Muros de Concreto para la Vivienda Sergio M. Alcocer · Densidad de muros, (%) Periodo T, s...

Muros de Concreto para la ViviendaMuros de Concreto para la Muros de Concreto para la ViviendaVivienda

Sergio M. Alcocer Sergio M. Alcocer

5º Simposio Nacional de Ingeniería Estructural en la Vivienda5º Simposio Nacional de Ingeniería Estructural en la Vivienda

Construcción de vivienda en México - 1ConstrucciConstruccióónn de de viviendavivienda en Men Mééxico xico -- 11

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008Año

Vivi

enda

s nu

evas

con

stru

idas

Infonavit

Otros

SHFFovissste

1er. semestre

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008Año

Vivi

enda

s nu

evas

con

stru

idas

1er. semestre1er. semestre

Volumen total de concreto en murosVolumen total de concreto en muros

Construcción de vivienda en México - 2ConstrucciConstruccióónn de de viviendavivienda en Men Mééxico xico -- 22

Concreto

2006 - 1´440,000 m3

2007 - 1´920,000 m3

Proyectos de viviendaProyectos de vivienda

Desarrollo habitacional en Querétaro, Mex.1520 viviendas de concreto.Enero, 2006.

2 niveles2 nivelesffcc’’ = 15 a 20 = 15 a 20 MPaMPa (en algunos casos, 10MPa)(en algunos casos, 10MPa)Espesor de muros = 100 mmEspesor de muros = 100 mm

CaracterCaracteríísticas tsticas tíípicaspicas

Refuerzo en muros Refuerzo en muros ≤≤ mmíínimo del RDFnimo del RDF

Trabajo industrializadoTrabajo industrializado

Detalles constructivosDetalles constructivos

Viviendas terminadasViviendas terminadasViviendas terminadas

Características deseables en una vivienda

No presente fisuras en condiciones de servicio (buenos acabados) (contracción por fraguado y asentamiento plástico)

Económica (menor cantidad y espesor de muros, bajas cuantías de refuerzo, industrialización en la construcción)

Bajo nivel de agrietamiento para demandas sísmicas baja y moderada

Nivel de daño bajo y/o reparable para demanda sísmica alta

Ejemplo de diseño – vivienda de concretoEjemploEjemplo de de disediseññoo –– viviendavivienda de de concretoconcreto

Refuerzo mínimo:

8 m8 m

4 m4 m 4 m4 m

8 m8 m

2 m2 m

3 m3 m

1 m1 m

2 m2 m

Dos nivelesDos nivelesEspesor de muros = 100 mmEspesor de muros = 100 mmAltura de entrepiso = 2.4 mAltura de entrepiso = 2.4 mDensidad de muros: Densidad de muros:

X = 3.8%; Y = 3.8%X = 3.8%; Y = 3.8%ff´́cc = 15 MPa= 15 MPac = 0.4c = 0.4TTxx = 0.03 s; = 0.03 s; TTyy = 0.02 s= 0.02 sQQ´́= 1.06= 1.06

1010V total XV total X13131.571.572.02.01212

18181.961.962.52.51111

59593.03.05.05.01010

770.980.981.251.2599

10101.311.311.661.6688

10101.311.311.661.6677

10101.311.311.661.6666

99V total YV total Y770.650.650.830.8355

40401.961.962.52.544

1181183.03.05.05.033

17170.980.981.251.2522

770.560.560.710.7111

Capacidad:Capacidad:Resistente / RequeridaResistente / Requerida

M/VLM/VLH/LH/LMuroMuro

El refuerzo El refuerzo mmíínimonimopodrpodríía ser a ser excesivoexcesivo

ρρhorhor = = ρρverver = 0.0025= 0.0025

Estudio analítico de viviendas Estudio analEstudio analíítico de viviendas tico de viviendas

Comedor

Cocina

Recámara

Baño

Sala

Jerez, B.C.

Esfuerzo axialEsfuerzo axialEsfuerzo axial

Un nivel, promedio 1.40 kg/cm2

Relación M/VL y H/LRelaciRelacióón M/VL y H/Ln M/VL y H/L

Capacidad resistente de viviendas Capacidad resistente de viviendas Capacidad resistente de viviendas

Fcarga / FR = 1.3751

10

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

M/VL

VR

/ VU

Muros en viviendas de un nivelMuros en viviendas de dos nivelesS i 3

Capacidad resistente de viviendas Capacidad resistente de viviendas Capacidad resistente de viviendas

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6

Densidad de muros, (%)

VR

/ VU

Viviendas de un nivel, dirección XViviendas de un nivel, dirección YViviendas de dos niveles, dirección XViviendas de dos niveles, dirección YS

