-TERCERA ETAPA-TERCERA ETAPA

San Bartolom

35

CONSTRUCCIN

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CONSTRUCCINDEESPECMENES

2

1

TRANSPORTECON PUENTE GRAHACIA LA NAVEDE ENSAYOS

actuadordinmico

Muro

Losa de ensayos

EQUIPOS PARA EL ENSAYO DE CARGA LATERAL

VD

ENSAYO DE CARGA LATERAL CCLICA

Desplazamiento lateralcontrolado en varias fases V

3 ciclos/fase hasta estabilizar el lazo histertico

D

cuando el lazo histerticocuando el lazo histerticono se estabiliza, el murohabr colapsado

Vlazos finos yorientados hacia

el origenrigidez degradante

D

ElastoplsticoIdeal

ENVOLVENTE DE LOS LAZOS HISTERTICOS ESTABLES

VD

VFVF

= 20 kg/cm2(C) = 10 kg/cm2(MA) = 5 kg/cm2 (A)

Primera Fisura Visible de Traccin por Flexin (punto F)Primero fisura el concreto y despus la albailera

PPrediccinde la cargaasociada ala Fisura porla Fisura porFlexin (VF) en un

fi dmuro confinado

2F

3F

F

En un edificio puede aplicarse una distribucin de fuerzasEn un edificio, puede aplicarse una distribucin de fuerzastriangulares (funcin de F), resolverlo M (F) y luego,igualando t a la resistencia a traccin por flexin en el,tmuro ms esforzado, despejar F.

VR(Vm)

ROTURA DIAGONAL (punto R o m en la Norma E.070)

RVR

El punto R ocurrepara una distorsinp

angular delorden de

1 / 800R

1 / 800

La albaileraLa albaileraes muy frgil,con una distorsind 1/800 fde 1/800 se fractura

LMITE DE REPARACIN

Distorsin = 1 / 200 = 0.005 0.005

Esta es la derivai l ti iinelstica mximapermitida (0.005)por la Norma SsmicapE.030

Mas all se trituran la albaileray las columas, perdindose laltima lnea de defensaltima lnea de defensa.

CLCULOEXPERIMENTALEXPERIMENTAL

DE R

Para muros bienPara muros biendiseadosR = 2.5

Para muros conmucha carga axial

l di dy mal diseadosR = 1.8

En la Norma E.030 seutiliza R = 3, por elexceso de resistenciaque tienen los edificios

Otro criterio para calcular R

V

0.25 Vmx

V

= Dm / Dy

Dy Dm

R = (2 1)D

y

Este criterio nocontempla ladegradacin derigidez y conduceg ya valores altos de R.

Cuanta deR fRefuerzoHorizontal

t = As / (s t)

sAs

s

Ass AsAs

t

14 1/2

Muro Patrn, sin refuerzo horizontal

32

4 3/8

2

solera intermedia 4 3/8solera intermedia

44

5

= 0.08% = 0.16%

Falla del Muro 1 (Patrn)

Deterioro de ladrillos y grietasremanentes de gran grosor.

Falla del Muro 2

Falta de estribosFalta de estribosen la unincolumna-

l i disolera intermedia

Pese a tener losmejores resultados,esta solucin seesta solucin sedescart, porque laconstruccin seretarda 1 daretarda 1 da.

Falla porFlexin delMuro 3Muro 3

4 3/8

V2

1-4-5

3

DD

Muro 4 = 0.16%

M 1Muro 1 = 0

El uso de ref. hor. mejorala capacidad de deformacininelstica (ductilidad),inelstica (ductilidad),atenuando el deterioro.

