Estr. EMDL

7/26/2019 Estr. EMDL

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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

Laureate Internacional Universities

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Curso: Estructuras y cargas

SIST. ESTRUCTURALES CONCRETO ARMADO

EDIFICIONES DE MUROS DE DUCTIBILIDAD LIMITADA

Lima Per

2013


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INTRODUCCIN

Gran parte de los edificios de vivienda entre 5 y 10 pisos que se construyen hoy en Lima, tienen como

sistema estructural losas y muros portantes delgados de concreto armado (10 y 12 cm). e!ido a las

dimensiones y peculiaridades en el armado de muros, estos edificios se denominan "dificios de #uros

de uctilidad Limitada ("#L).

La rapide$ con que se construyen y su !a%o costo est&n convirtiendo a los "#L en una !uena

alternativa para la construcci'n de viviendas econ'micas en el er.

Los "#L tienen caracter*sticas especiales que hacen que su dise+o y construcci'n no est

totalmente contemplado en c'digos internacionales de dise+o, ra$'n por la cual e-isten discrepancias

respecto a su desempe+o sismorresistente. "l o!%etivo de este tra!a%o es identificar las principales

caracter*sticas del sistema estructural de los "#L.

DEFINICIN DEL SISTEMA"s un sistema estructural donde la resistencia ante cargas s*smicas y cargas de gravedad, en las dos

direcciones, est& dada por muros de concreto armado que no pueden desarrollar despla$amientos

inel&sticos importantes. Los muros son de espesores reducidos, se prescinde de e-tremos confinados

y el refuer$o vertical se dispone en una solo hilera. Los sistemas de piso son losas maci$as o

aligeradas que cumplen la funci'n de diafragma r*gido.

LOS EDIFICIOS DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA EN EL PERU

"n la dcada del 0 se construyeron algunos edificios con muros portantes de concreto armado que

resultaron econ'micos de!ido al !a%o precio coyuntural del acero. "n los /0, se de%aron de construir

estos edificios de!ido al incremento en el costo del acero y la importancia de la mano de o!ra en la

estructura de costos. e retom' la construcci'n de estos edificios en 1/// y para el 200 ya se ha!*an

construido muchos "#L an sin contar con normas espec*ficas para su dise+o y construcci'n.

S!st"#as Estructura$"s %"

Co&cr"to Ar#a%o ' EMDL


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ecin en diciem!re del 2003 el ervicio 4acional de apacitaci'n para la 6ndustria de la

onstrucci'n ("467) incorpora dispositivos espec*ficos para los "#L en las 4ormas de ise+o

ismorresistente y de oncreto 8rmado.

Los "#L son edificios de muros portantes tanto para solicitaciones de gravedad como s*smicas,

generalmente no tienen vigas y las losas se apoyan directamente so!re los muros.

IMPORTANCIA DEL SISTEMA

"l sistema de #uros de uctilidad Limitada se ha utili$ado en el er, de!ido a la facilidad que la

industriali$aci'n ha tra*do para este sistema, mediante el uso de encofrados met&licos estructurales y

el uso de concreto preme$clado, haciendo m&s &gil y econ'mico el proceso constructivo de las o!ras.

La importancia estructural de este sistema radica en el uso de muros de concreto, lo cual nos asegura

que no se produ$can cam!ios !ruscos de las propiedades resistentes y principalmente de las

rigideces.

"n nuestro pa*s, los edificios conformados por muros de ductilidad limitada tienen por lo general entre

5 y 10 pisos frecuentemente empleados como edificios residenciales con 2 a 3 departamentos por

piso en promedio.

9recuentemente son estructurados con muros (espesores de 10cm a 15cm) y losas de concreto

armado. Los departamentos tienen en promedio entre :0m 2 y /0m2 y son modulares. "n algunos

casos se tienen estacionamientos en el primer piso o en s'tanos o semi;s'tanos.


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omnmente se emplea concreto preme$clado con un asentamiento mayor a => que requieren

aditivos superplastificantes tipo 9 o G. La resistencia nominal f?c es de 1:5 @gAcm2, valor que en o!ra

suele incrementarse hasta en 0B. ara el refuer$o, por lo general se emplean mallas

electrosoldadas de escasa o nula ductilidad con un esfuer$o de fluencia equivalente de 5000 @gAcm2.