Fcarga / FR = 1.375

Periodo fundamental de vibración, sPeriodo fundamental de vibraciPeriodo fundamental de vibracióón, sn, s

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

1 2 3 4 5 6


Perio

do T

, sViviendas de 1 nivel, voladizo Viviendas de 1 nivel, voladizo-cortanteViviendas de 1 nivel, Goel y Chopra, 1996Viviendas de 1 nivel, MEFViviendas de 2 niveles, voladizoViviendas de 2 niveles, voladizo-cortanteViviendas de 2 niveles, Goel y Chopra, 1996Viviendas de 2 niveles, MEF

Periodo fundamental de vibración, sPeriodo fundamental de vibraciPeriodo fundamental de vibracióón, sn, s

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

1 2 3 4 5 6


Perio

do T

, sViviendas de 1 nivel, voladizo-cortanteViviendas de 1 nivel, MEFViviendas de 2 niveles, voladizo-cortanteViviendas de 2 niveles, MEF

Modos de vibración, MEFModos de vibraciModos de vibracióón, MEFn, MEF

30.05020.0912San Jorge

40.3020.4012Espaldaña

30.3020.4012San Fco.

40.1030.2012MC-100

40.2020.4012Roble

110.03970.1031Kitt

120.09850.1031Jerez

100.04360.1021Jade

120.030110.2011Turquesa

120.03270.08811Rubí

TorsiónMEF, mmModoMEF, mmModoNo. Piso

sDesarrollo

Desplazamiento YDesplazamiento X

Base de datos de murosBase de datos de murosBase de datos de muros

348 Muros184 Muros 164 Muros

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎨

⎧

ρ

ρ

0.35 - 0fć / Aw P6" - 1" t3.35 - 0.5 H/L

3.1 - 0.35 VLM

0.03 - 0 1.89% - 0.07

psi 11516 - 1990fć psi 1042 - 123.9V

ver

horModo de falla:37% T. diagonal 37% Flexión20% C. diagonal 1% Deslizamiento5% N.I.

Modo de falla:35% T. diagonal 45% Flexión8% C. diagonal 2% Deslizamiento10% N.I.

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎨

⎧

ρ

ρ

0.35 - 0fć / Aw P6" - 1" t3.35 - 0.5 H/L

3.1 - 0.35 VLM

3.0% - 0 1.61% - 0

psi 8040 - 2300fć psi 980.8 - 77.7V

ver

hor

Concreto normalRefuerzo convencionalEnsayes monótonos y cíclicos

Objetivos

Evaluar el comportamiento sísmico de muros de concretos normal, celular y autocompactable de espesor y cuantías de refuerzo bajas (viviendas de altura moderada)

Estudiar la eficiencia del refuerzo por medio de malla de alambre soldado y la utilización de fibras como refuerzo adicional al de flexión

Desarrollar criterios de análisis, diseño detallado y construcción aplicables a los muros de concreto

Ajustar modelos analíticos para tratar de predecir el comportamiento de los muros

Proponer recomendaciones de diseño aplicables a las NTC-Concreto

Variables del proyecto experimental Variables del Variables del proyectoproyecto experimental experimental

CompletadoCompletadoRelaciRelacióón de aspecton de aspectoIIII

20082008

20072007

CompletadoCompletado




EstadoEstado

Concreto Reforzado con FibrasConcreto Reforzado con FibrasVIIVII

Ensayes en mesa vibradoraEnsayes en mesa vibradoraVIVI

Aberturas Aberturas VV

Tipo de refuerzo: Tipo de refuerzo: Mallas de Alambre SoldadoMallas de Alambre Soldado

IVIV

RehabilitaciRehabilitacióón de muros n de muros IIIIII

CuantCuantíías de refuerzoas de refuerzoII

Variable ExperimentalVariable ExperimentalFaseFase

Listado de ensayes – Etapa 1 ListadoListado de de ensayesensayes –– EtapaEtapa 1 1

Cíclico50Celular1MCC50C-R** (13)16

Cíclico50Autocompactable1MCA50C-R** (11)15

Cíclico100Celular1MCC100C14

Cíclico50Celular1MCC50C13

Cíclico100Autocompactable1MCA100C12

Cíclico50Autocompactable1MCA50C11

Cíclico100Normal1MCN100C10

Cíclico50Normal1MCN50C9

Monótono100Autocompactable1MCA100M8

Monótono0Autocompactable1MCA0M7

Monótono100Celular1MCC100M6



Monótono100Normal1MCN100M3



Ensaye% ρmin (2)ConcretoH/L (1)MuroNo.

