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Cambios a las NTCM 2017, calidad de los materiales y su efectos en el diseño y construcciónNormas Técnicas Complementarias para el diseño y construcción de estructuras de mampostería del Gobierno del DF

Dr. Juan José Pérez Gavilán E.,

Marzo del 2017 IMCYC

Aspectos generales• Se hace una nueva clasificación de las estructuras de mampostería

Análisis• Se elimina el método simplificado y la tabla de coeficientes sísmicos

reducidos

• Se pide una nueva revisión global

Coeficiente sísmico y distorsiones de entrepiso (protección contra colapso)

Muros sobre trabes

Revisión de esfuerzos enEl extremo de los muros

Revisión por desplazamientos

𝐿𝑣 ℎ𝑣 ≤115 ⋅

𝐸𝑓𝑏𝑣𝑊𝑝 + 5𝑤𝑢

1 3

𝑊𝑝 =𝑃𝑢𝐴𝑇

𝑡 𝑎4 − 4𝑎3 + 8𝑎

Detallado

� Aclaraciones sobre la posición y número de varillas permitido� Nueva separación máxima del refuerzo horizontal

Detallado

Nuevas disposiciones sobreel recubrimiento del refuerzo

Se toma en cuenta si el elementoTiene algún recubrimiento

Detallado• Nuevo estribo

Detallado• Nueva disposición sobre el número de varillas dentro de una celda en muros

reforzados interiormente

Detallado• Nuevas disposiciones de traslape de barras dentro de celdas de muros

reforzados interiormente

1.1.1.1 Traslape de barras verticales en muros con refuerzo interior

La longitud de traslape de barras en el interior de piezas huecas rellenas de mortero de relleno o concreto de relleno no será menor que 𝐿𝑡 calculada con la ecuación 3.3.1.

𝐿𝑡 = 1.56 𝑑𝑏

2𝑓𝑦𝛽1

𝛽2 𝑓𝑗′ ≥ 40𝑑𝑏

𝐿𝑡 = 0.49 𝑑𝑏

2𝑓𝑦𝛽1

𝛽2 𝑓𝑗′≥ 40𝑑𝑏

(3.3.1)

𝑑𝑏 diámetro de la barra de refuerzo;

𝛽1 =1 para barras de menor diámetro que las del No 5 o =1.3 para barras del No. 5 o de mayor diámetro;

𝛽2 recubrimiento mínimo del mortero. En bloques de concreto se debe tomar el recubrimiento del mortero más la mitad del espesor de la pared de la pieza. Este valor en ningún caso se tomará mayor que 5𝑑𝑏 ; y

Detallado• Nuevas disposiciones

para el traslape de barras en muros con refuerzo interior

Detallado• Nuevas disposiciones para el

traslape de barras en castillos

Detallado• Nueva separación de estribos en

castillos

Aberturas• Ahora los huecos sin refuerzo serán máximo de 40x40 cm

400 mm

Escuadrías• En estructuras tipo I el espesor mínimo de muros será de

10 cm

• En estructuras tipo II el espesor mínimo será de 12 cm

• Castillos interiores: para efectos de considerar a un muro con refuerzo interior como confinado, los castillos interiores deberán incluirse en piezas de al menos 20 cm de espesor

• La dimensión de los castillos en el plano del muro, no será menor a 15 cm (ni menor que el espesor)

Resistencia a corte• Se incluye un método simplificado para el diseño de estructuras tipo I que es

muy similar al procedimiento vigente, que solo podrá aplicarse a estructuras Tipo Ix Considera una eficiencia del refuerzo que depende de la cuantía de refuerzo y de la

resistencia a compresión de la mampostería

• Se incluye un nuevo método general para la estimación de la resistencia a corte, el método generalx Preserva la filosofía de diseño donde

𝑉𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 + 𝑉𝑠𝑅

𝑉𝑚𝑅 es independiente de la cuantía de refuerzo.

x El efecto de la relación de aspecto en la resistencia al agrietamiento (𝐻/𝐿)x El efecto del momento flexionante en la resistencia a corte al primer agrietamiento

