albañilería armada albañilería confinada
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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