(1) C = Muro cuadrado (H/L = 1)(2) Porcentaje de la cuantía mínima estipulada en el RDFR** = Muro Rehabilitado (previamente dañado)f’c = 15 MPa


Cíclico50Celular1MCC50C-2 (13**)32

Cíclico50Autocompactable1MCA50C-2 (11**)31

Cíclico100Celular1MCC100C-2 (14**)33

Cíclico50 mallaNormal (f’c = 10 Mpa)0.5MRNB50mC35

Cíclico50 mallaNormal (f’c = 10 Mpa)1MCNB50mC34

Cíclico50Normal1MCN50C-2 (9**)30

Cíclico50 mallaNormal–MVN50mC29

Cíclico100Normal–MVN100C28

Cíclico50 mallaCelular2MEC50mC27

Cíclico50 mallaCelular1MCC50mC26

Cíclico50 mallaCelular0.5MRC50mC25

Cíclico50 mallaNormal2MEN50mC24

Cíclico50 mallaNormal1MCN50mC23

Cíclico50 mallaNormal0.5MRN50mC22

Cíclico100Celular0.5MRC100C21

Cíclico50Normal2MEN50C20

Cíclico50Normal0.5MRN50C19

Cíclico100Normal2MEN100C18

Cíclico100Normal0.5MRN100C17

Ensaye% ρminConcretoH/L (1)MuroNo.

(1) C = Muro cuadrado (H/L=1), R=Muro Robusto (H/L=0.5), E=Muro Esbelto (H/L=2), V = Muro con aberturas** Ensaye repetido


Dinámico (MV)50 mallaNormal1MVN50mD41

Dinámico (MV)100Normal1MVN100D40

Dinámico (MV)100Celular1MCC100D39

Dinámico (MV)50 mallaCelular1MCC50mD38

Dinámico (MV)100Normal1MCN100D37

Dinámico (MV)50 mallaNormal1MCN50mD36

Ensaye (3)% ρmin (2)ConcretoH/L (1)MuroNo.

(1) C = Muro cuadrado (H/L = 1), V = Muro con aberturas(2) Porcentaje de la cuantía mínima estipulada en el RDF(3) Ensayes Dinámicos en Mesa Vibradoraf’c = 15 MPa

Propiedades de los concretosPropiedades de los concretosPropiedades de los concretos

> 1.08> 1.08> 1.05> 1.051.01.0CostoCosto

VaciadoVaciadoVaciadoVaciadoVibradoVibradoAplicaciAplicacióónn

ExtensibilidadExtensibilidadRev.Rev.RevenimientoRevenimientoPrueba de campoPrueba de campo

205020501600160021502150Peso Vol. (kg/mPeso Vol. (kg/m33))

10 10 –– 3/83/8””1313-- 1/21/2””20mm 20mm -- 3/43/4””TamTam. . MaxMax. Agr.. Agr.

151515151515ffcc’’, MPa, MPa

AutocompactableAutocompactableCelularCelularConvencionalConvencional

Tipo de concretoTipo de concreto

Dimensiones de murosDimensiones de muros

50

20

45

240

90

240

210

120

861129080380

240

Sección transversal

240

540 124

240

Muro cuadrado (H/L=1.0)

Muro con aberturas

Muro robusto (H/L=0.5)

Muro esbelto(H/L=2.0)

6 Especímenes

4 Es

pecí

men

es

4 Especímenes

27 Especímenes

Total: 41 Especímenes

Dimensiones en cm

InstrumentaciInstrumentacióón tn tíípicapica

FPO FPE

FPC

CimVE

H10

CimH

CimVO VISTA CARA SUR

FH1, FH2

H6

H4

D1

H9

H8

V3 H7

H5

H1

V1

D2

H2

V2

V4

SDP200RCDP100CDP50CDP25

DDP50 (micrómetro)

R1R2

FV

Instrumentación Externa

EO4

EO3

EO1

EO2EE1

EE2

EE4

EE3

LH51LV

72

LV62

LV52

LV51

LV61

LV71

LH11

LH21

LH31

LH42

LH61

LH71

LH81

LH41

LO1 LO2LE2

LH8

LH7

LH6

LH4

LH3

LH2

LH1

LB7

LB6

LB5

LB4

LB3

LB2

LB1

LV11

LV21

LV31

LV41

LV32LV

22

LV12

LH5

LE1

Instrumentación Interna

Dispositivo de ensaye e historia de cargaDispositivoDispositivo de de ensayeensaye e e historiahistoria de de cargacarga

0.0020.0020.0040.004

0.0060.0060.0080.008

0.010.01

00

LateralLateralCarga / Dist.Carga / Dist.

