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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

“ESTADO DEL ARTE DEL SISTEMA M2 PARA EDIFICIOS DE ALTURA”

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

JUAN CARLOS VELASTEGUÍ CARABALLO

[email protected]

DIRECTOR: MSC. ING. FÉLIX POLICARPO VACA

[email protected]

Quito, Octubre 2013

II

DECLARACIÓN

Yo, Juan Carlos Velasteguí Caraballo, declaro que el trabajo aquí descrito es de

mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o

calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se

incluyen en este documento.

La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido en la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.

JUAN CARLOS VELASTEGUÍ

III

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Juan Carlos Velasteguí

Caraballo, bajo mi supervisión.

Msc. Ing. Félix P. Vaca

DIRECTOR DE PROYECTO

IV

AGRADECIMIENTO

A Dios que ha iluminado mi camino para que llegue a culminar con esta etapa de

mi vida.

A mi universidad la Escuela Politécnica Nacional, que si en verdad es bastante

fuerte, le debo un cariño especial, fué como mi segundo hogar, aquí tuve una vida

diferente, que me hizo mejorar como persona y conocer a mis amigos que

hicieron que sea sobre llevable este proceso.

A mis profesores quienes de alguna manera nos han enseñado, no solo en lo

educativo, sino que también a través de sus consejos nos han dado enseñanzas

de vida, para que podamos defendernos tanto como profesionales, como

personas en la vida cotidiana.

Al Ingeniero Félix Vaca, mi director a la paciencia y ayuda que me ha tenido

durante este proceso de mi tesis, por toda su preocupación.

A los Ingenieros Patricio Placencia y Jorge Vintimilla por la ayuda también que me

dieron durante mi tesis.

A mi mamá que ha sido la persona que más se ha preocupado por mí durante

todo mi vida, quien ha confiado y me ha dado la fuerza a través de sus palabras y

de su ejemplo como una persona muy emprendedora y luchadora.

A Jenny A. Raza B., gracias por todas las cosas que hiciste por mí, después de

un tiempo me di cuenta que marcaste mi vida de una manera positiva, y me

ayudaste a ver el mundo de otra manera.

A mis amigos José, David, Geova, Mauricio, Vero, Jessi, Miguel Y, Marlon, Hulk,

Pablo T, Pame M, Juanka P, Severo, Horsy, Guido, Iván, Diego, MaBe, Alejo,

Kanabis, Raúl, Fausto y Betsa, Héctor, Amalia, Dianita G, Richy, Marco, Rengy,

Ruth, Lucho, Omar, JuanPa Z, Mario, Vero Minaya, Milton T, Daniela M, jello,

Cesar C, Marcel, Diego Ruiz, Kari L, Santiago Ch, Julián, Cris G, Gerard, Romi,

Taty P, Javier P, Roberto que se los debo todo en esta carrera sin ellos la

universidad y la vida cotidiana misma no hubiese sido igual. A mi primos María

Fernanda y José Gregorio, que fueron un apoyo para mí en mi tesis ustedes

saben que les quiero.

V

DEDICATORIA

Quiero dedicar esta tesis a mi mamá Isabel, quién siempre ha sido mi motor, la

persona que soñó, confió y me demostró que se puede salir adelante pese a las

adversidades. Quién ha sido un ejemplo para mí, siendo padre y madre al mismo

tiempo, sin tener grandezas me ha demostrado que las personas tienen un valor

que merecen respeto y un espacio en este mundo. Gracias por todo mamá de

verdad esto es por todo lo que has luchado.

VI

CONTENIDO

DECLARACIÓN…….……………………………………………………………………..II

CERTIFICACIÓN………………………. ................................................................. III

AGRADECIMIENTO ............................................................................................ IV

DEDICATORIA….………………………………………………………………………...V

CONTENIDO………………. .............................................................................. VI

GLOSARIO…………… .................................................................................. XXIII

RESUMEN…………… .................................................................................... XXV

SUMMARY…………...................................................................................... XXVI

PRESENTACIÓN ......................................................................................... XXVII

CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN …………. ........................................………………1

1.1 GENERALIDADES .................................................................................. 1

1.2 OBJETIVOS ............................................................................................. 2

1.2.1 OBJETIVOS GENERALES ............................................................... 2

1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................. 2

1.3 ALCANCE ................................................................................................ 3

1.4 METODOLOGÍA ...................................................................................... 3

CAPITULO 2 INTRODUCCION AL SISTEMA M2…….. ......................................... 4

2.1 DESCRIPCIÓN ........................................................................................ 7

2.2 CLASIFICACIÓN DE PANELES Y USOS ................................................ 9

2.2.1 PSME (PANEL SIMPLE MODULAR ESTRUCTURAL) ................... 10

2.2.2 PSMC (PANEL SIMPLE MODULAR DE CERRAMIENTO) ............. 13

VII

2.2.3 PSMR (PANEL SIMPLE MODULAR REFORZADO) Y PSM2R

(PANEL SIMPLE MODULAR DOBLEMENTE REFORZADO) ...................... 14

2.2.4 PDM (PANEL DOBLE EMMEDUE DE DOBLE PLACA DE

POLIESTIRENO) .......................................................................................... 16

2.2.5 PSSC (PANEL ESCALERA EMMEDUE, DE UN BLOQUE DE

POLIESTIRENO) .......................................................................................... 18

2.2.6 PSSG2 Y PSSG3 (PANEL LOSA EMMEDUE DE UNA PLACA DE

POLIESTIRENO) .......................................................................................... 21

2.2.7 PANEL DESCANSO (PANEL EMMEDUE DE UNA PLACA DE

POLIESTIRENO NERVADA) ........................................................................ 24

2.3 PROPIEDADES MECÁNICAS ............................................................... 24

2.3.1 EL POLIESTIRENO ........................................................................ 25

2.3.2 EL ACERO...................................................................................... 26

2.3.3 DOSIFICACIÓN DEL MORTERO ESTRUCTURAL ........................ 30

2.3.4 MORTERO INDUSTRIAL ............................................................... 31

2.3.5 PESOS DE PARED ACABADA ...................................................... 36

2.3.6 RENDIMIENTOS DE OBRA POR EL TIPO DE PANELES ............. 36

2.3.7 RESUMEN DE RESULTADOS SIGNIFICATIVOS DE ENSAYOS .. 37

2.4 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS .................................................. 46

2.5 DETALLES DE JUNTAS (LOSAS, PAREDES Y CIMENTACIONES) .... 54

2.5.1 JUNTAS .......................................................................................... 54

2.5.2 UNIÓN DE PAREDES INFERIOR Y SUPERIOR – LOSA .............. 54

2.5.3 UNIÓN PARED SUPERIOR – LOSA .............................................. 55

2.5.4 UNIÓN DE PAREDES – LOSA EN PEQUEÑOS VOLADOS .......... 56

2.5.5 UNIÓN PARED INFERIOR – LOSA ................................................ 57

2.5.6 UNIÓN PARED – CUBIERTA INCLINADA ..................................... 58

2.5.7 UNIÓN PARED DE BORDE – LOSA .............................................. 59

2.5.8 UNIÓN DE CUBIERTAS INCLINADAS LIMAHOYA........................ 60

2.5.9 UNIÓN DE CUBIERTAS INCLINADAS LIMATESA ........................ 61

2.5.10 PANEL DE LOSA ........................................................................... 61

2.5.11 MALLAS ......................................................................................... 61

2.5.12 ANCLAJE EN LOSA DE CIMENTACIÓN ........................................ 64

2.6 CONEXIONES ....................................................................................... 65

VIII

2.6.1 CONEXIÓN DEL PANEL DE MURO A LA CIMENTACIÓN DE

CONCRETO. ................................................................................................ 65

2.6.2 CONEXIÓN ENTRE PANELES COPLANARES ............................. 69

2.6.3 CONEXIÓN ENTRE PANELES DE MUROS ORTOGONALES ...... 70

2.6.4 CONEXIÓN MUROS Y TECHO EN EL PRIMER PISO .................. 71

2.6.5 CONEXIÓN ENTRE MUROS DE PISOS CONSECUTIVOS ........... 72

2.6.6 CONEXIÓN DE MUROS Y TECHO DE LA AZOTEA ...................... 72

2.7 REFUERZOS Y TIPOS .......................................................................... 73

2.7.1 REFUERZO ADICIONAL EN LOS BORDES .................................. 73

2.7.2 REFUERZO ADICIONAL EN VANOS DE PUERTAS Y

VENTANAS…… ........................................................................................... 75

2.7.3 ESPIGAS O CHICOTES PARA CONECTAR AL TABIQUE CON EL

PÓRTICO DE CONCRETO ARMADO .......................................................... 75

CAPITULO 3 RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN ……………. .................... 77

3.1 CAPACIDAD A AXIAL ........................................................................... 77

3.1.1 CARGA AXIAL ................................................................................ 77

3.1.2 CARGA EXCÉNTRICA ................................................................... 79

3.2 CAPACIDAD A FLEXIÓN ...................................................................... 86

3.2.1 FLEXIÓN SIMPLE .......................................................................... 86

3.2.2 FLEXIÓN EN EL PLANO DE PLACA ............................................. 91

3.2.3 CAPACIDAD A FLEXIÓN DE LOS ELEMENTOS ........................... 91

3.2.4 FLEXOCOMPRESIÓN .................................................................... 92

3.3 CAPACIDAD A CORTE (ESFUERZOS CORTANTES O DE

CIZALLAMIENTO). ........................................................................................... 94

CAPITULO 4 CONFIGURACIÓN ESPACIAL DE UN EDIFICIO ………. ............ 103

4.1 DIAGRAMA DE INTERACCIÓN P-M (TEÓRICO – PRÁCTICO) ......... 137

4.1.1 FLEXO COMPRESIÓN EN EL PLANO......................................... 139

4.1.2 FLEXO COMPRESIÓN FUERA DEL PLANO ............................... 139

4.2 ANALISIS DE RESULTADOS .............................................................. 139

4.3 RESULTADOS EXPERIMENTALES.................................................... 150

IX

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...................................................... 164

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 168

ANEXOS………………… ................................................................................... 172

ANEXO 1…………………................................................................................... 173

ANEXO 2…………………................................................................................... 175

ANEXO 3…………………................................................................................... 178

ANEXO 4…………………................................................................................... 179

X

LISTADO DE TABLAS

TABLA 2.1 TIPOS DE PANEL ............................................................................... 9

TABLA 2.2 CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES SIMPLES ESTRUCTURALES 11

TABLA 2.3 CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES SIMPLES CERRAMIENTO ..... 13

TABLA 2.4: CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES SIMPLEMENTE REFORZADOS

............................................................................................................................. 15

TABLA 2.5 CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES DOBLEMENTE REFORZADOS

............................................................................................................................. 15

TABLA 2.6 CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES PDM ....................................... 17

TABLA 2.7 CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES PSSG2 ................................... 23

TABLA 2.8 CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES PSSG3 ................................... 23

TABLA 2.9 PROPIEDADES FÍSICAS DEL EPS .................................................. 25

TABLA 2.10 MALLA ELECTROSOLDADA .......................................................... 26

TABLA 2.11 CARACTERÍSTICAS DE LAS MALLAS ELECTROSOLDADAS ...... 27

TABLA 2.12 CARACTERÍSTICAS ELECTRO-COMPRESORES ........................ 33

TABLA 2.13 PROBETAS DE HORMIGÓN .......................................................... 35

TABLA 2.14 PANELES SIMPLES PSME, (PESOS)............................................. 36

TABLA 2.15 PANELES DOBLES PDM, (PESOS) ................................................ 36

TABLA 2.16 PANELES LOSAS PSSG2, (PESOS) .............................................. 36

TABLA 2.17 CLASIFICACIÓN DE LOS PANELES POR RENDIMIENTOS .......... 37

XI

TABLA 2.18 COMPRESIÓN CENTRADA Y EXCÉNTRICA ................................. 37

TABLA 2.19 FLEXIÓN SIMPLE ........................................................................... 38

TABLA 2.20 ENSAYO A CORTE (ESFUERZOS DE CIZALLAMIENTO) ............. 38

TABLA 2.21 ENSAYO A CARGA HORIZONTAL (CONTENIDA EN EL PLANO) . 39

TABLA 2.22 ENSAYO DE IMPACTO BLANDO ................................................... 39

TABLA 2.23 ENSAYO DE IMPACTO DURO ....................................................... 39

TABLA 2.24 ENSAYO DE CARGA VERTICAL EXCÉNTRICA ............................ 39

TABLA 2.25 ENSAYO DE SEPARACIÓN DE SOLDADURA ............................... 40

TABLA 2.26 ENSAYO DE PERMEABILIDAD A LA INTEMPERIE ....................... 40

TABLA 2.27 ENSAYO DE RESISTENCIA AL DESARROLLO DE HONGOS ...... 40

TABLA 2.28 PRODUCCIÓN DE LLAMA Y VAPORES (RESISTENCIA AL

FUEGO) ............................................................................................................... 41

TABLA 2.29 NIVEL DE RESISTENCIA AL FUEGO (F90, 90 MINUTOS DE

RESISTENCIA AL FUEGO) ................................................................................. 41

TABLA 2.30 IMPACTOS BALÍSTICOS ................................................................ 41

TABLA 2.31 AISLAMIENTO TÉRMICO................................................................ 42

TABLA 2.32 CARACTERÍSTICAS DE LOS PANELES ........................................ 42

TABLA 2.33 RESULTADOS MÉTODOS ESTABLECIDOS DIN4109, ISO717 E

IRAM4043. ........................................................................................................... 42

TABLA 2.34 RESULTADOS OBTENIDOS POR IRAM4044................................. 43

XII

TABLA 2.35 NÚMEROS ÚNICOS, MEDIDOS EN LABORATORIO PARA

MATERIALES TÍPICOS, PARA UTILIZARLOS EN CONSTRUCCIÓN DE

PAREDES Y TABIQUES ..................................................................................... 43

TABLA 2.36 PUNTO DE VISTA ACÚSTICO ........................................................ 43

TABLA 2.37 RESISTENCIA AL FUEGO .............................................................. 44

TABLA 2.38 EMISIÓN DE MONÓXIDO DE CARBONO ...................................... 44

TABLA 2.39 EMISIÓN DE ÓXIDO DE CARBONO SEGÚN LAS NORMAS DIN .. 44

TABLA 2.40 PERMEABILIDADES DE CÁLCULO ................................................ 45

TABLA 2.41 RESISTENCIA A LA DIFUSIÓN DE VAPOR ................................... 45

TABLA 2.42 COMPARACIÓN RV ........................................................................ 46

TABLA 2.43 DIMENSIONES DE PANELES PARA UN ANCHO DE UN METRO . 49

TABLA 2.44 MALLA DE ALAMBRE EN ACERO GALVANIZADO PSME ............. 49

TABLA 2.45 MALLA DE ALAMBRE EN ACERO GALVANIZADO PSMC............. 49

TABLA 2.46 MALLA DE ALAMBRE EN ACERO GALVANIZADO PSMR............. 50

TABLA 2.47 ELEMENTOS TRIDIMENSIONALES ............................................... 51

TABLA 3.1 RESULTADOS DE ENSAYO DE COMPRESIÓN EXCÉNTRICA EN

LOS PANELES .................................................................................................... 84

TABLA 3.2 MOMENTOS ÚLTIMOS Y DE DISEÑO ............................................. 90

TABLA 3.3 MOMENTOS ADMISIBLES............................................................... 91

TABLA 3.4 ENSAYO A FLEXO-COMPRESIÓN ................................................... 93

TABLA 3.5 CUADRO DEL ÁREA DE ACERO ..................................................... 95

XIII

TABLA 3.6 RESISTENCIA CORTANTE EN MUROS........................................... 95

TABLA 3.7 RESISTENCIA CORTANTE EN REFORZADOS ............................... 96

TABLA 3.8 FASES DEL ENSAYO DE CARGA LATERAL MONOTÓNICA ......... 98

TABLA 3.9 COMPORTAMIENTO A CARGA LATERAL DE LOS 3 MUROS ........ 99

TABLA 3.10 PUNTOS IMPORTANTES DEL ENSAYO DE CARGA LATERAL .. 101

TABLA 4.1 DETERMINACIÓN DE LA CARGA MUERTA .................................. 109

TABLA 4.2 CUADRO DE DISTRIBUCIÓN DEL CORTE BASAL ....................... 115

TABLA 4.3 CARGAS DEL PROGRAMA (ETABS) ............................................. 117

TABLA 4.4 COMBINACIONES DE CARGAS Y ESFUERZOS (PARA SISMO X)

........................................................................................................................... 117

TABLA 4.5 RELACIÓN DE ASPECTO DE P12 .................................................. 122

TABLA 4.6 CÁLCULO DE LA EXCENTRICIDAD ............................................... 127

TABLA 4.7 FE, FACTOR DE REDUCCIÓN POR LOS EFECTOS DE

EXCENTRICIDAD Y ESBELTEZ ....................................................................... 128

TABLA 4.8 SOLICITACIONES Y CAPACIDAD PARA EL CHEQUEO DE

ESBELTEZ DEL PIER 36................................................................................... 133

TABLA 4.9 VALORES DEL DIAGRAMA DE INTERACCIÓN P-M...................... 138

TABLA 4.10 REACCIONES ............................................................................... 140

TABLA 4.11 PARTICIPACIÓN MODAL EFECTIVA ........................................... 140

TABLA 4.12 RESULTADOS DE DERIVAS (ETABS) ......................................... 143

TABLA 4.13 PARÁMETROS DE LOS MATERIALES......................................... 153

XIV

TABLA 4.14 CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL DEL PANEL W EMMEDUE

........................................................................................................................... 154

TABLA 4.15 CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAL SEGÚN EL RCN-07 ................ 155

TABLA 4.16 CORTANTES ................................................................................. 158

TABLA 4.17 DISEÑO DE MURO ....................................................................... 160

XV

LISTADO DE FIGURAS

FIGURA 2.1 PANEL SIMPLE ESTRUCTURAL (PSME) ..................................... 10

FIGURA 2.2 (PSME), SIN HORMIGÓN PROYECTADO ...................................... 12

FIGURA 2.3: PANEL SIMPLE EMMEDUE ........................................................... 12

FIGURA 2.4 PANEL SIMPLE CERRAMIENTO (PSMC) ...................................... 13

FIGURA 2.5 PANEL SIMPLE MODULAR REFORZADO (PSMR)........................ 15

FIGURA 2.6 PANEL DOBLE MODULAR (PDM) .................................................. 16

FIGURA 2.7 PANEL DOBLE MODULAR, SIN HORMIGÓN PROYECTADO ....... 16

FIGURA 2.8 COMPOSICIÓN DEL PANEL PDM .................................................. 17

FIGURA 2.9 PARED DE PANELES DOBLES EMMEDUE .................................. 18

FIGURA 2.10 PANEL ESCALERA (PSSC) .......................................................... 19

FIGURA 2.11 DETALLES DEL PANEL ESCALERA ............................................ 19

FIGURA 2.12 DETALLE DE SECCIÓN DE LA ESCALERA ................................. 20

FIGURA 2.13 SECCIÓN ESCALERA .................................................................. 20

FIGURA 2.14 DETALLES DE ESCALERA ........................................................... 21

FIGURA 2.15 PANEL NERVADO DE LOSA ........................................................ 22

FIGURA 2.16 PSSG2 ........................................................................................... 22

FIGURA 2.17 PSSG3 ........................................................................................... 22

FIGURA 2.18 PANEL LOSA, SIN HORMIGÓN PROYECTADO .......................... 23

FIGURA 2.19 PANEL DESCANSO ...................................................................... 24

XVI

FIGURA 2.20 MALLAS ANGULARES RG1 ......................................................... 28

FIGURA 2.21 MALLAS PLANAS RG2 ................................................................. 28

FIGURA 2.22 MALLA PERFILADA AD “U” RU .................................................... 29

FIGURA 2.23 MALLA ENTERA DE REFUERZO RZ............................................ 29

FIGURA 2.24 REVOCADORA PARA CIELORRASO ........................................... 34

FIGURA 2.25 REVOCADORA PARA MUROS ..................................................... 34

FIGURA 2.26 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DEL POLIESTIRENO, (EPS)

............................................................................................................................. 47

FIGURA 2.27 GEOMETRÍA DE LA ONDA DE EPS (POLIESTIRENO) DE LOS

PANELES ............................................................................................................ 47

FIGURA 2.28 PANEL CON NÚCLEO DE POLIESTIRENO Y MALLA

ELECTROSOLDADA ESPACIAL ......................................................................... 47

FIGURA 2.29 TOPOLOGÍA GENERAL DE LOS PANELES PARA MUROS Y

PANELES PARA FORJADOS ............................................................................. 48

FIGURA 2.30 EJEMPLOS DE MOLDURAS REALIZADAS CON EPS ................. 50

FIGURA 2.31 EJEMPLOS DE DISPOSICIÓN FORMAL ...................................... 50

FIGURA 2.32 ARMADO DE PANELES ................................................................ 52

FIGURA 2.33 ENSAMBLAJE MEDIANTE COLOCACIÓN SUCESIVA DE

PANELES ............................................................................................................ 53

FIGURA 2.34 ENSAMBLAJE TIPO RECINTO CERRADO O CUADRILÁTEROS 53

FIGURA 2.35 DETALLES GEOMÉTRICOS DE UNA CASA CONSTRUIDA CON

M2 ........................................................................................................................ 53

