Tercer Simposio Nacional de Edificaciones de Mampostería y … · 2017-10-09 · Tercer Simposio Nacional de Edificaciones de Mampostería y Vivienda Avances Recientes en Investigación

Tercer Simposio Nacional de Edificaciones de

Mampostería y Vivienda

Avances Recientes en Investigación de Mampostería en la Universidad

Autónoma de Nuevo León

Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C.

Febrero 2004

AGRADECIMIENTOSAGRADECIMIENTOS

•• DeaceroDeacero, S.A. de , S.A. de C.VC.V/Ing. Generoso P/Ing. Generoso Pááezez•• Dr. Sergio Alcocer MartDr. Sergio Alcocer Martíínez de Castronez de Castro•• M.IM.I. Leonardo Flores Corona. Leonardo Flores Corona•• MetronicMetronic, S.A./Ing. Alfredo Olivares Ponce, S.A./Ing. Alfredo Olivares Ponce•• Ing. Oscar Moreira FloresIng. Oscar Moreira Flores•• Dr. Rafael Dr. Rafael LarrLarrúúaa QuevedoQuevedo•• Ing. Leticia Gallegos MontalvoIng. Leticia Gallegos Montalvo•• Ing. JosIng. Joséé MarMaríía Za Záárate Caballerorate Caballero•• Ing. MoisIng. Moiséés Villors Villoríín Osorion Osorio 2

AVANCES RECIENTESAVANCES RECIENTES

Programa de investigaciPrograma de investigacióón n experiexperi--mental sobre muros de mampostermental sobre muros de mamposteríía a confinada de bloques de concreto, confinada de bloques de concreto, reforzados con dos tipos de acero y dos reforzados con dos tipos de acero y dos configuraciones distintas de refuerzo configuraciones distintas de refuerzo transversal.transversal.

3

OBJETIVOSOBJETIVOS

Evaluar la incidencia del tipo de aceroEvaluar la incidencia del tipo de aceroy de la disposiciy de la disposicióón del refuerzo n del refuerzo transvertransver--sal en los castillos en su sal en los castillos en su comportamiencomportamien--toto, al estar sometidos a la acci, al estar sometidos a la accióón de n de cargas laterales ccargas laterales cííclicas reversibles y clicas reversibles y carga vertical permanente.carga vertical permanente.

4

OBJETIVOSOBJETIVOS

Propiedades de los materiales que se Propiedades de los materiales que se utilizaron para fabricar los utilizaron para fabricar los especespecíí--menesmenes: unidades de mamposter: unidades de mamposteríía, a, mortero, concreto y acero de refuerzo.mortero, concreto y acero de refuerzo.

Propiedades Propiedades ííndice de la mamposterndice de la mamposteríía a construida con materiales y obra de construida con materiales y obra de mano de la regimano de la regióón.n.

5

OBJETIVOSOBJETIVOS

Valorar la adecuaciValorar la adecuacióón de las NTCMn de las NTCM--

Proponer recomendaciones de

2004 a los resultados 2004 a los resultados experimenexperimen--tales obtenidostales obtenidos

Proponer recomendaciones dedisediseñño y construccio y construccióón pertinentesn pertinentes

6

PROGRAMA EXPERIMENTALPROGRAMA EXPERIMENTALDimensiones de los especímenes

7

PROGRAMA EXPERIMENTALPROGRAMA EXPERIMENTALCaracterísticas de los especímenes

Ocho muros 250 x 243 x 15 cm

• Grupo 1:Cuatro con acero dúctil grados 42 y 23

• Grupo 2:Cuatro con armazones electrosoldadosgrados 60 y 50

8

PROGRAMA EXPERIMENTALPROGRAMA EXPERIMENTAL

Características de los especímenes

• Piezas de tres celdas de 40 x 20 x 15 cm

• Medias piezas de 20 x 20 x 15 cm

• Castillos y dalas de 15 x 15 cm

• Espesor de las juntas: 12 a 13 mm

• Interfase mampostería-castillos: no dentada

9


Armado Modelos Grupo 1

• 4 barras 9.5 mm; fy= 4200 kg/cm2

• Estribos lisos 6.3 mm @ 20 cm; fy= 2300 kg/cm2 (modelos 421 y 422)

• Estribos lisos 6.3 mm @ 10 cm;

fy= 2300 kg/cm2 (modelos 423 y 424)

