comportamiento sismico de edificios de mamposteria
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Comportamiento sismico de edificios de mamposteria norma E04TRANSCRIPT
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-TERCERA ETAPA-TERCERA ETAPA
San Bartolom
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35
CONSTRUCCIN
34
CONSTRUCCINDEESPECMENES
2
1
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TRANSPORTECON PUENTE GRAHACIA LA NAVEDE ENSAYOS
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actuadordinmico
Muro
Losa de ensayos
EQUIPOS PARA EL ENSAYO DE CARGA LATERAL
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VD
ENSAYO DE CARGA LATERAL CCLICA
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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
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Vlazos finos yorientados hacia
el origenrigidez degradante
D
ElastoplsticoIdeal
ENVOLVENTE DE LOS LAZOS HISTERTICOS ESTABLES
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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
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PPrediccinde la cargaasociada ala Fisura porla Fisura porFlexin (VF) en un
fi dmuro confinado
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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.
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VR(Vm)
ROTURA DIAGONAL (punto R o m en la Norma E.070)
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RVR
El punto R ocurrepara una distorsinp
angular delorden de
1 / 800R
1 / 800
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La albaileraLa albaileraes muy frgil,con una distorsind 1/800 fde 1/800 se fractura
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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.
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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
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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.
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Cuanta deR fRefuerzoHorizontal
t = As / (s t)
sAs
s
Ass AsAs
t
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14 1/2
Muro Patrn, sin refuerzo horizontal
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32
4 3/8
2
solera intermedia 4 3/8solera intermedia
44
5
= 0.08% = 0.16%
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Falla del Muro 1 (Patrn)
Deterioro de ladrillos y grietasremanentes de gran grosor.
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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.
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Falla porFlexin delMuro 3Muro 3
4 3/8
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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.
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14 54 5
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EFECTOS DEL REFUERZO HORIZONTALEN MUROS ARMADOSEN MUROS ARMADOS
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112
= 0% = 0.1%
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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)
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Para que el refuerzohorizontal aporteresistencia esnecesario que:
1.- Sea corrugado2.- > 0.25%De otro modo,el ref. horizontall t slo aportar
ductilidad
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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REPARACIN DE UN MURO CONFINADO EMPLEANDOMALLA ELECTROSOLDADA DE CON COCADA 15 cm
encamisado en cols.
M O i i lMuro Original
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Estado del muro originaldespus del ensayo dedespus del ensayo decarga lateral cclicacon distorsin 0.005
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1) Picado y rellenadocon concreto ycon concreto ymortero 1:3 slo enfisuras principales
2) Paeteo conmortero 1:4(arena gruesa)(arena gruesa)
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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.
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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.
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inyector
5) Taponado de lasperforaciones conperforaciones conlechada de cemento1:3 (arena fina)
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6) Tarrajeo del murocon mortero 1:4con mortero 1:4(arena fina)
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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.
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Incremento de resistencia: 40%
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Reparacin deReparacin deun Murode Albailerade AlbaileraArmada empleandoMalla ElectrosoldadaMalla Electrosoldada
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Ranurado y taponadode las grietas principales
amoladora
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Perforacin con taladro en lasPerforacin con taladro en lasuniones entre juntas horizontalesy verticales, donde no hay refuerzo
i G tni Grout.
conector
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Taponado de perforacionescon lechada 1:3
Malla en U paraconfinar los
t El tiextremos. El tipode falla iba a cambiarde corte a flexo-compresin.
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paeteo
tarrajeo
paeteo
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taln muro repataln muro repa.
muro reparado
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3/8
Proyecto UMR(Universidad de Missouri)
Requieren poco recubrimiento.Su peso es reducido.
= 8000 kg/cm2Son de alta resistencia.Carecen de ductilidad.
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Tabique hecho conBloques de ConcretoBloques de Concreto
Relleno de la celdaextrema con grout(en contacto con(en contacto concolumnas)
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Ranurado de lasjuntas horizontalesjuntas horizontalescon amoladora yafinamiento coni lcincel
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anclaje del ref. hor.
Perforacin delas columnas conlas columnas conbroca de 3/8 ylimpieza con aire
i idcomprimido
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Masking Tape(cinta adhesiva)en los bordes dedelas ranuras
Primera capapde epxico
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Instalacin de la varilla Segunda capa de epxicoEnrase con esptulaRetiro del masking tapeg p
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derivamxima = 0.7%
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Deslaminacin del bloqueDeslaminacin del bloque
Falla en las conexionescon las columnas
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Reforzamientodde un
Tabique Aislado
tecnoportecnoportecnopor
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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
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Para soportar la flexin sePara soportar la flexin seintrodujo refuerzo vertical
Ventanas en ltima hiladaRefuerzo vertical 3/8Relleno con groutg
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Perfiles para evitar elPerfiles para evitar elvolcamiento transversal
Perforaciones en la vigaInstalacin de pernosInstalacin de perfilessta ac de pe esangulares
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guas para evitar elvolcamiento
RR gua
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Aplastamientodel tecnopor
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Tabiques integradosTabiques integradosal prtico
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Reparacin de un muro de albaileraconfinada empleando varillas de fibrapde vidrio y mortero de cemento.
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Original
Reparado
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REPARACIN Y REFORZAMIENTO CON FIBRA DE CARBONO
Muro originalMuro original
Deriva = 0.006
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resane
lijado
pegamento3 bandas en una cara y pegamento3 bandas en una cara y4 bandas en la otra cara
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Pegamento con rodilloinstalacin
aplanado con rodillo
-
= 0 005 = 0.005
Reensayo
= 0 008 = 0.007
= 0.008
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Deriva = 0.01
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OBJETIVO: CORROBORAR LOS RESULTADOS DE LOSENSAYOS DE CARGA LATERAL CCLICA
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f32
f22
f12
Clculo experimental de la Matriz de Flexibilidad. Tambinse determina el perodo fundamental empleando sismgrafo.
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ConocindoseFi puedeFi, puedehallarse porequilibrioVi Mi
acelermetroVi, Mi
Fi (t) =mi Ai (t)
SISMO
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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.
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arriostrearriostre
Ensayo ssmico perpendicular al plano del muro
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No arriostradoNo arriostrado
arriostrado
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Mesa VibradoraMesa Vibradorajaponesa, de 6x10 mcon 6 grados delib t dlibertad
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HYOGO, Japn
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Ensayo Pseudo-DinmicoEnsayo Pseudo Dinmicoen un edificio de albaileraarmada. Japn, 1988.
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CISMIDCISMID
Vivienda deAlb il AlbaileraConfinada