Los EMDL tienen una alta densidad de muros en cada direccin. El cociente entre el rea de

muros de una direccin y el rea en planta oscila para la mayora de edificios entre 2.5 y .5! y

el cociente referido al rea total tec"ada esta entre #.$5 y #.55!.

Los "#L se apoyan so!re plateas superficiales de 20 a 25 cm de espesor, construidas so!re

rellenos controlados de ingenier*a. La

platea cuenta con dientes de cimentaci'n

para confinar el relleno, con dimensiones

que var*an desde 25 - =5 cm hasta 5 -150

cm. La platea sirve adem&s como

contrapiso.

ara el refuer$o de las plateas de cimentaci'n

se emplean dos mallas (superior e inferior) y !astones de acero corrugado u!icados en la capa

inferior, !a%o los muros. La malla superior tiene una cuant*a entre .0 cm2Aml y =.30 cm2Aml y la

inferior cuenta con una cuant*a entre 1.= cm2Aml y =.30 cm2Aml. Los !astones son de mm de

di&metro con longitudes alrededor de 1.0 m y una cuant*a entre 2 a 2.5 cm2Aml.


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Los muros tienen espesores de 10 a 12 cm y est&n

armados generalmente con una malla electrosoldada

centrada como refuer$o distri!uido. (9oto ) omo

refuer$o concentrado en los e-tremos se emplean varillas

de acero corrugado que no se confinan por estri!os. "l

refuer$o vertical concentrado se CamarraD al refuer$o

distri!uido con ganchos que se traslapan al refuer$o

longitudinal y terminan en un do!les de 5 a / cm. Los

traslapes verticales se hacen en la !ase del muro, %usto

so!re las losas, con longitudes uniformes de 30 cm para el

refuer$o distri!uido y 50 cm para el refuer$o concentrado.

Los muros generalmente se llenan so!re la superficie de la losa sin el de!ido cuidado para garanti$ar

una correcta uni'n muro;losa. La superficie de encuentro no se de%a adecuadamente rugosa y en

algunos casos incluso se alisa en la $ona de muros.

asi la totalidad de las tu!er*as elctricas van em!e!idas en los muros, al igual que las tu!er*as

sanitarias de di&metros menores a 2EE. Las tu!er*as de di&metros mayores, pasan por ductos y en

algunos casos por ensanches de hasta 20 cm.

Los sistemas de techado son generalmente

losas maci$as de 10 y 12 cm o aligerados

que actan como diafragmas r*gidos. "l

refuer$o de las losas maci$as consta de

una malla centrada para las losas de 10 cm y de

dos mallas (superior e inferior) para losas de

mayores espesores (12 cm o m&s). e emplean

!astones positivos y negativos de acero corrugado. "n las losas de 10 cm, la cuant*a de las mallas es

de apro-imadamente 2.00 cm2Aml. "n las losas de mayores espesores, la malla superior tiene una

cuant*a entre 0./3 cm2Aml y 2.51 cm2Aml y la inferior una cuant*a entre 1.=2 cm2Aml y 2.5 cm2Aml.

or las losas se pasan las tu!er*as elctricas y de agua, para las tu!er*as de desagFe se emplean

losas de mayores espesores, 1: a 25 cm.


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ara la construcci'n de muros y losas se usan encofrados met&licos ligeros modulares que en

algunos casos permiten el llenado de muros y losas en un solo vaciado.

8l parecer, el uso de encofrados met&licos no

disminuye como de!iera la cantidad de

imperfecciones en muros y losas (en promedio se

hacen resanes en casi el 50B de los muros). "sto

se de!e principalmente al mal vaciado de los

elementos, a un mal mantenimiento de los

encofrados y a veces a un dise+o de me$cla que

no cuenta con la fluide$ necesaria. "n el concreto de muros y losas se encontraron cangre%eras,

grietas y segregaci'n. am!in se o!serv' el mal do!lado y el CgrifadoD del acero y pro!lemas de

recu!rimiento para las tu!er*as.

"l uso de encofrados met&licos, mallas electrosoldadas y concreto preme$clado, facilitan y me%oran la

organi$aci'n del proceso de construcci'n y permiten un avance hacia la industriali$aci'n del proceso

constructivo de edificios. e alcan$an con frecuencia velocidades de construcci'n de hasta dos

departamentos por d*a.