10

PROGRAMA EXPERIMENTALGrupo 1

11


Armado Modelos Grupo 2

• 4 varillas 6.0 mm; fy= 6000 kg/cm2

• Estribos lisos 4.1 mm @ 15.8 cm; fy= 5000 kg/cm2 (modelos 601 y 602)

• Estribos intercalados 3.97 mm; fy= 6000 kg/cm2 (modelos 603 y 604)

12

PROGRAMA EXPERIMENTALGrupo 2

13


• Concreto f’c= 200 kg/cm2;

• Mortero tipo I; 1:3;

Cemento Portland CPC-30R;

48 cubos 28 días: fj = 231 kg/cm2

Concreto y Mortero

24 cilindros 28 días: f’c= 235 kg/cm2

Cemento Portland CPC-30R;

14

PROGRAMA EXPERIMENTAL

Piezas de Mampostería

An Peso vol. Peso vol. Esfuerzo en Esfuerzo enAb seco bruto seco neto área bruta área neta

( kg/m3 ) ( kg/m3 ) ( kg/cm2 ) ( kg/cm2 )0.55 127 5.6 1201 2263 93 168

Coeficiente de Variación (Cp) = 0.10 0.10

PROPIEDADES DE PIEZASAbsorción

lts/m3 ( % )

15



Muestra de 12 piezas a una edad de 30 días.

• fp= 93 kg/cm2; cp= 13%.

• f*p= 62 kg/cm2 para cp= 20%

1% ≤ cp ≤ 5%.• Áreas, peso volumétrico y absorción

16



La resistencia de los bloques de concreto cumplió con la Norma Mexicana NMX-C-404-ONNCCE.

No alcanza el mínimo estipulado en las tablas 2.8 y 2.9 de las NTCM-2004 para que sea lícito usar los valores indica-tivos de resistencia a la compresión y a la tensión diagonal.

17



Los coeficientes de variación no excedie-ron los valores mínimos requeridos por las NTCM-2004.

18


Compresión en Pilas

PROGRAMA EXPERIMENTALCompresión en Pilas

Muestra de nueve pilas

• Em= 40 333 kg/cm2; cm= 27%

• fm= 53 kg/cm2; cm= 15%

• f*m= 39 kg/cm2 para cm= 15%

• Em/fm= 759

20

PROGRAMA EXPERIMENTALCompresión en Pilas

21

PROGRAMA EXPERIMENTALCompresión Diagonal en Muretes


Muestra de nueve muretes

• Gm= 19 782 kg/cm2; cv= 24%

• vm= 4.3 kg/cm2; cv= 18%

• v*m= 2.87 kg/cm2 para cv= 20%

23


24

PROGRAMA EXPERIMENTALPROGRAMA EXPERIMENTALAcero de Refuerzo

• 20 probetas de 9.5 mm, grado 42




25


Acero de Refuerzo

26

PROGRAMA EXPERIMENTALPROGRAMA EXPERIMENTALAcero de Refuerzo

PROPIEDADES fy y fmax

DESIGNACION [Kg/cm2] [%] [Kg/cm2]BASE DE MEDICION %

6.3 mm (1/4") Gr 23 2542 0.1 4457 200 mm 23.0 ASTM A7

9.5 mm (3/8") Gr 42 4546 0.24 7237 200 mm 13.8 NMX-C-407

4.1 mm, cal. 8 Gr 50 6917 0.51 7258 10 diámetros 6.3 NMX-B-253

6 mm Gr 60 7402 0.59 7940 10 diámetros 8.2 NMX-B-072

NORMA

ALARGAMIENTO

Todas las probetas cumplieron con la normatividadaplicable. El coeficiente de variación osciló entre 0.052 y 0.168

27

PROGRAMA EXPERIMENTALPROGRAMA EXPERIMENTALAcero de RefuerzoAcero de Refuerzo

ACERO fy (kg/cm2) y sh fmax (kg/cm2) maxGr 60 7402 0.0035 7940 0.025Gr 50 6917 0.0033 7258 0.025Gr 42 4546 0.0022 0.006 (*) 7237 0.140 (*)Gr 23 2542 0.0014 0.030 (**) 4457 0.150 (**)

(*) Rodríguez y Botero. II-UNAM

(**) Estadísticas Hylsa, S.A. de C.V.