XVII

FIGURA 2.36 JUNTAS DE CONTRACCIÓN........................................................ 54

FIGURA 2.37 UNIÓN PARED INFERIOR Y SUPERIOR-LOSA ........................... 55

FIGURA 2.38 MALLA SUPERIOR E INFERIOR EN LA CONEXIÓN DE LA

PARED CON LA LOSA ........................................................................................ 55

FIGURA 2.39 UNIÓN PARED SUPERIOR – LOSA ............................................. 56

FIGURA 2.40 UNIÓN DE PAREDES – LOSA EN PEQUEÑOS VOLADOS ......... 56

FIGURA 2.41 DETALLES DE BALCÓN ............................................................... 57

FIGURA 2.42 UNIÓN PARED INFERIOR – LOSA ............................................... 57

FIGURA 2.43 MALLA ANGULAR EN LA UNIÓN LOSA- PARED INFERIOR ....... 58

FIGURA 2.44 VIGA CARGADERO EN CUBIERTA INCLINADA .......................... 58

FIGURA 2.45 UNIÓN PARED DE BORDE - LOSA .............................................. 59

FIGURA 2.46 UNIÓN PARED DE BORDE LOSA ................................................ 59

FIGURA 2.47 UNIÓN LOSA, PARED DE PANEL SIMPLE EMME DUE ............. 60

FIGURA 2.48 UNIÓN DE CUBIERTAS INCLINADAS LIMAHOYA....................... 60

FIGURA 2.49 UNIÓN DE CUBIERTAS INCLINADAS LIMATESA ....................... 61

FIGURA 2.50 PANEL DE LOSA........................................................................... 61

FIGURA 2.51 CONEXIONES DE MALLAS TANTO COMO ANGULARES COMO

PLANAS ............................................................................................................... 62

FIGURA 2.52 DETALLE EN EL EXTERIOR / SALIDA DE LA PARED QUE

SEPARA .............................................................................................................. 62

FIGURA 2.53 ARMADO DE VENTANA ............................................................... 63

XVIII

FIGURA 2.54 ARMADO DE PUERTA .................................................................. 63

FIGURA 2.55 ANCLAJE ENTRE MURO Y CIMENTACIÓN ................................. 64

FIGURA 2.56 DETALLES DE LA CIMENTACIÓN EMMEDUE ............................ 65

FIGURA 2.57 TIMBRADO DE LÍNEAS ................................................................ 66

FIGURA 2.58 LÍNEA DE ANCLAJE ..................................................................... 66

FIGURA 2.59 LÍNEA DE ACABADO .................................................................... 66

FIGURA 2.60 PERFORACIONES PARA ANCLAJES .......................................... 67

FIGURA 2.61 COLOCACIÓN DE ANCLAJES...................................................... 67

FIGURA 2.62 ANCLAJES INCRUSTADOS ......................................................... 68

FIGURA 2.63 COLOCACIÓN DE CHICOTES Y TIMBRADO DE LÍNEAS ........... 68

FIGURA 2.64 AMARRE DE CHICOTES CON MALLA DE LOS PANELES M2 .... 69

FIGURA 2.65 CONEXIÓN CHICOTE MALLA EN LOS MUROS .......................... 69

FIGURA 2.66 PANELES TRASLAPADOS ........................................................... 69

FIGURA 2.67 CONEXIÓN ENTRE PANELES DE MUROS ORTOGONALES ..... 70

FIGURA 2.68 CONEXIÓN MUROS Y TECHO EN EL PRIMER PISO ................. 71

FIGURA 2.69 CONEXIÓN ENTRE MUROS DE PISOS CONSECUTIVOS .......... 72

FIGURA 2.70 CONEXIÓN DE MUROS Y TECHO DE LA AZOTEA ..................... 73

FIGURA 2.71 REFUERZO ADICIONAL EN LOS BORDES ................................. 74

FIGURA 2.72 MALLA “U” COLOCADA EN LOS BORDES .................................. 74

FIGURA 2.73 REFUERZO ADICIONAL EN LAS ESQUINAS DE LOS VANOS ... 75

XIX

FIGURA 2.74 PERFORACIÓN Y DISPOSICIÓN DE CHICOTES AL TABIQUE .. 76

FIGURA 3.1 CARGA AXIAL ................................................................................. 77

FIGURA 3.2 COMPRESIÓN CENTRADA ............................................................ 78

FIGURA 3.3 CENTRADA EN EL PANEL DE EMMEDUE .................................... 78

FIGURA 3.4 CARGA EXCÉNTRICA ................................................................... 80

FIGURA 3.5 INSTRUMENTACIÓN ...................................................................... 81

FIGURA 3.6 DISPOSITIVOS MECÁNICOS (COMPRESIÓN EXCÉNTRICA) ...... 81

FIGURA 3.7 MURO C1. FALLA LOCAL EN UNA CARA (IZQUIERDA) Y CARA

OPUESTA SIN DAÑO (DERECHA) ..................................................................... 82

FIGURA 3.8 MUROS C2, C3 FALLA LOCAL PRONUNCIADA EN UNA CARA

(IZQUIERDA) Y EN LA CARA OPUESTA CON MENOR DAÑO (DERECHA) ..... 83

FIGURA 3.9 MEDICIÓN DEL GROSOR DE LA GRIETA VERTICAL POR

CONTRACCIÓN DE SECADO DURANTE ENSAYO DE COMPRESIÓN ............ 83

FIGURA 3.10 DESPLAZAMIENTOS LATERALES EN EL MURO C2

(INCLINACIÓN) ................................................................................................... 83

FIGURA 3.11 DESPLAZAMIENTOS D1 Y D2...................................................... 84

FIGURA 3.12 CARGA AXIAL VS DESPLAZAMIENTO ........................................ 85

FIGURA 3.13 ENSAYO DE FLEXIÓN SIMPLE .................................................... 87

FIGURA 3.14 PSME40 ........................................................................................ 88

FIGURA 3.15 PSME160 ...................................................................................... 89

FIGURA 3.16 PANEL SOMETIDO A FUERZAS DE COMPRESIÓN Y TRACCIÓN

............................................................................................................................. 90

XX

FIGURA 3.17 ENSAYO DE CORTE EN MUROS ................................................ 97

FIGURA 3.18 ENSAYO DE CORTE EN MUROS ................................................ 97

FIGURA 3.19 MURO FC1. FASE6 ....................................................................... 99

FIGURA 3.20 MURO FC2. FASE 6, D1=30MM, BASE Y TALÓN TRITURADO 100

FIGURA 3.21 MURO FC3, FASE 6 .................................................................... 100

FIGURA 3.22 GRÁFICA V- D1 ........................................................................... 102

FIGURA 4.1 PLANTA TIPO ............................................................................... 103

FIGURA 4.2 ELEMENTO PIER .......................................................................... 104

FIGURA 4.3 ELEMENTO SPANDREL ............................................................... 105

FIGURA 4.4 PIERS Y SPANDRELS (P12 Y P13) .............................................. 105

FIGURA 4.5 P1, P2, P3 Y P4 ............................................................................. 106

FIGURA 4.6 PLANTA TIPO OBTENIDA DEL PROGRAMA ETABS .................. 106

FIGURA 4.7 MODELO TRIDIMENSIONAL (VISTO DESDE ARRIBA) ............... 107

FIGURA 4.8 MODELO TRIDIMENSIONAL (VISTO DESDE ABAJO) ................ 107

FIGURA 4.9 DEFINIR UNA LOSA EN ETABS ................................................... 108

FIGURA 4.10 PROPIEDADES DEL MATERIAL (F’C=210 KG/CM2) .................. 110

FIGURA 4.11 CARGAS ESTÁTICAS ................................................................. 111

FIGURA 4.12 FUENTE DE MASA ..................................................................... 112

FIGURA 4.13 DIAGRAMA DE INTERACCIÓN P-M ........................................... 118

FIGURA 4.14 CUANTÍA DE REFUERZO .......................................................... 121

XXI

FIGURA 4.15 SECCIÓN DEL PIER 12, B=300 * H=10CM ................................. 124

FIGURA 4.16 RESTRICCIÓN A LA DEFORMACIÓN LATERAL ....................... 127

FIGURA 4.17 PIER 31 ....................................................................................... 128

FIGURA 4.18 PIER 36 ....................................................................................... 130

FIGURA 4.19 PIER36, CON MOCHETA (PIER 47) ........................................... 131

FIGURA 4.20 LOSA CUADRADA ...................................................................... 134

FIGURA 4.21 VIGA SIMPLEMENTE APOYADA CON CARGA DISTRIBUIDA .. 135

FIGURA 4.22 CONEXIÓN MURO LOSA ........................................................... 135

FIGURA 4.23 ÁREA CONSIDERADA ................................................................ 136

FIGURA 4.24 DIAGRAMA DE INTERACCIÓN DE UN MURO DE LONGITUD

H=300 CM, ESPESOR B=10 CM, EN EL EJE 9, PIER 12, F’C=210 KG/CM2, FY=

5000 KG/CM2, NREFUERZOS TOTALES=90, ȈREFUERZO=6 MM, REFUERZOSALTURA(H)

=45, REFUERZOSBASE(B)=2 ............................................................................... 137

FIGURA 4.25 DERIVAS MÁXIMAS CON RESPECTO A SX ............................. 141

FIGURA 4.26 DERIVAS MÁXIMAS CON RESPECTO A SY ............................. 142

FIGURA 4.27 DESPLAZAMIENTO CON RESPECTO A SX .............................. 146

FIGURA 4.28 DESPLAZAMIENTO CON RESPECTO A SY .............................. 147

FIGURA 4.29 EJE 9, PIER 12 Y PIER 13, COMBINACIÓN 5, DIAGRAMA DE

MOMENTO M 3-3 .............................................................................................. 148

FIGURA 4.30 EJE 9, PIER12 Y PIER 13, DIAGRAMA DE CORTE V2-2 ........... 148

FIGURA 4.31 EJE9, PIER 12 Y PIER 13, DIAGRAMA DE FUERZA AXIAL ....... 149

XXII

FIGURA 4.32 EDIFICIO DEFORMADO POR CARGA MUERTA ....................... 149

FIGURA 4.33 PLANTA TIPO ............................................................................. 150

FIGURA 4.34 MODELO TRIDIMENSIONAL ...................................................... 156

FIGURA 4.35 DEFINICIÓN DEL MATERIAL EMPLEADO EN MURO, KG-CM. 157

FIGURA 4.36 DEFINICIÓN DEL MATERIAL EMPLEADO EN LOSA, KG-CM .. 157

FIGURA 4.37 PLANTA PRIMER PISO............................................................... 158

FIGURA 4.38 PLANTA SEGUNDO PISO .......................................................... 158

FIGURA 4.39 ESQUEMA DE UNA PARED ....................................................... 159

XXIII

GLOSARIO

Revoque: área de influencia es el, área en que se producen impactos (tanto

directos, como indirectos) debidos a las actividades propias de un proyecto.

Espigas (Dowells), chicotes: varillas de anclaje, con cierta dimensión y

diámetro, se colocan en la losa para colocar los paneles.

Poliestireno expandido: (EPS) es un material plástico espumado, derivado

del poliestireno y utilizado en el sector del envase y la construcción.

Sistema de paredes portantes o mampostería portante: De acuerdo al tipo de

exposición, la necesidad de una resistencia superior en los elementos, es

suficiente para soportar las cargas que debe soportar, o que tengan una

resistencia tal que se diseñe la estructura para ella. Esto en cuanto a las

unidades, pero como conjunto, aparece la participación del refuerzo, lo que le ha

dado la dimensión que posee la mampostería en la actualidad, dentro de los

sistemas estructurales.

Aspecto monolítico: El especial método para unir, creando una superficie suave,

aparentemente sin juntas, permite la creación de grandes instalaciones dando la

impresión de haber sido realizadas de una sola pieza.

Este aspecto y sensación de homogeneidad significa que se puede satisfacer la

visión del diseño más creativo sin problema.

Permiten crear estructuras monolíticas tales como pilares, paredes o esculturas

abstractas.

Sinterizado: Es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico

o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para

incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre

las partículas.

Isotropicidad: equitativo o igual, es la característica de los cuerpos cuyas

propiedades físicas no dependen de la dirección. Es decir, se refiere al hecho de

que ciertas magnitudes vectoriales conmensurables, dan resultados idénticos con

independencia de la dirección escogida para dicha medida.

XXIV

Capilaridad: La capilaridad es una propiedad de los fluidos que depende de

su tensión superficial la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido y que le

confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Cizallamiento: Deformación lateral que se produce por una fuerza externa.

También llamado corte, cortadura.

Condensación Intersticial: fenómeno de condensación que se produce en el

interior de un material debido a una brusca caída de temperatura entre uno de sus

lados y el otro. Fenómeno típico en la mayoría de los aislantes térmicos.

Timbrado: replanteo y señalización (timbrado) de los ejes principales, ejes de

anclaje y ejes de acabado de pared, utilizando tiralíneas de diferente color para

cada caso.

Azotea: La azotea es la parte superior de un edificio cuando ésta es plana.

Frecuentemente se permite el acceso a ella, ya sea como lugar para asomarse,

para tender la ropa o para colocar antenas.

Tabique: pared delgada que sirve para separar estancias dentro de un edificio

Vanos: Un vano es, en general, cualquier apertura en un elemento arquitectónico,

y por extensión, se utiliza también para referirse a la distancia entre apoyos en

una estructura (también denominada "luz"). Como significado particular,

un vano consiste en un hueco abierto en un muro con la intención de iluminar un

lugar. Vano es un hueco en un muro destinado para una puerta o ventana.

Forjados: se denomina forjado a un elemento estructural, generalmente

horizontal, capaz de transmitir las cargas que soporta, así como su propio peso, a

los demás elementos de la estructura (vigas, pilares, muros...) hasta que todas las

cargas llegan a la cimentación, que descansa sobre el terreno.

Placa: Plancha de metal u otra materia, en general rígida y poco gruesa

XXV

RESUMEN

El presente estudio se realiza una introducción acerca el sistema constructivo M2,

para conocer sus características y propiedades, para luego por medio de una

modelación computacional a través de sus resultados, realizar un diseño para

determinar si los muros eran capaces de resistir los momentos o las fuerzas a las

cuales sería sometido y así determinar si este sistema constructivo, puede

determinarse si es funcional.

El análisis permitió determinar, que para un edificio de 8 pisos y con la

configuración de sus muros que se realizo para este edificio, se diseñó sus

elementos estructurales (muros), en el cual se determinó que aumentando la

cantidad de acero se podía mejorar su capacidad y hacer que soportara las

fuerzas a la que sería sometido en la modelación.

En primer lugar se realizó un modelo ideal para un edificio tipo, se asumió una

área, calculó la cantidad de paredes para dicho edificio, tanto en un sentido como

en otro, se realizaron los cálculos respectivos, utilizando información que

cumpliera las recomendaciones del código CEC2001, y del ACI 318S-08, se

ingresó esta información una vez verificada, en el programa de cálculo como el

Etabs, se revisó cada parámetro para ver si los resultados del programa eran

adecuados, a flexo-compresión, corte y esbeltez en sus muros, y se hicieron los

chequeos respectivos, para este edificio, una vez corroborada la información de

los programas.

Una vez que se diseñó el edificio, se revisó la información de los ensayos,

modelos anteriores y se comparó esta información y se concluyó que es un

método muy práctico el cual se debe realizar algunas consideraciones.

XXVI

SUMMARY

The present study is an introduction about the M2 building system to know their

characteristics and properties, and through a computer modeling of the results,

perform the design to determinate if the walls are able to resist forces or moments

to which would be submitted to determinate if the construction system can be

suitable and functional.

The analysis performance for a 8 floor building where the main estructural

elements consisted of walls, there walls were analyzed and design, concluding

that the increasing of reinforcement improves the behavior of then.

At first, an ideal model for a building was mode an area was assumed, was

calculated the number of walls to the building, in one direction or another, such

calculations were performed, according to the CEC2001 code recommendations,

and ACI 318S-08, and proceed using the program Etabs, each parameter was

reviewed to see if the results of the program were adjusted in flexion and

compression, cut and slender in its walls, and respective checks

are made to the building once corroborated the program information.

Once the building design, information was reviewed trials, previous models and

compare this information and conclude that it is a very practical method which

should make some considerations.

XXVII

PRESENTACIÓN

Este trabajo se realizó, para que se conozca de mejor manera cuales son las

características del material el Emme Due, y se pueda evaluar, si es que se puede

alcanzar 8 pisos en adelante, para ver si se el sistema funciona a esta altura o

más, evaluándose como edificios de grandes alturas desde 8 pisos en adelante,

de esta manera, primero se estudiaron todas sus características desde los

materiales y la forma en que trabajan sus materiales.

En cuanto al estudio que se realizó, se compone de la siguiente manera como a

continuación se lo indica.

En el primer capítulo se hizo una introducción, se plantea objetivos generales y

específicos, alcance y metodología.

En el segundo capítulo se hizo una introducción al sistema M2, descripción,

clasificación de paneles, propiedades mecánicas, se presenta los resultados de

ensayos significativos, detalles de juntas, y conexiones.

En el tercer capítulo se mostraron los resultados de investigación, capacidad

axial, capacidad a flexión y corte.

En el cuarto capítulo se realizó una modelación computacional y matemática de

un edificio de 8 pisos y se comparó con resultados obtenidos de modelaciones

anteriores, en el cual se realizo también los diseños de los muros a flexo-

compresión, corte y un chequeo de esbeltez de un muro.

Finalmente en el quinto capítulo se realizó las conclusiones y recomendaciones

que hacen referencia al estudio realizado.

1

CAPITULO 1

INTRODUCCIÓN

1.1 GENERALIDADES

El M2 es un sistema de procedencia italiana, que tiende una existencia de unos

27 años, producida en 35 plantas industriales de diferentes países, las cuales son

difundidas y han venido ganando terreno a nivel mundial en las construcciones.

No sólo se adapta a sistemas constructivos como de hormigón armado y acero,

también se puede construir con este sistema sin necesidad de adaptar a estos

sistemas constructivos.

El M2 es un sistema eficiente, que cumple con requerimientos arquitectónicos,

civiles y ambientales, adicionalmente condiciones de serviciabilidad y

funcionalidad.

Este sistema cumple los requisitos de resistencia mecánica, capacidad

estructural, facilidad ejecución, uso racional recursos, flexibilidad arquitectónica,

resistencia al fuego, absorción acústica, aislamiento térmico.

Una de sus finalidades es de proveer un sistema de paredes portantes

prefabricados con una gran versatilidad y acabados de forma.

La necesidad de utilizar nuevos sistemas que abaraten precios y reduzcan

tiempos de ejecución, a su vez puedan tener un correcto funcionamiento ante

sismos se está tratando de emplear un sistema como el Emme Due para la

edificación de un edificio mayor, a lo que se tiene construido con este sistema y

este a su vez ayude a fomentarse debido a sus propiedades, a su facilidad de

instalación y a la reducción de mano de obra, entre otros aspectos, facilitaría

mucho la reducción de desperdicios en obra y a su vez haya un cambio de

pensamiento y se considere construir con este sistema.

2

También podemos revisar los problemas que tiene este sistema y darles solución

viendo y conociendo a profundidad detalles constructivos, comportamientos,

conexiones, juntas y la interacción que tienen las paredes-losas, paredes con

paredes y esto a su vez su reforzamiento en lugares donde puedan existir fisuras.

El sistema M2 se compone de paneles de poliestireno expandido reforzados por

las mallas electro soldadas adosadas a las caras de mayor área del poliestireno,

el cual tiene un recubrimiento de hormigón proyectado de un espesor de 3 cm en

cada uno de sus lados, verticalmente los muros se conectan a la cimentación de

hormigón y a los muros del piso de inmediato superior mediante chicotes,

espigas DOWELLS, de acero corrugado de los paneles de los techos son de

mayor espesor que lo de los muros y con mallas compuestas por alambres de

mayor diámetro.

El sistema M2 de procedencia italiana es producido por la empresa EMMEDUE

M2 y se lo utiliza para edificios de hasta 4 pisos, es por eso que se busca

alcanzar más pisos.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVOS GENERALES

Estudiar el sistema Emme Due M2 para alcanzar varios pisos a futuro teniendo en

cuenta las consideraciones respectivas.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Recopilar bibliografía de lo estudiado para alcanzar varios pisos con este sistema,

por la configuración.

Abaratar los precios de las edificaciones de altura con respecto a la obra muerta

3

Introducir la idea de la utilización de un sistema nuevo y apto para la construcción,

tomando en cuenta las consideraciones respectivas para su correcto

funcionamiento.

1.3 ALCANCE

Este estudio trata de obtener diagramas de interacción y realizar una modelación

tanto matemática como computacional en el cual analizaremos el comportamiento

de la edificación ante eventos de sismo, carga vertical, etc.

1.4 METODOLOGÍA

Para la ejecución de la investigación se extraerá información de estudios

anteriores realizados en los diferentes laboratorios de diferentes países para la

realización de los diagramas de interacción P-M, comprobando a su vez con el

modelo espacial que se realizará con un programa como el Etabs viendo su

comportamiento para luego analizar los resultados y verificar que la estructura va

a funcionar y verlas respectivas conclusiones para este nuevo sistema de esa

manera recomendarlo para construcciones futuras de edificaciones en altura con

este sistema.

4

CAPITULO 2

INTRODUCCIÓN AL SISTEMA M2

En el Ecuador se ha comenzado a construir con este sistema y de esta manera se

está cambiando en parte la idea de construir con sistemas tradicionales, así

obtener un sistema mucho más económico, liviano, que se adapta a cualquier

forma arquitectónica, y bastante seguro ante un evento sísmico, el cual presta

muchas cualidades que hacen que la construcción de una casa o edificación sea

más rápida y fácil de construir con relación a otros sistemas constructivos.

1“Su finalidad es de proveer un sistema de paredes portantes, se compone de una

plancha de poliestireno expandido en su núcleo y de mallas electro soldadas,

trefiladas y galvanizadas vinculadas entre sí por conectores del mismo material e

iguales características, con un terminado en obra de revoque proyectado una vez

que se haya montado la obra.”

