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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 …