Juan Music TE-mail: jmusic@ucn.cl

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

Antofagasta, Chile, Mayo del 2014

“Diseño de Muros de Hormigón Armado según normativa vigente en nuestro país”

Seminario: “Normativa Sismorresistente y Nuevas Tecnologías Antisísmicas en la Construcción”

1) Evolución de normativa chilena aplicada al diseño de muros de hormigón armado en edificios

Juan Music

NCh 433 Of. 1996

Incluye disposiciones

para diseño de muros de

H. Armado (ACI 318-1995 sin

verificar disposiciones de

elementos de borde)

NCh 433 Of. 1996

Mod 2009 y

NCh 430 Of 2008(ACI 318-2005 con diseño de elementosde borde)

- NCh 433 Of. 1996

Mod 2009

-NCh 3171 Of. 2010

- NCh 430 Of 2008

(ACI 318-2005 con elementosde borde)

1996 2008-20092010 antes

del 27 F2010 después

del 27 F2011

- Decreto 117 y

NCh 433 Of. 1996

Mod 2009

- NCh 3171 Of. 2010

- Decreto 118

- Decreto 61 y

NCh 433 Of. 1996

Mod 2009

- NCh 3171 Of.

2010

- Decreto 60

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Respuesta Observada…. FRÁGIL

Limitar ec

Limitar ec

Limitar “s”

2) Daños Observados en Muros en el Terremoto del 27 F-2010 en Edificios Chilenos

Juan Music 3

4Juan Music

Análisis sísmico con NCh433 Of.96Mod2009.

Diseño de muros de hormigón armado con Nch430 Of.2008

(ACI 318-05)

DS-61 + Análisis sísmico con NCh433 Of.96Mod2009

Diseño de muros de hormigón armado con DS-60 (ACI 318-

08)

3) Diferencias en el diseño de muros de hormigón armado entre disposiciones antes del 27 F y vigentes

5Juan Music

4) Diseño de Muros de Hormigón Armado

i) Tipos de Muros

- Muros Estructurales Especiales

Son aquellos que se analizan con un factor R=7 o Ro=11

- Muros Estructurales Ordinarios

Se permite su uso en:

a) Edificios con número de pisos ≤ 5 yb) Diseñados con R=Ro≤ 4

ii) Estados de Cargas (Cargas Gravitacionales y Sismo) (NCh 3171 Of 2010)

C1: 1.4 DC2: 1.2 D +1.6 LC3: 1.2 D + L ± 1.4 ExC4: 0.9 D ± 1.4 ExC5: 1.2 D + L ± 1.4 EyC6: 0.9 D ± 1.4 Ey

D= Carga Permanente L= Sobrecarga E= Sismo (se debe considerar con y sin torsión accidental)

Juan Music 6

iii) Diseño de Muros Estructurales Especiales

Se debe aplicar Decreto 60 con ACI 318-2008 y Decreto 61

El procedimiento de diseño contempla:

a) Verificación esbeltez del muro

b) Verificar carga máxima de compresión en el muro

c) Diseñar al Corte

d) Diseñar a Flexión Compuesta

e) Verificación de curvatura y confinamiento y en caso que se requiera su diseño

Juan Music 7

Juan Music

a) Verificación esbeltez del muro

b) Verificar carga máxima de compresión en el muro

Pu ≤ 0,35 fc’ Ag

Pu = Máximo valor de carga axial actuando sobre el muro. Ag = Área bruta de la sección del muro La condición se debe verificar en todos los niveles 8

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c) Diseñar al Corte

Vn= Vu/ = 0,6

Articulo 21.9.2.2 Todos los muros resistentes a solicitaciones sísmicas se deben armar con al menos dos capas de armadura y cuantía ≥ 0,0025

Expresiones en unidades MKS

d=0,8*lw

Ah = ρt * bw *100 (cm2/m)

bw = h= ancho del muroAcv = h*lw

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Ejemplo de Diagrama de Interacción para diseño de muros

Juan Music

d) Diseñar a Flexión Compuesta

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Articulo 21.9.5.2 Al verificar el diseño de las secciones transversales compuestas (L,T,C, u otras formas) se debe considerar la sección completa con todas las armaduras especificadas. En general es un proceso iterativo

Chequeo de secciónDiagrama de interacción.