2“No se requiere de mano de obra especializada, facilidad de manejo, transporte y

rápido de instalar, gran durabilidad, es ecológico, su plancha continua de

poliestireno expandido actúa como barrera a la humedad y evita puentes

térmicos, tiene un buen comportamiento a los sismos, buen aislamiento acústico,

no sufre alteraciones por exposición a la intemperie, de fácil y rápido montaje de

instalaciones eléctricas sanitarias, permite un ahorro en la cimentación y

elementos estructurales por ser mucho más liviana la obra terminada, sus paneles

se conectan de forma monolítica.”

El Emme Due garantiza, estructuras aisladas térmicamente desde las fundiciones,

paredes sin discontinuidades constructivas, losas y cubiertas con aislamiento

continuo, paredes portantes con doble capa de aislamiento, canalizaciones

1 M2 Emmedue, Advanced Building System, Sistema Constructivo Emmedue, Especificaciones Técnicas, 2010 2 M2 Emmedue, Advanced Building System, Sistema Constructivo Emmedue, Especificaciones Técnicas, 2010

5

aisladas en el interior de los paneles, reduce al mínimo la diferencia térmica con el

exterior, ahorro energético, reducción de las emisiones de CO2, contaminación

ambiental y atmosférica, ahorro económico.

Construir con los paneles Emme Due, significa un ahorro de un 80 % de energía a

lo largo de toda la existencia del edificio.3

El sistema M2, es un sistema eficaz y eficiente para la ejecución de obras, es un

sistema que por economía, uso racional de los recursos, y por su facilidad de

ejecución, ha ido ganando espacio en la construcción debido a su grado de

industrialización, alcanzado por el sistema en la ejecución de obras civiles.

Así también como en los gastos generales, existe una reducción plazo de

ejecución obra gris. La obra gris se compone de las cimentaciones, estructura,

cerramientos verticales (cubierta, instalaciones y losas)

Los gastos administrativos se reducen en función de la energía, traslado de

equipos, salarios de capataces, sobrantes y apuntadores, amortización de

máquinas, andamiajes, reparaciones (camionetas y automóviles), inspección y

jefes de obra, gastos de financiación y servicios de intereses, reducción de plazo

de obra gris, mayor velocidad de ejecución en un 50 %, obra gris es (40 % - 5 %)

del plazo total de obra, reducción de duración de obras en un 2%, gastos de

materiales se reduce un 15 % y mano de obra un 11.70 % menos, en la relación

de prestación de mano de obra y materiales, canalización en muros (instalación

de electricidad, agua, gas), para unidad de 60 m2 de superficie se requiere un

jornal de oficial y un ayudante para tapar canalizaciones, la reducción de costos

es de 1.40%.

La flexibilidad arquitectónica de categoría de viviendas, de variables

arquitectónicas, juegan un rol preponderante, en las necesidades funcionales, de

3 M2 Emmedue Advanced Building System, Emm Edue: Cultura Verde para Construir el

Futuro, 2010

6

habitabilidad diaria (casa), en las costumbres variables (como composición

familiar, características propias de cada continente).4

“Los estilos arquitectónicos ilimitados, simples, arquitecturas más diversas,

dispares culturas. Viviendas arquitectura tradicional y moderna, templos, iglesias,

construcciones industriales. El mantenimiento general y la adaptabilidad con otros

sistemas constructivos, las construcciones M2 tienen un mantenimiento menor

que el usual una vez terminadas, tiene mayor duración en enlucidos, capacidad

aislante hidrófuga, pinturas.

Una mayor resistencia mecánica en las construcciones, la adaptabilidad a su

combinación a otros sistemas constructivos por ser amplia, de fácil ejecución.

Para cualquier tipo de uniones y combinación, se verificará las resistencias

mecánicas mediante los conocimientos estructurales y resistencia de materiales

básicos, estructuras tradicionales (hormigón armado), el análisis de

comportamiento de secciones bajo carga, placas con uniones rígidas y altos

grados de indeterminación estática por vínculos internos, los patrones de

comportamiento frente a distintas solicitaciones, diagramas de interacción de

lectura directa, referencia a casos particulares (Construcciones reales – Efectos

comparar máximas), solicitaciones calculadas capacidades de carga de dichos

elementos, ensayos.

Para los diagramas de interacción, se utilizarán los ensayos de compresión simple

(Muestras cortas), compresión excéntrica (Muestras esbeltas, alturas 2.70 cm),

flexión simple. Los puntos correspondientes a dichos Ensayos (Diagramas de

interacción, lectura directa para cada tipo de panel).

4 “M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constrctivo

M2,2008”

7

Los diagramas y las curvas teóricas están compuestas como de estados últimos

de servicio secciones bajo estudio, de curvas de deformaciones máximas, y de

estados últimos de servicio.”5

“Como hipótesis fundamentales tenemos el cálculo de secciones a rotura y

cálculo de solicitaciones, que las producen.”6

2.1 DESCRIPCIÓN

La tecnología M2, es conocida también con los siguientes nombres:

MONOLITE, EMMEDUE, CASAFORMA, EMEDOS, CONSNOLITE, POLISUD,

TICARET, CONCASSAGE7, Hormi2.

La tipología de los paneles M2 es de ser flexible, muy liviano, de ofrecer una

adaptabilidad a las exigencias arquitectónicas del proyecto que se vaya a realizar,

permitiendo realizar paredes o techos de cualquier forma, sea plana o curva,

además que el hormigón presenta una optima elaborabilidad, que permite obtener

el ducto para colocar la instalación hídrica, sanitaria, eléctrica, de aire

acondicionado o calefacción así también como los vanos de puertas y ventanas.

El estructuramiento del panel colocando las mallas en sus esquinas o lugares

donde sea necesario este ya incluido el hormigón proyectado asegura un

encubrimiento de las uniones, en el aspecto monolítico un ahorro notable de

tiempo y una optimización en la calidad de trabajo.

El M2, tiene un peso de 4 a 10 kg/m2, esta característica permite un fácil manejo

de los paneles en obra, puede ser transportado por el mismo personal sin

necesidad de utilizar máquinas para ello.

55 “M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Tecnica Sistema Constrctivo M2” 6 “M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Tecnica, Sistema Constrctivo M2” 7 M2 Emmedue Advanced Building System, Emme due: Cultura Verde para Construir el

Futuro, 2010

8

La colocación y acabado de los paneles son muy fáciles solo necesitan estar

alineados y apuntalarlos, además de herramientas conocidas en obra, incluso en

condiciones ambientales difíciles son fácilmente aplicables, por ejemplo en

lugares donde no sea posible utilizar la turbobomba para la aplicación del

hormigón sobre las paredes externas, o en los pisos o techados, proyectando

directamente el mortero cemento contenido en un embudo (tolva) mediante el uso

de un compresor de aire caliente.

Los paneles M2 optimizan el uso de elementos estructurales, la construcción con

el sistema, se puede definir de forma monolítica comparando con los

constructivos tradicionales, debido a que existe una continuidad estructural tanto

para sus elementos verticales como horizontales de superficie, las cuales quedan

aseguradas por las mallas de acero, las cuales presentan ventajas de resistencia

y de acciones dinámicas como las sísmicas.

El M2 necesita una cimentación continua con una distribución racional de las

cargas verticales.

El M2 es muy versátil, se puede dimensionar con precisión su espesor y densidad

para adaptarse a condiciones de habitabilidad y confort.8

“Siendo los edificios los mayores consumidores de energía, el aire acondicionado

y la calefacción los de mayor exceso, El EMMEDUE se ha proyectado de forma

sostenible, confort para el ser humano y compatibilidad para el ambiente.

El poliestireno expandido sinterizado, no despide sustancias tóxicas, es inerte, no

contiene material orgánico, inhibe el crecimiento de microorganismos las

características mecánicas y térmicas, es reciclable, no produce desperdicios, es

auto extinguible una vez eliminada no produce llamas ni tampoco continua su

quema.


Futuro, 2010

9

El costo ambiental para producir poliestireno expandido, es mínimo si se relaciona

a la cantidad de energía que se ahorra durante la vida completa de un edificio de

EMMEDUE.”9

El EMMEDUE es un sistema innovador e ingenioso, constituido por paredes,

losas y cubiertas en concreto y con un alma de poliestireno.

2.2 CLASIFICACIÓN DE PANELES Y USOS

En la Tabla 2.1, se mostrará la clasificación de los paneles M2, resistencia del

mortero requerida el diámetro de la malla electrosoldada, aplicación y clasificación

de los paneles.

Tabla 2.1 Tipos de Panel


Futuro, 2010

10

Continuación Tabla 2.1

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System,Resolucion Ministerial de Peru, 2010

2.2.1 PSME (PANEL SIMPLE MODULAR ESTRUCTURAL)

Se usará en construcciones de hasta 5 pisos, con hormigón proyectado en ambas

caras, utilizados en paredes, escaleras y losas de cubierta dependiendo de la

configuración de la edificación, su espesor varía desde los 4 cm hasta los 30 cm

del panel sin el micro-hormigón, que llegará a alcanzar espesores totales de la

pared desde 10 cm hasta 36 cm.

En la Figura 2.1, se mostrará la composición del Panel Simple Estructural

Figura 2.1 Panel Simple Estructural (PSME)

FUENTE: Hormi2, 2013

En la Tabla 2.2, se mostrará, los paneles simples estructurales (PSME),

conjuntamente con sus espesores de poliestireno de cada panel, su espesor por

las 2 capas de hormigón proyectado y el espesor total del panel.

11

Tabla 2.2 Clasificación de los Paneles Simples Estructurales

PANEL TIPO

Esp. EPS

(2 CAPAS) Espesor Hormigón Proyectado cada capa de 3cm de espesor.

Espesor

total

panel

D

cm Cm cm Cm

PSME40 4 6 10 7

PSME50 5 6 11 8

PSME60 6 6 12 9

PSME70 7 6 13 10

PSME80 8 6 14 11

PSME90 9 6 15 12

PSME100 10 6 16 13

PSME110 11 6 17 14

PSME120 12 6 18 15

PSME130 13 6 19 16

PSME140 14 6 20 17

PSME150 15 6 21 18

PSME160 16 6 22 19

PSME170 17 6 23 20

PSME180 18 6 24 21

PSME190 19 6 25 22

PSME200 20 6 26 23

PSME210 21 6 27 24

PSME220 22 6 28 25

PSME230 23 6 29 26

PSME240 24 6 30 27

PSME250 25 6 31 28

PSME260 26 6 32 29

PSME270 27 6 33 30

PSME280 28 6 34 31

PSME290 29 6 35 32

PSME300 30 6 36 33


Elaborado por: Juan Carlos Velasteguí

En la Figura 2.2, se mostrará el panel PSME, que es el que presentará, antes de

colocar hormigón proyectado.

12

Figura 2.2 (PSME), Sin Hormigón Proyectado

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Emmedue: Cultura Verde para

construir el Futuro, 2010

En la Figura 2.3, se mostrará el panel simple Emmedue, en el cual se verá, cada

uno de los materiales a detalle de una pared terminada.

Figura 2.3: Panel Simple Emmedue

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Omologazione Irlanda, 2006

POLYESTIRENO REINFORCED WITH GALVANISED STEEL MESH:

Poliestireno Reforzado con malla de Acero Galvanizado

FINISHING RENDER: Acabado

SPRAYED STRUCTURAL CONC.: Hormigón proyectado

SINGLE PANEL (PSME 170): Panel Simple

SKIM: Masilla

13

2.2.2 PSMC (PANEL SIMPLE MODULAR DE CERRAMIENTO)

Se usará, como tabiquería de relleno con micro hormigón proyectado en ambas

caras utilizados en paredes divisorias, escaleras (dependiendo del caso),

cerramientos perimetrales y todo muro tanto interior, como exterior de relleno,

variando el espesor del panel sin el micro-hormigón de 4 a 30 cm y alcanzará, el

espesor total de la pared terminada de 9 a 35cm.

En la Figura 2.4, se observará un panel simple de cerramiento, las características

del material de cada elemento que lo compone.

Figura 2.4 Panel Simple Cerramiento (PSMC)


En la Tabla 2.3 se indicará, los paneles de simple cerramiento, conjuntamente con

el espesor de Eps, espesor de la capa de hormigón proyectado y el espesor total

del panel.

Tabla 2.3 Clasificación de los Paneles Simples Cerramiento

14




2.2.3 PSMR (PANEL SIMPLE MODULAR REFORZADO) Y PSM2R (PANEL

SIMPLE MODULAR DOBLEMENTE REFORZADO)

Se usan como paneles de entrepiso, con micro - hormigón proyectado en la parte

inferior (e=3cm) y hormigón vertido en su parte superior (e=5cm), utilizándose

también en cubiertas y paredes estructurales, dependiendo de su configuración se

utilizarán los diferentes espesores de los paneles, los más comúnmente usados

son los de 10 a 12 cm (poliestireno), la losa de entre piso terminada pueden variar

de 18 a 20 cm y la losa cubierta terminada de 16 a 20 cm, el espesor de la

plancha de poliestireno puede variar de 4 a 30 cm.

En la Figura 2.5 se mostrará, el panel simple modular reforzado y como se

compone.

15

Figura 2.5 Panel Simple Modular Reforzado (PSMR)


En la Tabla 2.4 se indicará, la clasificación de los paneles simplemente reforzados

en el cual consta el espesor del EPS, espesor del hormigón proyectado y el

espesor total del panel.

Tabla 2.4: Clasificación de los Paneles Simplemente Reforzados

PANEL TIPO

esp. EPS

(CAPA)Espesor Hormigón

Proyectado

(CAPA)Espesor

Hormigón

Espesor

total panel d

cm cm cm cm cm PSMR100 10 3 5 18 15.5 PSMR110 11 3 5 19 16.5 PSMR120 12 3 5 20 17.5

FUENTE: Hormi 2, 2012


En la Tabla 2.5 se presentará, la clasificación de los paneles doblemente

reforzados, espesor de EPS, espesor del hormigón proyectado y el espesor total

del panel.

Tabla 2.5 Clasificación de los Paneles Doblemente Reforzados

PANEL TIPO

esp. EPS

(CAPA)Espesor Hormigón

Proyectado (CAPA)Espesor

Hormigón

Espesor total panel

d

cm cm cm cm cm PSM2R80 8 3 5 16 13.5 PSM2R90 9 3 5 17 14.5 PSM2R100 10 3 5 18 15.5 PSM2R110 11 3 5 19 16.5 PSM2R120 12 3 5 20 17.5



16

2.2.4 PDM (PANEL DOBLE EMMEDUE DE DOBLE PLACA DE

POLIESTIRENO)

Se conformará de dos paneles simples de poliestireno unidos entre sí, por

conectores de acero de alta resistencia usados para construir edificaciones de

hasta 20 pisos, con un colado de hormigón en el centro de los paneles y con

micro hormigón proyectado en las caras externas, dependerá de las

características y de las solicitaciones al que va a ser sometida la edificación.

En la Figura 2.6 se mostrará, la composición del panel doble modular

Figura 2.6 Panel Doble Modular (PDM)


En la Figura 2.7 se mostrará, la composición del panel doble modular sin incluir el

hormigón proyectado.

Figura 2.7 Panel Doble Modular, Sin Hormigón Proyectado



17

En la Figura 2.8, se mostrará la composición del panel doble, en el cual se verá,

como se encontrará, distribuidos los conectores de alambre y su ubicación.

Figura 2.8 Composición del Panel PDM

FUENTE: M2 Emmedue, Advanced Building System,Sistema Constructivo Emmedue,

Especificaciones tecnicas, 2010

En la Tabla 2.6 se indicará, la clasificación de los paneles PDM, el espesor EPS,

espesor del hormigón proyectado, espesor total del panel.

Tabla 2.6 Clasificación de los Paneles PDM

PANEL TIPO

esp. EPS

(Capa)Espesor Hormigón

Proyectado

(Capa) Espesor

Hormigón

(Capa)Espesor Hormigón

Proyectado

Espesor total panel

d

cm Cm cm cm cm cm

PDM50 5 3 8 3 24 21 PDM60 6 3 10 3 28 25 PDM70 7 3 13 3 33 30 PDM80 8 3 15 3 37 34 PDM90 9 3 18 3 42 39 PDM100 10 3 20 3 46 43

FUENTE: M2 Emmedue, Advanced Building System, Sistema constructivo Emmedue,

Especificaciones técnicas, 2010


En la Figura 2.9 se mostrará, como se compone los paneles dobles detallando

cada uno de sus componentes.

18

Figura 2.9 Pared de Paneles Dobles EMMEDUE


DOUBLE PANEL REINFORCED WITH GALVANISED STEEL MESH:

Panel Doble Reforzado con Malla de Acero Galvanizado

CONCRETE INFILL: Relleno de Hormigón

DOUBLE PANEL: Panel Doble

SKIM: Masilla

2.2.5 PSSC (PANEL ESCALERA EMMEDUE, DE UN BLOQUE DE

POLIESTIRENO)

Se conformará de un bloque de poliestireno expandido, cortado y moldeado de

acuerdo a los requerimientos del cliente, posee en su parte exterior mallas

electrosoldadas unidas así por sus conectores, este panel tiene una alta

resistencia si es colocado de manera correcta sus refuerzos y el hormigón, es

utilizado en zonas de alto tráfico, con una alta carga viva como en hoteles,

colegios, bancos, simplificando muchos aspectos constructivos de lo que

representaría construir una escalera con el sistema tradicional hormigón armado,

(H.A).

19

En la Figura 2.10 se mostrará, las dimensiones del panel escalera y sus

componentes además que lleva acero de refuerzo adicional en las perforaciones.

Figura 2.10 Panel Escalera (PSSC)


En la Figura 2.11 se mostrará, el panel escalera Emmedue PSSC, detalladamente

en el cual se coloca sus dimensiones y se mencionará sus componentes y como

está conformará.

Figura 2.11 Detalles del Panel Escalera

FUENTE: M2 Emmedue, Advanced Building System, Sistema Constructivo Emmedue,

Especificaciones Técnicas, 2010

20

En la Figura 2.12 se mostrará, el detalle de la sección escalera y se ve una de las

viguetas que contiene en su interior el panel.

Figura 2.12 Detalle de Sección de la Escalera

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos, Ficha Técnica, 2008

En la Figura 2.13 , se detallará como se encuentra armada la escalera en un piso

Figura 2.13 Sección Escalera

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos, Ficha Técnica, 2008

En esta Figura 2.14 se detallará, cómo se encontrará, recubierto los componentes

del panel escalera y las viguetas, formadas por una armadura adicional y

recubierta a su vez de hormigón.

21

Figura 2.14 Detalles de Escalera


POLYSTYRENE PANEL: Panel de Poliestireno

ELECTROWELDED MESH: Malla Electrosoldada

VARIABLE RISE AND TRADE: Huella y Contrahuella

METAL FRAMEWORK: Marco de Metal

2.2.6 PSSG2 Y PSSG3 (PANEL LOSA EMMEDUE DE UNA PLACA DE

POLIESTIRENO)

Estos paneles se tendrá, una a dos nervaduras por panel en su ancho de 1,18m,

se colocan refuerzos de acero en sus nervaduras y se vertirá, hormigón

haciéndolas elementos unidireccionales que permitirá, cubrir grandes luces.

Usado en entrepisos y cubiertas dependerá, de los requerimientos y esfuerzos

que se someterá, el espesor del poliestireno va a ser de 12 a 24 cm y de la capa

superior de hormigón de 5cm y de la capa inferior de micro hormigón de 3cm de

espesor.

En la Figura 2.15 se detallará, cómo se encuentra constituido el panel con todos

sus recubrimientos y los elementos de poliestireno, la malla electrosoldada y la

armadura adicional que se coloca en el espacio nervado del panel.

22

Figura 2.15 Panel Nervado de Losa


En la Figura 2.16 se mostrará, con más detalle el Panel Losa PSSG2, en el cual

se verá el revoque, el hierro de cálculo, los conectores, el poliestireno y el

hormigón.

Figura 2.16 PSSG2



En la Figura 2.17 se mostrará, cada uno de los componentes, de los que se

encuentra conformado el panel PSSG3.

Figura 2.17 PSSG3



En la Figura 2.18 se mostrará, como es el panel antes de colocar el hormigón

proyectado que va en la parte inferior y el hormigón que se vaciará en la parte

superior.

23

Figura 2.18 Panel Losa, Sin Hormigón Proyectado



En la Tabla 2.7 se observará, el espesor o altura del panel PSSG2, el espesor de

la capa de hormigón proyectado y el espesor del hormigón.

Tabla 2.7 Clasificación de los Paneles PSSG2

PANEL TIPO PSSG2

ALTURA FORJADO

Espesor De La Capa Inferior + Revoque (mm)

Espesor Total (mm)

Cuerpo del Panel

C. compresión superior

h(mm) s(mm) PSSG2 8+4 80 40 60 180

PSSG2 10+4 100 40 60 200 PSSG2 12+4 120 40 60 220 PSSG2 14+4 140 40 60 240 PSSG2 16+4 160 40 60 260 PSSG2 18+4 180 40 60 280 PSSG2 20+4 200 40 60 300

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos Emmedue, 2008

En la Tabla 2.8 se mostrará, el espesor o alura del panel PSSG3, el recubrimiento

de hormigón y el de hormigón proyectado.

