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8/14/2019 cia de La Mampostera No Reforzada en El Comport a Mien To Inelstico de prticos de Concreto

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INFLUENCIA DE LA MAMPOSTERA NO REFORZADA ENEL COMPORTAMIENTO INELSTICO DE PRTICOS DE

CONCRETO

INFLUENCE OF NONREINFORCED MASONRY IN THE INELASTIC BEHAVIOROF CONCRETE FRAMES

JULIN CARRILLOProfesor Investigador, Universidad Militar Nueva Granada. [email protected]

GIOVANNI GONZLEZProfesor Investigador, Universidad Militar Nueva Granada. [email protected]

Recibido para revisar 18 de Mayo 2006, aceptado 26 de Septiembre de2006, versin final 8 de Noviembre de 2006

RESUMEN: Los muros no estructurales pueden ser desplazados de un lugar a otropor variaciones en el uso de los espacios, originando an durante sismosmoderados, una interaccin prtico-relleno que puede alterar significativamente laconcepcin de los diseos convencionales. Por lo tanto, es necesario evaluar lainfluencia que tienen estos rellenos en el comportamiento inelstico local y globalde los edificios, especialmente cuando esta interaccin causa efectos negativos alos elementos que conforman el sistema. Teniendo en cuenta lo anterior, sepresentan en este trabajo los resultados de una investigacin analtica ycomputacional, donde se realiza la modelacin inelstica de tres edificios tpicos (de3, 7 y 13 pisos) utilizando el mtodo del puntal diagonal equivalente, con elpropsito de cuantificar la influencia (positiva negativa) de los rellenos demampostera en el comportamiento local y global de las edificaciones.Adicionalmente se presenta una herramienta que permite tener en cuenta estoselementos durante el proceso de anlisis y diseo estructural.

PALABRAS CLAVE: Prtico de concreto, Mampostera, Comportamiento inelstico,Modelacin, Puntal diagonal.

ABSTRACT: The nonstructural walls can be displaced from a place to another oneby variations in the use of the spaces, originating even during moderateearthquakes, a frame-infill interaction that can significantly alter the conception ofthe conventional designs. Therefore, it is necessary to evaluate the infills influencerelated to the local and global inelastic behavior of the buildings, especially whenthis interaction causes negative effects to the elements that conform the system.

Considering the previous fact, in this paper the results of an analytical andcomputational investigation are presented, where the inelastic modeling of threetypical buildings (of 3, 7 and 13 floors) is made, using the equivalent diagonal strutmethod, in order to quantify the influence (positive or negative) of the masonryinfills in the local and global behavior of the constructions. Additionally, it ispresented a tool that allows considering these elements during the structuralanalyses and design process.

KEYWORDS: Concrete frame, Masonry, Inelastic behavior, Modeling, Diagonalstrut.

1. INTRODUCCIN
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La mampostera utilizada para la construccin de muros divisorios y fachadas en losedificios de concreto, es considerada normalmente por los diseadores estructuralesslo como una sobrecarga de efecto uniforme para la estructura y como tal esignorada en el proceso de anlisis y diseo estructural. A pesar de que el

comportamiento de la estructura compuesta de concreto y mampostera ha sido

estudiado por muchos aos, este sistema ha tenido algunas dificultades para sermodelado analticamente a causa de: (1) carencia del conocimiento de lamodelacin de la estructura compuesta prtico mampostera no reforzada, debidoa la ausencia de resultados experimentales de los materiales y tcnicas deconstruccin comunes en nuestro medio, (2) complejidad de clculo, debido a lasincertidumbres estructurales asociadas a las caractersticas mecnicas del frgilmaterial de relleno y las condiciones de contacto, las cuales cambian a lo largo desu interfase con el concreto, constituyendo fuentes adicionales de dificultad demodelacin; y (3) formacin de diversos y complejos modos de falla, junto con lacomplicada naturaleza anisotrpica y heterognea del muro, debido a la interaccina lo largo de los planos dbiles del mortero de pega.

