Sistema Constructivo de Edificaciones con Estructura de Mampostería

Javier Cesín Farah

Introducción y Definiciones

- Gerencia- Arquitectura

- Gabinete- Supervisión

- Pers. Obra.- Compras

- Maquinaria- Ventas

- Estandarizar lenguaje- Programa de proyecto

- Proceso de cuantificación- Definición de partidas

- Programa de obra- Programa de materiales

- Programa de equipo- Control de avance- Control de ventas

- Registro de garantías

- Permisos y licencias- Desarrollo del

proyecto- Desarrollo del

presupuesto- Desarrollo de la obra

- Realización de ventas

- Mantenimiento post-venta

Tiempo

- Arquitectura- Estructurista- Personal

- Gabinete- Compras

- Inventarios- Tesorería

- Contabilidad- Maquinaria

- Presupuesto- Compras

- Inventarios- Tesorería

- Contabilidad- Control de equipo

- Nómina

- Mano de obra- Materiales

- Equipo- Subcontratos

- Indirectos

Costo

- Gerencia- Arquitectura

- Estructurista- Supervisión - Laboratorio

- Control presupuestal- Inventarios

- Estándares de proyecto- Capacitación

- Reglamentos vigentes- Normas de calidad

- Pruebas de Laboratorio- Verificación de construcción

- Revisión de presupuesto- Consumos de recursos

- Calidad de proyecto- Calidad de presupuesto

- Calidad de obra- Calidad de vivienda

Calidad

- Contabilidad- Tesorería

- Estados. Financieros- Flujos

- Comparación presupuesto vsejercido

- Ingresos- Costos y gastos

- Créditos- Flujo de efectivo

Utilidad

Área que lo suele preparar

HerramientaObjetivos a controlarMeta

Flujo de Actividades

promotor inicia desarrollo

estudio financiero y compra del

predio

trámite de licencia

construcción

venta

arquitectobosquejo

del conjunto

ajuste del diseño supervisión

estructurista diseño preliminar

diseño definitivo

ajustes a diseño

DRO, CSE, CDA

firmavisitas a

obra

autoridad revisión del proyecto

otorga licencia

terminación de obra

bancootorga crédito puente

pago de crédito

Aquí se tienen los recursos

El proyecto estructural se realiza, cuando el promotor desea invertir lo menos posible y le urge la licencia.

¿Qué es la mampostería?

Obra hecha con mampuestos colocados sin ordenación de hiladas o tamaños.concertada. Aquella en cuyos paramentos se colocan los mampuestos rudamente labrados sin sujeción a escuadra, para que ajusten mejor. – en seco. La que se hace colocando los mampuestos sin argamasa. –ordinaria. La que se hace con mezcla o argamasa.Mampuesto (De mano y puesto) Dícese del material usado en la obra de mampostería. Piedra sin labrar que se puede colocar con la mano en la obra.

Muy breve historia

Paleolítico: toscos refugios.Jericó: ladrillos con rebajes para que fragüe el mortero arcilloso.Catal Hüyük, Turquía: ladrillos rectangulares moldeados.Mesopotamia: Se inicióquema de ladrillos.

... historia

Asiria y Babilonia: 500 a.c. Se dotó de superficie vidriada a ladrillos.México: La Venta (1200 a.C.), Teotihuacan (600 d.C.), Mayas.La mampostería reforzada se propone en 1813 por Brunel y aplicada en 1825 en el río Támesis.

Definición de términos

Ladrillo: pieza paralelepípeda de dimensiones teóricas de 2.5x7x28 cm.Tabique: Pieza de arcilla de 7x14x28 cm. Mínimo: 5x10x19 cmBloque: Pieza de concreto o de otros materiales. Mínimo 10x10x30 cmTabicón: Pieza de concreto o de otros materiales. Mínimo 6x10x24 cm

Aparejo: Modo de disponer los tabiques.Hilada: Cada uno de los tendidos de la pieza a lo largo de toda la longitud de la pared.Junta: el lugar ocupado por el material ligante. Debe ser de espesor constante, formando línea continua horizontal y discontinua vertical.

