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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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INGECONCRETO LTDA.
Ing. Andrés Mauricio Bernal Zuluaga Ing. Andr Ing. Andréé s Mauricio Bernal Zuluaga s Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales
Capítulo A-9
Elementos No Estructurales Elementos No Estructurales
CapCapí í tulo A tulo A-- 9 9
CursoCurso -- Taller de actualizaciTaller de actualizaci ó ó n n
Reglamento de construcci Reglamento de construcci ó ó n sismo resistente NSR n sismo resistente NSR--1010T T Í Í TULOS D y ETULOS D y E
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Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
ContenidoContenidoContenido
5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
1.0 Definición.
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
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1.0 Elementos No Estructurales1.0 Elementos No Estructurales
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Por definición… Por Por definici definici ó ó n n……
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2.0 Problem 2.0 Problem á á tica de la pr tica de la pr á á ctica tradicional ctica tradicional
• Vinculación a la estructura• Aberturas o regatas para colocación de tuberías
• No hay diseño estructural
• Desprendimiento de chapas
• Colapso de áticos
• Muros volados de la estructura
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El N E l M í C
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El t N E t t l M t í C t
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Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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ContenidoContenidoContenido
5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
1.0 Definición.
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
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Muros interiores Muros interiores
p y
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Tipos de unidades utilizadas en laTipos de unidades utilizadas en la
construcci construcci ó ó n de muros n de muros
p y
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Soporte inferiorSoporte inferior
Barra de refuerzo
delgada
Muro
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Muro pegado con mortero a la estructura de hormigón
Sólo para muros interiores
Piso
Aislante del piso
Muro
Losa
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Soporte inferiorSoporte inferior
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VIGA
PLETINA
CELDA RELLENA
BARRA DE
REFUERZO
ULTIMA HILADA
SIN RELLENO
ConexiConexi
ó ó
n para estabilidad transversal n para estabilidad transversal
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ConexiConexi ó ó n para estabilidad transversal n para estabilidad transversal
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Muro soportado con ángulos metálicos discontinuos
Angulo metálico
discontinuo
AislanteMuro
Losa
ConexiConexi ó ó n para estabilidad transversal n para estabilidad transversal
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Muro soportado con ángulo metálico continuo
Angulo metálico
continuo
AislanteMuro
Losa
ConexiConexi ó ó n para estabilidad transversal n para estabilidad transversal
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Apoyo superior muro interior Apoyo superior muro interior
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Muro soportado con pines de refuerzo
Barra de refuerzo
delgada Aislante
Muro
Losa
Tubo plástico
ConexiConexi ó ó n para estabilidad transversal n para estabilidad transversal
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Muro soportado con pines de refuerzo
Barra de refuerzo Aislante
Muro
Losa
Mortero
ConexiConexi ó ó n para estabilidad transversal n para estabilidad transversal
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Aislamiento muro Aislamiento murointeriorinterior
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Apoyo superior muro interior Apoyo superior muro interior