No tener en cuenta la interaccin de esta estructura compuesta no est siempre enel lado de la seguridad, puesto que la interaccin entre el muro y el prtico bajocargas laterales altera significativamente las caractersticas dinmicas de laestructura y por lo tanto su respuesta a las cargas ssmicas, las cuales crean unafuente importante de riesgo durante estos movimientos.

2. MTODO DEL PUNTAL DIAGONAL EQUIVALENTE

Para tener en cuenta la influencia de la mampostera en el comportamiento

inelstico de los edificios se utiliza el mtodo del puntal diagonal equivalente, elcual maneja un procedimiento esttico no lineal (NSP, por sus siglas en ingles). Elmtodo utilizado es un anlisis de pushover de un prtico que contiene puntalesequivalentes excntricos que representan la mampostera. El mtodo puede serusado tanto para prticos completamente rellenos como para paneles demampostera parcialmente rellenos y con aberturas. Usando puntales excntricosen este anlisis global, se producirn efectos directamente del relleno sobre lascolumnas, con lo cual no se necesitar evaluar estos miembros localmente. Estemtodo se basa en el desarrollo de rtulas plsticas que capturan las propiedadesno lineales del sistema estructural. El mtodo estudiado ha demostrado resultadosconfiables basados en datos experimentales y anlisis de elementos finitos nolineales (Carrillo, 2006).

2.1 Procedimiento esttico no lineal para edificios con rellenos demamposteraEn el procedimiento esttico no lineal (pushover), el modelo que incorporadirectamente una respuesta inelstica del material, es desplazado hasta un

desplazamiento objetivo para revisar los resultados de fuerzas internas y lasdeformaciones que se presentan. El desplazamiento objetivo representa elmximo desplazamiento probable a ser experimentado durante el sismo de diseo.El modelo matemtico de la estructura se somete a un aumento monotnico defuerzas o desplazamientos laterales (pushover) hasta que el desplazamientoobjetivo es excedido o la estructura sufre colapso. Debido a que el modelomatemtico incorpora los efectos de la respuesta inelstica del material, el clculode las fuerzas internas sern aproximaciones razonables de aquellas esperadasdurante el sismo de diseo.


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La curva pushover se construye hasta un desplazamiento aproximadamente igual al2.5% de la altura del edificio. Las cargas laterales se aplican a la estructura en unadistribucin tal que simule la probable distribucin de las fuerzas inerciales en unsismo. Para anlisis tridimensional, la distribucin horizontal debe simular ladistribucin de fuerzas de inercia en el plano de cada diafragma de piso. Paraambos anlisis, bidimensional y tridimensional, deben considerarse por lo menos

dos modelos de distribuciones verticales de carga lateral. En general elprocedimiento de anlisis esttico no lineal se resume en los siguientes tres pasos(ATC-40, 1996):

2.1.1 Demanda ssmica sobre la estructuraSe encuentra representada por el espectro de diseo del sitio donde est localizadala edificacin. El espectro de diseo se construye para el amortiguamientointrnseco de la edificacin.

2.1.2 Capacidad de la estructuraEl objetivo principal de los procedimientos no lineales simplificados es la generacinde la curva de capacidad (pushover curve, en ingles). Esta curva representa los

desplazamientos laterales como una funcin de la fuerza aplicada a la estructura.Este proceso es independiente del mtodo usado para calcular la demanda y delcriterio del ingeniero estructural.