Respuestas con Ductilidad Limitada

ara muros en esta situaci'n, la respuesta estructural puede darse en los siguientes estadosH corte

el&stico y corte inel&stico, s!ito o fr&gil.

De la Pagina e!" Algunos Datos # Conceptos

Los conceptos de amena$a, vulnera!ilidad y riesgo s*smico est&n *ntimamente relacionados entre s* y,

en ocasiones, tienden a confundirse o emplearse incorrectamente, por lo que es necesario

puntuali$arlos en todo momento.

%mena&a 'smica.(La norma 7I"464 1:5=;2001, define el trmino de amena$a s*smica como la

pro!a!ilidad de ocurrencia de eventos s*smicos que pueden afectar en forma adversa la integridad de

edificaciones y sus ocupantes durante cierto per*odo de tiempo en un sitio dado.


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Generalmente los pa*ses poseen, dentro de las

normas para edificaciones

sismorresistentes, mapas que muestran las

amena$as s*smicas y las

aceleraciones de dise+o para cada regi'n.

)ulnera*ilidad 'smica.( La

vulnera!ilidad s*smica es una propiedad

intr*nseca de cada estructura, es una

caracter*stica de su

comportamiento, y puede entenderse

como la predisposici'n intr*nseca de una o de

un grupo de estructuras a ser afectadas o

suscepti!les a sufrir da+os, ante la ocurrencia

de un evento s*smico determinado.

+ies,o 'smico.(e define como las pro!a!ilidades de que en un lugar y tiempo determinado se

produ$can da+os y prdidas materiales como consecuencia de un sismo. "stas posi!les prdidas se

pueden estimar en unidades monetarias, nmero de v*ctimas o cantidad de estructuras da+adas.

Ductilidad.(La ductilidad en las estructuras es a!solutamente esencial para el !uen desempe+o de

stas durante un terremoto, especialmente en estructuras aporticadas, ya que stas tienen poca

resistencia lateral. ara lograr una mayor ductilidad en los elementos de concreto armado se de!e

evitar que los elementos fallen por cortante, esto se logra aumentando el requerimiento de acero

transversal.La ductilidad es la capacidad de un elemento cualquiera en sufrir deformaciones pl&sticas

sin perder su resistencia. "sta deformaci'n o distorsi'n disipa energ*a del terremoto.

'istemas de -isos.(ienen entre una de sus funciones el de conectar todos los elementos verticales

y distri!uir a ellos todas las cargas hori$ontales de manera uniforme sin deformarse, para esto se

considera que el sistema de piso forma un diafragma con rigide$ infinita en su plano, lo cual no se

ale%a de la realidad ya que los sistemas comunes de losas de concreto armado poseen alta rigide$

para resistir fuer$as en su plano. or estas ra$ones se puede apreciar la gran importancia que tienen


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los diafragmas r*gidos en el correcto desempe+o de una edificaci'n. La falta de estos produce

diversos pro!lemas, como lo sonH

Las fuer$as de inercia y los cortantes de piso no se distri!uyen hacia los elementos resistentes

en forma proporcional a su rigide$. "n los sistemas de muros las fuer$as de inercia pueden producir empu%es so!res los elementos

perpendiculares a la direcci'n de las fuer$as s*smicas, pudiendo quedar su%etos los muros a

fuer$as normales a su plano, para lo cual poseen escasa resistencia. e puede generar una distorsi'n de la estructura en planta y as* invalidar la hip'tesis de que

las fuer$as s*smicas, que actan en una direcci'n ar!itraria, se puedan descomponer en dos

fuer$as aplicadas al sistema ortogonal resistente de la estructura.

aractersticas

relevantes del

edificio para

una *uena

respuesta

ssmica

"7 97#8 "L "69667 "4 L848 97#8 "L "69667 "4 "L"I86J4 "886J4 "4" "69667 8K8"4" "48468 7


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$losa%io de T&%minos"

Aditivos superplastifcantes.- Denominados tambin superfudicantes,

constituyen la reciente novedad de aditivos para el concreto que se han

desarrollado en los ltimos 10 aos. Su aplicacin permite obtener una alta

fuide! en concretos secos sin asentamiento, evitando adem"s la

se#re#acin y e$udacin. %a #ran traba&abilidad que se obtiene con este tipo

de aditivos puede ser usada para e'ectuar importantes reducciones de la


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relacin a#ua(cemento, de 'orma que se pueden alcan!ar resistencias

elevadas.