Tabla 2.8 Clasificación de los Paneles PSSG3

PANEL TIPO PSSG3

Altura Forjado Espesor de la Capa Inferior + Revoque

(Mm)

Espesor

Total

(Mm)

Cuerpo del Panel

Capa de compresión

superior h(mm) s(mm)

PSSG3 12+4 120 40 60 220 PSSG3 14+4 140 40 60 240 PSSG3 16+4 160 40 60 260 PSSG3 18+4 180 40 60 280 PSSG3 20+4 200 40 60 300 PSSG3 22+4 220 40 60 320 PSSG3 24+4 240 40 60 340 PSSG3 26+4 260 40 60 360

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos Emmedue, 2008

24

2.2.7 PANEL DESCANSO (PANEL EMMEDUE DE UNA PLACA DE

POLIESTIRENO NERVADA)

El panel de descanso tendrá, nervaduras en los dos sentidos para colocar

refuerzo de acero y de esa manera verter el hormigón en la capa superior y el

micro-hormigón en la capa inferior, posee una alta resistencia para ser usado en

zonas de alto tráfico es simple y ahorra tiempos de construcción.

En esta Figura 2.19 se mostrará, detalladamente cómo se conformará, el panel a

utilizarse, como panel de descanso.

Figura 2.19 Panel Descanso

FUENTE: Calameo, 2012

Los elementos de EMMEDUE se usarán en:

Casas y edificios, paredes, losas, tabiquerías, cubiertas, escaleras, cerramientos

internos, cerramientos externos, revestimientos aislantes.10

2.3 PROPIEDADES MECÁNICAS

Los materiales que se componen los paneles (acero y poliestireno), son

materiales químicamente inertes, resistentes a condiciones químico / físicas del

ambiente estables y normales, contenidos y protegidos por una doble capa de

10 “M2 Emmedue Advanced Building System, Emm Edue: Cultura Verde para Construir el

Futuro, 2010”

25

mortero que impide que entren en contacto de forma directa con agentes

químicos, tanto externos como internos. (M2 EMMEDUE, 2008).

2.3.1 EL POLIESTIRENO

De tipo 1 (densidad de 10 a 15 kg/m3), cortado en fabrica y de superficie

ondulada, cumple con la función de brindar rigidez al panel para facilitar su

instalación y manipulación, además de aportar sus propiedades como aislante

térmico y acústico, siendo así la transmisión de calor de 0,7 w/m2 ok en un

espesor de 10 cm, comparable a un muro de ladrillos de 80 cm. también servirá,

como aporte al mortero fresco en obra, ya que colaborará, en la capacidad

estructural al fraguar el cemento, sirviendo de separador para aumentar la

inercia.11

Presentará las siguientes características:

Isotropicidad, conservación de la capacidad de aislamiento térmico, resistencia a

variaciones de temperatura, baja absorción de agua por inmersión, ninguna

absorción de agua por capilaridad, sin putrefacción, no es tóxico, estabilidad

dimensional, refleja calor, fácilmente laborable de forma mecánica, reciclable y de

fácil transporte.12

En la Tabla 2.9 se indicará, las propiedades físicas del poliestireno

Tabla 2.9 Propiedades Físicas del EPS

11 Rengel,M. Juan, Factibilidad del Uso del Sistema Constructivo M-2 Aplicado en

Viviendas en la Ciudad de Loja, 2010 12 “M2 Emmedue, Elementos Constructivos, Ficha Técnica, 2008”

26


FUENTE: Rengel M. Juan, Factibilidad del Uso del Sistema Constructivo M-2 Aplicado

en Viviendas en la Ciudad de Loja, 2010

2.3.2 EL ACERO

Tiene un límite proporcional de fluencia de 5.500 kg/cm2, los diámetros variarán

según el tipo de panel y la dirección considerada, las mallas y los conectores son

electro soldados en fábrica, además siempre la malla de acero deberá sobresalir

del borde del panel para permitir su solape con el siguiente y formar un

cerramiento sin discontinuidades.13

En la Tabla 2.10 se explicará, los diámetros de las varillas de la malla

electrosoldada de Armex de Ideal Alambrec, como calculará, la cuantía de acero y

otras características que posee esta malla electrosoldada.

Tabla 2.10 Malla Electrosoldada

13 Rengel,M. Juan, Factibilidad del Uso del Sistema Constructivo M-2 Aplicado en

Viviendas en la Ciudad de Loja, 2010

27


FUENTE: Armex Ideal Alambrec S.A., Boletín Técnico

En la Tabla 2.11, se presentará características como diámetro separación tanto

en un sentido como en otro, como también el peso de estas mallas

electrosoldadas.

Tabla 2.11 Características de las Mallas Electrosoldadas

TIPO DE

MALLA

Díametro Separación Seción Transversal

PESO (kg/m2)

Alm. Long. (mm)

Alm. Transv. (mm)

Alm. Long. (mm)

Alm. Transv. (mm)

Sentido Longitud (cm2/m)

Sentido Transv. (Cm2/m)

*R 126 4 4 10 10 1.26 1.26 1.98 *R 196 5 5 10 10 1.96 1.96 3.08 R 238 5.5 5.5 10 10 2.38 2.38 3.73 *R 283 6 6 10 10 2.83 2.83 4.44 R 385 7 7 10 10 3.85 3.85 6.04 R 636 9 9 10 10 6.36 6.36 9.99 R 785 10 10 10 10 7.85 7.85 12.33 *R 64 3.5 3.5 15 15 0.64 0.64 1.01 *R 84 4 4 15 15 0.84 0.84 1.32

*R 106 4.5 4.5 15 15 1.06 1.06 1.66 *R 131 5 5 15 15 1.31 1.31 2.06 *R 158 5.5 5.5 15 15 1.58 1.58 2.49 *R 188 6 6 15 15 1.88 1.88 2.96 *R 257 7 7 15 15 2.57 2.57 4.02 R 335 8 8 15 15 3.35 3.35 5.26 R 424 9 9 15 15 4.24 4.24 6.66 R 524 10 10 15 15 5.24 5.24 8.22 *R 53 4.5 4.5 30 30 0.53 0.53 0.84 R 32 4 4 40 40 0.32 0.32 0.5

* Mallas en existencia permanente Dimensión Estándar de Fabricación de las Mallas 6.25mX2.40m


28

Se considerará que existen, otros tipos de mallas de refuerzo, que utilizará como

son los casos que vamos a mostrar en las Figura 2.20, Figura 2.21, Figura 2.22,

Figura 2.23.

En la Figura 2.20 se mostrará, las mallas angulares RG1, que se colocarán en

las esquinas, en las uniones de las paredes con las losas, o unirá una pared con

otras, para reforzar a las paredes y hará que el sistema tenga una continuidad y

un confinamiento, en el se ve sus dimensiones, se utilizará tanto en la parte

exterior como interior.

Figura 2.20 Mallas Angulares RG1



En la Figura 2.21 se mostrará, las mallas RG2, las cuales se colocarán en las

esquinas de las ventanas o puertas de formal diagonal con una inclinación de 45o,

para reforzarle y que no se produzca un fisuramieto en estas zonas, también se

utilizará, para conectar paneles y para los lugares sonde se ha cortado la malla.

Figura 2.21 Mallas Planas RG2



29

En la Figura 2.22 se mostrará, las mallas perfiladas AD “U” RU las cuales se las

utilizarán, en el borde de las ventanas, paredes y puertas, nos ayudará para que

la malla de un lado del panel se conecte o trabaje con la malla de la otra cara

adicionalmente del alambre que les conecta a ambas mallas.

Figura 2.22 Malla perfilada AD “U” RU



En la Figura 2.23 se mostrará, la malla entera de refuerzo RZ que se colocará,

adicionalmente en la parte superior de las losas, o paredes, y que brindarán una

mayor resistencia.

Figura 2.23 Malla Entera de Refuerzo RZ



30

2.3.3 DOSIFICACIÓN DEL MORTERO ESTRUCTURAL

La mezcla que se utilizará, para la proyección neumática del mortero estructural

deberá cumplir con los siguientes requerimientos:

Facilidad de aplicación, se aplicará, con fluidez y plasticidad, en un espesor de 2

cm, sin que se desprenda.

Alta resistencia, para satisfacer las condiciones estructurales a las que será

sometido.

Baja retracción de fraguado, evitará, fisuración por efecto de la evaporación del

exceso de agua del amasado.

La mezcla de bajo contenido de agua y una relación cemento - arena en volumen,

comprendida entre 3,5 y 4,5.

El contenido unitario de cemento variará según la granulometría de la relación

árido – aglomerante elegida entre 350 kg/m3 y 450 kg/m3.

La relación agua / cemento no deberá superar en peso 0,52 incluyendo la

humedad libre de la arena.

Se deberá agregar un reductor de agua de amasado (aditivo), (según

recomendaciones de su proveedor), debido a la baja trabajabilidad de las mezclas

obtenidas con estas dosificaciones.

Es conveniente utilizar una fibra de polipropileno de 1,25 cm a razón de 0.90 kg

por cada m3 de mezcla, por que provee una red anti - retracción de fraguado al

mismo tiempo aumentando la tenacidad del mortero del cemento.

El curado como para todos los hormigones de gran superficie y poco volumen

tiene una gran importancia debido a los agentes atmosféricos. Un curado

31

adecuado permite que se produzca un proceso de hidratación del cemento,

evitando la evaporación prematura del agua libre, para lo cual es necesario

mantener la humedad superficial (rociado frecuente con agua), manteniendo un

cuidado a la exposición directa de la radiación solar y al viento, durante las

primeras 24 horas de colocado.

La energética compactación aplicada por los medios neumáticos, influye sobre La

calidad final del mortero de cemento, sobre los valores de resistencia alcanzables.

2.3.4 MORTERO INDUSTRIAL

Los hormigones industriales (micro-hormigones), deberán cumplir las siguientes

condiciones:

Garantizará, una resistencia característica fck ≥ 20 N/mm2, 203.94 kg/cm2, será

proyectable en capas de 2 cm de espesor.

Composición básica:

Áridos: Calizo de machaqueo con granulometría controlada y humedad inferior al

1 %

Cemento: CEM II/B-M (V-L) 32.5 N o CEM II/A-M (V-L) 42.5 R

Aditivos:

La formulación que cumpla con holgura (mínima cantidad de cemento, relación

agua/cemento máxima).

Se recomendará para este tipo de morteros ajustar el sistema de la máquina de

proyección que regula la presión de agua y la dosificación mediante el hidrómetro.

32

El agua de amasado (14% - 14.5% sobre muestra seca) conduce un

escurrimiento (175±5mm medidos en la mesa de sacudidas que equivale a un

asentamiento aproximadamente del cono de Abrams de 120 mm), con una

consistencia adecuada para su proyección.

Su aplicación sobre el área proyectada debe realizarse sin interrupciones siempre

que sea posible, la aplicación de 3 a 4 cm, en 2 pasadas, la primera se deberá

cargar el producto hasta que nos permita sin que se descuelgue, para lo que se

recomienda utilizar un compresor de 400 litros por minuto de caudal de aire para

que muerda el poliestireno y el producto quede lo más compactado que sea

posible, la segunda pasada podrá alcanzar el espesor deseado que se lo realizara

en un intervalo no mayor a 48 horas.

Maquinaria recomendada por su aplicación de producto por sus características

técnicas y de diseño es la de tipo Maltech M5 y PFT G 5430, Turbosol Mini Avant

o Putzmaister P13.14

El M2 admite también la proyección de morteros (vía seca) con grunitadoras

convencionales.

Las proyectadoras manuales tipo Hopper gun, tendrán una circulación de aire

comprimido abastecida por un compresor que deberá operar a una presión

constante de aire (500 a 600 kPa), para la impulsión de la mezcla fresca. Estos

compresores deberán abastecer de 300 y 350 litros de aire por minuto por cada

uno de los dispositivos a emplearse. En el caso de utilizarse electro compresores,

las potencias recomendadas son:

En la Tabla 2.12 se mostrará, las características de Electro-Compresores donde

se ve la potencia de su motor caudal de aire y cantidad de aplicadoras.

14 M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constructivo M2, 2008

33

Tabla 2.12 Características Electro-Compresores

Potencia motor (HP) Caudal de aire (Litros / min.) Cantidad de aplicadoras

2 ½ a 4 350 a 400 1

5 a 6 600 a 700 2 a 3

8 a 10 900 a 1.000 3 a 4



La proyección del mortero convierte todos los cerramientos y losas conformados

por paneles, así como a sus uniones, en elementos rígidos y monolíticos. La

estructura así lograda posee un altísimo grado de hiperestaticidad por vínculos

internos, a la par que una muy elevada ductilidad, por lo que su reserva de carga

plástica es por demás significativa, aunque no se la tiene en cuenta a la hora de

evaluar las capacidades resistentes.15

El enlucido será decisión del proyectista, con materiales convencionales (pintura

sobre superficies maestreadas, pintura elastomérica, revestimientos mono capa,

yeso, salpicados plásticos, o cualquier otra variante).

En el caso de planos horizontales o inclinados, como losas o cubiertas de techo,

colocados y interconectados los paneles entre sí, se apuntalan y luego del primer

proyectado de la cara inferior se procede al Colado de la capa de compresión, (e=

5 cm) de hormigón convencional, según criterio (condiciones estructurales). Se

desapuntala y se procede al completamiento de la cara inferior de la losa, En no

menos de 14 días.

En la Figura 2.24 y Figura 2.25 se mostrará, como son, la revocadora para cielo

raso y para muros.

15 M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constructivo M2, 2008

34

Figura 2.24 Revocadora para Cielorraso


Especificaciones tecnicas 2010

Figura 2.25 Revocadora para Muros



PROBETAS DE HORMIGÓN

En la Tabla 2.13, se observará los esfuerzos de las probetas ensayados, el tipo

de hormigón diferenciando de las muestras para muros, utilizarán hormigón

proyectado, para la cimentación y las losas en la parte superior, hormigón.

35

Tabla 2.13 Probetas de Hormigón

Las probetas provenientes del

hormigón proyectado fueron 6 y

de forma cúbica, ensayados a los

54 días para muros a compresión

y corte, de lo cual se obtuvo una

resistencia a compresión y corte=

236 kg/cm2.

Puesto que las

probetas no

fueron

ensayados a los

28 días como

debía ser, para

fines teóricos de

una

resistencia=

225 kg/cm2.

Luego se ensayaron a 6 probetas

cúbicas, a 54 días provenientes

del mismo hormigón proyectado

para muros del primer y segundo

piso de un módulo de 2 pisos, de

lo cual se obtuvo una, resistencia

a compresión =263 kg/cm2.

Las Probetas Cimentaciones

fueron ensayados en probetas

estándar a los 57 días, con una

resistencia a compresión= 442

kg/ cm2.

Para fines

teóricos se

consideró una

Resistencia

nominal f´c=210

kg/cm2.

Las Probetas de la capa superior

de losas fueron ensayados en

probetas estándar a los 51 días,

obteniéndose una resistencia a la

compresión = 262 kg/cm2.

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Evaluación Experimental del

Sistema Constructivo M2, 2009


Los Muros soportantes, llevarán armaduras mínimas tanto en sentido vertical

como horizontal, el área de la armadura en sentido horizontal no deberá, ser

menor que 0.0020 veces el área del muro (malla electro soldada).

L=5 cm

L=5cm

36

2.3.5 PESOS DE PARED ACABADA

En la Tabla 2.14, Tabla 2.15, se mostrarán, el tipo de panel, el espesor del

hormigón proyectado en ambas caras, el peso del panel y el peso de la pared

acabada, para la Tabla 2.16 como son paneles tipos losas solamente le considera

el espesor de la capa superior, el peso del panel y el peso de losa acabada.

Tabla 2.14 Paneles Simples PSME, (Pesos)

TIPOS DE PANELES ESPESOR CLS

(cm) PESO PANEL

(kg/m2) PESO PARED ACABADA

(kg/m2) PSME 40 3+3 3.5 126 PSME 60 3+3 3.9 127 PSME 80 3+3 4.3 127

PSME 100 3+3 4.7 128 PSME 120 3+3 5.1 128

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos Emmedue, Fichas Técnicas, 2008

Tabla 2.15 Paneles Dobles PDM, (Pesos)

TIPOS DE PANELES

ESPESOR HORM. (cm)

PESO PANEL (kg/m2)

PESO PARED ACABADA (kg/m2)

PDM 100 10 11.7 321 PDM 120 12 11.8 369 PDM 150 15 11.9 441

FUENTE: M2 EMMEDUE, Elementos Constructivos Emmedue, Fichas Técnicas, 2008

Tabla 2.16 Paneles Losas PSSG2, (Pesos)

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos Emmedue, Fichas Técnicas, 2008

2.3.6 RENDIMIENTOS DE OBRA POR EL TIPO DE PANELES

Para tener mejor una idea de cómo son los rendimientos de montaje de estos

paneles se mostrará, en la Tabla 2.17, una descripción de cada panel y el

37

montaje en hora por m2 y el rendimiento del revoque o la colocación del hormigón

proyectado en cada uno de estos paneles.

Tabla 2.17 Clasificación de los Paneles por Rendimientos

código descripción Montaje horas/m2

Revoque horas/m2

PDM panel doble 0.55 0.6

PSME panel simple estructural

0.35 0.7

PSS1 panel losa simple 0.7 0.4 PSSG2 panel losa 0.8 0.4

PSMC panel simple

p/división 0.35 0.6

PSSC panel escalera 0.8 0.6 FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos Emmedue, Fichas Técnicas, 2008

2.3.7 RESUMEN DE RESULTADOS SIGNIFICATIVOS DE ENSAYOS

Se realizará, una enorme cantidad de ensayos sobre paneles de distintos

espesores y alturas, y los resultados representativos de todos ellos son los que se

consignará a continuación en la Tabla 2.18.

Tabla 2.18 Compresión Centrada y Excéntrica

Compresión Centrada

Panel (cm) Altura (cm) Carga lineal máxima (kN/m)

4 240 760

6 400 590

6 300 1130

8 270 1340

Compresión Excéntrica (con excentricidad 1/3 espesor total)

Panel(cm) Altura (cm) Carga lineal máxima (kN/m)

4 240 566

6 300 707

6 400 360

8 270 680

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema

Constructivo M2, 2008

38

Los ensayos de flexión fueron en general, realizados en diversas configuraciones,

por lo que se consignará, los momentos últimos representativos de los paneles

ensayados se mostrará, en la Tabla 2.19.

Tabla 2.19 Flexión Simple

PANEL

(cm)

Capa de

Compresión (cm)

Mu

(KN m/m)

4 3 8.1

7 3 12.2

Esfuerzo Últm.

Corte

13.6

8 3 12

FLECHA DE

ROTURA

LUZ/100(*)



(*) Sustentación de la muestra. Es simplemente apoyada en los extremos,

deformación transversal no está restringida y la deflexión no es propia del

comportamiento de las placas a flexión.16

La tensión de cizallamiento requerida al espesor total del panel, se mostrará en la

Tabla 2.20.

Tabla 2.20 Ensayo a Corte (Esfuerzos de Cizallamiento)

PANEL (cm) TOTAL (cm) T (MPa)

4 10 1.5

8 15 1.3

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constructivo M2, 2008

Los resultados de la carga horizontal y la carga horizontal cíclica en el plano, para

un panel de 4cm, se mostrará en la Tabla 2.21.

16 M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constructivo M2

39

Tabla 2.21 Ensayo a Carga Horizontal (Contenida en el Plano)

Panel (cm) Altura (cm) Carga Horizontal (KN) Carga Horizontal Cíclica (KN)

4 2.40 50/100 350


El ensayo de impacto blando se mostrará en la Tabla 2.22, bajo que impacto se

someterá el panel, teniendo un comportamiento mejor a esperado, el peso de la

flechas a utilizarse a impactar con el panel y la altura de caída.

Tabla 2.22 Ensayo de Impacto Blando



En el ensayo de impacto duro se observará en la Tabla 2.23, que es

imperceptible.

Tabla 2.23 Ensayo de Impacto Duro

Caída Esfera (m) PESO ( kg)

2 3.5

Impacta superficies de mortero (imperceptible)


La carga vertical excéntrica que soportará, un panel que se mostrará, en la Tabla

2.24, durante ese período de tiempo, no presentó ninguna consecuencia.

Tabla 2.24 Ensayo de Carga Vertical Excéntrica

PANEL (cm) Momento Flector (N m) Duración (Horas)

4 300 24



40

Se verificaron, como se mostrará en la Tabla 2.25, mediante esas normas el

cumplimiento para resistencia de puntos de soldadura y se halló, que superará

dicha resistencia la fuerza exigida por la norma.

Tabla 2.25 Ensayo de Separación de Soldadura

NORMAS UNI ISO 10-287

Resistencia supera 2.26 veces

Carga separación mínima (kN) 1.66

Carga Comparación (kN) 0.74



Los paneles fueron, considerados después de haber sido expuestos a la lluvia con

viento como E (la más alta) 17, bajo las consideraciones que se mostrará en la

Tabla 2.26.

Tabla 2.26 Ensayo de Permeabilidad a la Intemperie

Lluvias Vlluvia (mm/h) V Viento (km/h) Durante (h) Secado (h)

140 106 24 72



Los resultados de estos ensayos pondrán, en evidencia un mejor comportamiento

para los parámetros de M2, frente a otros sistemas constructivos tradicionalistas,

tal como se mostrarán en la Tabla 2.27.

Tabla 2.27 Ensayo de Resistencia al Desarrollo de Hongos

VERIFICARSE Nivel 0 (Sustratos Libres de Crecimiento de Microorganismos)

Nivel 1 (Microorganismos Dispersos) Sistema Tradicional

Mejor Comportamiento que el Sistema Tradicional



17 M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constructivo M2

41

Los resultados arrojados para capacidad de ignifuga son muy consistentes como

se mostrará en la Tabla 2.28 y la resistencia de nivel de fuego como se indicará

en la Tabla 2.29.