2.1.3 ComportamientoPara la evaluacin del desplazamiento hasta el cual llegar la estructura con elsismo de diseo, se pueden emplear varios mtodos entre los que se destacan lossiguientes: (1) el mtodo del espectro de capacidad, el cual reduce el espectroelstico debido al amortiguamiento histertico (dao) proporcionado por laestructura y lo intercepta con la curva de capacidad en el sistema coordenadoespectral para encontrar el punto de comportamiento (ver Figura 1.a), y (2) elmtodo de los coeficientes de desplazamiento (ver Figura 1.b), el cual modifica el

desplazamiento elstico con coeficientes para calcular el desplazamiento objetivo.Usando el punto de comportamiento o el desplazamiento objetivo, la respuestaglobal de la estructura y los componentes de deformacin individual soncomparadas con los lmites establecidos para cumplir los objetivos decomportamiento para el edificio.
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Figura 1. Mtodos para el clculo del punto de comportamiento. Tomada de Reyes,2001

Figure 1. Methods for calculating the behavior point. Taken from Reyes, 2001

En la Figura 1, Sa y Sdson la aceleracin y el desplazamiento espectral, ap y dp sonla aceleracin y el desplazamiento en el punto de comportamiento, Ves el cortanteen la base, es el desplazamiento y e y t son los desplazamiento elstico yobjetivo.

2.2 Evaluacin de la resistencia en el planoA continuacin se describen las variables necesarias para realizar la modelacin enel plano del sistema prtico de concreto - mampostera no reforzada:

2.2.1 Ancho del puntal diagonal equivalente

Las expresiones usadas en este artculo han sido adoptadas de Mainstone (1971),Stafford-Smith y Carter (1969), entre otros. Sin embargo, se han realizado algunasmodificaciones con el fin de calibrar estos resultados con los obtenidosexperimentalmente utilizando mampostera de fabricacin Colombiana (Carrillo,2006). El ancho del puntal equivalente, a, depende de la relacin de rigidez aflexin del relleno y las columnas del prtico de confinamiento (1). Esta rigidezrelativa debe ser evaluada usando la Ecuacin 1.

donde Em es el mdulo de elasticidad de la mampostera, tes el espesor del muro, es el ngulo de inclinacin del puntal, Ec es el mdulo de elasticidad de las
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columnas de confinamiento, Icoles el momento de inercia de la columna y h es laaltura del relleno. Usando esta expresin Mainstone (1971) consider la flexibilidadrelativa del prtico respecto al relleno en la evaluacin del ancho del puntalequivalente del panel, tal como se muestra en la Ecuacin 2.

donde D es la longitud diagonal del relleno y Hes la altura del prtico deconfinamiento. Sin embargo, si hay aberturas presentes y/o daos en el rellenoexistente, el ancho del puntal equivalente debe ser reducido usando la Ecuacin3.

donde (R1)i y (R2)i son factores de reduccin debido a la presencia de aberturas y aldao del relleno respectivamente (Al-Chaar, 2002). Teniendo en cuenta losresultados experimentales obtenidos (Carrillo, 2006), el ancho del puntal diagonal

equivalente debe ser corregido de acuerdo con la Ecuacin 4:

2.2.2 Excentricidad del puntal diagonal equivalenteEl puntal equivalente de mampostera est conectado a los elementos del prtico,tal como se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Posicin del puntal. Adaptada de Al-Chaar, 2002Figure 2. Strut position. Adapted from Al-Chaar, 2002

El puntal debe estar simplemente apoyado a la columna a una distancia lcolumna de lacara de la viga. Esta distancia esta definida en las Ecuaciones 5 y 6. Usando estaconfiguracin, la fuerza del puntal es aplicada directamente a las columnas.

2.2.3 Comportamiento carga-deformacin del puntalLa resistencia del puntal se determina calculando la carga necesaria para alcanzarla resistencia a la compresin (Rcompr) y al cortante a la adherencia del relleno de

mampostera (Rcort). La componente de estas fuerzas en la direccin del puntalequivalente es usada para asignar la resistencia del puntal. Esta resistencia es
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definida como Rpuntal(Ecuacin 7) y gobierna la resistencia de la rotula plstica en elelemento.

donde puntales el ngulo del puntal excntrico respecto a la horizontal, definido porla Ecuacin 8. La resistencia a la compresin del relleno se evala usando laEcuacin 9.

donde fm es la resistencia a la compresin de la mampostera y tefecrepresenta elespesor neto del panel de mampostera. La carga horizontal lateral requerida paraalcanzar la resistencia al cortante del relleno se calcula con la Ecuacin10.

dondeAnes el rea neta de la seccin transversal de la junta de pega del panel derelleno a lo largo de su longitud (l x tpega), tpega representa el espesor transversal delmortero de pega y fves el menor valor entre las resistencias al cortante y a laadherencia (mortero-pieza) de la mampostera. El puntal equivalente se asumepara deflectarse lateralmente con derivas no lineales tal como se muestra en laFigura 3.

