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II Congreso Nacional de Ingeniería EstructuralSísmica y Puentes
Lima, 26 y 27 de Mayo de 2006
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA - ICGTelefax: (01) 4217896 / [email protected] / www.construccion.org.pe
Por: ANGEL SAN BARTOLOMÉProfesor Principal PUCP. E-mail: [email protected]
Albañilería Armada Albañilería Confinada
Lecciones dejadas por los sismos Resultados experimentales
EstudiosteóricosJapón
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II Congreso Nacional de Ingeniería EstructuralSísmica y Puentes
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Norma E.030, c = ZUSC / R = 0.16 a = 0.12 g(para R = 6, Z = 0.4, U = 1, S = 1, C = 2.5)
SI OCURRIESE EN EL PERÚ UN SISMO COMOEL DE 1985 EN CHILE, CON a = 0.65 g
0.65g / 0.12g = 5.4 > FS = 2
LOS MUROS FALLARÍAN POR CORTE
La norma de 1982 emplea un método de diseño elásticoadmitiendo que el cortante actuante, para c = 0.16, nodebe ser mayor que el cortante admisible, con FS = 2.
OBJETIVOS:
Σ VR = V
Irreparable
suelo duro 210 gal suelo duro 400 galsismo moderado sismo severo
1/800 1/200
diseñar al refuerzo para
que soporte VR V = ZUSCP / R
R = 3VR
MÉTODO DE DISEÑO: rotura con criterios de desempeño sísmico
0.005
γ
γ
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PROGRAMA DE ANÁLISIS INELÁSTICOPASO A PASO
V-D. PRIMER PISO0.005
ΣVR = V
alta densidad
baja densidad
ALBAÑILERÍA CONFINADA - FALLA POR CORTE
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C
Albañilería confinada adecuadamentediseñada, puede soportar distorsioneshasta de 1/200 (0.005) equivalente asu límite de reparación.
0.005
Espécimen Japonés, 1988
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0.005
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ALBAÑILERÍA ARMADA - FALLA POR FLEXIÓN
Ref.Hor.
EDIFICIOS DE 4Y 5 PISOS,ESTRUCTURADOSCON PLACAS DECONCRETO ARMADO
POBLACIÓNCANAL BEAGLE,CHILE, 1985
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fisuras por corteen las placas
FALLA PORFLEXOCOMPRESIÓNCON TRITURACIÓNDE TALONES YPANDEO DELREF. VERTICAL
FALLA POR FLEXIÓN QUE DEGENERÓ ENDESLIZAMIENTO CIZALLANDO ALREFUERZO VERTICAL
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Falla por Deslizamientoen Placas de C.A.
M
V
CAUSAS DE LA FALLA PORDESLIZAMIENTO
segregación
1) Defectos en la Construcción
2) Defectos en el Diseñodel Refuerzo Vertical
juntas lisas
f´c = ?? P
espigaadiciona
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FALLA POR DESLIZAMIENTO EN ALBAÑILERÍAARMADA, CON DISLOQUE POR SISMO ORTOGONAL
PChile, 1985
FALLA POR DESLIZAMIENTOEN ALBAÑILERÍAARMADA,CON TRITURACIÓNEN LOS BORDESLONGITUDINALESPOR SISMOORTOGONAL
Northridge
t
losa
P
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ENSAYOS ENMUROSARMADOSCON REF. VERT.DISTRIBUIDO
CONCENTRACIÓNDEL REF. VERT. ENEXTREMOS, SINREFUERZO EN ELINTERIOR
deslizamiento
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MURO CONFINADO, FALLA POR CORTE QUE DEGENERA EN DESLIZAMIENTO
deslizamiento
corte
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Corte-Fricción
Para este tipo de fallalos estribos no trabajan
POTENCIAR LAS COLUMNASEXTREMAS PARA IMPEDIREL DESLIZAMIENTO DE LAALBAÑILERÍA FRAGMENTADAY QUE ELLA CONTINUE APORTANDO RESISTENCIA
¡EXAGERACIÓN!
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V
h = M/V
= h / L
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CUADRADO
ALARGADO
ESBELTO
V
V
M1 > M2
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Esbelto
Cuadrado o Alargado
DISTORSIÓN ANGULAR
Esf.Cort.
(kg/cm2)
Aplastamientodel Talón
ENSAYO EN MESAVIBRADORA (PUCP)
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Los estribos deben diseñarse para evitar la fallapor compresión del núcleo de concreto.
Trituración del
Borde Librede un muroarmado
borde libre
bordeconfinadopor el murotransversal
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Chile, 1985
CONFINAR LAZONA DONDE
σu > 0.3 f´m
σu = Pu /A + Mu y / I
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Dispositivos para confinar Bordes Libres
plancha
espirales
malla
estribos
1) Congestión de las celdas2) Dificultad en la
compactación del grout
cangrejera
Técnica constructiva tradicionalALBAÑILERÍA ARMADA
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3
4
5
espigas
RefuerzoverticalCONTINUOsolo en elprimer piso
bloque H
Japón
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Traslapes Alternados (90Db, 60Db, 90Db)
60Db
60 Db
30 Db
Pp
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Talóntriturado
FLUJO DE CARGAS
Emplear una cuantía de Ref. Hor. = 0.1% cuando σ > 0.05 f´m
refuerzohorizontalcontinuo
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D = 15 mm, σ = 0.09 f´m
SIN REF. HOR.. CON REF. HOR.
