i0612 muros concreto ii ies

Diseño de Estructuras de Diseño de Estructuras de Concreto Reforzado IIConcreto Reforzado IIConcreto Reforzado IIConcreto Reforzado II

Diseño de MurosDiseño de Muros

P t ióP t ióPresentaciónPresentación: : Dr.Dr.--Ing. José Daniel Ortiz P.Ing. José Daniel Ortiz P.gg

AgostoAgosto de 2012de 2012

CargasCargas concentradasconcentradas en en murosmuros de de concretoconcreto reforzadoreforzadogg

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RefuerzoRefuerzo mínimomínimo en en murosmuros parapara controlarcontrolarel el agrietamientoagrietamiento de la de la estructuraestructura

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El El refuerzorefuerzo mínimomínimo indicadoindicado anteriormenteanteriormente eses válidoválido sisi la la separaciónseparación entre juntas entre juntas eses menormenor a 7 m, a 7 m, sisi la la separaciónseparación esesmayor de 7 m, mayor de 7 m, entoncesentonces los los mínimosmínimos seránserán comocomo se se indicaindicaen laen la tablatabla sig ientesig ienteen la en la tablatabla siguientesiguiente

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MurosMuros de de concretoconcreto reforzadoreforzado

LosLos murosmuros dede concretoconcreto reforzadoreforzado puedenpueden resistirresistir cargascargasoo u ou o dd o oo o o adoo ado pu dpu d a gaa gaverticalesverticales yy cargascargas horizontaleshorizontales perpendicularesperpendiculares aa susu planoplano.. AAdiferenciadiferencia dede loslos murosmuros dede concretoconcreto simple,simple, admitenadmitendesplazamientosdesplazamientos lateraleslaterales dede sussus apoyosapoyos yy debendeben estarestarprovistoprovisto dede refuerzorefuerzo mínimomínimo comocomo sese indicóindicó anteriormenteanteriormente..provistoprovisto dede refuerzorefuerzo mínimomínimo comocomo sese indicóindicó anteriormenteanteriormente..

LosLos murosmuros dede concretoconcreto reforzadoreforzado deberándeberán serserconvenientementeconvenientemente ancladosanclados enen laslas columnascolumnas yy losaslosas queque leslesii dd ll i t iói t ió íí llsirvensirven dede apoyosapoyos,, enen lala cimentacióncimentación,, asíasí comocomo enen loslos murosmuros

queque loslos interceptaninterceptan..

LosLos murosmuros sese anclaránanclarán enen lala cimentacióncimentación extendiendoextendiendo porpor loloLosLos murosmuros sese anclaránanclarán enen lala cimentacióncimentación extendiendoextendiendo,, porpor lolomenosmenos,, unauna cantidadcantidad dede refuerzorefuerzo igualigual aa lala cuantíacuantía mínimamínimaverticalvertical definidadefinida anteriormenteanteriormente..

LosLos murosmuros portantesportantes nono tienentienen restriccionesrestricciones enen cuantocuanto aa sussusdimensionesdimensiones.. SinSin embargoembargo loslos nono portantesportantes tendrántendrán ununespesorespesor mínimomínimo dede 1010 cmcm oo 11//3030 dede lala menormenor distanciadistancia entreentreapoyosapoyos lateraleslaterales

5555

p yp y

DistribuciónDistribución de de aceroacero en en murosmuros de de concretoconcreto reforzadoreforzado

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MétodoMétodo EmpíricoEmpírico de de DiseñoDiseño de de MurosMuros de de ConcretoConcretoppReforzadoReforzado ((CompresiónCompresión en en murosmuros de de concretoconcreto))

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MétodoMétodo EmpíricoEmpírico de de DiseñoDiseño de de MurosMuros de de ConcretoConcretoReforzadoReforzado..

Ec. 14Ec. 14--1 (ACI)1 (ACI)

Φ : factor de reducción de resistencia, igual a 0.65 pues la solicitación es flexo-compresiónk : factor de longitud efectiva. Mostrado en la Tabla siguiente para diferentes condicioneslc: altura libre del muroAg : Area de la sección transversal del muro.

Factor deFactor de alturaaltura efectivaefectiva parapara diferentesdiferentes murosmuros yy condicionescondiciones dede apoyoapoyo

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Factor de Factor de alturaaltura efectivaefectiva parapara diferentesdiferentes murosmuros y y condicionescondiciones de de apoyoapoyo

ComentariosComentarios adicionalesadicionales al al usouso del del MétodoMétodo EmpíricoEmpírico de de diseñodiseño dede murosmuros dede concretoconcreto reforzadoreforzadodiseñodiseño de de murosmuros de de concretoconcreto reforzadoreforzado

Si la Si la cargacarga de de compresióncompresión a la a la queque estáestá sometidosometido el el muromuro esesaa a gaa ga dd o p óo p ó a aa a ququ áá o doo do u ou omayor mayor queque la la estimadaestimada porpor la la expresiónexpresión anterior, anterior, entoncesentonces esesnecesarionecesario incrementarincrementar laslas dimensionesdimensiones de la de la secciónsección o o analizarlaanalizarla porpor el el MétodoMétodo General de General de DiseñoDiseño de de MurosMuros..