Amenaza Ssmica.- se de)ne como la condicin latente derivada de la

posible ocurrencia de un sismo de cierta ma#nitud, distancia y pro'undidad,

que puede causar dao a la poblacin y sus bienes, la in'raestructura, el

ambiente y la econom*a pblica y privada.

Bastones de acero.-%os bastones se utili!an para suministrar el acero en

el lecho superior +para resistir el momento ne#ativo solicitado que no se

alcan!a a cubrir con las bayonetas +columpios en el caso de losa maci!a o

que no se alcan!a a cubrir con la malla electrosoldada en caso de losas

ali#eradas por e&emplo vi#ueta y bovedilla.

Cargas de gravedad.-Conjunto de cargas sobre una estructura que incluye el peso de la

misma junto con el mobiliario, equipamiento, personas, etc., que acta erticalmente.

Cargas ssmicas.-!uer"a que ejerce un terremoto sobre la estructura de un edi#icio.

Cuanta.-%a cuant*a de re'uer!o es el "rea total de la seccin transversal de

las varillas de acero que se encuentran cercanas a la cara que est" en

tensin para el caso de losas y vi#as. -n el caso de columnas se re)ere a la

seccin transversal del "rea de acero de todas las varillas lon#itudinales. Se

e$presa como un porcenta&e que resulta de dividir el "rea de acero de la

seccin entre el "rea de la seccin de concreto.

Desplazamientos inelsticos.-$e re#iere a la distancia en que se mueen los objetos

desde su ubicaci%n inicial y que no regresa a su estado original luego de una de#ormaci%n.

Diaragma rgido.-es el que se considera que solo se despla!a en dos

direcciones que son las de sus dimensiones #randes en el caso de


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dia'ra#mas hori!ontales y tiene una rotacin sobre la otra direccin. uando

el dia'ra#ma es vertical, como los muros, i#ualmente tiene dos

despla!amientos pero uno de ellos es en el e&e de la dimensin menor. %a

rotacin ocurre sobre uno de los e&es de la dimensin mayor. %as car#as

est"n en la direccin de una de las dos inercias mayores.

Ductilidad.- apacidad de de'ormacin una ve! rebosado el limite

proporcionalidad. -n in#enier*a s*smica capacidad que posee los

componentes de un sistema estructural de hacer incursiones alternantes en

el dominio inel"stico sin perdida apreciable de su capacidad resistente.

Esuerzo de uencia.- /ndicacin del es'uer!o m"$imo que se puede

desarrollar en un material sin causar una de'ormacin pl"stica. -s el es'uer!o

en el que un material e$hibe una de'ormacin permanente espec*)ca y es

una apro$imacin pr"ctica de l*mite el"stico.

latea de cimentaci!n.-%a losa de imentacin, tambin conocidas como

lateas de imentacin, son aquellas imentaciones Super)ciales que se

disponen en plata'orma, la cual tiene por ob&eto transmitir las car#as del

edi)cio al terreno distribuyendo los es'uer!os uni'ormemente.

"iesgo Ssmico.-se de)ne como el dao potencial que sobre la poblacin y

sus bienes, la in'raestructura, el ambiente y la econom*a pblica y privada,

pueda causarse por la ocurrencia de un evento s*smico. -l ries#o s*smico es

'uncin del nivel de amena!a s*smica del sitio, la vulnerabilidad de

construcciones y la capacidad de respuesta de la poblacin e instituciones.


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Segregaci!n.-oncentracin dis#re#ada de los "ridos o componentes en el

hormi#n 'resco. Separacin de los materiales en un concreto por

movimientos bruscos.

#ulnera$ilidad Ssmica.- %a vulnerabilidad s*smica de una edi)cacin es

un con&unto de par"metros capa! de predecir el tipo de dao estructural, el

modo de 'allo y la capacidad resistente de una estructura ba&o unas

condiciones probables de sismo. %a vulnerabilidad s*smica no solo depende

del edi)cio de estudio en cuestin, sino tambin del lu#ar. -s decir, dos

edi)cios i#uales tendr"n mayor o menor vulnerabilidad dependiendo del

lu#ar.

%a vulnerabilidad s*smica es el "rea de traba&o de la in#enier*a s*smica cuyo

ob&etivo es reducir el ries#o s*smico teniendo en cuenta los costes y los

principios de la in#enier*a estructural.

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