28

PROGRAMA EXPERIMENTALPROGRAMA EXPERIMENTALCurvas de los Ensayos MonCurvas de los Ensayos Monóótonostonos

0100020003000400050006000700080009000

10000

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

Deformación unitaria

Esfu

erzo

(kg/

cm2)

Gr 60

Gr 50

Gr 42

Gr 23

29

PROGRAMA EXPERIMENTALParámetros para Evaluar la Respuesta

Distorsión y sus componentes

Rotación, Curvatura y Expansión

Rigidez Elástica y Degradación de Rigidez

Disipación de Energía

Ductilidad o Capacidad de Deformación

Amortiguamiento Viscoso Equivalente30

INSTRUMENTACIÓN EXTERNA

Tres celdas de carga

Cuatro extensómetros de alambre

Dos extensómetros potenciométricos

Seis micrómetros de carátula

31

INSTRUMENTACIÓN EXTERNA

INSTRUMENTACIÓN INTERNA

Se adhirieron deformímetros eléctricos al acero de refuerzo longitudinal y trans-versal de los castillos en sitios que se consideraron relevantes con el propósito de conocer con detalle el comportamiento interno de los muros. En todos los casos se utilizaron deformímetros postfluencia.

33

INSTRUMENTACIÓN INTERNA

Muros con estribos uniformes• 9 SG en barras longitudinales• 6 SG en estribos

Muros con estribos concentrados• 12 SG en barras longitudinales• 10 SG en estribos

34

INSTRUMENTACIÓN INTERNAMuros con Estribos Uniformes

13

1,23,45

987

61415

10 11

12

1

2

SECCION DE BARRA VERTICAL

(a,b)

ab

35

INSTRUMENTACIÓN INTERNAMuros con Estribos Concentrados

12,345,67

89

101112 13

1415 16

17

18 192021 22

SECCION DE BARRA VERTICAL

2

1

(a,b)

ab

36

INSTRUMENTACIÓN INTERNAColocación de Deformímetros

37

CAPTURA DE DATOS

Sistema automático de 16 canales

• Celdas de carga• Deformímetros eléctricos

Lectura directa de micrómetros de carátula, extensómetros de alambre y extensómetros potenciométricos

38

DISPOSITIVO DE CARGA

PROTOCOLO DE LOS ENSAYOSPROTOCOLO DE LOS ENSAYOS

Carga vertical constante, aplicada en incrementos de 5 000 kgσ= 5.5 kg/cm2; P= 20 000 kg

Cargas laterales cíclicas reversibles controladas.

40

PROTOCOLO DE LOS ENSAYOS

Primera etapa, controlada por carga

• Pares de ciclos del 25% de la cargaestimada de agrietamiento

• Terminó hasta ocurrir el primer agrietamiento inclinado o alcanzaruna distorsión de 0.1%

41

PROTOCOLO DE LOS ENSAYOSPROTOCOLO DE LOS ENSAYOS

Segunda etapa, controlada por distorsión

• Pares de ciclos de igual distorsión.

• Incrementos de 0.1% de distorsión

• Terminó hasta alcanzar una distorsiónde 0.4% o una degradación deresistencia, con respecto a la máxima,de un 20%, cuando menos.

42

ALGUNOS RESULTADOS

Historias de Carga y de Distorsiones

Curvas Carga Lateral vs. Distorsión

Envolventes de las Curvas Carga Lateral vs. Distorsión

Resistencia

43

ALGUNOS RESULTADOS

Rigidez de Ciclo

Disipación de Energía

Energía Disipada Equivalente

Capacidad de Deformación

Análisis de Deformímetros

Patrones de Agrietamiento44

HISTORIA DE CARGASHISTORIA DE CARGAS

Muro 423

-24

-12

-6

0

6

12

18

0 50 100 150 200 250 300 350 450PASOS

CAR

GA

(t)

400

1+ 3+ 5+7+

11+ 13+17+

15+

19+21+

24

-18

9+

Agrietamiento Inclinado

Control por DistorsiónControl por Carga

45

HISTORIA DE DISTORSIONESHISTORIA DE DISTORSIONES

Muro 423

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 50 100 150 200 250 300 350 450PASOS

DIS

TORS

IÓN

(%)

400

-0.8

3+ 5+ 7+ 9+ 11+ 13+

17+15+

19+21+

Control por DistorsiónControl por Carga


1+

46

RESPUESTA HISTERÉTICACurvas carga lateral vs. distorsión

Se señala el punto del primer agrietamiento inclinado de la mam-postería.

Se señala el valor de la carga lateral teórica resistente, predicha por las NTCM-2004, VmR = 11.2 t.

La resistencia teórica de los muros resultó controlada por cortante.