Figura 3. Comportamiento carga-deformacin del puntalFigure 3. Load-deformation strut behavior

El parmetro d, el cual representa la capacidad de deformacin no lineal, esexpresado en trminos de la deriva lateral de piso y est definido en la Tabla 7-9del FEMA 356.

2.2.4 Posicin de las rtulas plsticasEl puntal equivalente slo necesita rtulas que representen la carga axial. Estartula debe estar localizada en la luz media del elemento. En general, el mnimonmero y tipo de rtulas plsticas necesarias para la modelacin se muestran en laFigura 4.


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Figura 4. Localizacin de rtulas plsticas. Adaptada de Al-Chaar, 2002Figure 4. Plastic hinge placement. Adapted from Al-Chaar, 2002

Adicionalmente se deben asignar zonas rgidas en los extremos de los elementosdel prtico que rodean el panel de relleno, con el fin de incrementar la rigidez de losnudos. Para las vigas y las columnas, las zonas rgidas deben ser asignadas desdela unin viga/columna (interseccin de ejes) hasta una distancia igual a la mitad dela mayor dimensin del elemento que llega al nudo.

2.2.5 Procedimiento generalEl siguiente procedimiento es un esquema general de lo requerido en programas deanlisis estructural para realizar un anlisis esttico inelstico (pushover) utilizandoel mtodo del puntal diagonal equivalente:

Crear los elementos del prtico con la geometra, apoyos y propiedades delos materiales.

Crear los puntales equivalentes representando los paneles de relleno yubicarlos excntricamente respecto a las columnas. Esta distancia excntricaes referida como lcolumna y se define por la Ecuacin 5. El espesor del puntal(tpuntal) debe ser el mismo que el espesor transversal del mortero de pega

(tpega) si la falla est gobernada por la resistencia al cortante o a laadherencia, igual al espesor efectivo del panel de relleno (tefec) si la fallaest gobernada por la resistencia a la compresin. El ancho del puntalequivalente apuntaldebe ser calculado usando la Ecuacin 4. S el panel derelleno esta parcialmente relleno o tiene aberturas, se debe aplicar losfactores de modificacin para este tipo de rellenos. Adems, se deben teneren cuenta los daos que existen en los rellenos. Las propiedades delmaterial que deben ser asignadas al puntal consisten en Rpuntaly Em.

Asignar zonas rgidas en las uniones del prtico para representar lainterseccin real entre elementos viga y columna. Las zonas rgidas debenmodelarse con un factor de rigidez de 0.5, es decir la mitad de la zona rgidase considera efectiva.

Asignar rtulas plsticas a los elementos del prtico con el comportamientoapropiado carga-deformacin para la seccin y material particular. Paravigas, la rotula plstica debe tener en cuenta el comportamiento no lineal aflexin y cortante. Para columnas, la rotula debe tener en cuenta lainteraccin entre la carga axial y la flexin, as como las propiedades nolineales asociadas con el cortante. Las propiedades de las rtulas deben sercalculadas usando las parmetros establecidos en la Seccin 6.4 del FEMA273 y del FEMA 356 para elementos de concreto reforzado. Las rtulas enlas columnas y las vigas deben estar localizadas en los extremos de cadauno de estos elementos teniendo en cuenta las zonas rgidas que se formanen sus intersecciones.

Asignar rtulas plsticas en la mitad de la longitud del puntal equivalenteexcntrico.