(efecto de interacción momento-cortante) x La contribución del refuerzo ahora depende de la cuantía y de las propiedades

mecánicas de la mampostería (𝑣𝑚′ y 𝑓𝑚′ )

Resistencia al agritamiento, muroslargos

𝑉𝑚𝑅 = 𝐹𝑅 [ 0.5𝑣𝑚′ 𝐴𝑇 + 0.3𝑃 ⋅ 𝑓 −𝑀𝑎𝑢𝐻𝑘

] ≤ 1.5𝐹𝑅𝑣𝑚′ 𝐴𝑇𝑓

𝑓 =1.6 𝑠𝑖

𝐻𝐿 ≤ 0.2

1.0 𝑠𝑖𝐻𝐿 ≥ 1.0

Efecto del momento en la Resistencia a corte

Resistenciapor tipo de pieza

Procedimiento optativo para estructuras tipo I

𝑉𝑚𝑅 = 𝐹𝑅 0.5𝑣𝑚′ 𝐴𝑇 + 0.3𝑃 ≤ 1.5𝐹𝑅𝑣𝑚′ 𝐴𝑇

𝑉𝑠𝑅 = 𝐹𝑅𝜂 𝑝ℎ 𝑓𝑦ℎ𝐴𝑇

𝜂 = 𝑘1𝜂𝑠

𝑘1 = 1 − 𝛼 𝑝ℎ 𝑓𝑦ℎ

𝜂𝑠 =0.75 𝑠𝑖 𝑓𝑚′ ≥ 9 MPa 90

kgcm2

0.55 𝑠𝑖 𝑓𝑚′ ≤ 6 MPa (60kgcm2

Método general

𝑉𝑚𝑅 = 𝐹𝑅 [ 0.5𝑣𝑚′ 𝐴𝑇 + 0.3𝑃 ⋅ 𝑓 −𝑀𝑎𝑢𝐻𝑘

] ≤ 1.5𝐹𝑅𝑣𝑚′ 𝐴𝑇𝑓

𝑓 =1.6 𝑠𝑖

𝐻𝐿 ≤ 0.2

1.0 𝑠𝑖𝐻𝐿 ≥ 1.0

𝑉𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 + 𝑉𝑠𝑅

𝑉𝑠𝑅 = 𝐹𝑅𝜂 𝑝ℎ 𝑓𝑦ℎ𝐴𝑇

𝜂 =𝑉𝑚𝑅

𝐹𝑅𝑝ℎ𝑓𝑦ℎ𝐴𝑇𝑘0𝑘1 − 1 + 𝜂𝑠

𝑘0 = 1.3 𝑠𝑖 𝐻 𝐿 ≤ 1.01.0 𝑠𝑖 𝐻 𝐿 ≥ 1.5

𝑘1 = 1 − 𝛼 𝑝ℎ 𝑓𝑦ℎ

𝜂𝑠 =0.75 𝑠𝑖 𝑓𝑚′ ≥ 9 MPa 90

kgcm2

0.55 𝑠𝑖 𝑓𝑚′ ≤ 6 MPa (60kgcm2

Resistencia de la mampostería y el refuerzo

20.7

30.7

16.6

0

5

10

15

20

25

30

35

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Fuer

za C

ort

ante

(t)

Distorsión (%)

MB-0

V

V

32.2

17.6

5.0Vs máx =

5.35

0

5

10

15

20

25

30

35

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Fuer

za C

ort

ante

(t)

Distorsión (%)

MB-1 V

V0

VS

VV0VS

25.8

37.7

20.15

Vs máx = 16

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75

Fuer

za C

ort

ante

(t)

Distorsión (%)

MB-2

V

V0

VS

VV0VS

24.25

42.95

29.4

Vs máx = 21.1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75

Fuer

za C

ort

ante

(t)

Distrosión (%)

MB-3

V

V0

VS

VV0VS

31.8

39.5

16.05

Vs máx = 31.1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

Fuer

za C

ort

ante

(t)

Distorsión (%)

