DR. JUAN JOSÉ PÉREZ-GAVILÁN ESCALANTE Ingeniero Civil por la Facultad de Ingeniería. UNAM (CU) Maestro en Estructuras por la UNAM Doctor en mecánica numérica por la Universidad de Londres, Inglaterra Investigador Titular, en la coordinación de Ingeniería Estructural Del Instituto de Ingeniería, UNAM (CU) Prof. Titular de los cursos Diseño de Estructuras de Mampostería Mecánica Avanzada Del posgrado de Ingeniería de la UNAM Investigador Nacional Nivel I Coordinador del comité que revisa las Normas Técnicas de Mampostería del DF Presidente del Comité de Mampostería de la SMIE Proyectos activos, todos experimentales y analíticos -  Contribución del refuerzo horizontal y relación de aspecto en muros de

mampostería (CENAPRED, GDF) -  Contribución del refuerzo horizontal en muros de mampostería, piezas de arcilla

(SMIE, II, CENAPRED, NOVACERAMIC) -  Distorsión de estructuras de mampostería con refuerzo (Mesa vibradora) II UNAM (II, GDF) - Muros sobre elementos Flexibles (CENAPRED, UNAM)

Cambios a las NTC para Diseño y Construcción de Estructuras de

Mampostería

Juan José Pérez-Gavilán E.

3 3

Subcomité revisor de las NTC Mampostería

Dr. Sergio M. Alcocer Martínez de Castro M.I. Javier Cesín Farah M.I. Leonardo E. Flores Corona Dr. Óscar Hernández Basilio M.I. Raúl Jean Perrilliat Dr. Roberto Meli Piralla Dr. Juan José Pérez-Gavilán Escalante, Coordinador M.I. José Álvaro Pérez Gómez Dr. Arturo Tena Colunga

4 4

Objetivos criterios generales

•  Propiciar una buena práctica –  Favorecer el uso de materiales con control de calidad –  Evitar sistemas estructurales que no puedan

inspeccionarse y por lo tanto no se pueda garantizar su comportamiento

–  Especificar procedimientos constructivos que preserven la integridad y den como resultado estructuras congruentes con las hipótesis de análisis y diseño.

–  Establecer criterios de diseño basados en evidencia científica

–  Incorporar la experiencia de la práctica profesional –  Evitar el obstaculizar el desarrollo de nuevos

sistemas estructurales o materiales innovadores

Materiales

6 6

Cambio de nomenclatura en las variables

Para lograr consistencia en todas las NTC se propone el cambio siguiente:

Actual Nuevo Descripción 𝑓↓𝑝↑∗  𝑓↓𝑝↑′  Resistencia de diseño a compresión de las piezas 𝑓↓𝑚↑∗  𝑓↓𝑚↑′  Resistencia a compresión para diseño de la mamp. 𝑣↓𝑚↑∗  𝑣↓𝑚↑′  Resistencia de diseño a compresión diagonal de muretes 𝑓↓𝑗↑∗  𝑓↓𝑗↑′  Resistencia a compresión para diseño de mortero

Este valor de diseño es el que tiene una probabilidad del 98% de ser alcanzado por la mampostería y mortero.

7 7

Resistencia mínima a compresión de piezas

Para evitar confusión en la interpretación se añade a la Tabla la resistencia media mínima

Las especificaciones de las piezas usadas en los elementos estructurales de mampostería tales como resistencia a la compresión, tolerancias dimensionales, absorción y contracción deberán cumplir con la Norma Mexicana NMX-C-404-ONNCCE vigente (2012).

Tipo de pieza* y material (* definido en la NMX-C-404)

𝒇↓𝒑↑′  mínima

MPa (kg/cm²)

Tabique macizo de arcilla artesanal 6 (60) Tabique macizo o multiperforado de arcilla o de concreto

10 (100)

Tabique hueco de arcilla o de concreto 6 (60) Bloque macizo o multiperforado de arcilla o de concreto

10 (100)

Bloque hueco de arcilla o de concreto 6 (60)

𝒇↓𝒑     mínima

Mpa (kg/cm²)

NMX-C-404 9 (90)

15 (150)

9 (90) 15 (150)

9 (90)

8 8

Mortero

2.5 Morteros El mortero para pegar piezas cuyo objetivo sea construir muros en las modalidades aquí presentadas debe cumplir con los requisitos que establece la norma mexicana NMX-C-486 de mortero para uso estructural.