14 54 5

EFECTOS DEL REFUERZO HORIZONTALEN MUROS ARMADOSEN MUROS ARMADOS

112

= 0% = 0.1%

EFECTOS DEL REF. HORIZONTAL

M2h = 0.1%

EFECTOS DEL REF. HORIZONTALEN ALBAILERA ARMADA

rotura diagonal

(

k

g

/

c

m

2

)

M2

vm

rotura diagonal

C

o

r

t

a

n

t

e

M1en el rango elstico

f

E

s

f

u

e

r

z

o

M1h = 0.0%

el ref. hor. no trabaja

E

Desplazamiento Lateral (mm)

Para que el refuerzohorizontal aporteresistencia esnecesario que:

1.- Sea corrugado2.- > 0.25%De otro modo,el ref. horizontall t slo aportar

ductilidad

Cuatro muros confinados que fueron ensayados a carga lateralcclica, hasta alcanzar derivas de 0.01 mayores al lmite dereparacin permitida por la Norma E.070 (0.005), fallaron porcorte, y luego se repararon y reforzaron aplicando 4 tcnicasdistintas, apuntalndolos previamente.

Muro Originalhecho conladrillos KKladrillos KKartesanalantes de la

ireparacin yreforzamiento

Tcnica 1. Tradicional:2

1) Reemplazo de ladrillospor otros de mayor calidad,

2

adheridos a la albaileraexistente con mortero 1:1:4.

2) Reparacin de los extremos

13

2) Reparacin de los extremosde las columnas, usandoepxico para unir el concretonuevo con el existente

4nuevo con el existente.

3) Resane de grietas importantes,profundizndolas, para luegolimpiarlas h medecerlaslimpiarlas, humedecerlas ytaponarlas con mortero 1:1:4.

4) La zona central triturada se2rellen con concreto simple. 2

En el paso 2, esconveniente emplearun encofrado enforma de embudo(cachina), para querebalse el concretonuevo y de estaforma, al secar, nose separe del concretoexistente.

cachinacol epxico

cachina

cim. El concreto nuevo debe rebalsar, ya que alsecar se contrae y se separa del existente.

Tcnica 2. Tradicional +Refuerzo Horizontal:

A los 4 pasos de la tcnicaTradicional, se agreg un

i t i t t 51

quinto paso, consistente en:

-Abrir ranuras en las 2 carasd l d 4 hil d

4

del muro, cada 4 hiladas,de 1 de profundidad.

3

-Perforar los extremos de lasranuras. Luego limpiar,humedecer y colocar 1 ,

2

anclndolo a 90 en la perforacin.

-Taponar perforaciones yp p yranuras con mortero 1:4.

Tcnica 3. Tradicional +Refuerzo Diagonal:perforacin 2 Refuerzo Diagonal:

Esta tcnica es similar a la1

3 Esta tcnica es similar a laanterior, pero el refuerzode se colocdiagonalmente en lasdiagonalmente en las2 caras de la albailera,anclndolo en laperforacin

4

refuerzo diagonal ortogonal

perforacin.5

refuerzo diagonal ortogonalen la cara opuesta.

Tcnica 4. Reemplazo total de la albailera:

En el cuarto muro se elimin la albailera reemplazndola porotra de mejor calidad. Slo se aprovech a los confinamientos,reparando los extremos de las columnas. El problema radic enreparando los extremos de las columnas. El problema radic enintegrar la nueva albailera con el concreto existente:

1) Se dej un espacio de 7cm entre la nuevaalbailera (dentada) y las columnas.

2) Se pic la parte central de las columnas,para que all ancle 2 horizontales deuna solera intermedia de 7cm de peralte.p

3) En la parte superior intermedia de lanueva albailera, se dej un espacio en, j plas 3 ltimas hiladas.

lmuro4. Se perfor verticalmente a la solera superior,para vaciar por all grout formando una losa

llavepara vaciar por all grout, formando unallave de corte con la nueva albailera. Deexistir un muro encima, la perforacin puedehacerse por un costado del muro El rea

llave

hacerse por un costado del muro. El reade las llaves + las columnas,debe ser suficiente parab b t f i i llave

albailera nueva

absorber por corte-friccinal cortante de agrietamiento.

5 S li i i l

epxico

solera

5. Se aplic resina epxica en ellado interno de las columnas, yse vaci grout en el espacio

grout

existente entre la nuevaalbailera y las columnas,para as integrar ambos

columna existente

materiales.