La La estructuraestructura deberádeberá ser ser provistaprovista del del refuerzorefuerzo mínimomínimo definidodefinidoanteriormenteanteriormente..

PorPor laslas limitacioneslimitaciones propiaspropias del del MétodoMétodo EmpíricoEmpírico, , esteesteprocedimientoprocedimiento se se empleaemplea cuandocuando la la flexiónflexión se se presentapresentaalrededoralrededor del del ejeeje del del muromuro..

9999

El El MétodoMétodo General de General de diseñodiseño de de murosmuros de de concretoconcretoreforzadoreforzado ((CompresiónCompresión yy flexoflexo--compresióncompresión enen murosmuros))reforzadoreforzado ((CompresiónCompresión y y flexoflexo compresióncompresión en en murosmuros))

Si la Si la cargacarga de de compresióncompresión a la a la queque estáestá sometidosometido el el muromuro se se ubicaubica fuerafuera del del terciotercio central, parte de central, parte de susu secciónsección transversal transversal estaráestará sometidasometida a a traccióntracción y y

ll t tt t di ñdi ñ i i di i d ll it iit i dd ll l tl tporpor lo lo tantotanto, se , se diseñadiseña siguiendosiguiendo los los criterioscriterios de de columnascolumnas o o elementoselementos en en compresióncompresión y y flexocompresiónflexocompresión..

PorPor lo generallo general eses necesarionecesario tomartomar enen cuentacuenta elel efectoefecto dede esbeltezesbeltez parapara elelPorPor lo general lo general eses necesarionecesario tomartomar en en cuentacuenta el el efectoefecto de de esbeltezesbeltez parapara el el análisisanálisis y y porpor lo lo tantotanto, se , se empleaemplea el el métodométodo de de amplificaciónamplificación de de momentosmomentossiempresiempre queque klkl/r<100./r<100.

ááSe Se debedebe recordarrecordar queque el el parámetroparámetro de de rigidezrigidez EI, se EI, se dedujodedujo parapara columnascolumnas, , mediantemediante laslas ecuacionesecuaciones siguientessiguientes::

EcsEcs 1010--11 y 1011 y 10--12 (ACI)12 (ACI)EcsEcs. 10. 10 11 y 1011 y 10 12 (ACI)12 (ACI)

10101010

El El MétodoMétodo General de General de diseñodiseño de de murosmuros de de concretoconcretoreforzadoreforzado ((CompresiónCompresión y y flexoflexo--compresióncompresión en en murosmuros))

En En vezvez de de laslas ecuacionesecuaciones anterioresanteriores MacGregorMacGregor ha ha propuestopropuesto laslas siguientessiguientesexpresionesexpresiones::

EEcc : módulo de elasticidad del concreto: módulo de elasticidad del concretoIIgg : momento de inercia de la sección bruta: momento de inercia de la sección brutaβ : β : parámetro igual a (0.9 + 0.5 parámetro igual a (0.9 + 0.5 ββdd

2 2 -- 1212ρ)ρ)ββd d : parámetro definido como : parámetro definido como ββc c = = PPDuDu/P/Puu

ρ : cuantía de acero vertical respecto al área bruta de concretoρ : cuantía de acero vertical respecto al área bruta de concreto

11111111

ρ : cuantía de acero vertical respecto al área bruta de concretoρ : cuantía de acero vertical respecto al área bruta de concretoe : excentricidad de la carga axiale : excentricidad de la carga axialh : espesor del muro.h : espesor del muro.


La La flexiónflexión puedepuede producirseproducirse en el en el planoplano del del muromuro, , comocomo en el en el casocaso de los de los murosmuros de de cortantecortante. Las . Las cargascargas queque la la generangeneran son son casicasi siempresiempre sismosismo o o vientoviento y y tienentienen sentidosentido variable, variable, porpor lo lo queque los los murosmuros en en estosestos casoscasos debendebende serde ser provistosprovistos dede armaduraarmadura verticalvertical concentradaconcentrada enen sussus dosdos extremosextremosde ser de ser provistosprovistos de de armaduraarmadura vertical vertical concentradaconcentrada en en sussus dos dos extremosextremos..