Aplicar las cargas de gravedad como condiciones iniciales del anlisis depushover. Las combinaciones de carga recomendadas se encuentran en las


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ecuaciones 3-2 y 3-3 del FEMA 273 y en las ecuaciones 3-3 y 3-4 del FEMA356. Las cargas laterales deben ser aplicadas en una manera tal queaproximen las fuerzas de inercia en el diseo ssmico. Las distribuciones defuerza de inercia recomendadas estn dadas en la Seccin 3.3.3.2 del FEMA273 y del FEMA 356.

Realizar el anlisis de pushover usando algn mtodo de descarga de los

elementos para obtener el equilibrio despus de que una rtula plsticapierde capacidad debido a la excesiva deformacin.

3. MODELACIN DE EDIFICIOS TPICOS

3.1 Parmetros de modelacinCon el fin de determinar la influencia de los rellenos de mampostera en elcomportamiento de los prticos de concreto reforzado, se realiza la modelacinesttica no lineal de 3 edificios tpicos construidos en la Ciudad de Bogot D.C, los

cuales fueron diseados de acuerdo con la Norma NSR-98 (AIS, 1998). Para realizaresta modelacin se utiliz la ayuda del Programa SAP 2000 8.16 (Computers andStructures, 2003).

Los modelos se representan por elementos elsticos con rtulas y zonas rgidas ensus extremos. El programa SAP 2000 8.16 tiene herramientas para operar deacuerdo al ATC-40, por lo tanto, la entrada ssmica se puede representar a partir deun espectro esqueleto definido por la normativa o un espectro de respuestasuavizado. Sin embargo, esto slo se utiliza para el espectro del edificio de 7 pisos,ya que su espectro de diseo est de acuerdo con la NSR-98 (AIS, 1998). Para losotros edificios se calcula el punto de comportamiento con la ayuda de una hoja declculo, ya que sus espectros de diseo estn con base a la Microzonificacin de

Bogot (Alcalda Mayor de Bogot DC, 2001) donde las coordenadas espectrales delas zonas 3, 4 y 5 dependen del periodo elevado a una potencia diferente de 1.0,adems, los periodos base del espectro esqueleto utilizado por el Programa SAP2000 8.16 no son iguales a los de la microzonificacin; lo cual impide utilizar laherramienta propuesta por el ATC-40. A continuacin se mencionan los parmetrosgenerales que se utilizaron para las tres edificaciones:

3.1.1 Capacidad de la estructuraLas curvas pushover (curvas de capacidad) se construyeron hasta undesplazamiento igual al 2.0% de la altura de cada uno de los edificios. Lascapacidades de las estructuras se calcularon para cada una de las 2 direccionesprincipales. Los modelos de distribucin vertical de carga lateral utilizados en la

modelacin fueron los siguientes:

Para el modelo del parmetro uniforme, se utiliz una carga lateralrepresentada por fuerzas laterales proporcionales a la masa total de cadapiso. Este modelo consisti en aplicar a la edificacin un impulso deaceleracin que se incrementa en el tiempo.

Para el modelo modal, se utiliz una carga lateral proporcional a ladistribucin del cortante de piso calculado por combinacin de respuestamodal (con anlisis de espectro de respuesta de la estructura), usando elespectro del movimiento del suelo correspondiente para cada edificio.

Para obtener la capacidad inelstica de las vigas que conforman los edificios se

utiliz una hoja de clculo, la cual se fundamenta en los parmetros estipulados enlos documentos ATC-40 y FEMA-356. La capacidad inelstica de las columnas seasign en principio por defecto en el Programa SAP 2000 8.16, luego se clculo la


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capacidad de sus rtulas teniendo en cuenta la carga axial que soportan en supunto de comportamiento. La capacidad de rotulacin plstica de los muros secalcul con el Programa X-TRACT 2.6.2 (Imbsen and Associates, 2004) con el fin detener en cuenta su geometra especfica y la carga axial que soporta en el punto decomportamiento.