REENSAYO DE CARGA LATERAL CCLICAEN MUROS REPARADOSEN MUROS REPARADOS

Tcnica 1. Tradicional:

No sirvi. La uninentre la albailera nuevay la existente fue muy dbil.

Debera investigarse eluso de morteros con aditivos(Vinnnapas + Culminal) omortero epxico que permitamejorar la adherencia entrela nueva albailera y laexistente.

Tcnica 2. Tradicional + Refuerzo Horizontal:

Este refuerzo siempretrabaja a traccin directa,pero lo hace despus de haberseformado la grieta diagonal:

cargapositivapositiva

carganegativa

La resistencia mxima super en 37% a la del muro original, peroesta resistencia se alcanz recin para grandes desplazamientos.

En la tcnica 2 el muro reparado tuvo buen comportamiento,pero la rigidez inicial y la carga de agrietamiento diagonal fueronpero la rigidez inicial y la carga de agrietamiento diagonal fueronel 50% de los valores originales. En consecuencia, esta tcnicadebe ser acompaada por el uso de placas de concreto armado,

it t l l i t i i id i i lque permitan restaurar o elevar la resistencia y rigidez original.

original

d

cortante

reparado

desplazamientodesplazamiento

Tcnica 3. Tradicional + Refuerzo Diagonal:

No sirvi. Este refuerzotrabaja a traccino a compresin. Cuando

pandeo

o a compresin. Cuandotrabaj a compresin, elrefuerzo pande y expulsal recubrimientoal recubrimiento.

cargapositiva

cargacarganegativa

Tcnica 4. Reemplazo total de la albailera:

llave decorte

En este muro se logrrecuperar el 100% de la

i t i l i id

albaileranueva

resistencia y la rigidezoriginal.

L ll d t d i

solera

nueva La llave de corte desvidiagonalmente una fisurahorizontal presentada entrela solera existente y la nuevaalbailera.

La unin grout-columna-nueva albailera trabajperfectamente.

REPARACIN DE UN MURO CONFINADO EMPLEANDOMALLA ELECTROSOLDADA DE CON COCADA 15 cm

encamisado en cols.

M O i i lMuro Original

Estado del muro originaldespus del ensayo dedespus del ensayo decarga lateral cclicacon distorsin 0.005

1) Picado y rellenadocon concreto ycon concreto ymortero 1:3 slo enfisuras principales

2) Paeteo conmortero 1:4(arena gruesa)(arena gruesa)

3) Perforaciones con cincel)@ 45 cm

4) I l i d l4) Instalacin de lamalla amarrndolaa los conectores(alambre #8). Lamalla no se conectcon la columna nicon la columna nia la cimentacin.

Con la malla slo se pretendamejorar la resistencia al cortemejorar la resistencia al corte.Si se hubiese deseado mejorarla conexin con la columna,d d fi l d

malla Uen extremosadems de confinarla, pudo

agregarse malla en forma de Uen extremos

Si se hubiese pretendidopelevar la resistencia aflexin, pudo habersesoldado el refuerzosoldado el refuerzovertical de la malla apernos expansivosclavados en laclavados en lacimentacin.

inyector

5) Taponado de lasperforaciones conperforaciones conlechada de cemento1:3 (arena fina)

6) Tarrajeo del murocon mortero 1:4con mortero 1:4(arena fina)

Muro Confinado ReparadoMuro Confinado Reparadocon Malla Electrosoldadadespus del reensayo

L fi di l f fiLas fisuras diagonales fueron finas,la falla principal se concentr en launin muro-columna, pero estafalla se present para grandesdesplazamiento laterales.