47

CARGA LATERAL vs. DISTORSIÓNMuro 421

-0.4000-0.6000 -0.2000 0.0000

DISTORSIÓN (%)

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

0.2000 0.4000 0.6000

CAR

GA

(t)

20

-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2V*NTC M=11.2 ton

Agrietamiento Inclinado9+ 16+

15+13+

V*NTC M=3.1 kg/cm2

11+

15- 13- 11-9-

48

CARGA LATERAL vs. DISTORSIÓN

Muro 423

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

-0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000

DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

25

-1.000-25

20

-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2

-7.0

7.0

V*NTC M=11.2 ton

Agrietamiento Inclinado9+

11+13+ 15+

17+

19+21+

2

V*NTC M=3.1 kg/cm2

21-19-

17-

15- 13-11- 9-

49


Muro 601

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

-0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2

V*NTC M=11.2 ton17+

15+13+11+9+

15-13-

11-9-

*NTC M=3.1 kg/cm2


50


Muro 603

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

25

-0.80 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

-0.60-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

7.0

2

V*NTC M=11.2 ton

20 5.611+

9+

9-11-13-

15-

17-

13+15+ 17+

19+

19-

*NTC M=3.1 kg/cm


2

51

CARGA LATERAL vs. DISTORSICARGA LATERAL vs. DISTORSIÓÓNNEnvolventesEnvolventes

Tres etapas:

1)Etapa elástica o de relación lineal carga-distorsión. Termina en el primer agrietamiento inclinado,

2)Etapa plástica que comienza con el primer agrietamiento y culmina en el punto de carga máxima, y

3)Etapa de deterioro o descendente. Termina con la última distorsión. 52

RESPUESTA HISTERRESPUESTA HISTERÉÉTICATICAEnvolventesEnvolventes

Muros 421, 422, 423, 424

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

-0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000

DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

25

-1.000-25

20

-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2

7.0

-7.0

421601422602423603424604

53


Muros 601, 602, 603, 604

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

-0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000

DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

25

-1.000-25

20

-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2

7.0

-7.0

421601422602423603424604

54


Muros 421, 422, 601, 602

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

-0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800

DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

25

-25

20

-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2

7.0

-7.0

421601422602423603424604

55


Muros 423, 424, 603, 604

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

-0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000

DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

25

-1.000-25

20

-5.6

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2

7.0

-7.0

421601422602423603424604

56

CARCTERCARCTERÍÍSTICAS DE LA RESPUESTASTICAS DE LA RESPUESTACarga lateral vs. distorsiCarga lateral vs. distorsióónn

42ED 10.80 17.11 11.2 0.082 0.30242EC 14.36 19.29 11.2 0.08 0.3160ED 15.70 17.56 11.2 0.13 0.1860EC 16.75 16.95 11.2 0.09 0.14

MURO Vagr (t) Vmáx (t)

Características de la respuesta de los especímenes ensayadosVteórico (t) Dist. Agr.

(%)Dist. Asoc. a

Vmáx. (%)

Distorsión máxima asociada a Vmax, según NTCM-2004 = 0.4%

57

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE LA RESPUESTASTICAS DE LA RESPUESTAMuros de ControlMuros de Control

Los especímenes 421 y 422, con estribos uniformemente distribuidos, se consideraron como los muros de control. El comportamiento de estos muros se utiliza como patrón de referencia para evaluación de las respuestas.

58


42ED 0.96 1.58 1.0042EC 1.28 1.34 1.1360ED 1.40 1.12 1.0360EC 1.50 1.01 0.99

0.600.47

1.03

Características de la respuesta de los especímenes ensayadosMURO Dist. Asoc. a Vmáx.

Dist. Asoc. a Vmáx.(42ED)1.00

Vmáx Vagr

Vmáx Vmáx(42ED)

Vagr Vteórico

Dist. a la resistencia Dist. a la resistenciaDist. a la resistencia (42ED) Dist. al agrietamiento

42ED 1.00 3.6842EC 1.03 4.0460ED 0.60 1.4360EC 0.47 1.60

MURO

59


La fuerza cortante a la que ocurrió el agrietamiento inclinado fue mayor que la predicha en las NTCM-2004, con excep-ción del muro 422 que se agrietó a 9.8 t.

La Vmax fue del mismo orden de magnitud en los ocho especímenes ensayados.