12121212

RefuerzoRefuerzo porpor flexiónflexión en en murosmuros de de cortecorte


Si Si existenexisten cargascargas concentradasconcentradas sobresobre el el muromuro, se , se debedebe verificarverificar queque éstaséstas no no ocasionenocasionen el el aplastamientoaplastamiento del del concretoconcreto debajodebajo de de ellasellas::

13131313

AplastamientoAplastamiento en en murosmuros sometidossometidos a a cargascargas concentradasconcentradas


Al Al igualigual queque parapara columnascolumnas, se , se puedenpueden elaborarelaborar diagramasdiagramas de de interaccióninteracciónparapara el el diseñodiseño de los de los murosmuros. . AlgunosAlgunos manualesmanuales de de diseñodiseño, , presentanpresentandiagramasdiagramas de de interaccióninteracción de de murosmuros rectangularesrectangulares con con refuerzosrefuerzos distribuidosdistribuidosenen unauna o doso dos capascapas comocomo elel mostradomostrado aa continuacióncontinuación::en en unauna o dos o dos capascapas, , comocomo el el mostradomostrado a a continuacióncontinuación::

14141414DiagramaDiagrama interaccióninteracción típicotípico parapara un un muromuro rectangularrectangular

Usando el Método Empírico del ACI, diseñe un muro de carga de concreto reforzado que deberá soportar un grupo de vigas precoladas de concreto colocadas a cada 6' centro a

t t l Fi El h d d d i 8" El tácentro, como se muestra en la Fig. El ancho de apoyo de cada viga es 8". El muro está restringido lateralmente en su parte superior e inferior y restringido contra rotaciones en la zapata. Desprecie el peso propio del muro.Considere f`c = 3000 psi y fy = 60 ksiConsidere f c 3000 psi y fy 60 ksiLas reacciones en la viga son D = 25 kip y L = 20 kip

Procedimiento de cálculo

1. Estimación del espesor mínimo del muro

2. Cálculo de las reacciones factorizadas

3. Estimación de la resistencia portante bajo las descargas de las vigas

4 Estimación de la longitud de muro que se considera efectiva para soportar4. Estimación de la longitud de muro que se considera efectiva para soportar cada carga concentrada

5. Estimación de la resistencia de diseño del muro

6. Selección del refuerzo

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Usando el Método Empírico del ACI, diseñe un muro de carga de concreto reforzado que deberá soportar un grupo de vigas precoladas de concreto colocadas a cada 6' centro a

t t l Fi El h d d d i 8" El tácentro, como se muestra en la Fig. El ancho de apoyo de cada viga es 8". El muro está restringido lateralmente en su parte superior e inferior y además está restringido contra rotaciones tanto en la parte superior como en su parte inferior. Desprecie el peso propio del muro.del muro.Considere f`c = 4000 psi y fy = 60 ksi

Las reacciones en la viga son D = 35 kip y L = 25 kip

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EsfuerzoEsfuerzo cortantecortante en en murosmuros de de concretoconcreto reforzadoreforzado::MurosMuros de de CortanteCortante

•• ElEl esfuerzoesfuerzo cortantecortante enen murosmuros eses producidoproducido porpor cargascargas queque actúanactúan perpendicularperpendicular yyparalelamenteparalelamente aa sussus carascaras..

EsfuerzoEsfuerzo cortantecortante generadogenerado porpor cargascargas perpendicularesperpendiculares alal muromuro

EnEn esteeste casocaso elel muromuro sese comportacomporta comocomo unauna losalosa DeDe acuerdoacuerdo aa lala relaciónrelación entreentre•• EnEn esteeste casocaso,, elel muromuro sese comportacomporta comocomo unauna losalosa.. DeDe acuerdoacuerdo aa lala relaciónrelación entreentresussus ladoslados yy aa sussus condicionescondiciones dede apoyoapoyo,, funcionafunciona comocomo unauna losalosa armadaarmada enen unouno oodosdos sentidossentidos.. PorPor lolo generalgeneral sese buscabusca queque elel concretoconcreto asumaasuma elel esfuerzoesfuerzo cortantecortantegeneradogenerado porpor laslas cargascargas actuantesactuantes..gg pp gg

•• SiSi elel muromuro sese comportacomporta comocomo unauna losalosa enen unauna direccióndirección,, elel procedimientoprocedimiento paraparaverificarverificar elel cortantecortante eses similarsimilar alal queque sese usausa parapara vigasvigas.. SiSi funcionafunciona comocomo unauna losalosaarmadaarmada enen dosdos sentidossentidos,, elel procedimientoprocedimiento lolo veremosveremos enen lala unidadunidad dede losaslosas..

•• SiSi elel muromuro reciberecibe cargascargas horizontaleshorizontales concentradasconcentradas yy momentosmomentos flectoresflectores comocomo sesemuestramuestra enen lala figurafigura siguientesiguiente,, sese debedebe verificarverificar queque lala uniónunión nono fallefalle porporpunzonamientopunzonamiento.. ElEl procedimientoprocedimiento sese veráverá enen lala unidadunidad dede losaslosas..

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Comportamiento de muros dependiendo de sus dimensiones y sus condiciones de apoyo

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Viga conectada al muro produciéndole punzonamiento

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Fuerzas cortantes generadas por cargas paralelas a la cara del muro

a) Resistencia del concreto al cortante

Se tomará el menor valor de

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DiseñoDiseño alternativoalternativo de de murosmuros esbeltosesbeltos

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Muchas Gracias

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