CiclosCiclos

θθDistorsiDistorsióón,n,

Carga 3Carga 3

Carga 1Carga 1Carga 2Carga 2

Control porControl porcargacarga

Control porControl pordistorsidistorsióónn

incr

emen

to 0

.002

incr

emen

to 0

.002

Historia de Historia de cargacarga

Carga 1 = 0.25 carga de agrietamiento Carga 1 = 0.25 carga de agrietamiento Carga 2 = 0.5 carga de agrietamientoCarga 2 = 0.5 carga de agrietamientoCarga 3 = carga de agrietamiento Carga 3 = carga de agrietamiento

Resultados Etapa 1Resultados Etapa 1

Tipos de ensaye:Tipos de ensaye: MonMonóótono y Ctono y CííclicoclicoTipos de concreto:Tipos de concreto: Normal, Celular y AutocompactableNormal, Celular y Autocompactable% % ρρminmin (RDF):(RDF): 0, 50 y 1000, 50 y 100Tipo de refuerzo:Tipo de refuerzo: Barras convencionales de 3/8Barras convencionales de 3/8””Tipo de muro:Tipo de muro: Cuadrado (H/L=1)Cuadrado (H/L=1)TTéécnica rehabilitacicnica rehabilitacióón:n: Fibra de vidrio (epFibra de vidrio (epóóxica y polixica y poliééster)ster)

Ensayes monótonosEnsayesEnsayes monmonóótonostonos

00

1.61.6

3.23.2

4.84.8

6.46.4

88

00 0.20.2 0.40.4 0.60.6 0.80.8 11 1.21.2 1.41.4 1.61.6 1.81.8 22DistorsiDistorsióón %, mm/n %, mm/mmmm

σσ/ / √√

ff ´́c, p

sic,

psi

MCN100M MCN100M -- DTDT

MCA100M MCA100M -- DCDC


MCC50M MCC50M -- DTDT

MCC100M MCC100M -- DCDCMCA0M MCA0M -- DTDT

MCC0M MCC0M -- TDTD

MCN0M MCN0M -- DTDT

MCN100M MCN100M -- DTDT MCA100M MCA100M -- DCDC


MCN0M MCN0M -- DTDT

MCA0M MCA0M -- DTDT

MCC50M MCC50M -- DTDT

MCC100M MCC100M -- DCDC

MCC0M MCC0M -- DTDT

MCC0M MCC0M -- DTDT

0.650.65

0.520.52

0.390.39

0.260.26

0.130.13

MPa

MPa

00

Comparación de muros

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% Distorsión, mm/mm

Car

gala

tera

l, t

MCC0M

Tabiquerecocido

Tabiqueindustrializado

MCN0MMCA0M

Comparación de muros

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2% Distorsion, mm/mm

Car

gala

tera

l, t

Tabique industrializado 75%

TabiqueRecocido 85%

MCN100M

MCA100M

MCC100M

Ensayes cíclicosEnsayesEnsayes ccííclicosclicos

--66--44--2200224466

σσ/ / √√

ff ´́c, p

sic,

psi

--66--44--2200224466

σσ/ / √√

ff ´́c, p

sic,

psi

--66--44--2200224466

--22 --1.51.5 --11 --0.50.5 00 0.50.5 11 1.51.5 22

DistorsiDistorsióón %, mm/n %, mm/mmmm

σσ/ / √√

ff ´́c, p

sic,

psi

--22 --1.51.5 --11 --0.50.5 00 0.50.5 11 1.51.5 22

DistorsiDistorsióón %, mm/n %, mm/mmmm

MCC50CMCC50CTDTD

MCA50CMCA50CTDTD

MCC100CMCC100CDeslizamientoDeslizamientoLosa Losa -- TrabeTrabe

MCN50CMCN50CTDTD

MCA100CMCA100CCDCD

MCN100CMCN100CCDCD

0.50.50.330.33

0.160.16

00-- 0.160.16

-- 0.330.33

-- 0.50.50.50.50.330.33

0.160.16

00-- 0.160.16

-- 0.330.33

-- 0.50.50.50.50.330.33

0.160.16

00-- 0.160.16

-- 0.330.33

-- 0.50.5

MPaMPa

Ensayes monótonos vs. cíclicosEnsayesEnsayes monmonóótonostonos vs. vs. ccííclicosclicos