60


La distorsión a la resistencia en los muros con refuerzo grado 42 y estribos concentrados con respecto a la distorsión al agrietamiento, fue del mismo orden de magnitud que la de los muros de control

La distorsión a la resistencia en los muros con refuerzo grado 60 con respecto a la distorsión al agrietamiento, fue del orden del 50% de la de los muros de control 61


La distorsión asociada a la resistencia cumplió en todos los casos con el valor máximo establecido en el Apéndice Normativo del las NTCM-2004.

La distorsión a la resistencia fue del orden de 4 veces la distorsión al agrietamiento en los muros con acero grado 42 mientras que en los muros con acero grado 60 fue del orden de 1.5

62

CAPACIDAD DE DEFORMACICAPACIDAD DE DEFORMACIÓÓNNDuctilidadDuctilidad

En un primer enfoque, la distorsión última se tomó como la asociada a una degradación de 15% de la carga lateral máxima resistida por cada espécimen.

La distorsión de fluencia se determinótrazando una rigidez inicial secante, al 75% de la carga última.

63

CAPACIDAD DE DEFORMACICAPACIDAD DE DEFORMACIÓÓN N DuctilidadDuctilidad

0.20 0.40 0.60DISTORSIÓN (%)

0.75 (0.85 Vmax)

0.000

5

10

15

CAR

GA

(t)

20

Vmax

0.85 Vmax

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

5.6

2

DUCTILIDAD = 6.31

64


En un segundo enfoque, conservando la rigidez inicial secante anterior, se ajustó la recta horizontal hasta lograr igualar las áreas bajo la curva de respuesta real y bajo la gráfica ideali-zada de comportamiento elastoplástico.

Se presenta una tabla comparativa con los valores obtenidos

65


66

5

10

15 CA

RG

A (t

)

20

0.2000 0.40000.0000

DISTORSION (%)

0.75 (0.85 Vmax)


µ µµ 42ED µ 42ED

42ED 5.82 1.00 5.70 1.00 0.5542EC 9.71 1.67 8.40 1.47 0.4360ED 7.68 1.32 7.06 1.24 0.4360EC 10.60 1.82 8.94 1.57 0.39

µ µ

PRIMER ENFOQUE SEGUNDO ENFOQUERuMURO

La capacidad de deformación, muestra las siguientes tendencias:

67


•Los muros con estribos concentrados, con respecto a sus homólogos con estribos uniformemente distribuidos, dentro del mismo tipo de armado, exhiben mayor capacidad de defor-mación.

•La capacidad de deformación calcula-da con ambos enfoques es del mismo orden de magnitud.

68


•Los muros con estribos unifor-memente distribuidos con refuerzo electrosoldado muestran mayor ca-pacidad de deformación con respecto a sus similares con refuerzo con-vencional.

69


•Los muros con estribos concen-trados electrosoldados, comparados con sus similares convencionales, muestran una capacidad de defor-mación del mismo orden de magnitud.

70

DEGRADACIDEGRADACIÓÓN DE RIGIDEZN DE RIGIDEZ

Las gráficas se construyeron con la rigidez pico a pico de ciclos impares contra la distorsión promedio de semiciclos positivos a una misma distorsión.

En estas gráficas se señala la rigidez elástica teórica de los modelos, la cual resulta ser de 205 t/cm.

71

COMPARATIVAS DE DEGRADACICOMPARATIVAS DE DEGRADACIÓÓN DE N DE RIGIDEZRIGIDEZ

Muros 421, 422, 423, 424

0

100

200

300

400

500

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40

DISTORSIÓN PROMEDIO ( % )

RIG

IDEZ

t (c

m/c

m)

0.50 0.60 0.70 0.800

41.0

82.0

123.0

163.9

RIG

IDEZ

(t/c

m)

204.9

0 0.244 0.488 0.372 0.976∆ (cm)

1.220 1.464 1.708 1.952

600

700

245.9

286.9

Rigidez Elástica Teórica=205 t/cm

421601422602423603424604

72


Muros 601, 602, 603, 604

0

100

200

300

400

500

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40


RIG

IDEZ

t (c

m/c

m)

0.50 0.60 0.70 0.800

41.0

82.0

123.0

163.9

RIG

IDEZ

(t/c

m)

204.9

0 0.244 0.488 0.372 0.976∆ (cm)

1.220 1.464 1.708 1.952

600

700

245.9

286.9


421601422602423603424604

73


Muros 421, 422, 601, 602

0

100

200

300

400

500

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40DISTORSIÓN PROMEDIO ( % )

RIG

IDEZ

t (c

m/c

m)

0.50 0.600

41.0

82.0

123.0

163.9

RIG

IDEZ

(t/c

m)