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ContenidoContenidoContenido
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ContenidoContenidoContenido
5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
1.0 Definición.
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
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2.0 Problem 2.0 Problem á á tica de la pr tica de la pr á á ctica tradicional ctica tradicional
• Vinculación a la estructura
• Aberturas o regatas para colocación de tuberías
• No hay diseño estructural
• Desprendimiento de chapas
• Colapso de áticos
• Muros volados de la estructura
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Muros de fachada Muros de fachada
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VinculaciVinculaci ó ó n de muro de fachada en esquina n de muro de fachada en esquina
Columna
Muro fachada
Enchape
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VinculaciVinculaci ó ó n de muro de fachada interior n de muro de fachada interior
Columna
Muro fachada
Enchape
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Muro delgado volado de la fachada Muro delgado volado de la fachada
Cuelga
Piso
Losa
Muro
Fachada
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Desprendimiento de chapasDesprendimiento de chapas Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Losa
Sentido del sismo
Peso del muro
Fuerzas deadherencia
Desprendimiento de chapas Desprendimiento de chapas
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Aspectos a considerar en la soluci Aspectos a considerar en la soluci ó ó n de n de
los muros de fachadalos muros de fachada• Anclaje inferior
• Anclaje superior
• Libre en el sentido paralelo al plano
• Restringido en el sentido perpendicular al plano
• Aislamiento de la estructura
• Lateral y superior
• Detalles de acabado• Impermeabilidad
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Alternativas de soluciAlternativas de solucióónn Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Alternativas de soluci Alternativas de soluci ó ó n n
Chapa
Columna
Losa
Muro
fachada
Revoque
Columna
Losa
Columna
Losa
Muro
fachada
Fachada revocada
Fachada flotanteFachada enchapada
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Fachada enchapadaFachada enchapada Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Fachada enchapada Fachada enchapada
Sellante
Piso
Losa
Muro Fachada e=15
mínimo
Barra de refuerzo
Barra soldada
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Fachada revocadaFachada revocada Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Fachada revocada Fachada revocada
Sellante
Piso
Losa
Muro Fachada
Barra de refuerzo
Revoque
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Fachada flotanteFachada flotante Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Apoyada piso a piso
Fachada flotante Fachada flotante
Muro
fachada
Apoyada abajo
Muro
fachada
Angulo
metálico Anclaje
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Fachada flotante Fachada flotante Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Fachada flotantef
Piso
Losa
Muro
Fachada
Angulo metálico
continuo
Barra de refuerzo
continua o discontinua
Sellante
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Fachada flotante Fachada flotante Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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ff
Piso
Losa
Muro
Fachada
Anclaje en losa
Barra de refuerzo
Pieza con corte
en V
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Apoyo enApoyo en áángulo metngulo metáálicolico
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Apoyo en Apoyo en á á ngulo met ngulo met á álicolico
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Fachada flotanteFachada flotante
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Fachada flotante Fachada flotante
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Fachada flotante Fachada flotante Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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ff
Piso
Losa o viga de
fundación
Muro
Fachada
Anclaje en losa
Barra de refuerzo
Anclada en fundación
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Muro de fachada Muro de fachada
apoyo inferior apoyo inferior
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Muro de fachada en esquina (planta)Muro de fachada en esquina (planta) Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Muro de fachada en esquina (planta) Muro de fachada en esquina (planta)
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Muro de fachada interior (planta)Muro de fachada interior (planta) Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Muro de fachada interior (planta) Muro de fachada interior (planta)
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TuberTuberí í as al interior de los muros as al interior de los muros ……
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ConstrucciConstrucci ó ó n de tuber n de tuberí í as en muros interiores as en muros interiores
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C t iC t ióó d t bd t b íí
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ConstrucciConstrucci ó ó n de tuber n de tuberí í as as
en muros fachadaen muros fachada
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ContenidoContenidoContenido1 0 Definición
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5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
1.0 Definición.
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
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DefinimosDefinimos
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Definimos Definimos……
Fuerza perpendicular
al plano del muro
Fuerza paralela al plano del muro
Cargas
verticales
P3
P2P1
F1F2
F3
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Fuerza de sismo o viento
Fuerza de sismo
Peso propio
Que debe enfrentar un elemento noQue debe enfrentar un elemento noestructural estructural ……
Cargas Verticales Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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g
Debidas sólo a su propio peso
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Estructura de soporte del muro no estructural
Muro no
estructural
PP3
P2P1
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Cargas Horizontales
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F3F2
F1
Debidas al viento
Debidas al sismo
g
Cargas de Sismo Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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Fuerza paralela al plano del muro
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Fuerza perpendicular al plano del muro
Muro noestructural
Fs
Estructura de soporte del muro no estructural
Fs Muro noestructural
Cargas de Viento Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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Fv
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ContenidoContenidoContenido1.0 Definición.
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5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
0 e c ó
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Tipos de apoyo:Tipos de apoyo:
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h p
q p
• Voladizo
h pq p
A
B
• Simplemente apoyado
Panel bidireccional apoyado entres o cuatro bordes
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h p
• Voladizo apoyado
q p
Anclaje Anclaje a la estructura a la estructura
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Para que las fuerzas inerciales sean Para que las fuerzas inerciales sean transferidas y se evite el transferidas y se evite el volcamientovolcamiento
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Tipos de apoyoTipos de apoyoTipos de apoyo Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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Abajo Abajo y Arriba Abajo y laterales
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ContenidoContenidoContenido1.0 Definición.