--88--66--44--220022446688

σσ/ / √√

ff ´́c, p

sic,

psi

--66--44--2200224466

--22 --1.51.5 --11 --0.50.5 00 0.50.5 11 1.51.5 22DriftDrift %, mm/%, mm/mmmm

σσ/ / √√

ff ´́c, p

sic,

psi



MCN100MCN100 MCC100MCC100 MCA100MCA100

MCN50MCN50 MCC50MCC50

0.650.650.490.490.330.330.160.16

MPa

00-- 0.160.16-- 0.330.33-- 0.490.49-- 0.650.65

0.490.490.330.33

0.160.1600

-- 0.160.16-- 0.330.33-- 0.490.49

MPa

MPa

Análisis de información

Deformímetros en barras horizontales

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2% Distorsión, mm/mm

Fuer

za, T

on

DH2DH8

DH4

DH1,5,6

DH7Fluencia después de laresistencia

Análisis de información

DV4

0

20

40

60

80

-0.40% -0.20% 0.00% 0.20% 0.40%

DV2

0

20

40

60

80

DV1

0

20

40

60

80

DV7

0

20

40

60

80

-0.40% -0.20% 0.00% 0.20% 0.40%

DV6

0

20

40

60

80

DV5

0

20

40

60

80

Deformímetros en barras verticales

Historia de grietas

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 2 4 6 8 10espesor de grieta, mm

Dis

tors

ión,

%

1-13-34-46-6

Rehabilitación de muros de concreto

Fibra de vidrio de petatillo con densidad 650 g/m2

adherida al muro con resinasEpóxica

Poliéster

Estado final del muro, MCA50CR

Resina epóxica

Ensayes cíclicos vs. rehabilitados

MCA50CTD

MCN50CTD

-45

-30

-15

0

15

30

45

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2% Distorsión, mm/mm

Fuer

za, T

on

MCN50CTD

MCN50CR

MCA50CR

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2% Distorsión, mm/mm

-45

-30

-15

0

15

30

45

Fuer

za, T

on

-45

-30

-15

0

15

30

45

Fuer

za, T

on

MCN50CRR

Resina epóxica

Resina poliéster

Resina poliéster

Resultados Etapa 2Resultados Etapa 2

Tipo de ensaye:Tipo de ensaye: CCííclicoclicoTipos de concreto:Tipos de concreto: Normal, Celular y AutocompactableNormal, Celular y Autocompactable% % ρρminmin (RDF):(RDF): 50 y 10050 y 100Tipos de refuerzo:Tipos de refuerzo: Barras 3/8Barras 3/8”” y Malla de Alambre Soldadoy Malla de Alambre SoldadoTipos de muro:Tipos de muro: Robusto (H/L=0.5), Cuadrado (H/L=1.0), Robusto (H/L=0.5), Cuadrado (H/L=1.0),

Esbelto (H/L=2.0) y AberturEsbelto (H/L=2.0) y Aberturasas

Muros robustos (H/L = 0.5)

DeslizamientoDeslizamiento

DeslizamientoDeslizamiento

TensiTensióón diagonaln diagonal




Fractura de la mallaFractura de la malla



-90

-60

-30

0

30

60

90

-0.02 -0.01 0 0.01 0.02Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MRN100C

-90

-60

-30

0

30

60

90

-0.02 -0.01 0 0.01 0.02Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MRC100C

-90

-60

-30

0

30

60

90

-0.02 -0.01 0 0.01 0.02Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MRN50C

-90

-60

-30

0

30

60

90

-0.02 -0.01 0 0.01 0.02Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MRN50mC

-90

-60

-30

0

30

60

90

-0.02 -0.01 0 0.01 0.02Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MRC50mC

-90

-60

-30

0

30

60

90

-0.02 -0.01 0 0.01 0.02Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MRNB50mC

Muros cuadrados (H/L = 1.0)

TensiTensióónndiagonaldiagonal


TensiTensióónndiagonaldiagonalCompresiCompresióónn

diagonaldiagonal


CompresiCompresióónndiagonaldiagonal

-42

-28

-14

0

14

28

42

-0.026 -0.013 0 0.013 0.026Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t MCA50C-2

-42

-28

-14

0

14

28

42

-0.026 -0.013 0 0.013 0.026Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MCN50C-2

-42

-28

-14

0

14

28

42

-0.026 -0.013 0 0.013 0.026Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MCC50C-2

-42

-28

-14

0

14

28

42

-0.026 -0.013 0 0.013 0.026Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MCN50mC

-42

-28

-14

0

14

28

42

-0.026 -0.013 0 0.013 0.026Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MCC50mC

-42

-28

-14

0

14

28

42

-0.026 -0.013 0 0.013 0.026Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MCNB50mC

Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

Muros esbeltos (H/L = 2.0)





Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

Frac

tura

de

la m

alla

-24

-16

-8

0

8

16

24

-0.034 -0.017 0 0.017 0.034Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t MEN100C

-24

-16

-8

0

8

16

24

-0.034 -0.017 0 0.017 0.034Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MEN50C