Tabla 2.28 Producción de Llama y Vapores (Resistencia al fuego)

PANEL

(cm)

min o C Sin Desprendimiento de Vapores Mortero

mm

6 60 2500 Ni Producción de Llama 35



Tabla 2.29 Nivel de Resistencia al Fuego (F90, 90 Minutos de Resistencia al

Fuego)

PANE

L (cm)

MORTERO

mm

NIVEL DE RESISTENCIA

AL FUEGO ADMISIBILIDAD

ESTRUCTURAL min

INTEGRIDAD

min

CAPACIDAD

AISLANTE min

F90

min

NINGU

NO<a

F90

4 25 241 241 172 90



Los impactos balísticos fueron realizados por varios tipos de armas como se

mostrará en la Tabla 2.30, no pudieron atravesar ninguno de los paneles de

cualquier espesor.

Tabla 2.30 Impactos Balísticos

ARMA CALIBRE DISTANCIA DE TIRO (m)

Magnun 0.357 5.50

Auto 0.45 5.50

Proyectiles Brenneke 12 5.50

(Franchi Spas)



Completando las características propias del M2 mencionaremos el aislamiento

térmico en el cual se detallará, en la Tabla 2.31, los valores que se obtuvieron

42

siguiendo las normas ,el cual se obtuvo que el nivel de aislamiento térmico supera

el proporcionado por muros de cerramiento tradicionales.

Tabla 2.31 Aislamiento Térmico

PANEL

(cm)

TIPO

POLIESTIRENO

Kg/m2 ESPESOR

MORTERO cm

ESPESOR

TOTAL

MURO cm

K

W/m2 ok

4 CLASE III 15 2.5 10 0.879

8 CLASE III 0.483



El M2 logrará, un excelente nivel de confort de vida por más exigente que sea

este, comparándolo con otros sistemas tradicionales puede llegar a tener desde

su panel de menor espesor igual o mayor aislamiento acústico, además del

requerimiento especificado para la norma para muros divisorios, si se necesitará,

un aislamiento especial se utilizará paneles especiales que incluyen una capa

mineral de densidad y espesor variables según la necesidad, esto se puede

evidenciar con la información que contiene la Tabla 2.32, Tabla 2.33, Tabla 2.34,

Tabla 2.35 y Tabla 2.36.

Tabla 2.32 Características de los Paneles

Panel

(cm)

Densidad

kg/m3

Incluye Mortero Espesor

Total (cm)

4 12 9.5

8 12 14



Tabla 2.33 Resultados Métodos Establecidos DIN4109, ISO717 E IRAM4043.

PANEL ESPESOR

(cm) dB

M2 PSM 04 4 38

M2 PSM 08 8 45



43

Tabla 2.34 Resultados Obtenidos por IRAM4044

dB

Tabiques Internos 37

Muros Privativos entre Departamentos

de un mismo Edificio

44



Tabla 2.35 Números Únicos, Medidos en Laboratorio para Materiales Típicos,

para Utilizarlos en Construcción de Paredes y Tabiques

N O dB

LADRILLOS HUECOS 12/20/40 36 SIN ENFOSCAR

LADRILLOS HUECOS 11/17/31 38 ENFOSCADO 2 CARAS

LADRILLOS HUECOS 18/19/40 42 SIN ENFOSCAR

LADRILLOS HUECOS 18/19/40 43 ENFOSCADO UNA CARA

LADRILLOS COMUNES 12 40 SIN REVOCAR



Tabla 2.36 Punto de Vista Acústico

ACÚSTICO

PANEL M2 (cm) = Muro Ladrillos Huecos (cm)

4 15

8 > 20



La resistencia al fuego satisface los requisitos exigidos, como sabemos el

poliestireno es malo como material inflamable y necesitará, grandes volúmenes

de aire para destruirse completamente, pero al estar confinado no puede

quemarse, la fracción de sus gases de combustión, será relevante desde el punto

de vista toxicológico, siempre en una cantidad limitada, en la Tabla 2.37 se

mostrará, la resistencia al fuego, en la Tabla 2.38 la emisión de monóxido de

carbono y en la Tabla 2.39 la emisión de óxido de carbono según las normas DIN

4102.

44

Tabla 2.37 Resistencia al Fuego

PANEL

(cm)

ESPESOR

TOTAL cm

RESISTENCIA AL FUEGO

min

4 10 110



Tabla 2.38 Emisión de Monóxido de Carbono

CASO GASES CANTIDAD

MADERA Monóxido de Carbono LIMITADA



Tabla 2.39 Emisión de Óxido de Carbono Según las Normas DIN

MATERIAL Emisión Óxido Carbono Ppm

T (o C)

Fibra de Madera 69000 600

Madera 15000 600

Corcho 29000 600

Poliestireno Expandido F: 1000 600

15-69 veces menos que la madera y derivados → materiales de construcción



El mortero y poliestireno son materiales tienen una gran estabilidad química por la

ausencia espacios vacios y materiales biodegradables, inferior en muros, losas

(impiden desarrollo de colonias de insectos). Tiene una capacidad aislante

hidrófuga-baja, absorción de los materiales componentes. El mortero cemento-

dosificación proyección neumática, ensayo de inmersión, durante 28 días,

absorción 2% en peso.

La Resistencia a la Difusión de Vapor de Agua, es mucho mayor a la mayoría

de muros de construcción tradicional si comparamos con un muro de bloque

45

0.20 m de hormigón vibrados y calculamos Rv según la NORMA IRAM 11625 sin

considerar ningún elemento como barrera de vapor tenemos los resultados en las

Tabla 2.40 y Tabla 2.41.

Tabla 2.40 Permeabilidades de Cálculo

δ (g/mh kPa)

Poliestireno Expandido 0.003750

Mortero de Cemento 0.0150

Bloques Huecos(Hormigón) 0.0520

Ladrillo Cerámico 0.18m 0.1870

Revoque Interior 0.0600

Revoque Exterior 0.0487



Tabla 2.41 Resistencia a la Difusión de Vapor

Rv (m2hkPa/g)

Muro 0.20 Ho 3.801

M2(MURO PANEL PSM 60) 20

Resistencia a la difusión de vapor es 5.2 veces mayor

FUENTE: M2 EMMEDUE Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema


Rv del muro M2 se centralizará, en el mortero de cemento armado que reviste a

cada uno de las caras del panel por su metodología neumática resulta

sumamente compacto y de muy baja porosidad.

La Condensación Intersticial, es la condensación del vapor dentro de pared o

techo en las que comienza a disminuir de temperatura por debajo del punto del

rocío.

La Barrera de Vapor reducirá, la presión de vapor dentro de pared o techo en las

que comienza a disminuir la temperatura. Muro condiciones de alto aislamiento

térmico. Alta resistencia a la difusión de vapor de agua.

46

En la Tabla 2.42 se observará, una comparación de la resistencia a la difusión de

vapor del M2 y de un muro de ladrillos cerámico.

Tabla 2.42 Comparación Rv

Rv

m2hkPa/g

Muro de Ladrillos Cerámico 0.22 M 1.707 m2

M2 (Muro Panel PSM 60) 20

Resistencia a la difusión de vapor 12 veces



2.4 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

El tipo de construcciones que se realizarán, con paneles M2 pueden ser muy

diversos, estos paneles pueden ser utilizados como elementos portantes

verticales, divisorios, paredes de cerramientos y de revestimiento, es posible

obtener cualquier forma y curvados especiales, realizando cortes perfilados en los

elementos, debido a sus características como aislamiento térmico, resistencia al

fuego, acústico, maniobrabilidad y facilidad de montaje tiene un comportamiento

idóneo a considerarse (M2 EMMEDUE, 2008).

Las paredes de Emmedue pueden tener acabados de múltiples formas como un

revestimiento directamente sobre el revoque grueso (sin excluir ninguna

posibilidad) (M2 EMMEDUE, 2008).

En la Figura 2.26 se observará, las características geométricas del poliestireno, y

la Figura 2.27 se verá la geometría de la onda del poliestireno.

47

Figura 2.26 Características Geométricas del Poliestireno, (EPS)

FUENTE: MK2, Sistema Potante Emmedue de Paneles de Hormigón Armado con Núcleo

de EPS, 2003

Figura 2.27 Geometría de la Onda de EPS (Poliestireno) de los Paneles

FUENTE: MK2, Sistema Potante Emmedue de Paneles de Hormigón Armado con Núcleo

de EPS, 2003

En la Figura 2.28 se observará, la geometría de la onda de poliestireno de forma

espacial y la malla electrosoldada con sus conectores.

Figura 2.28 Panel con Núcleo de Poliestireno y Malla Electrosoldada

Espacial

FUENTE: Fernández, Elementos Tridimensionales, 1974

48

En la Figura 2.29 se mostrará, a qué distancia se encontrará, la armadura, el

espesor total del panel, la conectividad que tienen las mallas electrosoldadas el

espesor de hormigón proyectado, los diámetros de las mallas tanto para los

paneles de muros como, los paneles para forjados, en la Tabla 2.43, podemos

observar esas dimensiones para la topología de los paneles para muros, con un

ancho de 1 metro, y en la Tabla 2.44, Tabla 2.45, Tabla 2.46, se mostrará los

diámetros de las mallas, espaciamiento tanto longitudinal como transversal, para

los paneles PSME, PSMC, PSMR y PSM2R y los diámetros de los alambres de

conexión.

Figura 2.29 Topología General de los Paneles para Muros y Paneles para

Forjados

FUENTE: MK2, Memoria Técnica, Sistema Constructivo MK2, 2009

49

Tabla 2.43 Dimensiones de Paneles para un Ancho de un Metro

PANEL TIPO mm

a cm

b cm

c cm

Ancho cm

PSME40 4 5.5 11 100

PSME50 5 6.5 12 100

PSME60 6 7.5 13 100

PSME70 7 8.5 14 100

PSME80 8 9.5 15 100

PSME90 9 10.5 16 100

PSME100 10 11.5 17 100

PSME110 11 12.5 18 100

PSME120 12 13.5 19 100

PSME130 13 14.5 20 100

PSME140 14 15.5 21 100

PSME150 15 16.5 22 100

PSME160 16 17.5 23 100

PSME170 17 18.5 24 100

PSME180 18 19.5 25 100

PSME190 19 20.5 26 100

PSME200 20 21.5 27 100

FUENTE: MK2, Memoria Técnica, sistema constructivo MK2, 2009


Tabla 2.44 Malla de Alambre en Acero Galvanizado PSME

Malla de Alambre en acero galvanizado PSME

Alambre de acero longitudinal Ø2.5mm cada 75 mm.

Alambre de acero transversal Ø2.5 mm cada 65 mm.

Alambre de acero de conexión Ø3mm (cerca 72 por m2) FUENTE: MK2, Memoria Técnica, Sistema Constructivo MK2, 2009

Tabla 2.45 Malla de Alambre en Acero Galvanizado PSMC

Malla de Alambre en acero galvanizado PSMC

Alambre de acero longitudinal Ø2.5mm cada 75 mm.



50

Tabla 2.46 Malla de Alambre en Acero Galvanizado PSMR

Malla de Alambre en acero galvanizado PSMR

Alambre de acero longitudinal Ø3mm cada 75 mm.


Alambre de acero de conexión Ø3mm (cerca 72 por m2)

Malla de Alambre en acero galvanizado PSM2R

Alambre de acero longitudinal Ø3mm cada 75 mm.

Alambre de acero transversal Ø3 mm cada 65 mm.


Unas de sus cualidades será, su molde habilidad con herramienta de corte o

cizalle, pudiendo adoptar la forma de casi cualquier moldura. Se mencionará

además que la misma rigidez que aporta, lo condiciona formalmente a

encasillarse como un elemento plano y rectilíneo, cuyas combinaciones formales

partirán de la premisa de diseño de la línea recta y su infinidad de combinaciones,

como se observará en la Figura 2.30.

Figura 2.30 Ejemplos de Molduras Realizadas con EPS

FUENTE: Fanosa, 2012

Según el proyecto se presentarán, varias formas arquitectónicas y dimensiones

Figura 2.31 Ejemplos de Disposición Formal

FUENTE: Patentados, 2001

51

La disposición formal de la Figura 2.31 mostrará que, la estructura es modular y

está formada por un panel de base (1), un par de paneles laterales (2), un par de

paneles frontales (3), entra los que se determina un hueco para el montaje de una

puerta de seguridad (6), un panel posterior (4) y una cubierta (5), uniéndose entre

sí todos los paneles mediante electrosoldadura de placas (7).

Para solucionar los problemas de necesidad de vivienda, se ha desarrollado un

método de producción masivo que pudiera afrontar cuantitativamente ese

problema. Por lo cual se pensará, en un elemento tridimensional, cuyas partes no

estén contenidas en un mismo plano por lo cual la Tabla 2.47 mostrará, los

elementos tridimensionales (Fernández) según su forma geométrica y el número

de elementos que lo componen.

Tabla 2.47 Elementos Tridimensionales

FUENTE: Fernández, Elementos Tridimensionales, 1974

52

Los elementos tridimensionales pueden clasificarse en:

· Elementos espaciales simples (dos parámetros)

· Elementos espaciales complejos (más de dos parámetros)

Estos a su vez presentan sus subdivisiones, permite comprobar el número

reducido de elementos por sistema, presentando sus ventajas al tener menos

número de elementos, tiempos de fabricación y montaje a un mínimo

simplificándose en el sitio al máximo, logrando velocidades de construcción altas. 18

En las Figura 2.32, Figura 2.33, Figura 2.34, se colocarán, el panel dentro de la

línea de anclaje tanto en un sentido como en el otro, continuando una sucesión de

paneles formando una pared larga que se observará, que existe una continuidad

y que su geometría se adapta para trabajar brindando a su vez una facilidad de

ensamblaje, ahorrándonos tiempo, debido a que los paneles tiene una forma ya

definida esto hace que se pueda colocar sin ninguna complicación futura por si

llegado el caso no tendría las dimensiones que se necesitaren podemos cortar y

adecuar el panel para las dimensiones que necesitemos.

Figura 2.32 Armado de Paneles

FUENTE: Casa Pronta, Manual Técnico de Construcción, Sistema Constructivo M2,

2011

18 Fernández, Elementos tridimensionales, 1974

53

Figura 2.33 Ensamblaje Mediante Colocación Sucesiva de Paneles

FUENTE: Casa Pronta, Manual Técnico de Construcción, Sistema Constructivo M2,2011

Figura 2.34 Ensamblaje Tipo Recinto Cerrado o Cuadriláteros

FUENTE: Casa Pronta, Manual Técnico de Construcción, Sistema Constructivo M2,

2011

En la Figura 2.35, se mostrará una casa construida, con el sistema en el cual

aparecerán, los detalles geométricos de la misma.

Figura 2.35 Detalles Geométricos de una Casa Construida con M2


54

2.5 DETALLES DE JUNTAS (LOSAS, PAREDES Y

CIMENTACIONES)

2.5.1 JUNTAS

Una buena junta de contracción permitirá, la transferencia de cargas verticales

entre las porciones de la losa. Para ello se emplearán, conectores de corte se

hace un Machihembrado deslizante entre los bordes de los mismos, Figura 2.36.

Figura 2.36 Juntas de Contracción


2.5.2 UNIÓN DE PAREDES INFERIOR Y SUPERIOR – LOSA

En la Figura 2.37 se observará, como será, la unión pared losa y los componentes

del panel, tanto por el poliestireno, la malla electrosoldada también se compone

de chicotes que van colocados en la pared y esta a su vez se conectará, tanto

para la pared superior, funciona como anclaje como en la parte de la cimentación

– pared sus anclajes, llevarán también una mallas angulares que en la Figura 2.38

claramente se evidencian.

55

Figura 2.37 Unión Pared Inferior y Superior-Losa


Figura 2.38 Malla Superior e Inferior en la Conexión de la Pared con la Losa

FUENTE: Casa Pronta Elementos y Construcciones, Manual Técnico de Construcción,


2.5.3 UNIÓN PARED SUPERIOR – LOSA

Se colocará unos chicotes doblados en la parte inferior en forma de L que se los

utilizará, como anclaje de las paredes, como se verá en la Figura 2.39.

56

Figura 2.39 Unión pared superior – losa


2.5.4 UNIÓN DE PAREDES – LOSA EN PEQUEÑOS VOLADOS

En la Figura 2.40 se mostrará, que este volado está construido con los mismos

paneles y que lleva en la parte más externa del volado dos chicotes el uno en

forma de L que se ancla a la losa y el otro un poco más superficial pero es recto.

También se incluirá, armadura adicional como colocar una vida de hormigón

como se mostrará, en la Figura 2.41 a mayor detalle.

Figura 2.40 Unión de paredes – losa en pequeños volados

FUENTE: Hormi 2, 2012

57

Figura 2.41 Detalles de Balcón



FINISHING RENDER: Acabado Fino

SINGLE PANEL: Panel Simple

2.5.5 UNIÓN PARED INFERIOR – LOSA

La unión pared inferior losa se la realiza por medio de las mallas angulares, tal

como se mostrará en la Figura 2.42 y Figura 2.43.

Figura 2.42 Unión pared inferior – losa


58

Figura 2.43 Malla Angular en la Unión Losa- Pared Inferior



2.5.6 UNIÓN PARED – CUBIERTA INCLINADA

La unión pared- cubierta inclinada se la realiza a través de mallas angulares a

cada lado de la pared que se va a conectar como se mostrará, en la Figura 2.44

y esta a su vez va a estar amarradas a las mallas electrosoldadas tanto de la

pared como de la losa.

Figura 2.44 Viga Cargadero en Cubierta Inclinada



59

2.5.7 UNIÓN PARED DE BORDE – LOSA

La unión de pared de borde losa por medio de mallas angulares tanto para la

parte inferior como para la parte superior, tal como se mostrará en la Figura 2.45 y

Figura 2.46, en la Figura 2.47 se muestra otro caso de la unión pared de borde

losa pero aquí y si en verdad la conexión es con mallas angulares pero pare este

caso se encuentra constituido con vigas.

Figura 2.45 Unión Pared de Borde - Losa



Figura 2.46 Unión Pared de Borde Losa

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivos Emmedue, Fichas técnicas, 2008

60

Figura 2.47 Unión Losa, Pared de Panel Simple Emme Due

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System,Omologazione Irlanda 2006

WALL PANEL: Pared De Panel

REINFORCED WITH GALVANISED STEEL MESH

Reforzado con Malla de Acero Galvanizado

SPRAYED STRUCTURAL CONC: Hormigón Proyectado

MESH TO JOIN PANELS: Malla para Conexión de Paneles

KNAUF SBS STUD AND JOIST COLD ROLLED STEEL

KNAUF SBS puntales y viguetas de acero laminado en frío

PLASTERBOARD AND SKIM: Capa de Yeso o Masilla

IN SITU CONC. SLAB: Concreto de la losa en el sitio

SELF EXTINGUISHING EPS: Eps autoextinguible

POLYESTYRENE SLAB: Losa de Poliestireno

2.5.8 UNIÓN DE CUBIERTAS INCLINADAS LIMAHOYA

En la unión de cubiertas inclinadas limahoya se colocan mallas angulares tanto en

la parte inferior como en la superior, como se mostrará en la Figura 2.48.

Figura 2.48 Unión de Cubiertas Inclinadas Limahoya


61

2.5.9 UNIÓN DE CUBIERTAS INCLINADAS LIMATESA

En la unión de cubiertas inclinadas limatesa se colocarán, mallas angulares tanto

en la parte inferior como en la superior, como se mostrará en la Figura 2.49, el

espesor en la cubierta puede variar puede ser 3 cm o 5cm dependerá de los

requerimientos.

Figura 2.49 Unión de Cubiertas Inclinadas Limatesa


2.5.10 PANEL DE LOSA

El panel losa se verá, en la Figura 2.50, es el más utilizado, en el cual se

observará las dimensiones de sus espesores de recubrimiento, tanto en la parte

superior como inferior y el espesor del poliestireno también se observará, la malla

electrosoldada y el alambre que conecta a las mallas a través del poliestireno.

Figura 2.50 Panel de Losa


2.5.11 MALLAS

La mallas de refuerzo adicional que se mostrarán, en la Figura 2.20, Figura 2.21,

Figura 2.22 y Figura 2.23, se verá en la Figura 2.51, como irán colocadas para

evitar que existan fisuramientos en esos sectores y se verá, más acerca de la

malla plana recubierta con el hormigón proyectado en la Figura 2.52.

62

Para ver a mayor detalle acerca del armado de la puerta y ventana se lo

observarán en la Figura 2.53, Figura 2.54, y se verá, cómo van los refuerzos

adicionales y observar a mayor detalle en sus secciones.

Figura 2.51 Conexiones de Mallas tanto como Angulares como Planas


Figura 2.52 Detalle en el Exterior / Salida de la Pared que Separa


FIRE BREAK BETWEEN SINGLE & DOUBLE PANEL

División entre el panel simple y el panel doble

63


SINGLE PANEL: Panel simple

POLYESTYRENE REINFORCED WITH GALVANISED STEEL MESH

Poliestireno reforzado con malla electrosoldada

CONCRETE INFILL: Relleno de Hormigón

Figura 2.53 Armado de Ventana



Figura 2.54 Armado de Puerta

64

Continuación Figura 2.54


2.5.12 ANCLAJE EN LOSA DE CIMENTACIÓN

El anclaje de los muros a la losa de cimentación se la realiza a través de chicotes

uno en cada cara de la pared cada cierta distancia como se mostrará, en la Figura

2.55, se observará, los espesores y los materiales en este tipo de conexión en la

Figura 2.56.