La resistencia de diseño será

0.1 industrializado (seco o premezclado) 0.2 elaborado en obra

2.5.2 Clasificación (por su resistencia, fj’) Tipo I fj’ mayor o igual a 12.5 MPa (125 kg/cm²) Tipo II fj’ menor que tipo I y mayor o igual a 7.5 MPa (75 kg/cm²) Tipo III fj’ menor que tipo II y mayor o igual a 4 MPa (40 kg/cm²)

9 9

Dosificación del mortero Ti

po d

e m

orte

ro

cem

ento

hid

ráu-

lico

cem

ento

de

alba

ñile

ría

cal h

idra

-tada

Parte

s de

aren

a

I 1 — 0 a ¼

No

men

os d

e 2.

25 n

i más

de

3 ve

ces l

a su

ma

de

cem

enta

ntes

en

volu

men

12.5 (125) 1 0 a ½ —

II 1 — ¼ a ½

7.5 (75) 1 ½ a 1 —

III 1 — ½ a 1¼ 4 (40)

Tipo

de

mor

tero

cem

ento

hid

ráu-

lico

cem

ento

de

alba

ñile

ría

cal h

idra

-tada

Parte

s de

aren

a

I 1 — ¼ 3¾

1 ½ — 4½

II 1 — ½ 4½

1 1 — 6

¹ El volumen de arena se medirá en estado suelto. ² Los proporcionamientos son indicativos, el mortero deberá cumplir con la resistencia a compresión de

diseño establecida independientemente de la dosificación que se utilice.

Tabla 2.3 Proporcionamientos, en volumen, recomendados para mortero dosificado en obra

Actual, 2004 Propuesta

Res

iste

ncia

no

min

al f j

’

NMX-C-486-ONNCCE: La resistencia promedio mínima 𝑓↓𝑗   , será 180 y 110 kg/cm² para mortero tipo I y II, respectivamente.

10 10

ü  Piezas NMX-C-404-ONNCCE-2012 ü  Compresión piezas NMX-C-036-ONNCCE-2013 ü  Pilas y muretes NMX-C-464-ONNCCE-2010 (nueva) ü  Cemento NMX-C-414-ONNCCE-2010 ü  Cem. de albañilería NMX-C-021-ONNCCE-0210

ü  Cal hidratada NMX-C-003-ONNCCE-2010 ü  Agregados NMX-C-111-ONNCCE-2004 ü  Agua NMX-C-122-ONNCCE-2004 ü  Mortero y concreto NMX-C-061-ONNCCE-2010

NMX-C-083-ONNCCE-2002 NMX-C-160-ONNCCE-2004

ü  Aditivos NMX-C-255-ONNCCE-2006 ü  Mortero uso estructural NMX-C-486-ONNCCE-2013 (para

declaratoria) http://www.onncce.org.mx

http://www.economia-nmx.gob.mx/

Normas Mexicanas para materiales

11 11

ü Barras corrugadas NMX-C-407-ONNCCE NMX-B-457 y 506 –CANACERO

ü Alambres laminados en frío NMX-B-072 o 253 –CANACERO

ü Malla de alambre soldado NMX-B-290-CANACERO

ü Armaduras de alambre soldado para castillos y dalas NMX-B-456-CANACERO

ü Alambrón (sólo estribos) NMX-B-365-CANACERO y esfuerzo de fluencia: fy,≥ 210 MPa (2100 kg/cm²)

ü Paneles para uso estructural en muros, techos y entrepisos NMX-C-405-ONNCCE

ü Vigueta y bovedilla NMX-C-406-ONNCCE

http://http://www.canacero.org.mx/normas.html http://www.economia-nmx.gob.mx/

Normas Mexicanas para materiales

12 12

Tablas de 𝒇↓𝒎↑′  en función de 𝒇↓𝒑↑′ 

𝑓↓𝑝↑′  MPa (kg/cm²)

𝑓↓𝑚↑′  MPa (kg/cm²)

Mortero I Mortero II Mortero

III 6 (60) 2

7.5 (75) 2 10 (100) 15 (150) ≥ 20 (200)

2.5 (25) 4 (40) 5 (50)

7.5 (75) 10 (100)

2 (20) 3.5 (35) 4.5 (45) 6 (60) 9 (90) Se

elim

ina

Tabla 2.7 Resistencia de diseño a compresión de la mampostería de piezas de concreto

( 𝑓↓𝑚↑′  sobre área bruta)

² Sólo para el caso de piezas huecas

𝑓↓𝑝↑′  MPa (kg/cm²)

𝑓↓𝑚↑′  MPa (kg/cm²) Mortero

I Mortero

II Mortero

III 6 (60)

7.5 (75) 10 (100) 15 (150) 20 (200) ≥ 30 (300) 40 (400) 50 (500)

2 (20) 3 (30) 4 (40) 6 (60) 8 (80)

12 (120)

2 (20) 3 (30) 4 (40) 6 (60) 7 (70) 9 (90)

Se e

limin

a

Tabla 2.8 Resistencia de diseño a compresión de la mampostería de piezas de arcilla

( 𝑓↓𝑚↑′ , sobre área bruta)

Para hacer uso de estas tablas, la resistencia de las piezas, fp’ debe haber sido obtenida experimentalmente.