-24

-16

-8

0

8

16

24

-0.034 -0.017 0 0.017 0.034Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MEN50mC

-24

-16

-8

0

8

16

24

-0.034 -0.017 0 0.017 0.034Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t MEC50mC

Muros con aberturas

Fractura de la mallaFractura de la mallaTensiTensióón diagonaln diagonal

-36

-24

-12

0

12

24

36

-0.005 -0.0025 0 0.0025 0.005Distorsión mm/mm

Fuer

za c

orta

nte,

t

MVN50mC

Etapa 3 Etapa 3 (en proceso)(en proceso)

Tipo de ensaye:Tipo de ensaye: DinDináámico (Mesa vibradora)mico (Mesa vibradora)Tipos de concreto:Tipos de concreto: Normal y CelularNormal y Celular% % ρρminmin (RDF):(RDF): 50 y 10050 y 100Tipos de refuerzo:Tipos de refuerzo: Barras 3/8Barras 3/8”” y Malla de alambre soldadoy Malla de alambre soldadoTipos de muro:Tipos de muro: Cuadrado (H/L=1.0) y AberturasCuadrado (H/L=1.0) y Aberturas

Características dinámicas de las viviendas

Modelos analíticos

Pruebas de vibración ambiental

Dispositivo de ensaye de modelos a escala 1:1.25

Muros con aberturas

Solicitación sísmica (prototipo)

Evento del estado límite de servicio

Lugar: Caleta de Campos (Michoacán)

Fecha: 11 de enero de 1997A max: 0.4 gDuración: 63.73 s

Sismo simulado403.2 x 10288.3ÚltimoCALE83

Sismo simulado404.0 x 10277.7ResistenciaCALE77

Sismo base utilizado como función de Green405.0 x 10267.1ServicioCALE71

DescripciónCaída esfuerzos Δσ (bares)

Momento sísmico, M0

(dinas – cm)Magnitud

MwEstado límiteSismo

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0 10 20 30 40 50 60 70t (s)

Acel

erac

ión

(g)

Solicitación sísmica (modelos)

52.20114.981.638.3ÚltimoCALE8311.0862.110.917.7ResistenciaCALE772.5350.980.507.1ServicioCALE71

ΙA (m/s)Duración (s)A max (g)Magnitud MwEstado límiteSismo

-1.8

-0.9

0.0

0.9

1.8

0 20 40 60 80 100 120t (s)

Ace

lera

ción

(g)

-1.8

-0.9

0.0

0.9

1.8

0 20 40 60 80 100 120t (s)

-1.8

-0.9

0.0

0.9

1.8

0 20 40 60 80 100 120t (s)

0

2

4

6

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5T (s)

Sa

(g)

0

2

4

6

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5T (s)

0

2

4

6

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5T (s)

0

3

6

9

12

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5T (s)

Sd

(cm

)

0

3

6

9

12

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5T (s)

0

3

6

9

12

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5T (s)

Modelo AnalModelo Analííticotico

Modelo histerético propuesto - cortante

Propiedades del modelo:

•Degradación de rigidez

•Degradación de resistencia • Adelgazamiento de los ciclos cerca del origen•Envolvente de esfuerzos máximos

Ajuste del modelo histerético

Experimental Analítico

-60

-40

-20

0

20

40

60

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50Desplazamiento, mm

Car

ga la

tera

l, t

-60

-40

-20

0

20

40

60


Car

ga la

tera

l, t

-60

-40

-20

0

20

40

60


Car

ga la

tera

l, t

-40-30-20-10

010203040

-30 -20 -10 0 10 20 30Desplazamiento, mm

Car

ga la

tera

l, t

-40-30-20-10

0

10203040


Car

ga la

tera

l, t

-40-30-20-10

010203040


Car

ga la

tera

l, t

MCN100C

MCN50C

Experimental vs. ACI 318Experimental vs. ACI 318Experimental vs. ACI 318

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

AC

I 318

-05

0%50%100%

Promedio 1.07CV 0.18

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

AC

I 318

-05 Convencional

CelularAutocompactable

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

AC

I 318

-05 Monotónico

Cíclico

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

AC

I 318

-05 Tensión Diag.

CompresiónDiag.