Figura 2.55 Anclaje entre Muro y Cimentación

FUENTE: Casa Pronta Elementos Y Construcciones, Manual Técnico de Construcción,


65

Figura 2.56 Detalles de la Cimentación EMMEDUE

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System,Omologazione Irlanda, 2006

FINISH PLASTER: Acabado de Yeso

SAND AND CEMENT PLASTER TO PLINT, FINISH WITH EXTERNAL EMULSION

PAINT

Arena y cemento plástico aplicado, Acabado con Pintura de Emulsión Externa

ABOVE FINISHED GROUND LEVEL: Sobre el Nivel de Piso Terminado

DOWELS: Chicotes

SPRAYED STRUCTURAL CONCRETE: Hormigón proyectado

FLOOR INSULATION: Aislamiento de Suelo

SINGLE POLYSTYRENE PANEL: Panel Simple de Poliestireno

GALVANISED STEEL MESH REINFORCEMENT: Malla de Acero Galvanizado de

Refuerzo

2.6 CONEXIONES

2.6.1 CONEXIÓN DEL PANEL DE MURO A LA CIMENTACIÓN DE

CONCRETO.

Se realizará un replanteo y señalización (timbrado) de los ejes principales, ejes

de anclaje y ejes de acabado de pared, utilizando tiralíneas de diferente color para

cada caso. Figura 2.57.

66

Figura 2.57 Timbrado de Líneas



El cálculo que se realizará, para determinar las dimensiones de los ejes, es el

siguiente:

Línea de Anclaje: Para determinar las líneas de anclaje de las varillas (espesor

del panel dividido por 2) y más 1 cm. Ver Figura 2.58.

Figura 2.58 Línea de Anclaje



Luego se Timbrará las líneas de acabado de paredes sobre las vigas o losa de

cimentación, ver Figura 2.59.

Figura 2.59 Línea de Acabado

FUENTE: Casa Pronta Elementos Y Construcciones, Manual Técnico De Construcción,


67

Luego se marcará, los puntos de perforación sobre las líneas de anclaje, como se

verá en la Figura 2.60.

Figura 2.60 Perforaciones para Anclajes



Los anclajes se colocarán, en el momento más adecuado, cuando la losa haya

fraguado y haya adquirido una resistencia adecuada para la colocación de las

varillas (se estimara, que el hormigón deberá tener una resistencia a la

compresión de ± 40% F'c). Se ubicarán, en la parte externa del panel (hilera

exterior), para facilitar el montaje de los mismos. La hilera interior se colocará en

una fase posterior a la fijación de los paneles.

Se introducirá, las puntas de las varillas (aprox. 6 cm), en un recipiente

conteniendo el material Epóxico, y luego en los orificios correspondientes. Tal

como se verán, en la Figura 2.61 y la Figura 2.62.

Figura 2.61 Colocación de Anclajes



68

Figura 2.62 Anclajes Incrustados



"Esta conexión panel de muro a losa de cimentación se lo realiza mediante

espigas (dowels, chicotes) incrustándolo en el concreto de la cimentación, como

ya se mencionó anteriormente sobresale de 40 a 50 cm, van en forma de zigzag

espaciadas 25 cm de varilla a varilla aunque este espaciamiento también puede

variar. Se observará en la Figura 2.63, como quedarán las varillas, luego de haber

sido colocadas.

Los chicotes son varillas corrugadas de 6mm de diámetro y se amarran a las

mallas del muro con alambre #16”19 esto se observará en la Figura 2.64 y Figura

2.65.

Figura 2.63 Colocación de Chicotes y Timbrado de Líneas


19 M2 Emmedue Advanced Building System, Informe Técnico, Evaluación Experimental

del Sistema Constructivo "M2", 2009

69

Figura 2.64 Amarre de Chicotes con Malla de los Paneles M2


Figura 2.65 Conexión Chicote Malla en los Muros



2.6.2 CONEXIÓN ENTRE PANELES COPLANARES

Las conexiones de muros y de techos adyacentes, en un mismo plano

(coplanares) se traslaparán, a un espaciamiento horizontal de la malla electro

soldada para amarrarlas mallas con alambre # 16, tal como se verá, en la Figura

2.66, las cuales deben estar correctamente alineadas, dependiendo de la forma

de trabajo, se pueden armar varios paneles en el piso y luego colocarlos en los

anclajes, o a su vez ya en el sitio.

Figura 2.66 Paneles Traslapados

70




2.6.3 CONEXIÓN ENTRE PANELES DE MUROS ORTOGONALES

“Se recortará, el muro prolongando una de las mallas una distancia igual a la del

muro ortogonal luego se colocan mallas esquineras en forma de “L”, tanto externa

e internamente para luego ser amarrado con Alambre #16 con las de los muros.”20

Como se observará, en la Figura 2.67.

Figura 2.67 Conexión entre Paneles de Muros Ortogonales


del Sistema Constructivo "M2", 2009

71


FUENTE: M2 Emmedue Avanced Building System, Evaluación Experimental del Sistema


2.6.4 CONEXIÓN MUROS Y TECHO EN EL PRIMER PISO

“Este tipo de conexión se utilizará, para todos los pisos con excepción de la

azotea o terraza, existirá un espacio vacío de 5 cm para hacer pasar los chicotes

que conectan el panel de muro superior e inferior.

Existe un desnivel entre los bordes superiores del muro interior y del techo vaciar

en la parte superior del panel de techo.”21 Como en la Figura 2.68 se verá.

Figura 2.68 Conexión Muros y Techo en el Primer Piso

FUENTE: M2 Emmedue Avanced Building System, Evaluación Experimental del Sistema


21M2 Emmedue Advanced Building System, Informe Técnico, Evaluación Experimental

Del Sistema Constructivo "M2", 2009

72

2.6.5 CONEXIÓN ENTRE MUROS DE PISOS CONSECUTIVOS

Se la realizará, por medio de chicotes, igual que con la cimentación, amarradas

con alambre #16 de los muros superior e inferior22, como se verá en la Figura

2.69.

Figura 2.69 Conexión entre Muros de Pisos Consecutivos



2.6.6 CONEXIÓN DE MUROS Y TECHO DE LA AZOTEA

Los paneles de la azotea se apoyarán, simplemente sobre los muros del último

piso, luego se colocan mallas esquineras (en forma de L) tanto para el contorno

exterior como el interior y se amarra a las mallas de los paneles de la azotea,

como se verán en la Figura 2.70.

En los del muro del último piso se deja libre 30 cm en el borde superior del muro

se instalará, los paneles de la azotea. Que se cubrirán con mortero proyectado

dejando libre los 30 cm para el armado de la azotea. En donde aparecerán

fisuras, por la contracción de secado en los 30 cm que se dejaron libres para el

armado de la azotea. 23


Del Sistema Constructivo "M2", 2009 23M2 Emmedue Advanced Building System, Informe Técnico, Evaluación Experimental

Del Sistema Constructivo "M2", 2009

73

Figura 2.70 Conexión de Muros y Techo de la Azotea

FUENTE: M2 EMMEDUE Advanced Building System, Evaluación Experimental del


2.7 REFUERZOS Y TIPOS

Existen refuerzos especiales de los cuales se mencionará, el refuerzo adicional en

los bordes, Espigas o chicotes para conectar al tabique con el pórtico armado.

2.7.1 REFUERZO ADICIONAL EN LOS BORDES

Se añadirá, una malla electrosoldada en forma de “U” traslapada, dos

espaciamientos de malla del panel y se amarrarán conjuntamente, con alambre

#16. Como se verán en la Figura 2.71 y Figura 2.72.

74

Figura 2.71 Refuerzo Adicional en los Bordes



Figura 2.72 Malla “U” Colocada en los Bordes



75

2.7.2 REFUERZO ADICIONAL EN VANOS DE PUERTAS Y VENTANAS

Se adicionará, en todas las esquinas de las puertas y ventanas tanto en la cara

interior como la exterior del panel una franja de malla electrosoldada de 3

espaciamientos de malla de ancho y 10 espaciamientos de malla de longitud, en

forma diagonal y se amarra con alambre #16. Como se verá en la Figura 2.73.

Figura 2.73 Refuerzo Adicional en las Esquinas de los Vanos



2.7.3 ESPIGAS O CHICOTES PARA CONECTAR AL TABIQUE CON EL

PÓRTICO DE CONCRETO ARMADO

Con el objetivo de evitar el volcamiento del panel para muro, como tabique de un

sistema aporticados sujeto a cargas sísmicas perpendiculares a su plano, se

usarán, chicotes de 50 cm de longitud, (varillas de acero corrugado de 6 mm de

diámetro van conectadas tanto a las vigas como a las columnas del pórtico, 1

76

varilla cada 25 cm, intercaladas de cada cara del panel (en zigzag). Con un

taladro se hacen perforaciones (3/8”) y de 6 cm de profundidad en las columnas y

en las vigas del pico, luego se colocará, el panel y se aplicará resina, epóxica

(Sikadur 31) en la perforación. Como se verá en la Figura 2.74.

Figura 2.74 Perforación y Disposición de Chicotes al Tabique

FUENTE: M2 EMMEDUE Advanced Building System, Evaluación Experimental del


77

CAPITULO 3

RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN

3.1 CAPACIDAD A AXIAL

El Comportamiento de Muros a Carga Axial o Carga Axial Excéntrica, se puede

entender mejor definiendo lo que es la carga axial y la carga excéntrica.

3.1.1 CARGA AXIAL

Fuerza cuya resultante, pasa por el centroide de la sección bajo consideración y

es perpendicular al plano de sección. Como se puede ver en la Figura 3.1.

Figura 3.1 Carga axial

24

FUENTE: Elisava, 2012

Se realizaron varias pruebas con paneles de distinto espesor y altura como se

presentarán los resultados en la Tabla 2.18.

Se verá, en la Figura 3.2, el ensayo realizado para una compresión centrada 24 Rengel,M. Juan, Factibilidad del Uso del Sistema Constructivo M-2 Aplicado en

Viviendas en la Ciudad de Loja, 2010

78

Figura 3.2 Compresión Centrada

FUENTE: M2 Emmedue, Elementos Constructivo Emmedue, Fichas Técnicas, 2008

Capacidad portante vertical de las paredes simples EMMEDUE:

Panel PSM80, y espesor de 3.5 mortero cada capa

En la Figura 3.3 se mostrará, mejor que la carga se encuentra centrada

Figura 3.3 Centrada en el Panel de EMMEDUE


Capas externas de mortero con (sobre adoquín) y

raspado superficial.

El valor límite de la carga axial

El valor del coeficiente de seguridad (los valores limites de resistencia a los

admisibles de trabajo), se toma como referencia a lo previsto por las normas

79

25 para estructuras en hormigón armado en el ámbito de la determinación

experimental de las mismas resistencias.

En el caso concreto de paneles simples examinados, se asumirá un coeficiente de

seguridad de rotura, Fs=3.

Paredes con altura de planta de hasta 300 cm aprox:

(3.1)

Compatible con un mortero para las capas externas con una resistencia

característica:

Rck

Para paredes con altura superior a 2.70 m y hasta 3.30 m, a la carga Pmáx/k:

K variable linealmente de 1.00 a 1.24 para paredes con altura de 2.70 a 3.50m

En un edificio de multiplanta, para uso de viviendas u oficinas, una pared portante

central entre dos forjados con una luz de 4.50m, la carga transmitida a la base de

la pared por cada planta es de 30/40 kN, el número de forjados será 4 (edificio de

4 plantas).26

3.1.2 CARGA EXCÉNTRICA

Es la Fuerza perpendicular al plano de sección bajo consideración, pero que no

pasa por el centroide de la sección, flectando así el miembro que la soporta.

(MERRITT & RICKETTS, 2001 Cap. 5.1 Cargas de diseño). Como se mostrará,

en la Figura 3.4.

25 M2 Emmedue, Elementos Constructivo Emmedue, Fichas Técnicas, 2008 26 M2 Emmedue, Elementos Constructivo Emmedue, Fichas Técnicas, 2008

80

Figura 3.4 Carga Excéntrica

FUENTE: Elisava, 2012

Para este test se construyeron tres paneles de idénticas características (A, B, C) a

los utilizados en el ensamblado del modulo tipo, los cuales fueron sometidos a

una fuerza de compresión axial excéntrica.

Para este efecto, la carga (P) se distribuyó, en la superficie superior del muro,

pero el eje de la prensa hidráulica se lo desfaso una tercera parte del ancho del

panel para crear la carga excéntrica.

ENSAYO DE COMPRESIÓN EXCÉNTRICA EN MUROS

Se ensayaron tres muros a compresión Axial (C1, C2, C3), con una velocidad de

desplazamiento vertical (D5 en la Figura 3.5)=0.8 mm/min.

La carga (P) se distribuyó en toda la superficie superior del muro, pero el eje de la

gata hidráulica estuvo desfasado una distancia igual a la tercera parte de su

espesor (“t=10 cm), de una de las caras del muro, de tal forma que la

excentricidad de la carga respecto al eje del muro, fue la sexta parte de su

espesor.

Se midió a deformación axial, por medio de unos LVDT (Transformadores

Diferenciales de Variable Lineal), (D1, D2, y D5) y a su vez se observó, la

estabilidad lateral del panel con los LVDT (D3, D4 y D6). Como se puede ver en la

Figura 3.5.

81

Figura 3.5 Instrumentación

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Evaluación Experimental del Sistema Constructivo M2, 2009

Los polines (rodillos metálicos de carga), que aparecerán, en la parte superior

Figura 3.6, estuvieron distanciados 2.5 cm de las caras del muro, y se utilizarán

como elementos de prevención en caso de ocurrirse, la inestabilidad lateral del

muro. Los polines que se encontrarán, en la parte inferior evitaron

desplazamientos laterales en la base del muro, y no restringieron la rotación de la

base.

Figura 3.6 Dispositivos Mecánicos (Compresión Excéntrica)


COMPORTAMIENTO DE LOS MUROS A CARGA AXIAL EXCÉNTRICA

En ninguno de los muros ocurrió falla por pandeo, ni separación de las capas de

mortero respecto al tecnopor o poliestireno (traslape de los desplazamientos

laterales D3 y D4, Figura 3.10), los tres muros tuvieron una fuerte inclinación

respecto a la vertical, rotando en la base como sólido rígido Figura 3.10, el

82

desplazamiento lateral superior D6, fue prácticamente el doble que el

desplazamiento lateral central D3.

El muro C1 tuvo un comportamiento elástico hasta que se presento una falla local,

que se manifestó a través de una grieta horizontal, Figura 3.7, localizada en la

parte superior de una de las caras (dada la excentricidad, esta fue la más

cargada), mientras que la carga opuesta no presentó fallas. Este muro fue el que

menos carga soportó.

Figura 3.7 Muro C1. Falla Local en una Cara (Izquierda) y Cara Opuesta sin

Daño (Derecha)


Los muros C2 y C3 también tuvieron un comportamiento elástico hasta que se

presento la falla local similar a C1, ubicada en la parte superior de ambas caras,

mucho más, pronunciada en la cara más cargada Figura 3.8. Estos muros

soportaron mas carga que C1, debido que la carga se distribuyó de mejor forma

en ambas caras del muro.

Cabe destacar que el muro C3 fue el que tuvo mayor cantidad de fisuras por

contracción de secado, el grosor de estas fisuras= 0.5 mm Figura 3.9, se mantuvo

constante por que las grietas por contracción de secado afectaron a la resistencia

de compresión del muro.

83

Figura 3.8 Muros C2, C3 Falla Local Pronunciada en una Cara (Izquierda) y

en la Cara Opuesta con Menor Daño (Derecha)


Figura 3.9 Medición del Grosor de la Grieta Vertical por Contracción de

Secado Durante Ensayo de Compresión

FUENTE: M2 EMMEDUE Advanced Building System, Evaluación Experimental del Sistema Constructivo M2, 2009

Figura 3.10 Desplazamientos Laterales en el Muro C2 (Inclinación)

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Evaluación Experimental del Sistema Constructivo M2, 2009 RESULTADOS

84

Por la gran inclinación que tuvieron los muros Figura 3.10, así como la forma de

falla local y la excentricidad de la carga vertical, los desplazamientos verticales

registrados LVDT, no fueron confiables, se intentó trabajar con un desplazamiento

vertical igual al promedio D1 y D2, se obtuvo valores muy distintos Figura 3.11, se

utilizaron los resultados pensados más coherentes. Así como se descartaron

algunos valores al no presentar coherencia, el muro C1 (desplazamiento vertical

D5) fue menor que él (desplazamiento lateral D2) y el (desplazamiento vertical

D6) resulto muy pequeño en relación a D3. Como se puede ver en la Tabla 3.1.

Figura 3.11 Desplazamientos D1 y D2


Tabla 3.1 Resultados de Ensayo de Compresión Excéntrica en los Paneles

Muro Estado P (ton)

D1 (mm)

D2 (mm)

D3 (mm)

D4 (mm)

D5 (mm)

C1 Falla local 21.09 --- 0.526 3.953 --- --- Carga máxima 27.14

--- 0.525 7.700

--- ---

C2 Falla local 29.84 --- 0.325 6.684 --- 12.50 Carga máxima 43.80

--- 0.718 15.42

--- 24.64

C3 Falla local 38.33 0.441 0.464 --- 1.137 --- Carga máxima

39.47 0.485 0.479

--- 1.188

---


En la Figura 3.12 se mostrará, la variación de la carga (P), (Ton) vertical vs

desplazamiento vertical de la zona central (mm), se notará la variación que

tuvieron los 3 muros, tanto de resistencia como en rigidez axial.

85

Figura 3.12 Carga Axial Vs Desplazamiento


RESISTENCIA ADMISIBLE A COMPRESIÓN AXIAL

La carga vertical promedio para la cual se presentó la falla local fue 29.75 ton, con

29% de dispersión, mientras que la resistencia máxima promedio fue 36.8 ton con

24% de dispersión. Dada la alta dispersión de resultados, es aconsejable no

superar la menor carga de agrietamiento muro C1: 29.09 ton, que por metro de

longitud resulta: 17.72 ton/m, adoptando un factor de seguridad de 2, para un

muro del sistema M2 con 10 cm de espesor, localizado en el primer perímetro de

una edificación, donde el giro de la losa proporcionaría una excentricidad de la

carga vertical, se obtendría como resistencia admisible:

Bajo la condición indicada, se tendría en realidad un factor de seguridad

respecto a la resistencia máxima promedio (36.8 ton). En el

supuesto que se tenga una losa real del sistema “M2” de 5 m de longitud, que

apoye sobre un muro perimétrico del sistema “M2”, se obtendría para un piso

determinado la siguiente carga actuante por metro de longitud:

Peso propio de muro: 150x2.4=360 kg/m

Peso propio de la losa: 200x2.5=500 kg/m

Acabados + sobrecarga: (100+200) x 2.5=750 kg/m

Total: 1610 kg/m por piso

86

Con lo cual la estructura podría tener hasta =5 pisos por carga vertical

Cabe indicar que al no haberse ensayado muros a carga vertical centrada, se

desconoce el nivel de resistencia a carga axial de los muros interiores de una

edificación, aunque esta resistencia deberá superar la propuesta (9 ton/m) para

los muros perimétricos.

El modelo ensayado a carga vertical, cuyo peso sin incluir la cimentación fue 8920

kg, se aplicaron sacos de arena en el primer y segundo nivel, por un equivalente

total de 6810 kg proporcionando en la base de carga de 15730 kg. Si esta carga

se dividiese entre la suma de las longitudes de todos los muros (9.32m),

admitiéndose que las losas tienen un comportamiento bidireccional, se obtendría

en la base 1688 kg/m que está bastante alejado del valor admisible propuesto (9

ton/m), por ello , los muros perimétricos del modulo no tuvieron problemas en la

carga de prueba vertical.

Debe indicarse que la gran inclinación que tuvieron los muros durante el ensayo

Figura 3.10, se produjo no sólo, a que la carga axial era excéntrica, sino a que la

base estuvo simplemente apoyada y también a que no existieron arriostres

laterales, excepto en la base, estas condiciones no se presentarían en la realidad,

puesto a que los muros se encuentran conectados, a una cimentación de

hormigón y se encuentran arriostrados entre ellos por muros ortogonales y la losa

de techo. Por lo tanto la carga admisible para los muros perimétricos,

es conservadora.

3.2 CAPACIDAD A FLEXIÓN

3.2.1 FLEXION SIMPLE

Los ensayos de flexión han sido en general realizados en diversas

configuraciones, por lo que se consignan los momentos últimos representativos

de los paneles ensayados. En la Figura 3.13, se muestra como han sido

87

ensayados los paneles. Y el resultado de esto ensayo lo podremos ver en la Tabla

2.19.

Figura 3.13 Ensayo de Flexión Simple


Para el cálculo de secciones compuestas se lo realizara de acuerdo a la Teoría de

los Estados Límites.

TEORÍA DEL ESTADO I

Se considera el eje neutro de la sección sea baricéntrico y el volumen de las

tensiones sean absorbidas por el microhormigón de la capa inferior.

Considerando también la armadura del panel debe tener la cuantía suficiente para

absorber la resultante de estas tensiones de tracción.

Los resultados de los ensayos a (flexión simple) varían según condiciones de

vínculo y de forma de aplicación de las cargas, dan a notar un comportamiento

totalmente compatible, en todo su espesor, con elementos homogéneos de

hormigón armado macizo: (manual técnico MK2).

El eje neutro de la sección solicitada permanece dentro de la capa de compresión,

la cuantía de acero que resiste a tracción es tal que el diagrama de deformación

de la sección se encuentra comprendido en los dominios de rotura dúctil.

88

El estado de confinamiento del poliestireno expandido y la densidad de los

conectores permiten que se produzcan, desvíos de tensiones principales.

Del estudio de las curvas carga-deformación se comprueba que las secciones de

los paneles trabajan como una sección compuesta formada por dos losas de 5 cm

y 3 cm unidas por las armaduras de unión (conectores electrosoldados).27

3.2.1.1 ESTADO LÍMITE ÚLTIMO

Se considera ha alcanzado el agotamiento de la sección cuando la deformación

del Acero haya alcanzado el valor de 10 %O, mientras la fibra mas comprimida 2

%O. Figura 3.14 y Figura 3.15.