Tipos de piezasNorma: NMX-C-404-1997-ONNCCE

RectangularRectangularRectangular

Otras

Grava-cementoArena-cemento

Tepojal-cementootros

Tabicón

RectangularRectangularRectangular

Otras

Silicio calcáreoBarro extruídoArcilla recocido

otros

Tabique macizo (ladrillo) hueco y multiperforado

RectangularRectangularRectangularRectangular

Otras

Grava-cementoArena-cementoBarro extruidoArcilla recocido

Otros

Bloque macizohueco

FormaMaterialesTipo de pieza

Resistencia en compresión de piezas

Norma: NMX-C-404-1997-ONNCCE, NMX-C-036 (método de prueba)

100Tabicones

60 (hueco horizontal)100 (hueco vertical)

Tabique (ladrillo) extruído

60Tabique (ladrillo) recocido

60Bloques

Resistencia (kg/cm2)Tipo de pieza

Algunos Conceptos del Diseño Estructural y Comportamiento de Muros

Diseño por Desempeño

Forma estructural

Pisos Suaves

Problemática• Concentra gran parte de la

deformación lateral.

• La deformación lateral puede superar su capacidad.

• Los análisis elásticos probablemente subestimen la concentración de deformación.

• Este entrepiso será el primero, o el único, en tener deformaciones inelásticas.

RecomendacionesEstimar lo mejor posible la deformación lateral.Proporcionar la mayor capacidad de deformación posible.Evitar fallas frágilesIncrementar la capacidad de rotación de los elementos con fluencia por flexión (para columnas incrementar estribos y disminuir la carga axial (10 a 15% de f’ c).Proporcionar la mayor resistencia posible.

Efecto de la temperaturaTrenes de edificios, los cambios de temperatura pueden llegar a provocar fisuras en los muros de planta baja extremos. Azoteas: 20 °C a 30°C. Entrepiso 10°C a 20°C.Longitud máxima de trenes 30 m.Evitar ventanas con antepechos en los extremos de los edificios. Coeficiente de dilatación del concreto: 7.3 x10-6 a 12.6x10-6 1/°C. Incrementos de esfuerzo de hasta 2.2 kg/cm2 en muros de planta baja.

Configuración

Densidad de muros, distribución uniforme y continuidad entre los diferentes entrepisos.Aberturas (puertas y ventanas) Ventanas de piso a techo preferibles.Los muretes esbeltos entre puertas y ventanas.Columnas cortas.Ingletes.

Posible fisura

Modos de falla de los muros diafragma: (Crisafulli, 1997)

a) Tensión diagonalb) Aplastamiento

c) Deslizamiento con cortante por fricción

Curva de histéresis de un muro diafragma ensayado en laboratorio ante carga cíclica (Flores, 2003)

-30

-20

-10

0

10

20

30

-0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015

Distorsión angular, mm/mm

Fuer

za C

orta

nte,

t

300

50 Dimensiones en cm

Bloque huecode concreto, 15x20x40

300Trabe 28x382#8 arriba2#8 abajoE#3@12.5

Col

umna

(28x

28)

6#8

E#3

@15

,6E

3@10

Degradación de Rigidez y falla de un muro diafragma

a) Primer agrietamiento diagonal.

Carga lateral

Carga vertical

Carga lateral

Carga vertical

b) Degradación de rigidez.

c) Degradación de rigidezy de resistencia.

Carga lateral

Carga vertical

Carga lateral

Carga vertical

d) Falla del muro.

Ensaye de compresión diagonal (Esteva)

Comportamiento de muro diafragma con marco débil

Ensaye de compresión diagonal (Esteva)

Comportamiento de muro diafragma con marco resistente

Deformación en diversos tipos de muros

Ciclo histerético

( Alcocer et al. )

Estado de Daño Observado Distorsión R / Rinicial V / Vmax Grado de daño (%)

Fisuras horizontales, por flexión. Fisuras verticales, por flexión, cercanas al paño de los castillos. 0.04 0.80 0.50 Ligero (I)

Primer agrietamiento de la mampostería, por tensión diagonal o cortante. 0.13 0.35 0.85 Moderado (II y III)

Inicio de la penetración del fisuramiento inclinado en los extremos de los castillos. 0.20 0.27 0.90 Fuerte (IV)

Agrietamiento en forma de “X” en todos los paneles de mampostería. 0.23 0.24 0.98 Fuerte (IV)

Aplastamiento del concreto, agrietamiento horizontal distribuido en la altura de los castillos. 0.32 0.18 1.00 Fuerte (V)

Concentración de grietas diagonales en los extremos de los castillos. Desconchamiento del recubrimiento de concreto. 0.42 0.13 0.99 Grave (V)

Concentración de daño en los extremos inferiores de los castillos. Plegamiento del refuerzo longitudinal (deformación en “S”). 0.50 0.10 0.80 Grave (no se clasifica)

Clasificación de acuerdo a la tabla 6.5 de Rodríguez y Castrillón (1995)

Daño en muros de mampostería

Reducción en Rigidez

Estado de Daño

00.20.40.60.8

11.2

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

Distorsión, R [cm/cm]