13 13

Valores índice para fm’

Para el diseño de edificaciones que cumplan con: •  Superficie construida no mayor de 250 m², •  de no más de dos niveles y •  que no sean parte de conjuntos de casas,

Si no se realizan determinaciones experimentales, podrán emplearse los valores de fm’ siguientes:

Tipo de pieza fm’, MPa (kg/cm²)

Tabique macizo de arcilla artesanal 1.5 (15)

Tabique de arcilla extruido 4 (40)

Bloque de concreto 1.5 (15)

Tabique de concreto (tabicón) 1.5 (15)

Basado en los valores anteriores (NTCM, 2004) para mortero tipo II

Tabla 2.9 Resistencia de diseño a compresión de la mampostería, fm’, para algunos tipos de piezas, sobre área bruta

14 14

Valores índice para vm’

Para el diseño de edificaciones que cumplan con: •  Superficie construida no mayor de 250 m², •  de no más de dos niveles y •  que no sean parte de conjuntos de casas,

Si no se realizan determinaciones experimentales, podrán emplearse los valores de vm’ siguientes:

Tipo de pieza vm’, MPa (kg/cm²)

Tabique macizo de arcilla artesanal 0.2 (2)

Tabique hueco de arcilla extruida 0.2 (2)

Bloque de concreto 0.2 (2)

Tabique de concreto (tabicón) 0.2 (2)

Basado en los valores anteriores (NTCM, 2004) para mortero tipo II. Se redujo: Tabique arcilla 3 a 2 kg/cm² Bloque concreto 2.5 a 2 kg/cm²

Tabla 2.10 Resistencia de diseño a compresión diagonal de la mampostería, sobre área bruta

15 15

Ensayes de muretes y pilas

Se mantienen los mismos requisitos, pero se hace referencia a los métodos de ensaye de la norma mexicana: NMX-C-464-ONNCCE.

P

t = espesor

altu

ra

carga

carga

altura ≈ longitud

Factor correctivos para pilas con diferentes relaciones altura a espesor

Relación altura a espesor de la pila 2 3 4 5 6

Factor correctivo 0.75 0.90 1.00 1.05 1.06

Nuevo

16 16

Cargas de corta duración: Em = 800 fm* piezas de concreto Em = 600 fm* barro y otras

Para todos los casos:

Em = 350 fm* cargas sostenidas Gm = 0.2 Em

Módulos de elasticidad y de cortante

Apéndice normativo B

Para efectos de considerar Gm en el análisis, cuando Gm /Em < 1/3, se utilizará un valor del módulo de Poisson igual a ν=0.25 y se reducirá el área de cortante por un factor igual a Gm / (0.4Em).

Sistemas estructurales

18 18

Sistemas estructurales

•  Mampostería confinada –  10 cm solo para edificaciones hasta dos niveles –  12 CM con piezas de barro o de concreto –  Castillos interiores solo en muros con t≥20 cm

•  Mampostería con refuerzo interior –  10 cm hasta edificios de dos niveles –  12 cm con piezas doble hueco de barro extruido –  14 cm con piezas doble hueco de concreto

•  Mampostería sin confinamiento sin refuerzo interior –  Ya no se permite para diseño de estructuras nuevas –  Especificaciones solo para revisión de est. existentes

19 19

MUROS CONFINADOS CON CASTILLOS INTERIORES

EL ESPESOR MINIMO DE LOS MUROS CONFINADOS CON CASTILLOS INTERIORES SERA DE 20 CM

:

20 20

Traslape de barras y refuezo horizontal

•  Se acepta que se traslape el 100% del refuerzo en una sola sección, tanto en el refuerzo de castillos como en el refuerzo interior de muros.