Inseguro Inseguro

Inseguro Inseguro

Capacidad de deformación de murosCapacidad de deformaciCapacidad de deformacióón de murosn de muros

00.5

11.5

22.5

3

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3M/VL

% D

max

00.5

11.5

22.5

3

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3H/L

% D

max

00.5

11.5

22.5

3

0 1.5 3 4.5 6 7.5 9ρhor fy

% D

max

00.5

11.5

22.5

3

0 1 2 3 4 5ρver fy

% D

max

Capacidad de deformación de murosCapacidad de deformaciCapacidad de deformacióón de murosn de muros

δmax = δf + δc

EI3VH3

f =δ

EI3VH3

f =δ VL/M33.1c e033.0

c´fAVL

=δ

Modelo de cortante propuestoModelo de cortante propuestoModelo de cortante propuesto

y horcescmax f f´ F V V V ρηα +=+=

)0.08(%D - 0.455 max=α yvere f 0.05 0.77 F ρ+= 0.25 f 0.15 - 1 yhor ≥= ρη

0

0.25

0.5

0.75

1

0 1.5 3 4.5 6 7.5 9ρ hor fy

η

00.10.20.30.40.50.6

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3%Dmax

α

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.25 0.5 0.75 1% Dmax

Fe

Vc = f ( %Dmax, M/VL, ancho de grieta w)

Modelo de cortante propuesto, VcModelo de cortante propuesto, Modelo de cortante propuesto, VVcc

Fv

θFh

Cd

Vc = ζ f´c Astr cos θ(Zhang y Jirsa, 1982)

Vc = f (anchura de grieta, w)

rr 40019.0

40011

c´f8.5

ε+≤

ε+=ζ

(Zhang y Hsu, 1998)

Modelo de cortante propuesto, VcModelo de cortante propuesto, Modelo de cortante propuesto, VVcc

Vc = ζ f´c Astr cos θ(Zhang y Jirsa, 1982)

Vc = f (anchura de grieta, w)

rr 40019.0

40011

c´f8.5

ε+≤

ε+=ζ

(Zhang y Hsu, 1998)

wr a

w=ε

(Este estudio)

εr = W

Aw

Experimental vs. modelo propuestoExperimental vs. modelo propuestoExperimental vs. modelo propuesto

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

Prop

uest

o

0%50%100%

Promedio 1.07CV 0.12

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

Prop

uest

o

ConvencionalCelularAutocompactable

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

Prop

uest

o MonotónicoCíclico

0.60.70.80.9

11.11.21.31.4

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25%Dmax

V max

/ V

Prop

uest

oTensión Diag.

Compresión Diag.

-0.951.01-13.5814.36MCN50mC23-0.880.89-12.5412.74MEN50mC24-0.91.02-12.8114.58MRN50mC22

-0.961.00-13.7014.27MCN50C-230

-0.961.00-12.3912.90MRN50C19-0.991.02-12.7613.08MEN50C20

-1.151.02-15.8814.06MCN50C9

-1.321.34-17.0117.22MEN100C18

(v/√fc')-(v/√fc')+vmax(-)vmax

(+)NombreNúm.

-1.17*1.08*-15.0013.91MRN100C17

-1.451.34-19.9418.52MCN100C10

1.8526.17MCN100M31.2317.33MCN50M20.8912.60MCN0M1

kg/cm²kg/cm²kg/cm²kg/cm²

* fa

lla p

or d

esliz

amie

nto

Comparación resistencias – concreto de peso normalComparaciComparacióón resistencias n resistencias –– concreto de peso normalconcreto de peso normal

Conclusiones Conclusiones Conclusiones

Efecto del tipo de concretoEfecto del tipo de concretoEl comportamiento de los muros de concreto normal El comportamiento de los muros de concreto normal es similar es similar al de los muros de concreto al de los muros de concreto autocompactableautocompactableLa resistencia de los muros de concreto normal y La resistencia de los muros de concreto normal y autocompactable fue mayor que la de los muros de autocompactable fue mayor que la de los muros de concreto celularconcreto celularLos muros de concreto celular y autocompactable Los muros de concreto celular y autocompactable exhibieron agrietamientos prematuros que pudieron exhibieron agrietamientos prematuros que pudieron afectar la rigidez inicialafectar la rigidez inicial

Conclusiones Conclusiones Conclusiones

Efecto de las cuantEfecto de las cuantíías de refuerzoas de refuerzoTal como se esperaba, los modelos con mayor Tal como se esperaba, los modelos con mayor cuantcuantíía de refuerzo presentaron mayores a de refuerzo presentaron mayores resistencias.resistencias.En los ensayes monEn los ensayes monóótonos (refuerzo convencional), tonos (refuerzo convencional), los muros reforzados con el 50% de la cuantlos muros reforzados con el 50% de la cuantíía a mmíínima presentaron una capacidad de nima presentaron una capacidad de desplazamiento comparable a los muros reforzados desplazamiento comparable a los muros reforzados con el 100% de la cuantcon el 100% de la cuantíía ma míínima recomendada.nima recomendada.