11Juan Music

Juan Music 12

Posible sección crítica en X Posible sección crítica en Y

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Definición de Sección Critica: Zona de un muro especial donde se espera que ocurra incursión inelástica cíclica.

Juan Music

Juan Music

e) Verificación de curvatura y confinamiento y en caso que se requiera su diseño

e1) Verificación de curvatura (Articulo 21.9.5.4)

La sección crítica de todo muro con razón de aspecto Ht / lw ≥ 3, se debe cumplir que:

Demanda de Curvatura u ≤ Capacidad de Curvatura

Esta verificación se debe hacer considerando la mayor carga axial Pu consistente con u

Ht = Distancia entre el último nivel significativo del edificio y la sección críticalw = Largo del muro en la sección critica u = Desplazamiento de diseñoc= Distancia medida desde la fibra más comprimida y el eje neutroe = Curvatura en la sección crítica de un muro, consistente con e

lp = Largo de una rótula plástica ≤ lw/2

- Determinación de Demanda de Curvatura

Los valores de e y e

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Determinación de Desplazamiento de diseño

 

Dirección Sde (cm) u (cm)

X 10,46 13,60 Y 12,92 16,80

 

Ejemplo edificio ubicado en Antofagasta

*

15Juan Music

- Determinación de Capacidad de Curvatura

= 0.008/c

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Para determinarla se requiere elaborar curva Momento- Curvatura de la Sección

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008,0c 008,0uc c

 

17

Verificaciones a realizar

Donde = 0.008/c

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Lo antes señalado se debe verificar para todos los casos mostrados.

18Juan Music

 

19

e2) Verificación de requerimiento de elementos de borde

Las zonas de compresión deben ser reforzadas con elementos de borde cuandoc≥ clim

hw’

u’ = desplazamiento relativo

de diseño entre el extremo superior de un muro y el desplazamiento a nivel de la sección analizada. Se puede calcular a partir de la forma del primer modo con mayor masa traslacional en la dirección de análisis considerada, asignándole a esta forma modal una amplitud en el último nivel significativo del edificio igual a u

hw’ = altura de un

muro medida desde el extremo superior del muro a la sección analizada.

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Si se requiere elemento de borde el largo a confinar es:

cc = c-clim

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clim

Articulo 21.9.6.4 letra fEl espesor del elemento de borde deberá ser ≥ 30 cms y el largo confinado deberá ser ≥ al espesor del muro en la zona confinada

Altura a confinar mayor valor entre lw y Mu /4*Vu

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Determinación de armadura de confinamiento

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Ash = (0,09 * s*bc * fc’ )/ fyt

en que:

Ash = área total de refuerzo transversal (incluyendo ganchos suplementarios) colocado dentro del espaciamiento s y perpendicular a bc

s= espaciamiento medido de centro a centro de estribos

bc = dimensión transversal del núcleo del elemento medida entre los bordes externos del refuerzo transversal con área Ash

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Juan Music 22

Detalle Armadura de Confinamiento en muros

5) Resumen de disposiciones de detallamiento de armaduras en muros según normativa vigentes

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Caso Muros que requieren Confinamiento

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Detalle de disposiciones en zona confinamiento para C ≥ Clim

h ≥ 30 cms y Cc ≥ h

Cc = C - Clim

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Articulo 21.9.6.5 Caso muros que no requieren confinamiento y ρ > 28/ fy

Forma de determinar ρ

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Articulo 21.9.6.5 Caso muros que no requieren confinamiento y ρ > 28/ fy

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Detalle disposiciones en zona confinamiento para C < Clim y > 28/fy (en MKS)

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6) Ejemplo de Muros diseñados con normativa vigente

Confinamiento

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Confinamiento

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Muchas Gracias

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