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5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
Ruta Ruta de falla de falla
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Agrietamiento• Se supera la resistencia a tracción del muro
• Primera fisura• Propagación de fisuras
Falla• Se abren secciones debilitadas por aberturas en los muros
• Pérdida de estabilidad por agrietamiento
• Pérdida de estabilidad por carencia de soporte
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ContenidoContenidoContenido1.0 Definición.
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5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
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FUERZAS PERPENDICULARES FUERZAS PERPENDICULARES AL PLANO DEL MURO AL PLANO DEL MURO
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Fuerza de sismo
o viento
Muro apoyado s Muro apoyado s ó ólo abajolo abajo
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Mecanismo de col Mecanismo de col ap ap so so
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Estado m Estado m á á ximo de flexi ximo de flexi ó ó n en la base n en la base
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Rotaci Rotaci ó ó n en la base n en la base
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
ColapsoColapso
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Muro apoyado arriba y abajo Muro apoyado arriba y abajo
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Mecanismo de colapso Mecanismo de colapso Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
75/156
C a r g a l a t e r a l
a p l i c a d a P
Deflexión lateral en el centro de la luz
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
76/156
P1
C a r g a l a t e r a l a p l i c a d a P
Deflexión lateral en el centro de la luz
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
77/156
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
78/156
P3 > P2
C a r g a l a t e r a l a p l i c a d a P
Deflexión lateral en el centro de la luz
Rota la base
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Primer Primer a a grieta grieta Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
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P4 > P3
C a r g a l a t e r a l a p l i c a d a P
Deflexión lateral en el centro de la luz
Rota la base
Se agrieta en el centro
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
80/156
P5 < P4
C a r g a l a t e r a l a p l i c a d a P
Deflexión lateral en el centro de la luz
Rota la base
Se agrieta en el centro
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Mecanismo de colapso Mecanismo de colapso Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
81/156
P5 < P4
Rota la base
Se agrieta en el centro
Se forma el
mecanismo
Se colapsa C a r g a l a t e r a l a p l i c a d a P
Deflexión lateral en el centro de la luz
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Muro apoyado abajo y a los lados Muro apoyado abajo y a los lados Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
82/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Estado inicial Estado inicial Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
83/156
P=0
Estado de Tensiones
en la base del muro Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Estado m Estado m á á ximo de flexi ximo de flexi ó ó n en la base n en la base Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
84/156
P1
Estado de Tensiones
en la base del muro Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Estado m Estado m á á ximo de flexi ximo de flexi ó ó n en el centro del muro n en el centro del muro Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
85/156
P2 > P1
Estado de
Tensiones en muro
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Primera grieta Primera grieta Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
86/156
P3 > P2
Estado de
Tensiones en muro
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
ColapsoColapso Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
87/156
P4 < P3
Estado de
Tensiones en muro
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Muro apoyado en todos los bordes Muro apoyado en todos los bordes Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
88/156
P4 < P3
Estado de
Tensiones en muro
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Muro apoyado en todos los bordes Muro apoyado en todos los bordes Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
89/156
P4 < P3
Estado de
Tensiones en muro
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
90/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
91/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
3 apoyos 3 apoyos 2 apoyos m 2 apoyos m á á s s
sobrecarga sobrecarga
4 apoyos 4 apoyos
Investigaci Investigaci ó ó n del Profesor n del Profesor Juan D. Jaramillo Juan D. Jaramillo
Universidad EAFIT.Universidad EAFIT.