204.9

0 0.244 0.488 0.372 0.976∆ (cm)

1.220 1.464

600

700

245.9

286.9


421601422602423603424604

74


Muros 423, 424, 603, 604

0

100

200

300

400

500

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40


RIG

IDEZ

t (c

m/c

m)

0.50 0.60 0.70 0.800

41.0

82.0

123.0

163.9

RIG

IDEZ

(t/c

m)204.9

0 0.244 0.488 0.372 0.976∆ (cm)

1.220 1.464 1.708 1.952

600

700

245.9

286.9


421601422602423603424604

75


MURO RIGIDEZ EN 1er. CICLO

RIGIDEZ DE CICLO 0.4%

RIGIDEZ DE REP. CICLO 0.4%

DEGRADACION AL CICLO 0.4%

DEGRADACION A LA REP. CICLO

0.4%

421 428 37.0 22.0 91.36% 94.86%422 294.4 35.5 35.5 87.95% 87.95%423 487.04 47.8 38.6 90.18% 92.07%424 580.2 39.4 29.7 93.21% 94.88%601 525.82 27.8 27.0 94.72% 94.87%602 525.77 27.9 18.4 94.69% 96.49%603 709.02 32.8 27.8 95.38% 96.08%604 470.23 29.3 24.9 93.77% 94.70%

Degradación máxima a la repetición del ciclo de 0.4% con respecto a la del primer ciclo = 90%

76

RIGIDEZ INICIAL ELRIGIDEZ INICIAL ELÁÁSTICA TESTICA TEÓÓRICARICAvs. RIGIDEZ INICIAL EXPERIMENTALvs. RIGIDEZ INICIAL EXPERIMENTAL

COCIENTEt (cm/cm) t/cm R.E./R.T.

42ED 361.2 148.03 205 0.72 1.0042EC 533.6 218.69 205 1.07 1.4860ED 525.8 215.49 205 1.05 1.4660EC 589.6 241.64 205 1.18 1.63

PROMEDIO 205.96 205

Relación de Rigidez Teórica con Rigidez ExperimentalMURO RIGIDEZ EXPERIMENTAL 1er. CICLO RIGIDEZ

TEORICAR. E.

R. E.(42ED)

77

DEGRADACIDEGRADACIÓÓN DE RIGIDEZN DE RIGIDEZ

El promedio de la rigidez del primer ciclo de los ocho muros fue igual al valor de rigidez elástica teórica. Esto parece indicar que las expresiones de mecánica de materiales conducen a una buena aproximación de los valores experimentales.

78

ENERGENERGÍÍA DISIPADA ACUMULADA A DISIPADA ACUMULADA PROMEDIO CONTRA DISTORSIPROMEDIO CONTRA DISTORSIÓÓNN

Las gráficas de energía disipada acumulada fueron construidas con el área encerrada por los lazos histeréticoscontra la distorsión promedio del semiciclo positivo y negativo de ciclos impares.

Las curvas mostradas corresponden a los valores promedio de muros idénticos, según se indica.

79


Muros 421-422, 423-424

00 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45

DISTORSIÓN PROMEDIO (%)0.50 0.55 0.60 0.65 0.70

102030405060708090

100

ENER

GÍA

(t-c

m)

110120130140150

421-422423-424601-602603-604

80


Muros 601-602, 603-604

00 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45


102030405060708090

100

ENER

GÍA

(t-c

m)

110120130140150

421-422423-424601-602603-604

81


Muros 421-422, 601-602

00 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45


102030405060708090

100

ENER

GÍA

(t-c

m)

110120130140150

421-422423-424601-602603-604

82


Muros 423-424, 603-604

00 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45


102030405060708090

100

ENER

GÍA

(t-c

m)

110120130140150

421-422423-424601-602603-604

83


42ED 61.79 1.0042EC 84.90 1.3760ED 74.33 1.2060EC 80.74 1.31

E. D. A. E. D. A. (42ED)MURO E. DISIPADA

ACUMULADA

Energía Disipada Acumulada a 0.45% de Distorsión

84

La capacidad de disipación de energía muestra las siguientes tendencias:

•Los muros con estribos concentra-dos, con respecto a sus homólogos con estribos uniformemente distri-buidos, dentro del mismo tipo de ar-mado, muestran mayor capacidad de disipación.


85


•Los muros con estribos unifor-memente distribuidos con refuerzo electrosoldado muestran mayor ca-pacidad de disipación con respecto a sus similares con refuerzo conven-cional.

