albañilería armada albañilería confinada

San Bartolom

Albailera Armada Albailera Confinada

Lecciones dejadas por los sismos Resultados experimentalesLecciones dejadas por los sismos p

Estudiostericos

Japn

La norma de 1982 empleaba un mtodo de diseo elsticoadmitindose que el cortante actuante, para c = 0.16, nod b l t t d i ibl FS 2

Norma E.030, c = ZUSC / R = 0.16 a = 0.12gdeba ser mayor que el cortante admisible, con FS = 2.

(para R = 6, Z = 0.4, U = 1, S = 1, C = 2.5) V < Va = VR / FS

SI OCURRIESE EN EL PER UN SISMO COMO EL DE 1985EN CHILE, CON a = 0.65g, los esfuerzos se incrementaran:

0.65g / 0.12g = 5.4 > FS = 2

LOS MUROS FALLARAN POR CORTE

FALLA POR CORTE Y SUS DERIVACIONESFALLA POR CORTE Y SUS DERIVACIONES(deslizamiento y giro con la trituracin del talny pandeo del refuerzo vertical)

FALLA POR FLEXIN Y SUS DERIVACIONESTrituracin del taln pandeo del refuerzo vert.Deslizamiento cizalle del refuerzo vertical

Ejemplo de una

POBLACIN

Falla por Flexin:

POBLACINCANAL BEAGLE,CHILE, 1985

EDIFICIOS DE 4Y 5 PISOS,ESTRUCTURADOSESTRUCTURADOSCON PLACAS DECONCRETO ARMADO

fisuras por corteen las placas

FALLA PORFLEXOCOMPRESINFLEXOCOMPRESINCON TRITURACINDE TALONES YPANDEO DELPANDEO DELREF. VERTICAL

FALLA POR FLEXINQUE DEGENER ENDESLIZAMIENTO

ROTURA POR CIZALLEROTURA POR CIZALLEDEL REF. VERTICAL

NorthridgeAlaska

PLACASAlaska

Fallas por Deslizamiento

Defectos en la Construccin Defectos en elDiseo Estructural

segregacin fc = ??El refuerzo vertical debera

Diseo Estructural

El refuerzo vertical deberadisearse para que absorbala accin simultnea de M y V

juntas lisas y traslape Pj y p P

M

V

espiga

P

FALLA POR DESLIZAMIENTO EN ALBAILERA ARMADAFALLA POR DESLIZAMIENTO EN ALBAILERA ARMADA,CON DISLOQUE POR SISMO ORTOGONAL, CHILE, 1985

losa

PP

Disminucin sustancial del rea de corte en una falla tipo relojde arena, causada primeramente por deslizamiento. Northridge.

Disminucin sustancial del rea de corte en una falla tipo relojde arena y pandeo del refuerzo vertical interno. Chile-2010.

Normas: USA,Nueva ZelandaNueva Zelanda.El refuerzo sedistribuye a lolargo del muro.En los extremosel refuerzo esel refuerzo esescaso.

ENSAYOS ENMUROSARMADOSCON REF. VERT.DISTRIBUIDO

inservible

DISTRIBUIDO(no controlan elcorrimiento de lafisura longitudinalproducida por flexin)

CONCENTRACINDEL REF VERT ENDEL REF. VERT. ENEXTREMOS, SINREFUERZO EN ELINTERIORINTERIOR.

deslizamientoEn las normas japonesa ymexicana, se concentra elrefuerzo en los extremos.

s Norma peruana E.070

fy

Repartido: Ast1

Ast1 = Ast2

Concentrado: Ast2Las resistencias se mantienen, perose controla la falla por deslizamiento

t d l f Concentrado: Ast2concentrando el refuerzo

corte

deslizamientodeslizamiento

MURO CONFINADO, FALLA POR CORTE QUE DEGENER EN DESLIZAMIENTO

Corte-FriccinFALLA POR CORTE-FRICCINEN LA UNIN SOLERA-COLUMNA,Chile, 1985

FALLA POR CORTE-FRICCIN EN LA BASE.L t ib f iLos estribos no funcionanpara este tipo de falla.

POTENCIAR LAS COLUMNAS EXAGERACIN!EXTREMAS PARA IMPEDIREL DESLIZAMIENTO, DE ESTAMANERA LAS FRANJAS NO

AGRIETADAS CONTINUARNAPORTANDO RESISTENCIA

2F PREDICCIN DE LA RESISTENCIA QfEN EL MECANISMO DE FALLA PORFLEXIN EN UN MURO EN VOLADIZO

Determinacin de MmF por equilibrio:

As fy + P = C = 0.85 fc t x x

MmQf Luego:

Mm = As fy (d - x/2) + P (L - x)/2(funcin de As y P)(funcin de As y P)

td

Equilibrio global:momento plstico

Equilibrio global:Mm = Fi hi F

Qf FiC

Qf = Fi

Para un caso ms complicado, donde hay vigas dinteles:

a b

PI

se asume que los puntos deq pinflexin estn localizados elel centro de las vigas

mecanismo

Qf

muro mecanismo

Por equilibrio global seMv Por equilibrio global sehalla F, luego: Qf = Fi

MvMv/b

b

En general, Qf es funcin de Mm, y Mm es funcin de As y P

PREDICCIN DEL TIPO DE FALLA

Qf = CORTANTE ASOCIADO AL MECANISMO DEFALLA POR FLEXIN (depende de As y P)( p y )

VR = CORTANTE ASOCIADO AL MECANISMO DEFALLA POR CORTE (f l i )FALLA POR CORTE (frmula emprica)

TERICAMENTE:TERICAMENTE:

s Qf < VR FALLA POR FLEXIN !

