal manera que los
niveles de fuerza se mantienen, pero que los
DESPLAZAMIENTOS resultan 2.5 veces mayores.
Los Ingenieros Estructurales se ven obligados a
RIGIDIZAR mas las ESTRUCTURAS. Se usa mayor
cantidad de MUROS DE CORTE (PLACAS),
mantenindose los mismos procedimientos para el
Diseo en CONCRETO pues la NORMA de 1,989 sigue
vigente. Es un cambio de ESTRUCTURACION, mas no
de Diseo.
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En el ao 2,001 se produce el Sismo en Moquegua,
Arequipa y Tacna, donde Edificaciones Escolares, con
mayor RIGIDEZ LATERAL funcionan adecuadamente.
Se repiten los mismos defectos en otras Edificaciones
calculadas antes de la Norma de 1,997.
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Para efectos del DISEO EN CONCRETO ARMADO ya no
es necesario amplificar por 1.25 para las combinaciones
de carga donde interviene las fuerzas de SISMO, pues
las fuerzas ya vienen amplificadas.
En el ao 2,003 se hacen ajustes en la Norma de Diseo
SISMORRESISTENTE y se decide trabajar con valores
de fuerza 1.25 mayores, introduciendo el concepto de
SISMO DE ROTURA
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El Comit convocado por SENCICO para actualizar
nuestra Norma de CONCRETO ARMADO, surgen dos
tendencias: Una que busca convertir al ACI en nuestro
cdigo y otra que busca tener una Norma Propia, con
muchas disposiciones del ACI, pero con algunas
variantes.
Se comienza a trabajar una Norma de Diseo en
CONCRETO ARMADO, pues los Cdigos ACI se siguen
actualizando, tenindose publicaciones en 1999, 2002 y
2005
Se concluye que tener una Norma Propia, que siga el
mismo orden de Captulos del ACI, pero que no
contenga todas las disposiciones de este.
ESTA NORMA TODAVIA ESTA EN DESARROLLO
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Dentro de los cambios que podemos resaltar, estn los
COEFICIENTES DE AMPLIFICACION DE CARGAS, para
el DISEO POR RESISTENCIA, que han quedado
definidos en: 1.4 para CARGA MUERTA y 1.7 para
CARGA VIVA (en lugar de 1.5 y 1.8).
El ultimo ACI disminuye estos factores a 1.2 y 1.6, pero
por otro lado cambia los factores , de REDUCCION DE RESISTENCIA.
Por otro lado el Control de Calidad del Concreto en
nuestras obras no es que puede haber en USA.
En la Norma Peruana actual, usamos:
= 0.70 y 0.75, para Compresin y Flexin
= 0.85, para Cortante y Torsin
= 0.90, para Flexin y Traccin
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En el ACI 2005:
= 0.65, para Secciones Controladas por Compresin
(st< 002) y = 0.90, para secciones Controladas por Traccin (st>0.005)
Para secciones en la transicin entre ambos limites, se
interpola linealmente entre los valores sealados.
Otro de los cambios es lo relativo a LAS LONGITUDES DE
ANCLAJE Y EMPALMES TRASLAPADOS. Estos varan,
creciendo los valores que actualmente usamos. Sin
embargo LAS LONGITUDES DE ANCLAJE CON
GANCHO se mantienen inalterables, al igual que lo
indica el ACI 318 2005
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A partir del ao 2,000 se inicia un Programa de
Construcciones de Vivienda Multifamiliar con
prestamos Hipotecarios atractivos (MIVIVIENDA). Este
ha permitido que la construccin se haya reactivado y
actualmente ya tenemos 15 aos de crecimiento
continuo
Muchas de estas Construcciones han sido hechas con el
Sistema de Muros Portantes, pero de Concreto Armado.
Se consideran Muros en las Dos Direcciones, No hay
Columnas ni Vigas, salvo excepciones y por tanto se
reducen los espesores de las paredes, en relacin a lo
que estamos acostumbrados.
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Para edificios de 5 a 7 pisos, se han usado MUROS de
solamente 10 cm, tenindose otros con espesores
mayores.
Para edificios de 5 o 6 pisos se ejecutaron todos los
MUROS de 10 cm.
Estos MUROS no pueden ser tratados como MUROS
CONVENCIONALES DE CONCRETO, pues en ellos no es
posible considerar estribos para confinar sus ncleos
extremos
Como el Sistema fue amplindose a mas pisos y se
comenzaron a usar LOSAS DE TRANSFERENCIA, fue
necesario hacer un cdigo especial para su Anlisis y
Diseo.
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Es as como se publican en Diciembre del 2,004,
disposiciones complementarios para la NORMA DE
DISEO SISMORRESISTENTE y para la NORMA DE
CONCRETO ARMADO, para el Anlisis y Diseo de
Edificios con MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA.
Estas Normas han permitido ordenar el Diseo de este
tipo de Edificios, controlando la seguridad de los
Mismos.
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El Diseo en CONCRETO ARMADO en los ltimos 40 aos
vario del Mtodo de Cargas en Servicio al Mtodo de
Cargas Amplificadas o de Resistencia Ultima
CONCLUSIONES
Se dio nfasis al DISEO SISMORRESISTENTE, para lo
cual se introdujeron exigencias que permiten controlar
las fallas frgiles, buscando las dctiles.
Se busca una Falla por Flexin frente a una por Corte y se
busca, dentro de la Falla por Flexin, que sea por el
lado del acero en Traccin.
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Se reconoce que el CONCRETO no es un material con
niveles altos de Ductilidad y que su falla en Compresin
es Frgil. Se reconoce que para mejorar su
comportamiento ultimo debe estar confinado por
estribos y espirales con poco espaciamiento, por lo
menos en la zonas de mximo esfuerzo.
CONCLUSIONES
Se busca que siempre haya estribos, aun cuando los
esfuerzos de corte sean pequeos, buscando tener al
Concreto confinado.
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Se busca combinar Porticos de Columnas y Vigas, con
Muros de Corte (Placas) en las dos Direcciones de la
Planta, para lograr Rigidez Lateral y controlar el nivel de
Desplazamientos Relativos entre piso y piso.
CONCLUSIONES
Se limita el desplazamiento mximo relativo de entrepiso,
pues se reconoce que de esta manera se disminuyen
los daos en los elementos estructurales y no
estructurales de las edificaciones.