Falla de flexi Falla de flexi ó ó n por tracci n por tracci ó ó n n perpendicular a la junta horizontal perpendicular a la junta horizontal
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
92/156
Soporte Superior
Soporte inferior
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla de flexi Falla de flexi ó ó n por tracci n por tracci ó ó n paralela a la n paralela a la
j h i l ( id d f ) junta horizontal (unidad fuerte)
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
93/156
Soporte Superior
Soporte inferior
junta horizontal (unidad fuerte)
Soportelateral
Soporte
lateral
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla de flexi Falla de flexi ó ó n por tracci n por tracci ó ó n paralela a la n paralela a la
j h i l ( id d d junta horizontal (unidad d
éébil)
bil)
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
94/156
junta horizontal (unidad d é bil)
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Soporte Superior
Soporte inferior
Soportelateral
Soporte
lateral
Falla por flexi Falla por flexi ó ó n n bidireccional bidireccional panel cuadrado panel cuadrado
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
95/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Soporte Superior
Soporte inferior
Soportelateral
Soporte
lateral
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
96/156
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
ContenidoContenidoContenido
2 0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución
1.0 Definición.
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
97/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
3.0 Acciones sobre los ENE.4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
98/156
FUERZAS PARALELAS AL FUERZAS PARALELAS AL
PLANO DEL MURO PLANO DEL MURO
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Fuerza de sismo
Muro confinado por estructura Muro confinado por estructura Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
99/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla por tracci Falla por tracci ó ó n indirecta n indirecta Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
100/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla por tracci Falla por tracci ó ó n indirecta n indirecta Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
101/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla por tracci Falla por tracci ó ó n indirecta n indirecta Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
102/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
103/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
104/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
105/156
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
106/156
Falla por cortante Falla por cortante(Baja carga vertical)(Baja carga vertical)
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
107/156
Soporte Superior
Soporte inferior
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla por cortante Falla por cortante(mortero d (mortero d éé bil, unidad fuerte) bil, unidad fuerte)
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
108/156
Soporte Superior
Soporte inferior
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla por flexi Falla por flexi ó ó n n
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
109/156
Soporte Superior
Soporte inferior
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Falla por compresi Falla por compresi ó ó n n
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
110/156
Soporte Superior
Soporte inferior
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
111/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
112/156
SolucionesSoluciones
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
SeparaSepara ci ci ó ó n n de la estructura de la estructura
Para que no sean sometidos a fuerzas Para que no sean sometidos a fuerzas
diferentes a las inerciales propias. diferentes a las inerciales propias.
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
113/156
Deriva de piso
f p pf p p
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
TamaTama ñ ñ o de la junta o de la junta
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
114/156
Deriva
i+ fp
Añadir un porcentaje adicional para evitar densificacióndel material.
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Aislamiento de la junta Aislamiento de la junta
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
115/156
Visual, acústico y térmico
Impermeable (donde se requiera)
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Aislamiento de la junta Aislamiento de la junta
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Propiedades requeridas. Propiedades requeridas. Materiales. Materiales.
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
116/156
Soporte para acabado
Baja rigidez (flexible)• A cargas estáticas y dinámicas
No biodegradable
Fácil reemplazo y reparación
p qp q
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Aire
Morteros elásticos
Espumas sintéticas
Lanas minerales
Etc.