•  Se especifican nuevas longitudes de traslape que toman en cuenta el tamaño de la pieza y la barra

•  Se cambió el tamaño máximo de la barra que puede alojarse en una celda

•  Nuevas opciones para la colocación del refuerzo horizontal

21 21

TRASLAPES DE REF VERT EN MRI CON UNA Y DOS BARRAS POR CELDA

22 22

TRASLAPES DE CASTILLOS EN MUROS CONFINADOS

23 23

Propuesta

𝑙↓𝑑  diámetro de la barra 𝑓↓𝑦  esfuerzo de fluencia γ γ=1 en barras no. 5 y menores, γ=1.3 para barras mayores 𝐾   menor valor entre el recubrimiento de mortero o 5db. 𝑓↓𝑗  resistencia a compresión del mortero

𝑙↓𝑑 =0.49  𝑑↓𝑏↑2 𝑓↓𝑦 /𝐾√𝑓↓𝑗       40 𝑑↓𝑏  MSJC 2005

Evidencia experimental nacional (CENAPRED)

24 24

MORTERO Y CONCRETO DE RELLENO EN MUROS REFORZADOS INTERIORMENTE

Para el colado de celdas donde Se aloje el refuerzo vertical, deberá Emplearse mortero o concreto de relleno con Una resistencia a la compresión 𝑓´↓𝑗 ≥125 kg/cm2 Yo no podrá usarse el mortero de junteo

Criterios de Diseño Sísmico

26 26

Tabla de Q y γ

Tabla 3.1 Factor de comportamiento sísmico, distorsión lateral inelástica máxima y limitaciones de uso 1

Sistema estructural Q (2) γli máx (2) Muros de carga de mampostería confinada de piezas macizas con refuerzo horizontal 3

2.0 0.01

Muros de carga de mampostería confinada de piezas macizas 2.0 0.006

Muros de carga de mampostería confinada de piezas huecas con refuerzo horizontal 3

2.0 0.008

Muros de carga de mampostería confinada de piezas huecas 1.5 0.004

Muros de carga de mampostería de piezas huecas reforzadas interiormente

1.5 0.006

Muros diafragma (4) (5)

Muros de carga de mampostería de piezas huecas o macizas no confinados ni reforzados 6

1.0 0.002

1 Para las zonas II y III no se admitirán estructuras fuertemente irregulares según las NTCS. 2 Tanto Q como la distorsión lateral inelástica máxima pueden diferir en las dos direcciones ortogonales en que se analiza la estructura. 3 Para que el sistema estructural sea considerada en esta categoría, todos los muros estructurales deben tener refuerzo horizontal. 4 Cuando los muros sean parte de marcos que no puedan resistir al menos el 70% de la carga lateral sin tomar en cuenta la resistencia de los muros, la ductilidad será de acuerdo al tipo de mampostería utilizada en el muro diafragma. En caso contrario, podrá usarse Q = 3 o Q = 4 según se indica en las NTCS. 5 Se tomará de acuerdo con el tipo de mampostería utilizada. 6 Solo para revisión de estructuras existentes.

Análisis

28 28

Método simplificado (MS)

Se propone… •  quitar al método simplificado, tanto de

la norma de sismo (NTCS) como de la de mampostería (NTCM)

•  Incluir un requisito de resistencia mínima utilizando las mismas ideas del MS

29 29

Requisito mínimo de resistencia

•  Se elimina la tabla de coeficientes sísmicos reducidos

30 30

Nuevas consideraciones de modelación (Apéndice B)

Modelación con elementos finitos Modelación de muros largos (columna ancha)

Nuevos detalles de modelación con columna ancha

Resistencia a corte

32 32

Resistencia a corte

La nueva propuesta… •  Toma en cuenta la variación de la resistencia al

agrietamiento con la relación de aspecto •  Toma en cuenta la reducción de la resistencia al

agrietamiento debida a momento (interacción momento – cortante)

•  Cuando se tiene refuerzo horizontal, la nueva propuesta toma en cuenta la resistencia a compresión de la mampostería

33 33

Evidencia de la interacción momento-cortante

San Bartolomé, 1992, SENCICO

Aunque el cortante es constante el agrietamiento inclinado por cortante siempre se presenta en el primer nivel Se concluye que la resistencia a corte depende también del momento

34 34

Evidencia de la interacción momento-cortante

Compared the shear strength without momento vs the strength without momento Experimental results

35 35

Evidencia del efecto de la relación de aspecto

36 36

Resistencia corte nueva propuesta

VR = k0k1VmR + VsR

k0 =

8<

:

1 H/L > 1.51.3 H/L < 1

interpolar

k1 = 1� ↵phfyh

↵ = 0.045

Factor reductor de la resistencia de la mampostería a medida que aumenta la cuantía

Factor para obtener la resistencia máxima de la mampostería sin refuerzo horizontal.