3.1.2 ComportamientoPara la evaluacin del desplazamiento hasta el cual llegar cada una de lasestructuras con el sismo de diseo, se emple el Mtodo del Espectro de Capacidad.Este es el mtodo propuesto por el ATC-40. Para el clculo del punto decomportamiento se escoge el caso ms crtico, calculando la capacidad de laestructura con los parmetros uniforme y modal.

3.2 ModelacinLas Figuras 5 y 6 muestran los modelos y las curvas de capacidad (con y sinrellenos de mampostera) de los edificios analizados. El nivel inferior de estosedificios corresponde al stano, por lo tanto, no se incluyen los puntales querepresentan la mampostera.

Figura 5. Geometra de los modelos con rellenos de mamposteraFigure 5. Models geometry with masonry infills

Figura 6. Capacidad de los edificios con y sin rellenos de mamposteraFigure 6. Buildings capacity with and without masonry infills

En las Figuras 7 y 8 se muestra la formacin de rtulas de los edificios en el puntode comportamiento (sismo de diseo) y en un punto de igual desplazamiento (parala capacidad ltima del edificio con rellenos de mampostera) respectivamente.
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Figura 7. Formacin de rotulas en los edificios en el punto de comportamiento(sismo de diseo)

Figure 7. Hinge pattern in the behavior point (design earthquake)


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Figura 8. Formacin de rotulas para iguales desplazamientosFigure 8. Hinge pattern for equal displacements

En las Figuras 7 y 8 una rtula en: B representa la fluencia, C y D representan lacapacidad ltima y la resistencia residual del anlisis de pushover, E representa lafalla total; y una rtula en IO (Ocupacin Inmediata), LS (Seguridad a la Vida) y CP(prevencin al colapso) representa una medida de deformacin adicional para losobjetivos de comportamiento del diseo. En la Tabla 1 se muestran los parmetrosestructurales calculados en el punto de comportamiento de los edificios analizados.
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Tabla 1. Comparacin de resultados para el punto de comportamientoTable 1. Results comparison for the behavior point

4. ANLISIS DE RESULTADOS

Como se puede apreciar en la Tabla 1, los rellenos de mampostera pueden afectarapreciablemente la resistencia, la rigidez, el amortiguamiento, el periodo, losdesplazamientos, entre otros. Aunque la resistencia global de la estructura no esafectada apreciablemente, esta puede aumentar dependiendo de la densidad demuros en la edificacin. La rigidez inicial del sistema es un parmetrosignificativamente afectado por la presencia de los rellenos de mampostera. Al

aumentar la rigidez disminuye el periodo de la estructura, causando cambios en lasaceleraciones espectrales con las cuales se deben disear estos edificios. Loscambios en el periodo pueden aumentar disminuir la seudoaceleracindependiendo del tipo de espectro de diseo y las caractersticas propias de laedificacin. Para los edificios analizados, la presencia de los rellenos disminuye laseudoaceleracin, resultando en una ventaja para el diseo de la estructura. Elamortiguamiento efectivo, puede aumentar drsticamente con la presencia de estosrellenos, ya que se presenta mayor dao, especialmente en los elementos noestructurales y de confinamiento. Los desplazamientos a que se ven sometidas lasedificaciones, siempre disminuyen con la presencia de los rellenos, ya que laestructura aumenta apreciablemente su rigidez.

El nivel de dao que se presenta en el punto de comportamiento (ver Figura 7)disminuye sustancialmente con la presencia de los rellenos, especialmente en loselementos de confinamiento, resultando en una ventaja para el comportamiento dela estructura. Por lo tanto, no tener en cuenta los rellenos en el anlisis y diseoestructural, podra resultar en un factor adicional de seguridad en el diseo deestructuras compuestas prtico relleno. Sin embargo, para niveles superiores dedemanda ssmica, es decir, para un sismo con un periodo de retorno superior al dediseo (ver Figura 8), la presencia de los rellenos puede ocasionar la perdida deductilidad debido a la falla prematura de algunos elementos estructurales comovigas y columnas, originando el colapso total o parcial de la edificacin. Estedesempeo es de gran importancia a nivel estructural, ya que en los diseosconvencionales no se tiene en cuenta la interaccin (en este caso desfavorable) que