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
ContenidoContenidoContenido
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
1.0 Definición.
2.1 Muros interiores.
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
117/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
2.2 Muros de fachada.
Cargas Aplicadas
Peso propio
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
118/156
Fuerza de sismo o viento
Fuerza de sismo
Peso propio
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Acciones en el Muro
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
119/156
PPFs
d
Fs
d
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Acciones en el Muro
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
120/156
P
M
P
M
FsFs
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
121/156
Tensiones Internas de Compresión
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
w L wb
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
122/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
AP f a =
a f
PP
a f
wwb L A =
Tensiones Internas de Flexión
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Myf =
w L wb
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
123/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
b f b f
I f b =
26
ww
b Lb
M f =
2
6
ww
bb L
M
f =
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Tensiones Internas de Cortante
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
124/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
V
v AV f =
v f v f
V V
Flexo-Compresión
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Tensiones Internas Combinadas
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
125/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
P P
Tensiones combinadas Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
P
M = P x e
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
126/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Lw o t
Eje
M = P x e
Lw
o t
e
PP
Eje
Estado de compresión total Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
P A
P f a =
e < Lw / 6 M = P x ee P
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
127/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Lw o t
a f
b f
+
e < w /
e < t / 6 I
My f
b
=
ba f f −ba f f +
Eje
Estado de tracción nula Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
e = Lw / 6 e PP M = P
x e A
P f a =
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
128/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
w
e = t / 6 Lw o t
a f
b f
+
0=− ba f f
I
My f
b
=
ba f f +
Eje
Estado de compresión y tracción
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
e > Lw / 6 e PP M = P
x e A
P f a =
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
129/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
w
e > t / 6 Lw o t
a f
b f
+
I
My f
b
=
ba f f +
t ba F f f Lw / 6 e
PP M = P x e A
P f a =
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
130/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
w
e > t / 6 Lw o t
Eje
a f
b f
+
I
My f
b
=
'mba F f f −
)2(3
4
e Lt
P f
w −=
Se debe reforzar el muro
)2(34
et L
P f w −
=
Estado de rotación crítico
e ≈ Lw / 2e
PP M = P
x
e A
P f a =
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
131/156
w
e ≈ t / 2 Lw o t
Eje
I
My f
b
=
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Calculo de fuerzas de diseCalculo de fuerzas de diseññoo
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
132/156
Calculo de fuerzas de diseCalculo de fuerzas de dise ñ ñ o o ……
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Procedimiento Procedimiento Procedimiento
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
1.0 Definir la estrategia de diseño:
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
133/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
a. Separación de la estructura
b. Acoplamiento flexible
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Grado de desempeño mínimo requerido
Tabla A 9-1
Grado de desempeñoGrupo de Uso
2.0 Determinación el grado de desempeño:
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
134/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
BajoI
II y III Bueno
SuperiorIV
El daño es mínimo y no interfiere con la operación de
la edificación debido a la ocurrencia del sismo dediseño.
El daño es totalmente reparable y puede haber
alguna interferencia con la operación de la edificación
con posterioridad a la ocurrencia del sismo de diseño.
El daño es grave e inclusive no reparable, pero sin
desprendimiento o colapso, debido a la ocurrencia del
sismo de diseño.
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
muro
a
muro
P
P X
P W I A
W R
aaF
2≥=
Fuerza sísmica horizontal sobre el elemento no=F
3.0 Determinación de las fuerzas sísmicas
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
135/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
Fuerza sísmica horizontal sobre el elemento no
estructural, aplicada en su centro de masa.=PF
= X a Aceleración horizontal, expresada como un porcentajede la aceleración de la gravedad, sobre el elemento.
=Pa Coeficiente de amplificación dinámica del elemento noestructural.
=P R Coeficiente de capacidad de disipación de energía delelemento no estructural y su sistema de soporte.
=muroW Peso del muro.
=a A Coeficiente que representa la aceleración horizontal picoefectiva, para diseño.
= I Coeficiente de importancia.
Lmbm
PF
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
eq
X S aS X
hh AS Aa )( −+=
Xh
⇒≤ eq X hh:Si
3.0 Determinación de las fuerzas sísmicasmuro
a
muro
P
P X P W
I AW
R
aaF
2≥=
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
136/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
eq
X a X
h
hS a =⇒≥ eq X hh
= X a Aceleración horizontal, expresada como un porcentajede la aceleración de la gravedad, sobre el elemento.
=S A Aceleración máxima en la superficie del suelo estimadacomo la aceleración espectral correspondiente a unperíodo de vibración igual a cero.
=aS Valor del espectro de aceleraciones de diseño para unperíodo de vibración dado.
= X h Altura en metros, medida desde la base, del nivel deapoyo del elemento no estructural.