K/K

inic

ial

Reducción en Rigidez

0 0.0010 0.0020 0.0030 0.0040 0.0050 0.0060 0.00700

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Distorsión de entrepiso (DI)

Fact

or d

e de

grad

ació

n de

rigi

dez

(K/K

o)Especimén 3DEspecimén WWEspecimén WBWEspecimén WWW

Fisuras en muros

Hundimiento diferencial

Desplazamientopor sismo, viento

o temperatura

Ensayes de pilas a compresión

mortero

pieza

carga

espesor

carga

altura

Ensayes de pilas a compresión

Norma: Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería del Distrito Federal. Artículo 2.7.1.1El objetivo es determinar la resistencia de diseño en compresión a partir de la resistencia media de las pilas. Se deben ensayar un mínimo de nueve pilas en total, construidas con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes del mismo producto.Las pilas deben estar formadas con, al menos, tres piezas sobrepuestas y con una relación altura a espesor comprendida entre dos y cinco. Posteriormente se corrigen las resistencias obtenidas por esta relación. Las pilas se deben ensayar a los 28 días.Debe tenerse cuidado en el manejo dado su peso, por lo que es recomendable que en lo posible, se realicen en el lugar de ensayo.La norma proporciona alternativas para la determinación de la resistencia de diseño con base en las piezas y el mortero a emplear, sin embargo, es conveniente la realización de esta prueba al inicio de obra para certificar que se cumpla con lo establecido en el proyecto.

Compresión diagonal

altura ≈ longitud(2.8.2.1)

longitud

carga

altura

carga

Compresión diagonal

El objetivo es determinar la resistencia de muretes en compresión diagonal, la cual tiene una aplicación directa en la resistencia de diseño a compresión diagonal y posteriormente en la resistencia a cortante del muro. Se deben ensayar un mínimo de nueve muretes en total, construidas con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes del mismo producto.Los muretes deben ser aproximadamente cuadrados con al menos una pieza y media en la base.Debe tenerse cuidado en el manejo dado su peso, por lo que es recomendable que en lo posible, se realicen en el lugar de ensayo.

Detallado de Muros de Mampostería

Metas de un Buen Detallado

Mayor capacidad de deformación.Patrón de agrietamiento mas uniforme.Disminución del tamaño de grietas (misma distorsión).Disminución del tamaño de fisuras ante cargas de servicio (temperatura, etc.)Mayor capacidad ante asentamientos diferenciales y desplomes.Disminución de muros de concreto necesarios

•• Mejor desempeMejor desempeñño o estructural.estructural.

•• Mayor seguridad.Mayor seguridad.

•• No mNo máás cara. s cara.

(construcci(construccióón de n de mampostermamposteríía simple a simple a costos similares).a costos similares).

Mampostería reforzada interiormente

Muros reforzados interiormente

≤ 3 m

d a la o e le m e n to d e c o n c re to re fo rz a d o

≤ 3 mE L E V A C IÓ N D E T A L L E 1

D o s c e ld a s c o n s e c u -t iv a s c o n re fu e rz o e n : - e x t r e m o d e m u ro - in te r s e c c ió n d e m u ro s - a c a d a 3 m

(6 .1 .2 .1 )s v ≤ 6 t

8 0 0 m m

(6 .1 .2 .2 .b )

(6 .4 .3 .2 )

h i la d a

P L A N T A

D e ta l le 1

s h ≤ 6 h i la d a s6 0 0 m m

(6 .1 .2 .2 .a )

s e p a ra c ió n ≤ 3 m s v

s v ≤ 6 t8 0 0 m m

(6 .1 .2 .1 )

t

v e n ta n a

(6.1.1)Ht ≤ 30

t ≥ 100 mm(6.1.7)

sh

Ash(6.1.1)

(6.1.7)

Asv tsv

Muros reforzados interiormente. Castillos

PLANTA

Ast

Ast

s ≤ 300 mm

Muros reforzados interiormente Castillos en cruces

Contribución del confinamiento

Mantener la estabilidad.Garantizar la capacidad de carga cuando ha habido daño.Controlar el agrietamiento inclinado.Generar ciclos histeréticos estables.Proporcionar mayor capacidad de deformación y disipación de energía.Incrementar la capacidad de deformación, la resistencia máxima y la rigidez lateral.

Mampostería Confinada (y/o reforzada interiormente)

Daño por falta de dala y castillo

Castillos y fabricación

Errores en Castillos

Errores

Instalaciones -> precaución

Mala aplicación del mortero. Huecos indebidos

Anclaje de muro de concreto

... Muro de concreto