existe entre los elementos (prtico-mampostera), lo que puede originar el colapsototal o parcial de la estructura para un sismo con un periodo de retorno superior alde diseo. En este caso, no tener en cuenta estos elementos podra resultar en una
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desventaja para el comportamiento de la estructura. Teniendo en cuenta lo anterior,siempre se deben incluir los rellenos de mampostera en los anlisis y diseos delas estructuras, con el fin de cuantificar el dao real de los elementos, lograndodiseos eficientes, seguros y econmicos.

5. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS

La prctica comn del anlisis y diseo de los prticos de concreto con rellenos demampostera ha sido siempre considerar estos muros como un elemento noestructural que aporta solo cargas verticales uniformes a la edificacin. Contrario aesta concepcin, en este artculo se establece que la mampostera puede alterarsignificativamente la resistencia, rigidez, ductilidad y amortiguamiento de estasedificaciones debido a la marcada interaccin prtico-mampostera. Estos cambiosque se originan pueden favorecer el comportamiento inelstico de las estructuraspara un sismo con un periodo de retorno no superior al de diseo, pues se

disminuyen el dao y los desplazamientos en este nivel. Sin embargo, parademandas ssmicas elevadas cercanas al punto de capacidad ltima de laestructura, pueden llevar al colapso prematuro de las mismas, debido a fallaslocales en los elementos como vigas o columnas debido al cambio de laspropiedades dinmicas de las edificaciones.

Gran porcentaje del costo de la reparacin de edificaciones sometidas a eventosssmicos, debe ser destinado a la rehabilitacin o reconstruccin de los elementoscatalogados como no estructurales (muros divisorios y fachadas). La NSR-98 (AIS,1998)especifica como criterio de diseo que los muros divisorios y fachadas deben, separarse de la estructura para que sta al deformarse como consecuencia delsismo no los afecte adversamente disponer de elementos no estructurales que

toquen la estructura y que por lo tanto, deben ser lo suficientemente flexibles parapoder resistir las deformaciones que la estructura les impone. Sin embargo, en laprctica actual ninguno de los dos criterios se cumple a cabalidad, ya sea porinsuficiente aislamiento de los elementos o por inadecuada capacidad de estos deresistir fuerzas dentro y fuera del plano. Adicionalmente, en este artculo semuestra la importancia que tiene para el diseador estructural la inclusin de losrellenos de mampostera en el anlisis y diseo estructural.

La NSR-98 (AIS, 1998) clasifica los elementos no estructurales en 3 grados dedesempeo (superior, bueno y bajo) segn su comportamiento ante la ocurrenciade un sismo que los afecte. Sin embargo, esta metodologa de clasificacin es solocualitativa y no permite cuantificar el desempeo que tendrn estos elementos

durante un movimiento ssmico. Con la metodologa inelstica del puntal diagonalequivalente es posible establecer y calificar claramente el comportamiento y el nivelde dao que presentarn los muros de mampostera no estructural en el plano y suposible afectacin a los dems elementos estructurales. En la Figura 9 se realiza lacomparacin de las derivas laterales de los edificios analizados utilizando losmodelos elsticos (secciones sin fisurar) sin rellenos de mampostera (prcticaconvencional) y los modelos inelsticos (secciones fisuradas) con y sin rellenos demampostera. Como se puede observar en la Figura 9, los muros de mamposteradisminuyen sustancialmente las derivas laterales de la edificacin (lo que podra seruna ventaja). Sin embargo, aunque las derivas laterales disminuyen, para estosdesplazamientos algunos de los muros de mampostera presentan un daoapreciable.


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Figura 9. Comparacin de derivas laterales elsticas e inelsticasFigure 9. Elastic and inelastic lateral drifts comparison

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