Qf

VR

QfSin embargo,

Chile, 1985

Chile, 2010

ALBAILERA CON As = 0, FALLA POR CORTE

En unestadoestadode cortepuro, elrefuerzorefuerzovertical notrabaja.

0 = 0

= 0

DISTORSIN ANGULAR POR CORTE PURO

ALBAILERA NO REFORZADACON ALTA DENSIDAD DE MUROSse deforma principalmente por corte

CONTEMPLADO EN EL DISEOA LA ROTURAA LA ROTURA

Albailera NoReforzada

Falla controladaFalla controladaen desplazamientopor el actuador. Enun edificio la losaun edificio, la losade techo conecta atodos los muros, ylos reforzados sonlos que controlanel desplazamientoel desplazamientode los no reforzados,stos podran serincluso portante no reforzado

LOSA

incluso portantede carga vertical.

no reforzado

PORQUPORQUFALLA ELPRIMER PISO?

V

Hh

M = V h

Esbeltez = MV L

= V hV L

= hL

Esbeltez para acciones coplanares, h es una fraccin de H

ESTUDIO EXPERIMENTALDE LA ESBELTEZ

CUADRADO

ALARGADO

VV

V

ESBELTOESBELTO

M1 > M2

Cuadrado o AlargadoCuadrado o Alargado

E fEsbelto

Esf.Cort.

(kg/cm2)

DERIVA ANGULAR

ANLISIS POR ELEMENTOS FINITOSDE 15 MUROS CONFINADOS, SUPONIENDO,

EL MISMO ESFUERZO CORTANTEEN EL PRIMER PISO ()

V = t LV = t LFi = i V / i

Fi

V esfuerzo principal de traccin diagonalesfuerzo principal de traccin diagonal

5 PISOS y 1 PAO 3 PISOS y 3 PAOS

ESFUERZO DE TRACCIN DIAGONAL vs V L / M

Primer Piso con = V / L t = constante

Esbeltos

Cuadrado o Alargado

V L / M

Admitindose para los 3 casos que la falla se produce cuandola traccin diagonal alcanza p:

p

la traccin diagonal alcanza p:

ENSAYO EN MESA VIBRADORA DE UN MDULO ESBELTO

Se obtuvo:

Q1 > VR1 falla del piso 1

acelermetroQi < VRi no fallan los

pisos superiores

Aplastamiento del Taln

Los estribos deben disearse para evitar la fallapor compresin del ncleo de concreto.

VARIACINDE LASFUERZAS DEINERCIA

F = VR1 / N

Sismos:A: leveB: moderadoC: severo

PROPUESTAS DE OTROS INVESTIGADORES PARAGENERAR LA FALLA POR FLEXIN:

Variar el sistema estructural para que los muros se comportenVariar el sistema estructural para que los muros se comportencomo barras en voladizo magnificando el momento flector:

1) Utilizar vigas chatas en los dinteles2) Desdoblar las paredes transversales con una junta vertical

junta

d l

j

pared transversal

La pared transversaleleva el rea deflexocompresin.

Trituracin delBorde Librede un muroarmado.

Beneficios de Emplear Dintel Peraltado:

Disminuyen el momento en la base

Se reduce el tamao de la cimentaciny el refuerzo respectivo.

Se reduce el refuerzo vertical enlos extremos del muro.

Se incrementa la resistencia al corte al disminuir losefectos de esbeltez (M / V L)para acciones coplanares.

Disminuyen los esfuerzos de flexocompresin en los talones.

Aumentan la resistencia de la losa contra el punzonamiento.

CA B

C

Mortero 0 sin cal 1: 0 :5Mortero 0 sin cal 1: 0 :5Mortero 1 con cal 1: 1: 5

Esf.Cort. Conforme aumenta la calidad de los ladrillos, se i t l i id l i t i d lCort.

(kg/cm2)C

incrementa la rigidez y la resistencia de los muros

BA

A B C

adobe

VR = 0.35

MTODO DE DISEO: rotura con criterios de desempeo ssmicoOBJETIVOS:

p

alta densidad

VR = Vbaja densidad

0.005

V-D. PRIMER PISO.

PROGRAMA DE ANLISIS INELSTICOPASO A PASO TODA

PARA MUROS ARMADOS Y CONFINADOS

1.- REVISIN DE LA DENSIDAD MNIMA DE MUROS X, Y

placa: t = tp (Ep/Ea)

EN LA FRMULA NO INTERVIENEN ESTOS MUROS:

Chile, 2010Albailera NO Confinada

Albailera

Tarapac, 2005

Albaileraparcialmenterellena

2. ANLISIS POR CARGA VERTICAL

< 0.15 fm

si es que el muro se agrieta diagonalmente

3.- ANLISIS ELSTICO PARA SISMO MODERADO: R = 6

VERIFICAR: 0.75 R Dr / h < 0.005

Vei < 0.55 VRi

Obtener Vm porequilibrio y disearlos estribos

rtula

El objetivo es que las vigas de acople disipenenerga ssmica antes que fallen los muros. Lasvigas constituyen la primera lnea de defensa.

En el caso de las placas debe determinarse de su diagrama

PLACASEn el caso de las placas, debe determinarse de su diagramade interaccin, el mximo momento flector Mn que puededesarrollarse en el mecanismo de falla por flexin, paral l l l t t i d V V (M /M )luego calcular el cortante asociado Vn = Vu (Mn/Mu) y conl, disear al refuerzo horizontal.

PMu/, Pu/)

Mn

4.-RESISTENCIA A FUERZA CORTANTE VR = Vm

VR = 0.35

VR (o Vm) debecalcularse encalcularse encada piso yen cada muro:

5 - DISEO PARA EL SISMO SEVERO (R = 3)

V ifi R i t i Gl b l M i X X Y Y

5.- DISEO PARA EL SISM