MB-4V

V0

VS

VV0VS

23.35

39.6

23.7Vs máx =

30.2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2Fu

erza

Co

rtan

te (

t)Distorsión (%)

MB-5

V

V0

VS

VV0VS

Resistencia de la mampostería y la cuantía

M3

M1

M4

N2

N3

N4WBW-E

WBW-B

MB-0M2N1

WBW

MB-1

MB-2MB-3

MB-4

MB-5

y = -0.0433(ph·fyh)+ 1.0236R² = 0.739

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5

τ 0Vmáx

/ τV

máx

ph

fy =

0

ph fyh (kg/cm2)

Aguilar y Alcocer(2001) Tabique RojoRecocido

Alcocer et al (1997)Arcilla Extruida

Sánchez et al (1992)Tabique Rojo Recocido

Cruz & Pérez Gavilán(2015) Bloque deConcretoMultiperforado

Resistencia a corte y la resistencia a compresión de la mampostería

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100 120 140

Esf

uezo

cor

tant

e de

l ace

ro (k

g/cm

2 )

f*m (kg/cm2)

Pieza A Pieza B

Pieza C

τS - ph fyh mín - σ = 5 kg/cm2

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-13.0

-9.8

-6.5

-3.3

0.0

3.3

6.5

9.8

13.0

Vmáx

= 24.4 tf (7.94 kg/cm2)

Vmáx

= 30.7 tf (9.99 kg/cm2)

Esfu

erzo

Cor

tant

e [k

g/cm

2 ]

Fuer

za C

orta

nte

[tf]

Distorsión (%)

MB-0

MB-0 (ph = 0% y phfy = 0 kg/cm2)

Aplastamiento

Último

Máximo

Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-0 (ph = 0% y phfy = 0 kg/cm2)V máx = +30.7 tf γ Vmáx= +0.37%

Foto: 1943Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-0 (ph = 0% y phfy = 0 kg/cm2) V apl = 26.4 tf γ apl= 0.63%

Foto: 1945Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-0 (ph = 0% y phfy = 0 kg/cm2) V último = -19.36 tf γ último = -0.73%

Foto: 1760Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-1 (ph = 0.04% y phfy = 2.3 kg/cm2)

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-13.0

-9.8

-6.5

-3.3

0.0

3.3

6.5

9.8

13.0

Esfu

erzo

Cor

tant

e [k

g/cm

2 ]

Fuer

za C

orta

nte

[tf]

Distorsión (%)

MB-1

Vmáx

= 32.15 tf (10.47 kg/cm2)

Vmáx

= 30.2 tf (9.83 kg/cm2)

Aplastamiento

Último

Máximo

Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-1 (ph = 0.04% y phfy = 2.3 kg/cm2)V máx = +32.15 tf γ Vmáx= +0.58%

Foto: 1859Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2)V apl y últ = -29.2 tf γ apl y últ= 0.55%

Foto: 1865Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-13.0

-9.8

-6.5

-3.3

0.0

3.3

6.5

9.8

13.0

Esfu

erzo

Cor

tant

e [k

g/cm

2 ]

Fuer

za C

orta

nte

[tf]

Distorsión (%)

MB-2

Vmáx

= 37.7 tf (12.27 kg/cm2)

Vmáx

= 37.2 tf (12.11 kg/cm2)

MB-2 (ph = 0.1% y phfy = 6.2 kg/cm2)

Aplastamiento

Último

Máximo

Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2) V máx = +37.7 tf γ Vmáx= +0.78%

Foto: 1943Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-2 (ph = 0.1% y phfy = 6.2 kg/cm2) V apl = -36.25 tf γ apl= -0.83%

Foto: 1945Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2) V último = -24.15 tf γ último = -1.53%

Foto: 1982Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-13.0

-9.8

-6.5

-3.3

0.0

3.3

6.5

9.8

13.0

MB-3

Esfu

erzo

Cor

tant

e [k

g/cm

2 ]

Fuer

za C

orta

nte

[tf]

Distorsión (%)

Vmáx

= 42.95 tf (13.98 kg/cm2)

