Edificios Altos de Mampostería

Séptimo Simposio Nacional

sobre

Ingeniería Estructural en la Vivienda

Cuernavaca Morelos

octubre del 2011

Edificios Altos de Mampostería

Juan José Pérez Gavilán E.

Instituto de Ingeniería

Edificios Altos

• Crecimiento vertical de las ciudades

• Un estudio de factibilidad técnica de edificios

altos de mampostería confinada en la ciudad

de México (Alfredo López Ortiz)de México (Alfredo López Ortiz)

• El problema de la Interacción Momento-

Cortante (J J PGE y Antonio Manzano)

Viabilidad Técnica

• Objetivos

– Utilizando las NTC vigentes, identificar las principales variables que dominan el diseño: carga vertical, cortante

– Suponiendo solo muros estructurales de – Suponiendo solo muros estructurales de mampostería determinar las características de piezas de barro y concreto que se requerirían para resolver los edificios

– Estimar las cuantías de refuerzo, tanto vertical en castillos como horizontal

Edificio 1 de estudio

Recam

ara 1

3 41 2S

ala-

com

edor

Cocina

Recam

ara 2

P. S.

Baños

Recamara 1

Sal

a-co

med

or

CocinaRecamara 2

P. S.

Baños

� Vivienda nivel medio

� 89 m2 por depto.

� 8, 12 y 15 Niveles

� Con elevador

� Losa de vigueta y bovedilla

� Muros con piezas de arcilla y

block de concreto

� Castillos exteriores del mismo

7 85 6

Recam

ara 2

Recamara 2

Acc

eso

Vacío Elevadores

� Castillos exteriores del mismo

espesor del muro

� Zonas II y III del DF

� Sin muros de concreto

� Se varió el ancho de la pieza

Edificio 2 de estudio

Recamara 1

Sala-comedorCocina

Recamara 2

Baños

Acceso

Y

X 8, 12 y 15

Niveles

12

34

Cocina

P. S

.

Recamara 1

Sala-comedor

Cocina

Recamara 2

P. S

.

Baños

Vacío

Elevadores

Espectros de diseño

0.35

0.40

0.45

0.50 a/g

8 Niv12 Niv

15 Niv

� Los períodos de los edificios con

piezas de arcilla y de block son

similares. Aunque el módulo

de elasticidad es mayor en el block,

las piezas requeridas fueron de

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

T [s]

Zona II Zona IIIa Zona IIIb

las piezas requeridas fueron de

dimensión menor

� Zonas de estudio II y IIIa

� La zona IIIb no se estudió porque

las ordenadas de la Zona IIIa fueron

mayores.

Resistencia al corte de entrepiso

• La resistencia a corte de los muros depende de la carga axial ( )

• Se utilizó un análisis estático con las fuerzas laterales escaladas de forma de obtener el cortante basal del análisis modal para calcular Pcortante basal del análisis modal para calcular P

• Carga axial en el muro = CV + Sismo (carga estática)

• El refuerzo horizontal en el muro se obtuvo del diseño para la combinación mas desf. ( )

• Resistencia de entrepiso

Densidad de Muros Zona II

BARRO

v*=5

t=15

8N

t=20,15

12N

t=25,20,15

15N

Prediseño

CONCRETO

v*=9

t=12

8N

t=15,10

12N

t=20,15,10

15N

Resistencia a corte Zona II

BARRO

v*=5Las fuerza son mayores

en las estructuras de

block porque son mas

pesadas, pero se

compensa porque las

t=15

8N

t=20,15

12Nt=25,20,15

15N

CONCRETO

v*=9

compensa porque las

piezas son mas

angostas

t=15

8N

t=20,15

12N

t=25,20,15

15N

Refuerzo

Barro zona II

t=25,20,15

Block conc zona II

t=20,15,10

Vertical Horizontal

En los primeros 3 niv

con pzas de block se requiere bastante

mas acero que el mínimo, mientras

que con pzas de barro, solo un poco mas

que el mínimo, sin embargo en área

de acero es similar dadas las diferencias

en el tamaño de las piezas

Barro Block

N8 18% 0%

N12 32% 21%

N15 23% 22%

De 12N a 15N hay un aumento en el ancho

De las piezas por eso la participación del

Acero decrece

t=15

8N

t=20,15

12Nt=25,20,15

15N

Resistencia a corte Zona IIIa

BARRO

Zona II

Zona III

Piezas multi-perforadas

Interacción Momento-cortante

Las NTCM no toman en cuenta la relación de aspecto (H/L) ni el momento

flexionante para determinar la fuerza cortante resistente. La norma supone

Implícitamente que los edificios son de poca altura.

Códigos

Los efectos, excepto el caso de Perú, pueden atribuirse

a la relación de aspecto solamente.

Estudio Perú

Figura 2.5 Lado izquierdo, esfuerzo principal máximo en el primer nivel de cada muro, lado

derecho, esfuerzo cortante promedio requerido para generar una distorsión igual 1/800,

Zevallos et. al. (1992). http://blog.pucp.edu.pe/media/688/20070504-Esbeltez%20-

%20Elementos%20finitos.pdf

Hipótesis de igual desplazamiento

Predicciones

Prueba piloto

M1 Solo con fuerza cortante y axial, se obtuvo Vn

M3 Se aplicó un momento hasta de 18T con la misma carga axial que M1

se obtuvo Vn’

Resultados

Teoría vs Experimento

Se desarrollará un nuevo programa de prueba, para confirmar los

Los resultados

Conclusiones

• Hacer edificios altos de mampostería en la

ciudad de México y otras ciudades del país es

un alternativa interesante y viable

técnicamentetécnicamente

• Se requiere mayor investigación para

robustecer las normas liberando la hipótesis

de estructuras de poca altura.