Figura 3.14 PSME40


Constructivo Emmedue, 2008

27 MK2, Memoria Técnica, Sistema Constructivo Mk2, 2009

89

Figura 3.15 PSME160


Constructivo Emmedue, 2008

ʓ´= Distancia del Eje Neutro a la Armadura Superior según si es ± Indicar si esta

Traccionado o comprimido respectivamente.

Mu= Correspondiente al estado limite de agotamiento de la sección por tracción

de armadura, se supone rotura tipo dúctil.

Al realizarse los ensayos de flexión, obtenemos una muy buena correlación entre

el modelo propuesto y los resultados experimentales.

De los paneles M2, se obtiene la siguiente tabla de momentos últimos Mu, donde

los Md son los valores de diseño, es decir reducido el Mu por los coeficientes de

seguridad del acero y del hormigón (1,15 y 1,5 respectivamente): Tabla 3.2.

90

Tabla 3.2 Momentos Últimos y de Diseño

Estado II

PANEL TIPO esp.

EPS capa - cm

capa + cm

ancho cm

Mu Tm/m

Md Tm/m

PSME40 4 5.6 3.6 100 0.44 0.26 PSME50 5 5.6 3.6 100 0.48 0.28 PSME60 6 5.6 3.6 100 0.52 0.3 PSME70 7 5.6 3.6 100 0.56 0.33 PSME80 8 5.6 3.6 100 0.61 0.35 PSME90 9 5.6 3.6 100 0.65 0.38 PSME100 10 5.6 3.6 100 0.69 0.4 PSME110 11 5.6 3.6 100 0.73 0.42 PSME120 12 5.6 3.6 100 0.77 0.45 PSME130 13 5.6 3.6 100 0.81 0.47 PSME140 14 5.6 3.6 100 0.85 0.49 PSME150 15 5.6 3.6 100 0.89 0.52 PSME160 16 5.6 3.6 100 0.94 0.54 PSME170 17 5.6 3.6 100 0.98 0.57 PSME180 18 5.6 3.6 100 1.02 0.59

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constructivo Emmedue, 2008

3.2.1.2 ESTADO I (HORMIGÓN SIN FISURAR)

Se considera a la sección compuesta como un sólido continuo donde las

tensiones de compresión y de tracción son absorbidas por el mortero. El momento

de diseño Md se calculará entonces como el producto de las resultantes de los

volúmenes de tensiones multiplicados por la distancia entre ambos, respondiendo

al siguiente esquema desarrollado por ejemplo en un panel PSME 115. Figura

3.16 y Tabla 3.3.

Figura 3.16 Panel Sometido a Fuerzas de Compresión y Tracción

FUENTE: MK2, Memoria Técnica, Sistema Constructivo Mk2, 2009

91

Tabla 3.3 Momentos Admisibles


3.2.2 FLEXIÓN EN EL PLANO DE PLACA

Ante las solicitaciones que implicarán (flexión coplanar) con el panel, la estructura

interna de los elementos construidos con el sistema M2, permitirá equiparar su

comportamiento a un elemento hormigón armado homogéneo de ancho eficaz,

iguala a la suma de los espesores de micro-hormigón. En este caso es

únicamente considerará la contribución estructural de dichas capas. Según la

sustentación del elemento en cuestión, su comportamiento será equivalente al de

una viga de gran altura o al de una pantalla de hormigón. Los ensayos

confirmarán, que los elementos permanecen rectos sin ninguna fisura o grieta

trabajando las dos capas, habiéndose alcanzado en una de las pruebas

realizadas un valor del momento flector de 182 kNm en un panel de 0,80 m.

3.2.3 CAPACIDAD A FLEXIÓN DE LOS ELEMENTOS

Las deformaciones transversales no están impedidas en los elementos, por que

las configuraciones de desplazamientos verticales deben ser afectadas de las

reducciones correspondientes para asimilarlos al comportamiento de una placa

apoyada en sus cuatro bordes.

PANEL TIPOesp. EPS capa -

cm

capa +

cm

ancho

cm

y1G

cm

y2G

cm

y1G+y2G

cm

I

cm4

I solido

cm4

I/Isolido

%

ExI

kg/cm2

W min

cm3

Madm

PSME40 4 5.6 3.6 100 3.37 5.23 8.6 18059 19166 94% 5.42E+08 2567 0.44

PSME50 5 5.6 3.6 100 3.76 5.84 9.6 22047 23861 92% 6.61E+08 2884 0.49

PSME60 6 5.6 3.6 100 4.15 6.45 10.6 26474 29265 90% 7.94E+08 3208 0.55

PSME70 7 5.6 3.6 100 4.54 7.06 11.6 31338 35429 88% 9.40E+08 3537 0.6

PSME80 8 5.6 3.6 100 4.93 7.67 12.6 36641 42404 86% 1.10E+09 3869 0.66

PSME90 9 5.6 3.6 100 5.32 8.28 13.6 42383 50238 84% 1.27E+09 4205 0.72

PSME100 10 5.6 3.6 100 5.71 8.89 14.6 48562 58982 82% 1.46E+09 4544 0.78

PSME110 11 5.6 3.6 100 6.1 9.5 15.6 55180 68687 80% 1.66E+09 4885 0.84

PSME115 11.5 5.6 3.6 100 6.3 9.8 16.1 58653 73915 79% 1.76E+09 5056 0.86

PSME120 12 5.6 3.6 100 6.5 10.1 16.6 62236 79401 78% 1.87E+09 5228 0.89

PSME130 13 5.6 3.6 100 6.89 10.71 17.6 69730 91175 76% 2.09E+09 5573 0.95

PSME140 14 5.6 3.6 100 7.28 11.32 18.6 77663 104060 75% 2.33E+09 5919 1.01

PSME150 15 5.6 3.6 100 7.67 11.93 19.6 86033 118104 73% 2.58E+09 6266 1.07

PSME160 16 5.6 3.6 100 8.06 12.54 20.6 94842 133358 71% 2.85E+09 6614 1.13

PSME170 17 5.6 3.6 100 8.45 13.15 21.6 104090 149873 69% 3.31E+10 6964 1.19

PSME180 18 5.6 3.6 100 8.84 13.76 22.6 113775 167697 68% 3.41E+09 7314 1.25

PSME190 19 5.6 3.6 100 9.23 14.37 23.6 123899 186881 66% 3.72E+09 7667 1.31

PSME200 20 5.6 3.6 100 9.63 14.97 24.6 134461 207476 65% 4.03E+09 8016 1.37

92

Los paneles tienen una gran capacidad de recuperación elástica, aun en el estado

último o de agotamiento. Incluso cuando la sección plastificada no estaba en

capacidad de recibir más carga, está almacenaba la mayor parte de energía como

energía elástica de deformación, haciendo que la pieza regrese a su posición de

equilibrio original. (40 a 50%).

3.2.4 FLEXOCOMPRESIÓN

Para la solicitación de flexo compresión la carga de rotura de un panel M2, de 10

cm de espesor conformado por 4 cm de poliestireno expandido y 3 cm de mortero

de cemento en cada cara, cuyas medidas son de 1,125 m de ancho y de 2,60 m

de altura, en ningún caso fue inferior a 650 kN por metro lineal.

La sustentación del ensayo es la siguiente:

• Articulado en el extremo inferior

• Apoyo de primera especie en el extremo superior

• Libre en los bordes verticales

La carga, uniformemente distribuida, está ubicada en una línea paralela a las

caras y a una distancia de un tercio del espesor de una de ellas (es decir,

prácticamente sobre una de las capas de mortero de cemento).28

3.2.4.1 ENSAYO A FLEXO-COMPRESIÓN

En total, 6 muestras fueron probadas a flexo compresión

Parámetros de Ensayo

28 M2 Emmedue Advanced Building System, Memoria Técnica, Sistema Constructivo Emmedue, 2008

93

Dimensiones de pared: 96.0 pulgadas y 168 pulgadas

Ancho de pared: 48 pulgadas

Espesor nominal de pared: 6.0 pulgadas (+/-0.25 pulgadas)

Carga axial constante: Aproximadamente 45000 lbs (para ambas paredes 8 pies y

14 pies)

Velocidad de carga axial: 5000 lbs/min hasta llegar a 45000 lbs en (≈ 9min)

Desplazamiento de la pared (excentricidad): ninguno, las paredes fueron

cargadas centradas a lo largo del eje vertical

Precarga a flexión inicial: Aproximadamente 1130 lbs (presión estática de la

bomba)

Periodo de apoyo (L): 93 pulgadas (8 pies de pared) y 165 pulgadas (14 pies de

pared)

Rodamientos de extremo de reacción: 3.0 pulgadas

Rodamientos de carga: 3.0 pulgadas29

Los resultados obtenidos para el ensayo flexo – compresión fueron tabulados en

la Tabla 3.4:

Tabla 3.4 Ensayo a Flexo-Compresión

Specimen ID

Date Tested

Age of Wall (Days)

Ultimate Flexural Load (lbs)

Ultimate Axial Load (lbs)

Flexural Load

Average (lbs)

Average within 15% ?

Allowable Load (lbs)

4X8AT1 12/20/07 85 5370 42910 5843 NO 5090 4X8AT1 12/27/07 92 5090 46100

4X8AT1 12/28/07 93 7070 43020 4X14AT1 12/14/07 78 4100 48750

4147 YES 4147 4X14AT2 12/17/07 81 3820 42590 4X14AT3 12/18/07 82 4520 47020

FUENTE: Intertek, Test Report, Compression - Flexural Load, 2009

Specimen Id: Identificación de la muestra

4X8AT1: PSME80, 4’X8’X6”

4X8AT1: PSME80, 4’X8’X6”

4X8AT1: PSME80, 4’X8’X6”

4X14AT1: PSME80, 4’X14’X6”

4X14AT2: PSME80, 4’X14’X6”

29 Intertek, Test Report, Compression - Flexural Load, 2009

94

4X14AT3: PSME80, 4’X14’X6”

Date Tested: Fecha del ensayo

Age of Wall (Days): edad de la muestra (días)

Ultimate Flexural Load: carga de flexión máxima

Average within 15 %: promedio dentro del 15 %

Allowable load (lbs): carga admisible (lbs)

La carga admisible para cada uno de las tres paredes fue calculada bajo los

requerimientos del AC 15, sección 4.3, párrafo 2, que los estados siguientes.

“La fuerza máxima promedio de cada uno de los ensayos, puede ser el valor

del promedio final, siempre que el valor máximo para cada prueba, este dentro

del 15 por ciento del promedio. De lo contrario se utiliza el último menor valor.“

El ensayo de flexo-compresión fue realizado de acuerdo a la sección 4.2.2.4 del

IC-AC15, bajo los requerimientos de la sección 12 del ASTM E 72 -05.30

3.3 CAPACIDAD A CORTE (ESFUERZOS CORTANTES O DE

CIZALLAMIENTO).

Tensión de cizallamiento requerida al espesor total del panel como se puede ver

en la Tabla 2.20.

El comportamiento al esfuerzo cortante es similar, si bien en placas

moderadamente delgadas, del tipo al que responden las de hormigón, la

solicitación por cortante es prácticamente despreciable.

En este caso las tensiones principales son absorbidas al aproximarse a las zonas

de descarga por el conjunto formado por los materiales componentes.

30 Intertek, Test Report, Compression - Flexural Load, 2009

95

Para un número fijo de conectores: 80 de Φ 3 mm se tabulan los valores para el

dimensionamiento de los paneles frente a esfuerzo cortante siendo Vrd el valor

más desfavorable obtenido de las inecuaciones 3.2 y 3.3:

(3.2)

(3.3)

Vrd: esfuerzo cortante efectivo de cálculo

Vu1: esfuerzo cortante de agotamiento por compresión oblicua en el alma

Vu2: esfuerzo cortante de agotamiento por tracción en el alma

Siguiendo el criterio de cálculo del artículo 44º de EHE resultará, para los paneles

utilizados como muros, donde la sección de mortero es simétrica de 30 mm sobre

la onda del EPS por cada cara, ver Tabla 3.5 y Tabla 3.6.31

Tabla 3.5 Cuadro del Área de Acero

bo mm

fcd N/mm2

fck N/mm2

fy90,d N/mm2

A90 mm2/mm

As mm2

1125 16.67 25 608.701 0.636 186.532


Tabla 3.6 Resistencia Cortante en Muros

31 MK2, Memoria Técnica, Sistema Constructivo Mk2, 2009

96



En el caso de los reforzados Tabla 3.7, el recubrimiento de los paneles es

asimétrico e = 5 cm de capa de compresión y e =3 cm de recubrimiento inferior,

medidos desde la cresta del núcleo de EPS. Para el cálculo del esfuerzo cortante

de agotamiento por compresión oblicua del alma, se considera solamente la

sección efectiva de hormigón.32

Tabla 3.7 Resistencia Cortante en Reforzados

PANEL TIPO ehor

cm

esp. EPS cm

ehor cm

d cm

ξ ρ1 Vrd,adm kN

Vu1 kN

Vu2 kN

PSMR40 3.6 4 5.6 10.9 2.355 0.002 69.11 388.13 69.11 PSMR50 3.6 5 5.6 11.9 2.296 0.001 70.65 388.13 70.65 PSMR60 3.6 6 5.6 12.9 2.245 0.001 72.13 388.13 72.13 PSMR70 3.6 7 5.6 13.9 2.200 0.001 73.55 388.13 73.55 PSMR80 3.6 8 5.6 14.9 2.159 0.001 74.94 388.13 74.94

PSMR100 3.6 10 5.6 15.9 2.122 0.001 76.28 388.13 76.28 PSMR110 3.6 11 5.6 16.9 2.088 0.001 77.58 388.13 77.58 PSMR115 3.6 11.5 5.6 18.4 2.043 0.001 79.47 388.13 79.47 PSMR120 3.6 12 5.6 18.9 2.029 0.001 80.09 388.13 80.09 PSMR130 3.6 13 5.6 19.9 2.003 0.001 81.3 388.13 81.3 PSMR140 3.6 14 5.6 20.9 1.978 0.001 82.49 388.13 82.49 PSMR150 3.6 15 5.6 21.9 1.956 0.001 83.65 388.13 83.65 PSMR160 3.6 16 5.6 22.9 1.935 0.001 84.79 388.13 84.79 PSMR170 3.6 17 5.6 23.9 1.915 0.001 85.9 388.13 85.9 PSMR180 3.6 18 5.6 24.9 1.896 0.001 87 388.13 87 PSMR190 3.6 19 5.6 25.9 1.879 0.001 88.08 388.13 88.08 PSMR200 3.6 20 5.6 26.9 1.862 0.001 89.14 388.13 89.14


ENSAYO DE CORTE EN MUROS

MK2, Memoria Técnica, Sistema Constructivo Mk2, 2009

97

Tres muros (FC1, FC2 y FC3) fueron ensayados a carga lateral “V”

monotónicamente creciente, a una velocidad de desplazamiento lateral “D1” de 1

mm/min. Ninguno tuvo fisuras por contracción de secado. Como se muestra en la

Figura 3.17 y Figura 3.18.

Figura 3.17 Ensayo de Corte en Muros


Figura 3.18 Ensayo de Corte en Muros


D1, midió el desplazamiento lateral y controlo el ensayo

D2, midió posibles desplazamientos del muro respecto a la cimentación

98

D3 y D4, midió las deformaciones por tracción y compresión respectivamente del

talón.

D5 y D6, midió las deformaciones diagonales para obtener el modulo de corte “G”

El ensayo fue dividido en 6 fases, paralizando la aplicación de carga cada 5mm

de desplazamiento lateral, de manera que:

Pueda pintarse las fisuras con colores indicados en la Tabla 3.8, registrarse al

máximo grosor de grieta “g” ubicada encima de la base, tomarse fotos asociadas

a cada fase, registrarse la máxima longitud “L” de la grita por flexión localizada en

la base.

Durante estas fases, también se registró la carga “V” y el desplazamiento “D1”,

asociados a la aparición de cada fisura importante, paralizará la aplicación de

carga ese instante.

Tabla 3.8 Fases del Ensayo de Carga Lateral Monotónica

Fase 1 2 3 4 5 6

D1 (mm) 0@5 5@10 10@15 15@20 20@25 25@30

Color Verde Rojo Lila Naranja Azul Marrón FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Evaluación Experimental del Sistema Constructivo M2, 2009

COMPORTAMIENTO DE LOS MUROS

Los tres muros ensayados a carga lateral monotónicamente creciente, tuvieron

una falla por flexión, triturándose ligeramente los talones comprimidos. Pese a

que la falla fue por flexión, no se notó problemas de traslape entre las espigas y la

malla, tampoco se produjo separación entre el tecnopor y las capas de mortero.

Solo el muro FC1 (con la mayor resistencia) se notó un pequeño deslizamiento de

la base con respecto a la cimentación. En la Tabla 3.9, se explica a mayor detalle,

y las figuras se pueden ver, en la Figura 3.19, Figura 3.20, Figura 3.21, que se

produce.

99

Tabla 3.9 Comportamiento a Carga Lateral de los 3 Muros


Figura 3.19 Muro FC1. Fase6


100

Figura 3.20 Muro FC2. Fase 6, D1=30mm, Base y Talón Triturado


Figura 3.21 Muro FC3, Fase 6

FUENTE: M2 Emmedue Advanced Building System, Evaluación Experimental del Sistema Constructivo M2, 2009.

RESULTADOS

Se proporcionan los principales resultados del ensayo, indicándose los puntos

más importantes como son: la primera fisura visible en tracción por flexión “F”, la

101

resistencia máxima “R”, el inicio de la trituración del talón “T”, el inicio del

desplazamiento “D”, y la deformación permanente a carga nula “DP”.

Tabla 3.10 Puntos Importantes del Ensayo de Carga Lateral


De los valores presentados en la Tabla 3.10, se desprende de lo siguiente:

Los desplazamientos diagonales D5y D6 fueron sumamente pequeños en la

etapa elástica (antes del punto “F”), por lo que no se pudo calcular el módulo de

corte “G” experimental.

En la etapa inelástica los desplazamientos diagonales D5 y D6 continuaron siendo

pequeños (menores a 0.3 mm), ya que las fisuras encima de la base fueron

controlados por la malla electrosoldada.

La falla en los muros fue principalmente por flexión (excepto en Fc1 donde

además hubo un pequeño deslizamiento), manifestada en grandes

desplazamientos verticales D3 (tracción) y D4 (compresión) en los talones de los

muros.

En la Figura 3.22, para los 3 muros ensayados a carga lateral, allí puede

apreciarse que en la etapa elástica no existió mayor diferencia en el

102

comportamiento de los tres muros, mientras que en la etapa inelástica FC1

mostró mayor resistencia que FC2 y FC3.

Es destacable señalar que la resistencia máxima del muro FC1, presentó una

falla combinada por flexión y deslizamiento, por unidad de longitud

difiere en apenas 20% con la resistencia máxima propuesta para el

módulo en una falla por deslizamiento .

Figura 3.22 Gráfica V- D1


103

CAPITULO 4

CONFIGURACIÓN ESPACIAL DE UN EDIFICIO

Se ha elegido un edificio de características geométricas, a ser diseñado bajo el

sistema de paredes portantes de hormigón. Edificio de 8 pisos, de dimensiones

de 15 m de longitud y 15 m de ancho, con un área de 225 m2, altura de

entrepiso de 2.38 m, luces de los vanos de 3 m con un esfuerzo de fluencia del

acero fy=5000 kgcm2, esfuerzo de hormigón f`c= 210 kg/cm2, se procede a

determinar las cargas verticales = muerta y viva, corte basal y distribución en

altura, modelación de la estructura en ETABS, diseño de la estructura, cuya

planta se indica en la figura correspondiente Figura 4.1.

Figura 4.1 Planta Tipo

ELABORADO POR: Juan Carlos Velasteguí

104

La planta tipo corresponderá a la cubierta y a la de entrepiso, va desde el primer

piso hasta el séptimo piso, y la cubierta que será una losa inaccesible, se

denominará el último piso (octavo piso).

El planteamiento arquitectónico del edificio prototipo, se diseñará con el sistema

de M2, en cual mostrará los elementos piers y spandrels en la planta tipo 1; los

piers aparecerán representados con la letra P y el número que se le asignará,

como por ejemplo P12. Al igual que en el caso de los spandrels se diferenciará al

utilizar la letra S, como S1. Se mostrará en la Figura 4.4, Figura 4.5, y (Figura 4.6,

que también se encontrará en el Anexo 1).

Para definir los elementos pier y spandrel, se realizará lo siguiente:

Se seleccionará el muro desde el primer piso hasta el último, se posicionará en el

comando Assing, después se pondrá, en Shell/Area y luego en Pier label, en el

cuál se desplegará una ventana en donde se podrá definir, con el número que nos

corresponderá. Ver Figura 4.2.

Figura 4.2 Elemento Pier


Se seleccionará, el elemento spandrel que se quiere asignar, desde el primer piso

hasta el último, luego se ubicará en el comando Assing, después se posicionará

en Shell/Area y luego en Spandrel label, en el cuál, se desplegará una ventana en

donde se podrá definir, con el número que nos corresponda, ver Figura 4.3.

105

Figura 4.3 Elemento Spandrel


Figura 4.4 Piers y Spandrels (P12 y P13)


106

Figura 4.5 P1, P2, P3 y P4


Figura 4.6 Planta Tipo Obtenida del Programa Etabs


107

En la Figura 4.7 y Figura 4.8, se verá, con más detalle el modelo tridimensional

del edificio prototipo, en el cuál se mostrará, la distribución de las paredes en

planta, y la losa discretizada, a su vez los apoyos de los muros, se considerará,

que estarán empotrados.