Sin refuerzo

37 37

Resistencia al agrietamiento

Factor que toma en cuenta la relación de aspecto del muro

Reduce la resistencia debido al momento en el extremo superior del muro Solo en muros en simple curvatura

38 38

Nueva Resistencia al agrietamiento vs fórmula vigente

39 39

Resistencia debida al refuerzo

� = 0.1

Resistencia debida al refuerzo horizontal

Cuantía efectiva

Cuantía límite: a partir de la cual ya no aumenta la resistencia

Eficiencia: independiente de la cuantía

40 40

Resistencia de la mampostería

20.7  

30.7  

16.6  

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  

Fuerza  Cortante  (t)  

Distorsión  (%)  

MB-­‐0  

V

32.2  

17.6  

5.0  Vs  máx  =  5.35  t  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

30  

35  

0   0.1   0.2   0.3   0.4   0.5   0.6   0.7  

Fuerza  Cortante  (t)  

Distorsión  (%)  

MB-­‐1  

25.8  

37.7  

20.15  

Vs  máx  =  16  t  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

30  

35  

40  

0   0.25   0.5   0.75   1   1.25   1.5   1.75  

Fuerza  Cortante  (t)  

Distorsión  (%)  

MB-­‐2   VV0  VS  

24.25  

42.95  

29.4  

Vs  máx  =  21.1  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

30  

35  

40  

45  

50  

0   0.25   0.5   0.75   1   1.25   1.5   1.75  

Fuerza  Cortante  (t)  

Distrosión  (%)  

MB-­‐3  

31.8  

39.5  

16.05  

Vs  máx  =  31.1  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

30  

35  

40  

45  

0.0   0.4   0.8   1.2   1.6   2.0  

Fuerza  Cortante  (t)  

Distorsión  (%)  

MB-­‐4  

23.35  

39.6  

23.7  Vs  máx  =  30.2  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

30  

35  

40  

45  

0   0.25   0.5   0.75   1   1.25   1.5   1.75   2  

Fuerza  Cortante  (t)  

Distorsión  (%)  

MB-­‐5  𝑝↓ℎ    𝑓↓𝑦ℎ =0  kg/c m↑2  𝑝↓ℎ    𝑓↓𝑦ℎ =2.3  kg/cm↑2  𝑝↓ℎ    𝑓↓𝑦ℎ =6.2  kg/cm↑2 

𝑝↓ℎ    𝑓↓𝑦ℎ =9.2  kg/cm↑2  𝑝↓ℎ    𝑓↓𝑦ℎ =12.3  kg/cm↑2  𝑝↓ℎ    𝑓↓𝑦ℎ =15.8  kg/cm↑2 

§  El acero trabaja después del agrietamiento §  La resistencia debida a la mampostería se reduce con la cuantía

41 41

Observación de la cuantía límite

§  La resistencia dada por el refuerzo aumenta hasta llegar a una cierta cuantía a partir de la cual ya no aumenta la resistencia

42 42

Cuantías mínima y máxima

Se propone que la cuantía mínima sea una constante

Se propone que la cuantía máxima depende de la resistencia a la compresión de la mampostería o bien de un requisito de tipo geométrico (5% de el área transversal de la junta por el esfuerzo de fluencia)

43 43

Muros sobre trabes

Revisión de esfuerzos en El extremo de los muros

Revisión por desplazamientos

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10

0 10

0 50 100 150

K=4 K=8

44 44

Factor de concentración de esfuerzos

Factor de reducción de los esfuerzos elásticos que solo depende de K

Factor de concentración de esfuerzos

Ductos y Muros no Estructurales

46 46

Contenido

•  Nuevos requisitos para colocación de instalaciones

•  Lineamientos para desligar muros no estructurales

•  Estabilidad de muros no estructurales

47 47

Instalaciones

INSTALACIONES – tuberías y dictos Las instalaciones eléctricas e hidrosanitarias se deberán colocar sin dañar los muros de mampostería y sin que disminuya su resistencia a carga axial, cortante y flexocompresión.

48 48

Instalaciones

49 49

Instalaciones

50 50

Instalaciones

51 51

Muros no estructurales

H

TRABE  o'S IS TEMA  DE  PIS O

CERRAMIENTO

MURO

COLUMNA

CAS TILLO

Holgura de x cm Materíal flexible

Separar los muros de los elementos estructurales

COLUMNA COLUMNAMURO

CAS TILLOCAS TILLO CAS TILLO

52 52

Muros no estructurales

COLUMNAMURO

S IS TEMADE  PIS O

Colocar los muros o muretes fuera del plano de las columnas

COLUMNA

MURO

COLUMNA COLUMNA

MURO  o'MURETE

CAS TILLOCAS TILLO

CERRAMIENTO

MURO

S IS TEMADE  PIS O

ANCLAJEDE   IMPACTO

S OLERA

Soporte lateral de muros

53 53

Gracias..