86


•Los muros con refuerzo electro-soldado con estribos concentrados, comparados con sus similares con-vencionales grado 42, muestran una capacidad de disipación de energía del mismo orden de magnitud.

87

ENERGENERGÍÍA DISIPADA EQUIVALENTE A DISIPADA EQUIVALENTE Repetición del ciclo de 0.4%

25

-0.4000-0.6000 -0.2000 0.0000DISTORSIÓN (%)

-25

-15

-10

-5

0

5

10

15

0.2000 0.4000 0.6000

CAR

GA

(t)

17.0909

16.3636

0.37980.3515

(+1)

(-1)

20

-20ENERGÍA DISIPADA EQUIVALENTE= =0.2907

88

ENERGENERGÍÍA DISIPADA EQUIVALENTE A DISIPADA EQUIVALENTE Repetición del ciclo de 0.4%

42ED 0.3121 1.0042EC 0.4272 1.3760ED 0.4698 1.5160EC 0.4139 1.33

E. D. E. E. D. E.(42ED)

Energía Disipada EquivalenteMURO E. DISIPADA

EQUIVALENTE

89

Energía disipada equivalente mínima en la repetición del ciclo de 0.4% según Apéndice Normativo NTCM-2004 = 0.13

ENERGENERGÍÍA DISIPADA EQUIVALENTEA DISIPADA EQUIVALENTE

La energía disipada equivalente en los muros con refuerzo grado 42 y estribos concentrados fue un 37% mayor que la de los muros de control

La energía disipada equivalente en los muros con refuerzo grado 60 osciló entre un 33% y un 51% por arriba de la de los muros de control

90

ENERGENERGÍÍA DISIPADA EQUIVALENTEA DISIPADA EQUIVALENTE

La energía disipada equivalente en los muros con refuerzo grado 60 y estribos concentrados con respecto a la de sus homólogos grado 42 fue del mismo orden de magnitud.

La energía disipada equivalente satisface ampliamente lo estipulado en el Apéndice Normativo NTCM-2004 en todos los casos.

91

ANANÁÁLISIS DE DEFORMLISIS DE DEFORMÍÍMETROSMETROSMuro 422

DEFORMIMETRO 2

-20-15-10-505

101520

-0.30% -0.20% -0.10% 0.00% 0.10% 0.20% 0.30%

DEFORMACION UNITARIA

CA

RG

A(to

n)y y

DEFORMIMETRO 4

-20-15-10-505

101520

-0.30% -0.20% -0.10% 0.00% 0.10% 0.20% 0.30%


CA

RGA

(ton)

y y

DEFORMIMETRO 5

-20-15-10-505

101520

-0.30% -0.20% -0.10% 0.00% 0.10% 0.20% 0.30%


CAR

GA

(ton)

y y

1

92

CONVERSICONVERSIÓÓN A ESFUERZOSN A ESFUERZOSGrGrááfica Idealizada Acero Gr. 23 y 42fica Idealizada Acero Gr. 23 y 42

r r ry

f

fy

E

11

E

1

E

1

E

c+rf = fu r

c+rf = fu r

= deformación unitaria

f= esfuerzo

fu= esfuerzo último

fy= esfuerzo de fluencia

E= módulo de elasticidad

y= deformación unitaria de

fluencia

r= deformación unitaria residual

93

f

E

1

y

fy

fy

= deformación unitaria

y= deformación unitaria de fluencia

f = esfuerzo

fy= esfuerzo de fluencia

E= módulo de elasticidad

CONVERSICONVERSIÓÓN A ESFUERZOSN A ESFUERZOSGrGrááfica Idealizada Acero Gr. 50 y 60fica Idealizada Acero Gr. 50 y 60

94

ESFUERZOS EN EL ACEROESFUERZOS EN EL ACERODeformímetro 6, muro 602

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

-0.001 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006


ES

FUE

RZO

(Kg/

cm2)

95

SECUENCIA DE FLUENCIAMuro 602

-25

-15

-10

-5

0

5

10

15

25

-0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80DISTORSIÓN (%)

CAR

GA

(t)

-7.0

-4.2

-2.8

-1.4

0

1.4

2.8

4.2

ESFU

ERZO

(Kg

/cm

)