MV4MV3
ρ = 0.1%
V (ton)
D (mm)
CON REF.HOR.
SIN REF.HOR.
MV4
MV3
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1: ρ = 0% 2: ρ = 0.1%
Refuerzo Horizontalen Muros Armados,incluso sin cargavertical
1: ρ = 0%
2: ρ = 0.1%rotura diagonal
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REDUCIR LA CARGA VERTICAL CON LOSAS ARMADAS EN 2 SENTIDOS(ALIGERADA O MACIZA)
X Y
Esfuerzo Cortante Admisible Norma E.070 de 1982:
va = 1.2 + 0.18 fd < 2.7 kg/cm2
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Esf.Cort.
(kg/cm2)
AB
C
ADOBE
En la Zona Sísmica 3, nodebe emplearse unidadeshuecas en la construcciónde los muros confinados.
Experimento en Filipinas
Las unidades alveolaresnacieron para serempleadas en murosde albañilería armada
TACNA, 2001
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México
Perú
falsa columna
ducto
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Cuando se utiliceladrillos de arcilla, elporcentaje de huecosdebe ser menor 30%del área bruta.
Las perforaciones favorecen:
•cocción interna•engrape mortero-ladrillo•acústica y termicidad
No usar ladrillos panderetasen los muros portantes
Error en la secuencia constructiva
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Capítulo 10
VR = 0.35
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PARA MUROS ARMADOS Y CONFINADOS)
1.- REVISIÓN DE LA DENSIDAD MÍNIMA DE MUROS X, Y
placa: t = tp (Ep/Ea)
Tacna
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Albañilería NO Confinada
México, 1995
En la fórmula anteriorno se debe contabilizara estos muros, ni altarrajeo, salvo que éstese aplique sobre una malla.
2. ANÁLISIS POR CARGA VERTICAL
< 0.15 f´m
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F / (B t) < 0.375 f´m
B = b + 2t + 2t
FB
muro
viga
APLASTAMIENTO LOCAL
b
t
3.- ANÁLISIS SÍSMICO ELÁSTICO (SISMO MODERADO R = 6)
El “sismo moderado” se define como aquél que proporciona fuerzas iguales a la MITAD de las generadas por el “sismo severo”:
P 3 RC S UZ
21 (severo) V
21 (moderado) V
===
No es conveniente realizar el análisis para el “sismo severo”debido a que podría obtenerse Vu > VR. Esto no quiere decirque el muro haya colapsado, sino que el exceso de fuerza seráredistribuido al resto de muros a través del diafragma rígido.
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Aislamientode alféizar
Modelaje Estructural
discontinuidad
Aislamiento deTabiques condiscontinuidadvertical.
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No arriostradoTacna, 2001
arriostradocon malla
Considerar la influenciadel proceso constructivoen el modelaje
SECCIÓN REAL
SECCIÓNTRANSFORMADAEN ALBAÑILERÍA
12
3
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II Congreso Nacional de Ingeniería EstructuralSísmica y Puentes
Lima, 26 y 27 de Mayo de 2006
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA - ICGTelefax: (01) 4217896 / [email protected] / www.construccion.org.pe
PLANTA
Influencia de lasparedes transversalesen la sección transversal
sismo
o 6t
X
X
ELEMENTOS FINITOS
viga
col.
B.R.
conf.
albañi.
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Verificar: 0.75 R Dr/ h < 0.005
Vei < 0.55 VRi
R = 6 (sismo moderado)
Objetivo:
Los dinteles debenservir como disipadoresde energía sísmica antesque fallen los muros.
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Dintel de albañileríano reforzada
zona deseguridad
bloque U
d
0.85 f´m
As fy
a
Mu
Dinteles deAlbañilería Armada
εm = 0.0025
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Peraltada
Chata
1/800
Chata
Peraltada
4.-RESISTENCIA A FUERZA CORTANTE “VR”
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a.- Verificar Resistencia Mínima Global en X-X y Y-Y
Σ VRi > VEi
5.- DISEÑO ANTE EL SISMO SEVERO (R = 3)
placa
placa
b.- Sí Σ VRi > 3 VEi, usar refuerzo mínimoy finalizar el diseño por carga coplanar
POSTE
Capítulo 9
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Tracción yCorte-FricciónSimultáneo compresión
5.1. Albañilería Confinada
5.2. Albañilería Armada
1) σu < 0.3 f´mde no cumplirse deberáconfinarse el borde libre
2) El refuerzo vertical se diseñacomo si fuese una placa deconcreto armado, f´c f´m
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3) El refuerzo horizontal debe ser capaz de absorber VR oel cortante asociado al mecanismo de falla por flexión.
Mn
P
Vni = Vui (Mn1 / Mu1)x1.25 ó VR Mn1
Mu1
Albañilería Confinada
Albañilería Armada