Incremento de resistencia: 40%

Reparacin deReparacin deun Murode Albailerade AlbaileraArmada empleandoMalla ElectrosoldadaMalla Electrosoldada

Ranurado y taponadode las grietas principales

amoladora

Perforacin con taladro en lasPerforacin con taladro en lasuniones entre juntas horizontalesy verticales, donde no hay refuerzo

i G tni Grout.

conector

Taponado de perforacionescon lechada 1:3

Malla en U paraconfinar los

t El tiextremos. El tipode falla iba a cambiarde corte a flexo-compresin.

paeteo

tarrajeo

paeteo

taln muro repataln muro repa.

muro reparado

3/8

Proyecto UMR(Universidad de Missouri)

Requieren poco recubrimiento.Su peso es reducido.

= 8000 kg/cm2Son de alta resistencia.Carecen de ductilidad.

Tabique hecho conBloques de ConcretoBloques de Concreto

Relleno de la celdaextrema con grout(en contacto con(en contacto concolumnas)

Ranurado de lasjuntas horizontalesjuntas horizontalescon amoladora yafinamiento coni lcincel

anclaje del ref. hor.

Perforacin delas columnas conlas columnas conbroca de 3/8 ylimpieza con aire

i idcomprimido

Masking Tape(cinta adhesiva)en los bordes dedelas ranuras

Primera capapde epxico

Instalacin de la varilla Segunda capa de epxicoEnrase con esptulaRetiro del masking tapeg p

derivamxima = 0.7%

Deslaminacin del bloqueDeslaminacin del bloque

Falla en las conexionescon las columnas

Reforzamientodde un

Tabique Aislado

tecnoportecnoportecnopor

En este caso no se requiere refuerzo por corte ya queEn este caso, no se requiere refuerzo por corte ya queel tabique est independizado de la estructura principalpara acciones coplanares, pero se necesita estabilizarlo

t i di l l l d d tante acciones perpendiculares al plano, adems de tenerque soportar los esfuerzos de traccin por flexin queproducen esas acciones.

hh

Para soportar la flexin sePara soportar la flexin seintrodujo refuerzo vertical

Ventanas en ltima hiladaRefuerzo vertical 3/8Relleno con groutg

Perfiles para evitar elPerfiles para evitar elvolcamiento transversal

Perforaciones en la vigaInstalacin de pernosInstalacin de perfilessta ac de pe esangulares

guas para evitar elvolcamiento

RR gua

Aplastamientodel tecnopor

Tabiques integradosTabiques integradosal prtico

Reparacin de un muro de albaileraconfinada empleando varillas de fibrapde vidrio y mortero de cemento.

Original

Reparado

REPARACIN Y REFORZAMIENTO CON FIBRA DE CARBONO

Muro originalMuro original

Deriva = 0.006

resane

lijado

pegamento3 bandas en una cara y pegamento3 bandas en una cara y4 bandas en la otra cara

Pegamento con rodilloinstalacin

aplanado con rodillo

= 0 005 = 0.005

Reensayo

= 0 008 = 0.007

= 0.008

Deriva = 0.01

OBJETIVO: CORROBORAR LOS RESULTADOS DE LOSENSAYOS DE CARGA LATERAL CCLICA

f32

f22

f12

Clculo experimental de la Matriz de Flexibilidad. Tambinse determina el perodo fundamental empleando sismgrafo.

ConocindoseFi puedeFi, puedehallarse porequilibrioVi Mi

acelermetroVi, Mi

Fi (t) =mi Ai (t)

SISMO

esttico

tti

V (kg)6000

dinmico

esttico4000

Envolvente V-D Piso 1

2000

D (mm)3020100

dinmicoLa rigidez inicialy la resistenciay la resistenciano cambian,pero varan ladinmicoductilidad yel deterioro.

arriostrearriostre

Ensayo ssmico perpendicular al plano del muro

No arriostradoNo arriostrado

arriostrado

Mesa VibradoraMesa Vibradorajaponesa, de 6x10 mcon 6 grados delib t dlibertad

HYOGO, Japn

Ensayo Pseudo-DinmicoEnsayo Pseudo Dinmicoen un edificio de albaileraarmada. Japn, 1988.

CISMIDCISMID

Vivienda deAlb il AlbaileraConfinada