Vmáx

= 41.6 tf (13.54 kg/cm2)

MB-3 (ph = 0.15% y phfy = 9.2 kg/cm2)

Aplastamiento

Último

Máximo

Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2) V máx = +42.95 tf γ Vmáx= +0.82%

Foto: 2049Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-3 (ph = 0.15% y phfy = 9.2 kg/cm2) V apl = +40.65 tf γ apl= +1.20%

Foto: 2064Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-3 (ph = 0.15% y phfy = 9.2 kg/cm2) V último = -20.1 tf γ último = -1.61%

Foto: 2085Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-13.0

-9.8

-6.5

-3.3

0.0

3.3

6.5

9.8

13.0

Esfu

erzo

Cor

tant

e [k

g/cm

2 ]

Fuer

za C

orta

nte

[tf]

Distorsión (%)

MB-4

Vmáx

= 39.5 tf (12.86 kg/cm2)

Vmáx

= 37.75 tf (12.29 kg/cm2)

MB-4 (ph = 0.21% y phfy = 12.3 kg/cm2)

Aplastamiento

Último

Máximo

Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2) V máx = 39.5 tf γ Vmáx= 1.02%

Foto: 2192Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-4 (ph = 0.21% y phfy = 12.3 kg/cm2) V apl = -33.8 tf γ apl= -1.41%

Foto: 2208Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2) V último = -25.15 tf γ último = -2.03%

Foto: 2239Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-13.0

-9.8

-6.5

-3.3

0.0

3.3

6.5

9.8

13.0

Esfu

erzo

Cor

tant

e [k

g/cm

2 ]

Fuer

za C

orta

nte

[tf]

Distorsión (%)

MB-5

Vmáx

= 39.6 tf (12.89 kg/cm2)

Vmáx

= 40.55 tf (13.2 kg/cm2)

MB-5 (ph = 0.26% y phfy = 15.8 kg/cm2)

Aplastamiento

Último

Máximo

Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2) V máx = -40.55 tf γ Vmáx= -0.53%

Foto: 2308Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

MB-5 (ph = 0.26% y phfy = 15.8 kg/cm2) V apl = +36.6 tf γ apl= +1.37%

Foto: 2320Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

kg/cm2) V último = -16.85 tf γ último = -1.84%

Foto: 2356Ana Issa Cruz O. y J J Pérez Gavilán 2015

• La cuantía mínima ya no depende de la resistencia al agrietamiento de la mampostería

• La cuantía máxima se termina en función de la resistencia a compresión y una limitación geométrica en la que se estable que el área de acero en una junta no puede ser mayor al 5% del área de la junta

Cuantías mínima y máxima

𝑝ℎ𝑓𝑦ℎ ≥ 0.3 MPa (3 kg/cm2).

𝑝ℎ𝑓𝑦ℎ ≤ 0.15𝑓𝑚′

0.05ℎ𝑗 𝑓𝑦ℎ 𝑠

Es consistente con la cuantía mínima que seespecifica en muros con refuerzo interior.

Instalaciones• No se permite hacer ranuras en muros de piezas extruidas, solo en muros de

piezas macizas

En muros de piezas extruidas, las tuberíasDebe localizarse en piezas doble hueco o externas

Muros no estructurales

Asuntos que se están investigando• La contribución del refuerzo horizontal en muros con distinta relación de

aspecto (proyecto patrocinado por el GDF)

• Capacidad de distorsión de estructuras con refuerzo horizontal (proyecto patrocinado por el GDF)

• Recomendación para el diseño de trabes de concreto que soportan muros estructurales de mampostería.

Asuntos de interés• Revisar experimentalmente el comportamiento de los estribos que no tienen

una dobles a 135º

• Posible definición del factor de comportamiento sísmico en función del número de niveles (caso particular de estructuras de mampostería)

• Mampostería dúctilEstudiar bajo que condiciones puede diseñarse de modo que la falla dominante sea a flexión, en vez de a cortante. Esta posibilidad podría significar valores mayores del factor de comportamiento sísmico.

Gracias …