Edificios Altos de Mampostera

Sptimo Simposio Nacional

sobre

Ingeniera Estructural en la Vivienda

Cuernavaca Morelos

octubre del 2011

Edificios Altos de Mampostera

Juan Jos Prez Gaviln E.

Instituto de Ingeniera

Edificios Altos

Crecimiento vertical de las ciudades

Un estudio de factibilidad tcnica de edificios

altos de mampostera confinada en la ciudad

de Mxico (Alfredo Lpez Ortiz)de Mxico (Alfredo Lpez Ortiz)

El problema de la Interaccin Momento-

Cortante (J J PGE y Antonio Manzano)

Viabilidad Tcnica

Objetivos

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

Suponiendo solo muros estructurales de Suponiendo solo muros estructurales de mampostera determinar las caractersticas de piezas de barro y concreto que se requeriran para resolver los edificios

Estimar las cuantas de refuerzo, tanto vertical en castillos como horizontal

Edificio 1 de estudio

Reca

mar

a 1

3 41 2S

a

l

a

-

c

o

m

e

d

o

r

Cocina

Reca

mar

a 2

P. S.

Baos

Recamara

1

S

a

l

a

-

c

o

m

e

d

o

r

CocinaRecam

ara 2

P. S.

Baos

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

Reca

mar

a 2 Recam

ara 2

A

c

c

e

s

o

Vaco Elevadores

Castillos exteriores del mismo

espesor del muro

Zonas II y III del DF

Sin muros de concreto

Se vari el ancho de la pieza

Edificio 2 de estudio

Recamara

1

Sala-comedorCocin

a

Recamara

2

Ba

os

Acceso

Y

X 8, 12 y 15

Niveles

12

34

Cocin

a

P. S

.

Recamara

1

Sala-comedor

Cocina

Recamara

2P

. S

.

Ba

os

Vaco

Elevadores

Espectros de diseo

0.35

0.40

0.45

0.50

a

/

g

8 Niv12 Niv

15 Niv

Los perodos de los edificios con

piezas de arcilla y de block son

similares. Aunque el mdulo

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

dimensin menor

Zonas de estudio II y IIIa

La zona IIIb no se estudi 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 utiliz un anlisis esttico con las fuerzas laterales escaladas de forma de obtener el cortante basal del anlisis modal para calcular Pcortante basal del anlisis modal para calcular P

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

El refuerzo horizontal en el muro se obtuvo del diseo para la combinacin 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

Prediseo

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 mnimo, mientras

que con pzas de barro, solo un poco mas

que el mnimo, sin embargo en rea

de acero es similar dadas las diferencias

en el tamao 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 participacin 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

Interaccin Momento-cortante

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

flexionante para determinar la fuerza cortante resistente. La norma supone

Implcitamente que los edificios son de poca altura.

Cdigos

Los efectos, excepto el caso de Per, pueden atribuirse

a la relacin de aspecto solamente.

Estudio Per

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

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

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

%20Elementos%20finitos.pdf

Hiptesis de igual desplazamiento

Predicciones

Prueba piloto

M1 Solo con fuerza cortante y axial, se obtuvo Vn

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

se obtuvo Vn

Resultados

Teora vs Experimento

Se desarrollar un nuevo programa de prueba, para confirmar los

Los resultados

Conclusiones

Hacer edificios altos de mampostera en la

ciudad de Mxico y otras ciudades del pas es

un alternativa interesante y viable

tcnicamentetcnicamente

Se requiere mayor investigacin para

robustecer las normas liberando la hiptesis

de estructuras de poca altura.