Altura equivalente del sistema de un grado de libertad
que simula la edificación.=eqh
:Si
nh ≈
m
eqh
neq
hh 75.0=
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
137/156
TABLA A.9.5 - 1
Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de
anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el
coeficiente de capacidad de disipación de energía , Rp,
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Tipo de anclajes o amarres para determinar
el coeficiente de capacidad de disipación de
energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9aElemento no Estructural
muro
a
muro
P
P X P W
I AW
R
aaF
2≥=
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
138/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
No se permite este tipo de elementono estructural
1.0Mampostería no reforzada, confinada por laestructura
No se permite este tipo de elementono estructural
2.5Mampostería no reforzada, separada lateralmentede la estructura, apoyadas solo abajo
No se permite este tipo de elemento
no estructural1.0
Mampostería no reforzada, separada lateralmente
de la estructura apoyadas arriba y abajo
2.5Mampostería reforzada, separada lateralmentede la estructura, apoyadas solo abajo
1.0Mampostería reforzada, separada lateralmentede la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0Lamina en yeso, con costillas de acero
1.0En vidrio apoyadas arriba y abajo
No dúctiles (R P=1.5)Dúctiles (R P=6.0)1.0Paneles prefabricados apoyados arriba y abajo
FachadasBajoBuenoSuperior
Grado de desempeñoap
Dúctiles (R P=6.0)
Dúctiles (R P=6.0)
Dúctiles (R P=6.0)
Dúctiles (R P=6.0)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
TABLA A.9.5 - 1Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarresrequeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disposición
de energía , Rp, para elementos arquitectónicos y acabados
BajoBuenoSuperior
Grado de desempeño
Tipo de anclajes o amarres para determinar
el coeficiente de capacidad de disipación de
energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9apElemento no Estructural
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
139/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga No requerido(3)1.0Tejas
No requerido(3)2.5Otras
No requerido(3)Especiales (R P=6.0)2.5Diseñada de acuerdo al Título F
Anaqueles, estanterías y bibliotecas de mas de 2.50 m de altura, incluyendo el contenido
No requerido(3)
1.0Cielos rasos
1.5Altillos
1.0Anclaje de enchapes de fachada
2.5Áticos, parapetos y chimeneas
Elementos en voladizo vertical
2.5Muros divisorios de altura parcial
1.0Muros divisorios de altura total
Húmedos (R P=0.5) No dúctiles (R P=1.5)Dúctiles (R P=6.0)1.0Corredores en áreas publicas
Muros divisiones y particiones
1.0 Muros que encierran puntos fijos y ductos deescaleras, ascensores y otros
Dúctiles (R P=6.0)
Dúctiles (R P=6.0)
Dúctiles (R P=6.0)
Dúctiles (R P=6.0)
No dúctiles (R P=1.5) No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
Dúctiles (R P=6.0)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)
Húmedos (R P=0.5)
Húmedos (R P=0.5)
Húmedos (R P=0.5)
Húmedos (R P=0.5)
No dúctiles (R P=1.5)
No dúctiles (R P=1.5)Dúctiles (R P=6.0)
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Ejercicio:Grado de desempeño: con grupo de uso I ⇒ Bajo, se diseñará1.0
Tipo de anclaje:2.0
Muro en mampostería no reforzada de altura total, separado
lateralmente de la estructura, apoyado arriba y abajo.
3.0
No dúctil
a p = 1.00⇒
R p = 1.50⇒
Bueno⇒
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
140/156
Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
, p y y j
Aceleración a X :4.0
eq
X S a
S X h
h AS Aa
)( −+=
eq
X a X h
hS a =⇒≥ eq X hh
⇒≤ eq X hh:Si
:Si
225.00.1*5.1*15.0 === I F A A aaS 462.0=aS
mh X 77.47=mheq 53.43)75.0*04.58( ==
aX = 0.506⇒Fuerza sísmica de diseño F P (t/m):5.0
muro
a
muro
P
P X
P W I A
W R
aaF
2≥=
mt mmmt W muro /38.05.2*10.0*/5.13 ==
FP = 0.127⇒
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Ejercicio:Carga de diseño q p:6.0 0.051 t/m²⇒
2051.05.2*0.1
127.0
*mt
h L
F q
ww
P
P
===
q p A
q pA
-
8/18/2019 Elementos No Estructurales Muros y Concreto
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Andrés Mauricio Bernal Zuluaga
M = 0.039 t-m/m
Momento y cortante actuante para muros sin soporte lateral:7.0
hw
B
Simplemente apoyado
hw=2.50 m
Lw=1.0 m
hw
F p
B
mmt hq
M wP /039.08
50.2*051.0
8
* 22
−===
mt hq
V wP 064.02
50.2*051.0
2
*=== V = 0.064 t/m/m
⇒
⇒
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
e > Lw / 6
/ 6
ePP M = P x e
Ejercicio: Momento resistente máximo (sin refuerzo):8.0
-
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e > t / 6
t
a f
b f
+t L
P f w
a *=
ba f f +
t ab F f f =−
Eje
Tracción máx.