Ejempo de diseño – vivienda de concretoEjempoEjempo de de disediseññoo –– viviendavivienda de de concretoconcreto

Refuerzo 50% mínimo:

8 m8 m

4 m4 m 4 m4 m

8 m8 m

2 m2 m

3 m3 m

1 m1 m

2 m2 m

Dos nivelesDos nivelesEspesor de muros = 100 mmEspesor de muros = 100 mmAltura de entrepiso = 2.4 mAltura de entrepiso = 2.4 mDensidad de muros: Densidad de muros:

X = 3.8%; Y = 3.8%X = 3.8%; Y = 3.8%ff´́cc = 15 MPa= 15 MPac = 0.4c = 0.4TTxx = 0.03 s; = 0.03 s; TTyy = 0.02 s= 0.02 sQQ´́= 1.06= 1.06

10 810 8V total XV total X13 1013 101.571.572.02.01212

18 1318 131.961.962.52.51111

59 3159 313.03.05.05.01010

7 67 60.980.981.251.2599

10 810 81.311.311.661.6688

10 810 81.311.311.661.6677

10 810 81.311.311.661.6666

9 79 7V total YV total Y7 67 60.650.650.830.8355

40 3040 301.961.962.52.544

118 63118 633.03.05.05.033

17 1417 140.980.981.251.2522

7 67 60.560.560.710.7111

Capacidad:Capacidad:Resistente / RequeridaResistente / Requerida

M/VLM/VLH/LH/LMuroMuro

El 50% del El 50% del refuerzo refuerzo mmíínimo,nimo,aaúún n podrpodrííaa ser ser excesivoexcesivo



ConclusionesConclusionesConclusionesEstudio analítico de viviendas

Para viviendas de un nivel, la relación M/VL es similar a la relación de aspecto H/L.Para viviendas de dos niveles: en muros continuos en elevación, la relación M/VL es del orden del 50% en comparación con la relación H/L y del orden de 250% en muros sin continuidad en elevación.Existe buena relación entre el periodo obtenido con análisis de MEF y el calculado considerando a los muros en voladizo y empleando sólo las deformaciones por cortante.En viviendas de un nivel, se presentan esfuerzos altos en el diafragma y en la interfase losa-muro antes de que se presenten los modos de traslación en el sentido largo y de torsión.

ConclusionesConclusionesConclusiones

Uso de la malla vs. barras convencionalesEl modo de falla en todos los especímenes con malla de alambre soldado se presentó por la fractura repentina de los alambres de ésta, proporcionando una menor capacidad de deformación que los muros con barras.

Sin embargo, su uso puede considerarse cuando las demandas de desplazamiento sean pequeñas, logrando ahorros en el proceso constructivo.


Efecto del tipo de ensayePara fallas en compresión diagonal, la resistencia lateral y ductilidad de los muros ensayados bajo carga monótona fue mayor que en los muros equivalentes ensayados bajo carga cíclica.


Efecto de la relación de aspectoTodos los muros, sin importar su relación de aspecto, presentaron la falla por cortante con el patrón de grietas inclinadas aproximadamente 45°.Los muros robustos con el 100% del refuerzo fallaron por deslizamiento en la base, después de presentar grietas inclinadas.El cálculo de la resistencia para las características estudiadas de los muros no depende de su relación de aspecto.


Modelo de cortante ajustado con Base de Datos

Considera el efecto de la resistencia del concreto, las cuantías de refuerzo horizontal y vertical, la distorsión, el ancho del agrietamiento principal y el esfuerzo axial

PerspectivasPerspectivasPerspectivas

Ensayes en mesa vibradoraEnsayes en mesa vibradoraEste tipo de ensayes representarEste tipo de ensayes representaráán de una mejor n de una mejor manera las solicitaciones smanera las solicitaciones síísmicas a las que smicas a las que pueden estar sometidos estos elementos.pueden estar sometidos estos elementos.Con los resultados obtenidos por medio de este tipo Con los resultados obtenidos por medio de este tipo de ensayes, se espera relacionar adecuadamente de ensayes, se espera relacionar adecuadamente la capacidad y la demanda de disela capacidad y la demanda de diseñño de los muros o de los muros de concreto que hacen parte de viviendas. de concreto que hacen parte de viviendas.

• Alfredo Sánchez Alejandre• Leonardo Flores Corona• Julián Carrillo León• Juan José Ramírez Zamora

• Alfredo Sánchez Alejandre• Leonardo Flores Corona• Julián Carrillo León• Juan José Ramírez Zamora

• Roberto Uribe Affif• Angel Ponce Cuevas• Roberto Uribe Affif• Angel Ponce Cuevas

Muros de Concreto para la Vivienda Sergio M. Alcocer · Densidad de muros, (%) Periodo T, s...

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