7.0

2V*NTC M=11.2 ton

V*NTC M=11.2 ton

Agrietamiento Inclinado Vmax= 17 t, σ= 4.75 kg/cm2

20 5.6

15+

11+

9+ 17+

19+

9-11-13-

15-

17-

*NTC M=3.1 kg/cm

*NTC M=3.1 kg/cm

SG-6, ciclo 18, paso 373

SG-2, ciclo 19, paso 406

Vmax= 16.34 t, σ=4.57 kg/cm2

-20 -5.6

SG-6 y SG-2, barras longitudinales, esquina inferior oriente

96

ANANÁÁLISIS DE DEFORMLISIS DE DEFORMÍÍMETROSMETROS

En general, tanto el refuerzo longitudinal como el transversal, se mantuvieron en régimen elástico durante todo el ensayo. Aproximadamente el 10% de los deformí-metros ingresaron a la región plástica.

La mayoría de las fluencias registradas se ubicaron en la base de los castillos y ocurrieron en los ciclos posteriores al Vmax

97

EVOLUCIÓN DEL DETERIORO

En todos los muros se manifestó un

El primer agrietamiento inclinado se

patrón de daño en forma de cruz de San Andrés, claramente definido por dos grietas escalonadas a lo largo de las diagonales del tablero.

manifestó en todos los muros a una distorsión cercana al 0.1%.

98

EVOLUCIÓN DEL DETERIOROPrimer agrietamiento

MURO CICLOFUERZA

CORTANTE (Kg)

ESFUERZO CORTANTE

(Kg/cm2)

DISTORSIÓN (%)

421 9 + 12 600 3.5 0.08422 7 + 9 800 2.7 0.10423 9 + 13 600 3.8 0.08424 10 + 15 100 4.2 0.07601 9 + 14 400 4.0 0.10602 11 + 17 000 4.8 0.15603 11 + 17 100 4.8 0.07604 11 + 16 100 4.5 0.11

CARACTERÍSTICAS DEL PRIMER AGRIETAMIENTO

99


Los ciclos posteriores se caracterizaron por:

a)Aumento de la abertura de las grietas;

b)Aparición de grietas por flexión en los castillos;

100

c)Aparición de grietas, en los sectores triangulares oriente y poniente; y

d)Desprendimiento de las paredes de las piezas.


En la mayoría de los modelos nohubo separación entre castillo y mampostería. Con los elementos con que se cuenta a la fecha, parece razonable concluir que dicha sepa-ración no influyó negativamente en su desempeño.

101


El único muro en el cual se presen-tó una falla por cizallamiento de una de las esquinas inferiores de los castillos, con exposición y plega-miento severos del acero de refuerzo longitudinal fue el 421

102

EVOLUCIEVOLUCIÓÓN DEL DETERIORON DEL DETERIOROMuro 423

103


104


105

PATRÓN FINAL DE AGRIETAMIENTO

Cara Norte (422) Cara Norte (423)106


Cara Norte (604)Cara Norte (601)107


Esquina Inferior (603)

Cizallamiento del Castillo (421) 108


Desprendimiento Mampostería (602)

Separación Incipiente (603)

109

RECAPITULACIRECAPITULACIÓÓN FINALN FINAL

Del análisis de los resultados expuestos, es posible inferir que las respuestas de los muros reforzados con armazones electrosoldados son al menos iguales a las de sus homólogos con refuerzo convencional

110


Lo anterior también se manifiesta, aunque en menor proporción, si se comparan las respuestas de los muros con estribos concentrados y uniformes en las dos variantes de tipo de acero

111


En las NTCM-2004 no se incluye un límite específicamente aplicable a mampostería confinada de bloques de concreto para la distorsión lateral permisible que debe usarse en la revisión de los desplaza-mientos laterales si se usa el cuerpo principal de las NTC para diseño por sis-mo. De los resultados obtenidos en este proyecto, parece razonable sugerir un 0.2% para este límite.

112


El requisito de degradación de rigidez máxima de la repetición del ciclo de 0.4% de distorsión con respecto a la del primer ciclo, estipulada en el Apéndice Normativo de las NTCM-2004, parece ser muy alto para muros de mampos-tería confinada de bloques huecos de concreto.

113


Es importante realizar un esfuerzo a nivel nacional con el propósito de caracterizar la mampostería que existe actualmente en el mercado. Esto permitirá enriquecer las tablas de valores indicativos de resistencia a la compresión y a la tensión diagonal de las NTCM-2004.

114

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Tercer Simposio Nacional de Edificaciones de Mampostería y … · 2017-10-09 · Tercer Simposio Nacional de Edificaciones de Mampostería y Vivienda Avances Recientes en Investigación