2
6
t L
M f
w
b =
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Perpendicular a las juntas
horizontales
NH, M, ó SNH, M, ó S
Morteros de
cemento paramampostería
Morteros de cemento
pórtland y cal
Dirección de los esfuerzos de
tracción por flexión y tipo demampostería.
TABLA D-1.5-1
Esfuerzos admisibles para tracción por flexión Ft (MPa)
P
Ejercicio: Momento resistente máximo
(sin refuerzo):8.0
6M
t ab F f f =−Tracción máx.
-
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0.210.330.410.55- Rellenas y parcialmente rellenas con
morteros de inyección
0.130.210.260.35- Sin rellenar
- Unidades de perforación vertical
0.210.330.410.55- Unidades Macizas
Perpendicular a la junta vertical
0.40.420.430.45- Rellenas con morteros de inyección
0.060.10.130.17- Sin rellenar
- Unidades de perforación vertical(1)
0.10.170.210.28- Unidades Macizas
horizontales
t L
P f
w
a
*
=
t
w
w
w
F t L
W
t L
M =−
262
2
6
t L
M f
w
b =
221 mt F t =Si
mmt M r −= 038.0⇒
Ma = 0.039 t-m/m≈ Mr = 0.038 t-m/m
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
Ejercicio:
Cortante :8.0
mt hq
V wP 064.02
50.2*051.0
2
*=== V = 0.064 t/m/m⇒
Actuante :
-
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055.040
'==
m f F V
Resistente:
='m f 5.0 MPa V = 0.55 t/m⇒(50 kgf/cm²)
(MPa)
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Aplicación:
-
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0.4550.501.00.506HúmedoBajo
1.00I
IGrupo
FpRpapaxTipo de
Anclaje
Grado de
desempeño
Grupo de Uso
muro
a
muro
P
P X
P W I A
W R
aaF
2≥=
0.1521.501.00.506 No DúctilBueno
Ejercicio comparativo:
-
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0.1143.001.00.760DúctilSuperior 1.50IV
0.0953.001.00.633DúctilSuperior
0.0953.001.00.633DúctilBueno
0.1901.501.00.633 No DúctilBueno
1.25III
0.0843.001.00.557DúctilSuperior
0.0843.001.00.557DúctilBueno
0. 1671.501.00.557 No DúctilBueno
1.10II
• Aceleraciones en el piso 20 de un edificio de 23 pisos.
Consideraciones:
• Muro de fachada en mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyada arriba y abajo.
• Ww = 1.5 t/m3
, Lw = 1.0 m, bw = 0.12 m, Aa = 0.15
0.0763.001.00.506DúctilSuperior
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
ContenidoContenidoContenido
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
1.0 Definición.
3 0 A i b l ENE
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
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5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.
Formas de reforzar
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1. Refuerzo interior en las celdas de perforación vertical
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2. Combinación de unidades de perforación vertical y horizontal
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4. Revoques reforzados con malla electro soldada
3. “Viguetas” con unidades de perforación horizontal
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Diseño de muros en la dirección perpendicular al plano… Dise Dise ñ ñ o de muros en la direcci o de muros en la direcci ó ó n perpendicular al n perpendicular al plano plano……
b = 1.00 mb = 1.00 m
1. Refuerzo interior en las celdas de perforación vertical
-
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b = 1.00 mt
a
0.80f ’m
Compresión
d
Tracción As f y
t Compresión
d
Tracción
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d
b = 1.00 m
a
0.80f ’m
As f y
Diseño de muros en la dirección perpendicular al plano… Dise Dise ñ ñ o de muros en la direcci o de muros en la direcci ó ó n perpendicular al n perpendicular al plano plano……1. Refuerzo interior en las celdas de perforación vertical
-
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ysm
f Aab f ='80.0 Del equilibrio de fuerzas ⇒
b f
f Aa
m
ys
'80.0= Despejando a ⇒
⎟ ⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=
2
ad f A M ysn Momento nominal ⇒
Mn M u φ ≤
D.5.6-3
D.5.6-2
D.5.6-1t
Elementos No Estructurales en Mampostería y Concreto
d
b
a
0.80f ’m
As f y
Diseño de muros en la dirección perpendicular al plano… Dise Dise ñ ñ o de muros en la direcci o de muros en la direcci ó ó n perpendicular al n perpendicular al plano plano……1. Refuerzo interior en las celdas de perforación vertical
-
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t
b f
f Aa
m
ys
'
80.0
=
⎟
⎠
⎞⎜
⎝
⎛ −=
2
ad f A M ysn
5 MPa (50 kgf/cm²)
550 N-m (55 kgf - m)
71 mm² (0.71 cm²)
1000 mm (100 cm)
422 MPa (4220 kgf/cm²)
f’m =
M u =
As =
b =
f y =
= 4.7 mm (0.47 cm)
= 1803.0 N-m (180.30 kgf-m)
Mn M u φ ≤
Mn M u φ ≤ ⇒
0.80φ =
55 kgf – m ≤ 144.24 kgf – m
Diseño de muros en la dirección perpendicular al plano… Dise Dise ñ ñ o de muros en la direcci o de muros en la direcci ó ó n perpendicular al n perpendicular al plano plano…… 2. Combinación de unidades de perforación vertical y horizontal
0.80f ’m
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d
b
a
As f y
-
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b f
f Aa
m
ys
'80.0=
⎟ ⎠ ⎞⎜
⎝ ⎛ −=
2ad f A M ysn
= 40.3 mm (4.03 cm)
= 1284.2 N-m (128.42 kgf-m)
Mn M u φ ≤
Mn M u φ ≤ ⇒
5 MPa (50 kgf/cm²)
550 N-m (55 kgf - m)
71 mm² (0.71 cm²)
200 mm (20 cm)
422 MPa (4220 kgf/cm²)
f’m =
M u =
As =
b =
f y =
0.80φ =
55 kgf – m ≤ 102.74 kgf – m
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Planta
Alzado
t
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1.
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Diseño de muros en la dirección perpendicular al plano… Dise Dise ñ ñ o de muros en la direcci o de muros en la direcci ó ó n perpendicular al n perpendicular al plano plano…… 3. “Viguetas” con unidades de perforación horizontal
b aferencia
Obtener Fp según lo expuesto.
Procedimiento de diseño:
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t
Refuerzo
Columnetas (b x t)
hw
2. Obtener la carga de diseño sobre la vigeta multiplicando Fp por la aferencia.
3. Obtener momentos y cortantes actuantes para una viga apoyada - apoyada.
d
4. Diseñar el elemento de concreto como una viga sencilla.a
Nota: La distancia “a” debe ser tal,
que se garantice la integridad delmuro y la adecuada transferencia
de carga a la vigueta.Columnetas (b x t)
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ContenidoContenidoContenido
2.0 Problemática de los ENE y algunas propuestas de solución.
1.0 Definición.
3.0 Acciones sobre los ENE.
2.1 Muros interiores.
2.2 Muros de fachada.
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5.1 Fuerzas perpendiculares al plano del muro
3.0 Acciones sobre los ENE.
4.0 Tipos de apoyo de los ENE.
5.2 Fuerzas paralelas al plano del muro
5.0 Mecanismos de colapso de los ENE.
6.0 Análisis de cargas y calculo de fuerzas de diseño.
7.0 Diseño de ENE.
8.0 Detalles aplicados.