Figura 4.7 Modelo Tridimensional (Visto Desde Arriba)


Figura 4.8 Modelo Tridimensional (Visto Desde Abajo)


108

DIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA

El espesor de la losa será de 8 cm de losa maciza, con los detalles de los

acabados será de 12 cm.

En la Figura 4.9, se mostrará, el espesor de la losa en Thickness, menbrane y el

mismo valor para el bending, se definirá a losa para que se calcule como

menbrane, en el programa Etabs.

Figura 4.9 Definir una Losa en Etabs


DETERMINACIÓN DE LA CARGA VERTICAL

Para este caso, el valor de la carga muerta es el peso de la estructura, más el

acabado de piso, paredes y cerámica.

Carga muerta = 0.766 ton/m2 = 0.77 ton/m2, ver la Tabla 4.1

Carga viva = 0.25 ton/m2, (para uso de oficinas)

109

Tabla 4.1 Determinación de la Carga Muerta

DESCRIPCIÓN PESO (ton/m2) PESO (kg/m2) Losa Maciza

0.192 192 Recubrimiento de Piso

0.067 67 Paredes

0.45 450 Recubrimiento (Paredes)

0.057 57 Σ 0.766 766


Para la losa de cubierta la carga muerta = 0.259 ton/m2 = 0.26 ton/m2

Se ingresará de forma manual los datos al programa, por eso el valor que se

utilizará de la carga muerta de la losa de entrepiso, es de 0.766 t/m2 y la cubierta

de 0.26 t/m2, no se permitirá que él programa calcule la carga muerta de los

elementos, ingresamos directamente el valor de la carga muerta a las losas por

eso al definir la masa, se quitará esa opción del programa para que calcule.

CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL

Aquí se mostrará la información, que vamos a utilizar del material para la

modelación.

Material isotrópico

Módulo de elasticidad (E): 1738965.21 ton/m2

′ (4.1)

Peso específico (ᵞ): 2.4 ton/m3

110

Módulo de Poisson (ν):0.2

Módulo de Corte (G): 724568.84

(4.2)

Esfuerzo de fluencia del acero (fy): 50000 ton/m2

Esfuerzo del hormigón (f’c): 2100 ton/m2

A continuación se mostrará en la Figura 4.10, los datos que se ingresarán en las

propiedades del material, en el programa Etabs.

Figura 4.10 Propiedades del Material (f’c=210 kg/cm2)


CARACTERÍSTICAS DE LA SECCIÓN

Para definir las características de la sección, se definirá los muros como

elementos Shell y para las losas como elementos menbrane, se utilizará el

material definido como el de hormigón f’c= 210 kg/cm2, para el cual en el caso de

losas se discretizará o dividirá a 0.75, tanto en dirección en x, como en dirección

en y, utilizará el comando mesh para esto, pero para los muros no se dividirá, se

111

empotrará los muros en su base, a las losas, se les definirá como diafragmas una

vez que se hayan colocado los muros y se colocarán las losas, y se definirá las

cargas, combinaciones de carga, las condiciones de sismo y se definirá su masa.

Se definirá las cargas estáticas en el programa ETABS, que se mostrará en la

Figura 4.11. En este caso, para sismo en x (Sx) como para el sismo en y (Sy), se

les colocará el valor de cero, se ingresará, la fuerza de los sismos de forma

manual, se tomará el valor calculado en la Tabla 4.2, Fidistrib tanto para el Sx,

como para Sy, se considerará como una carga distribuida, se le asignará para

cada losa, esos valores, cada piso, como estará, en la Tabla antes mencionada,

al asignar la carga distribuida en la losa, se deberá considerar, la opción de global

X, como la de Global Y, respectivamente para la dirección que corresponda a la

fuerza de sismo, en él sentido que se quiera aplicar.

Figura 4.11 Cargas Estáticas


Una vez definido las cargas estáticas procederemos a definir las cargas

procederemos a definir, la fuente de masa, como se muestra en la Figura 4.12.

Se tendrá en cuenta, que se definirá la masa desde las cargas (From loads), y

el valor 1 en la carga muerta (Dead Load), para cargar a las losas el valor que se

calculó para determinar la carga muerta y viva (Tabla 4.1), sin que este valor se

vea afectado en algún porcentaje de reducción, se considerará que el programa

con esta opción de From loads, no calculó el peso de los elementos; para este

112

caso se calculará los pesos de los elementos y de las fuerzas sísmicas para

obtener un valor muy cercano de su peso del edificio y de su corte basal.

Figura 4.12 Fuente de Masa


DETERMINACIÓN DEL CORTE BASAL

El cortante basal de diseño, que se aplicará al muro en una dirección dada, se

calculará mediante la ecuación siguiente, que se encuentra en el código

ecuatoriano de la construcción.

Z: factor zona (Quito, zona sísmica 4)

Z:0.4

I: Coeficiente de tipo de uso, destino e importancia, Edificación no esencial ni de

ocupación especial (otras estructuras).

I:1

113

C: No debe exceder del valor de Cm, no debe ser menor a 0.5 y puede utilizarse

en cualquier estructura.

(4.4)

R: Coeficiente de reducción de respuesta estructural

R=3 Por relación de aspectos en los muros, debido a que no tiene ductilidad

el edificio.

“Este valor es de penalización dirigida a estructuras que no permiten disponer de

ductilidad apropiada para soportar deformaciones inelásticas, como es el caso de

muros, estructurales en los cuales el efecto predominante es el corte, el muro se

agotara en las condiciones de cargas solicitadas, sin tener la posibilidad de disipar

energía en el rango inelástico, por esta razón dicho valor es bajo.”33

Φp: Coeficiente de configuración estructural en planta

Φe: Coeficiente de configuración estructural en elevación

Φp: 1

Φe: 1

T: periodo de vibración

S: coeficiente del suelo

33 Jacinto Rivas, Análisis de Relación de Aspectos de Muros Estructurales, Tesis EPN, 2006

114

=0.57 s

Ct: 0.06 (para pórticos espaciales de hormigón armado con muros estructurales

y para otras estructuras).34

Hn: 24 (altura máxima del edificio (m)), Altura máxima de la edificación de n

pisos, medida desde la base de la estructura.

Perfil tipo: S2 (se asume suelos intermedios)

S: 1.2

Cm: 3.0

=2.73 ok

El cortante basal de diseño

= 36.40% W

DISTRIBUCIÓN VERTICAL DEL CORTE BASAL

34 Instituto Ecuatoriano de normalización, Código Ecuatoriano de la Construcción, Quito- Ecuador, 2001

115

Se distribuye de forma triangular en la altura del edificio y se calculará con la

ecuación 4.7.

N: número de pisos

Ft: fuerzas concentradas en el último piso

Wi: peso en el piso i

Fx: fuerza en el nivel x

hx: altura del piso desde la base

Para T≤0.7 → Ft = 0

Tabla 4.2 Cuadro de Distribución del Corte Basal

NIVEL hi (m)

Area (m2)

W (ton/m2)

W(ton) Wi*hi Fi (ton) Si (ton) Fi dist hor (ton/m2)

8 20 225 0.259 58.275 1165.5 40.556 40.556 0.18 7 17.5 225 0.766 172.35 3016.13 104.951 145.507 0.47 6 15 225 0.766 172.35 2585.25 89.958 235.465 0.40 5 12.5 225 0.766 172.35 2154.38 74.965 310.430 0.33 4 10 225 0.766 172.35 1723.5 59.972 370.402 0.27 3 7.5 225 0.766 172.35 1292.63 44.979 415.381 0.20 2 5 225 0.766 172.35 861.75 29.986 445.367 0.13 1 2.5 225 0.766 172.35 430.88 14.993 460.360 0.07

Σ 1264.725 13230


V= 36.4%W

V=460.36 ton

116

COMBINACIONES DE CARGA

1.- 1.4D+1.7L

2.- 0.75 (1.4D+1.7L+1.875Sx)

3.- 0.75 (1.4D+1.7L-1.875Sx)

4.- 0.9D+1.43Sx

5.- 0.9D-1.43Sx

6.- 0.75 (1.4D+1.7L+1.875Sy)

7.- 0.75 (1.4D+1.7L+1.875Sy)

8.- 0.9D+1.43Sy

9.- 0.9D-1.43Sy

Donde:

D= Dead (Carga muerta)

L= Live (Carga viva)

Sx, Sy= Carga de Sismo (tanto en sentido x, como en sentido en y)

DISEÑO DE PAREDES PORTANTES DE HORMIGÓN

El enchape de las paredes fue escogido partiendo de un enchape base que tiene

el sistema de Emme Due de 3 cm, pero para brindarle mayor capacidad, se

aumentó a 5 cm de cada lado, resultando un enchape total de 10 cm al unirlos, y

hacer que funcione como uno solo.

A continuación se presentará, los valores obtenidos del análisis estructural,

momento, axial y cortante, se calculará las combinaciones de carga y se obtendrá

los esfuerzos máximos y mínimos de una pared, con las siguientes dimensiones y

características, (H=300cm, B=10 cm, f’c= 210 kg/cm2, fy= 5000 kg/cm2), dicho

muro tiene dos mallas para cada enchape de 5 cm, haciendo un total de 10cm

117

como anteriormente se lo explicó; se podrá ver en la gráfica del diseño de la

sección), y estará ubicado en el eje 9.

Las cargas obtenidas de la modelación se muestran en la Tabla 4.3, y serán las

que se utilizarán para realizar las combinaciones de carga Tabla 4.4.

Tabla 4.3 Cargas del Programa (Etabs)

Muxx CARGA

V

PIE AXIAL

D 1 0.287 34.8 0.62 L 2 0.104 12.38 0.21

Sx 3 45.131 34.68 12.53 Sy 4 0.357 60.32 4.62


En la Tabla 4.4 se indican las combinaciones de las cargas obtenidas del

programa Etabs, del resultado de la modelación en el cual se escogieron las

solicitaciones que las denominaremos como críticas; por ser el mayor y menor

valor de los esfuerzos máximos y mínimos, respectivamente.

Tabla 4.4 Combinaciones de Cargas y Esfuerzos (Para Sismo x)

ELABORADO POR: Juan Carlos Velasteguí, 2012

Las solicitaciones de cálculo o críticas de la pared del eje 9 son las siguientes:

Para σmáx:

Mu 63.90

Pu 101.09

Vu 19

Para σmin:

Combinación Mu Pu Vu σ max σ min

1.4D+1.7L 1 0.5786 69.77 1.225 236.411 228.6960.75*(1.4D+1.7L+1.875Sx) 2 63.899 101.09 19 762.974 -89.0190.75*(1.4D+1.7L-1.875Sx) 3 -63.032 3.56 -17 -408.358 432.063

0.9D+1.43Sx 4 64.796 80.91 18 701.679 -162.2630.9D-1.43Sx 5 -64.279 -18.27 -17 -489.435 367.619

118

Mu 64.80

Pu 80.91

Vu 18

DISEÑO POR FLEXO-COMPRESIÓN

En la Figura 4.13, se mostrará la curva carga – momento (P-M), del pier 12, eje 9,

los datos de este diagrama de interacción, se indicará en la Figura 4.24 y Tabla

4.9.

Figura 4.13 Diagrama de Interacción P-M


Los valores de Pu=101.09, Mu=63.90 y Pu=80.91, Mu=64.80, están ubicados

dentro de la grafico ȈPn-ȈMn, lo que indica la gran capacidad de la pared, y que la

sección planteada es suficiente para las solicitaciones Pu-Mu.

Donde:

119

OK

OK

OK

OK

DISEÑO A CORTE

Conocida la fuerza cortante última de diseño se deberá calcular la resistencia de

corte en los muros, mediante la ecuación 4.9.

Para lo cual debe cumplir con la siguiente condición

Solicitación Mayorada Capacidad utilizable Reducida

(4.8)

Donde:

= Factor de reducción de resistencia

= Capacidad Utilizable o Cortante Nominal

= Solicitación Mayorada o Cortante Último

120

(4.9)

Donde:

, Factor de reducción de resistencia para cortante

λ= factor de modificación de peso normal de hormigón

Para lo cual, el cortante nominal se calculará con la ecuación 4.10

(4.10)

Donde:

αc = coeficiente que define la contribución relativa de la resistencia del concreto a

la resistencia nominal a cortante del muro.

, (Para el concreto de peso normal)

Acv= Área bruta de la sección del muro

As= Área total del refuerzo

ρt= cuantía de refuerzo horizontal

121

Como la relación de aspectos, , solo se requiere una cantidad mínima de

refuerzo vertical .

Para calcular la cuantía de refuerzo se podrá ver, en la ecuación 4.11 y la figura

Figura 4.14.

(4.11)

Figura 4.14 Cuantía de Refuerzo

FUENTE: American Concrete Institute, Requisitos de Reglamento para concreto

Estructural y Comentario ACI 318S-08, 2008

(La misma cuantía de refuerzo tanto horizontal como longitudinal, malla

electrosoldada)

ρl= cuantía de refuerzo vertical

Para el muro se diseñó a corte, al cual se le denominó como Pier 12, se analizó

su relación de aspectos hw/lw, en la Tabla 4.5 es mayor a 2; y se utilizó un

coeficiente αc= 0.53.

122

Tabla 4.5 Relación de Aspecto de P12

PIERS lw hw hw/lw P12 3 20 6.7


Una vez obtenidos los valores de los coeficientes de la ecuación 4.9, procedemos

a calcular el cortante último de diseño por medio de la ecuación 4.13.

De las dos solicitaciones máx y mín; que se verá en la Tabla 4.4, serán los

cortantes de cálculo, de los cuales se escoge el mayor valor, como se muestra a

continuación.

1)

2)

GOBIERNA EL PRIMERO:

(4.12)

′

Obtenida la resistencia requerida o cortante último de diseño, procedemos a

calcular la cuantía a través de la ecuación 4.14 y 4.15, para lo cual tendría una

malla electrosoldada en cada enchape de este muro; al calcularse la cuantía y la

resistencia a cortante nominal por el factor de reducción de resistencia

verificamos si cumple con la condición 4.12, si no cumple, se debe aumentar

refuerzo. Para este muro se observó que era necesario colocar una malla

adicional en cada enchape, en otros muros se tuvo que aumentar el diámetro de

la malla a 3mm y adicionar otra malla encada uno de sus enchapes como

anteriormente se hizo, A continuación se verá la cuantía de refuerzo que hemos

escogido para reforzar o brindarle una mayor resistencia al muro.

123

4Ø[email protected]

Una vez que se calculó y se verificó que la resistencia de diseño era menor o

igual a la resistencia requerida, se procede a dibujar la sección, como se muestra

en la Figura 4.15.

124

Figura 4.15 Sección del Pier 12, b=300 * h=10cm


FACTOR DE REDUCCIÓN POR LOS EFECTOS DE EXCENTRICIDAD Y

ESBELTEZ

Una vez diseñados a flexo compresión y corte los muros, procederemos a revisar

el factor de reducción por los efectos de excentricidad y esbeltez para saber si se

produjo pandeo. En el diseño, se considerarán los efectos de excentricidad y

esbeltez, a través de los valores aproximados del factor de reducción FE.

Para calcular el factor de reducción FE se deberá tener en cuenta las siguientes

consideraciones, para la condición de que se trate a los muros como si fueran

sueltos o no arriostrados, si fueran arriostrados se utilizará la ecuación 4.18:

125

FE=0.7, para muros interiores que soporten claros que no difieran en más de un

50%.

FE=0.6, para muros extremos o con claros que difieran en más de un 50 %

La relación entre cargas vivas y cagas muertas de diseño excede de uno

También deberá cumplir que:

Las deformaciones de los extremos superior e inferior del muro en la dirección

normal a su plano están restringidas por el sistema de piso, por dalas o por otros

elementos.

La excentricidad en la carga axial aplicada es menor o igual que t/6 y no hay

fuerzas significativas que actúan en dirección normal al plano del muro.

La relación altura libre a espesor de la mampostería del muro H/t, no excede de

20.35

Cuando no se cumplan las condiciones anteriores, se deberá utilizar el menor

valor que resulte de estas consideraciones y el que se obtendrá de la ecuación

4.17.

(4.17)

Donde:

H: altura libre de un muro entre elementos capaces de darle apoyo lateral

e’: excentricidad calculada para carga vertical más una excentricidad accidental

que se tomará igual a t/24.

K: factor de altura efectiva del muro que se determinará como: 35 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería, Norma de México, 2004

126

K=2, para muro sin restricción al desplazamiento lateral en su extremo superior

K=1, para muros extremos en que se apoyan losas

K=0.8, para muros limitados por dos losas continuas a ambos lados del muro36

Efecto de las restricciones a las deformaciones laterales

En casos en el que el muro en consideración esté ligado a muros transversales, a

contrafuertes, columnas ó a columnas de confinamiento que restrinjan su

deformación lateral37, el factor FE se calculará como, ecuación 4.18:

H= altura libre de un muro entre elementos capaces de darle apoyo lateral

Excentricidad, (4.19)

La excentricidad del muro, ubicada fuera del plano, momento M2 y su carga axial

P. Se mostrarán en la Tabla 4.6 que se utilizó los resultados de las solicitaciones

de la envolvente calculada por el programa Etabs; para obtener su excentricidad

e, con la ecuación 4.19.

Excentricidad calculada, ′ (4.20)

e’: excentricidad calculada e para la carga vertical ecuación 4.19, Tabla 4.6, mas

una excentricidad accidental para obtener el factor de reducción de

excentricidad y esbeltez (cm).

36 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería, Norma de México, 2004 37 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería, Norma de México, 2004

127

Donde:

K= 1, para muros extremos en que se apoyan losas; y

K=0.8, para muros limitados por dos losas continuas a ambos lados del muro

Donde L’ es la separación de los elementos que rigidizan transversalmente al

muro, como se verá en la Figura 4.16, las formas de muros y de cómo se puede

considerar esta longitud de separación, depende de la configuración que tengan

sus muros en planta.

Figura 4.16 Restricción a la Deformación Lateral

FUENTE: Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería, Norma de México, 2004

Tabla 4.6 Cálculo de la Excentricidad


Como se verá en la Tabla 4.7, se utilizó la ecuación 4.18, 4,19 y los datos

obtenidos de la excentricidad en la Tabla 4.6, se observará, los resultados de

esbeltez de los muros en el Anexo 2, no tienen efecto de esbeltez. El espesor t de

los muros utilizado, es el espesor equivalente del muro; eso quiere decir que se

128

incluyó el poliestireno, de un espesor de 4cm, recordando que tiene 5 cm en cada

enchape.

Tabla 4.7 FE, Factor de Reducción por los Efectos de Excentricidad y

Esbeltez


La estructura es contra-venteada, arriostrada, el chequeo de esbeltez, del muro,

Pier 31, piso 1, de dimensiones H=300 cm por B=10 cm.

Figura 4.17 PIER 31


A continuación se muestra el cálculo de la esbeltez para el pier 31, con la

ecuación 4.18 para un muro arriostrado.

ton-m

FE≤0.9

PIERS MURO t (m) k H(m) e(m) e'(m) (2e'/t) 1-(2e'/t) (KH/30t)2 1-(KH/30t)2 L' H/L' 1- H/L' FE

P31 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0038 0.009 0.14 0.865 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9

ESBELTEZ

129

ton

′

′

′

′ , longitud entre arriostramientos, en este caso se encuentra arriostrado

este muro por los piers 12 y 7.

Al haberse realizado, el chequeo respectivo de el factor de esbeltez y de

excentricidad y observar que la condición para que exista problemas de esbeltez,

es que sea mayor o igual a 0.9.

130

Cabe indicar que los muros no se encuentran sueltos que se encuentran

arriostrados a través de otro muro en dirección perpendicular a estos, y están

unidos a través de spandrels o ante pechos.

En el Anexo 1 y el Anexo 2 se encuentra las plantas tipo, los resultados de la

esbeltez. Para esta configuración de paredes se incluyó mochetas, que son de

un longitud mínima de 6 veces el espesor del muro, como lo indica la norma

Mexicana pero a los muros que se encontraban sueltos, en este caso después de

haber hecho un análisis de esbeltez se observó que se necesitaban las mochetas

en los piers 36,37.

A continuación se realizará el proceso para el cálculo del factor esbeltez y de

excentricidad del pier 36 sin mocheta, ver Figura 4.18 , se utilizó la ecuación 4.17

y se encontró sus variables.

Figura 4.18 Pier 36


ton-m

ton

131

′

′

′

FE=-3.54, este resultado muestra que este muro requiere un arriostramiento tiene

problemas de esbeltez en este pier, por lo que se colocará una mocheta o un

arriostramiento, para solucionar el problema como se verá a continuación, Figura

4.19.

.

Figura 4.19 Pier36, con mocheta (Pier 47)


132

ton-m

ton

′

′

′

133

Como podemos ver el valor de FE=0.59 por lo tanto se verá, que al colocar una

mocheta en este pier su factor de esbeltez es menor a 0.7, que se deberá colocar

en el caso de que hubiere sido mayor ese valor de esbeltez calculado; según las

consideraciones antes mencionadas.

El paso siguiente, será de revisar que se cumpla esta condición , si

no se cumple se deberá rediseñar.

Como el FE es un factor de reducción, por lo tanto este valor se multiplicará por

la capacidad , que se deberá cumplir con la condición de que .

Todos los muros presentan esbeltez pero por esa razón calculamos un valor del

Factor de esbeltez para reducir su capacidad y verificar que siga siendo mayor a

su solicitación.

En la Tabla 4.8 se muestran los valores de él factor de esbeltez, las solicitaciones

máxima y mínima (P1,P2), capacidad, y el valor de la capacidad multiplicado por

su FE, el cual se debe revisar que sea menor que sus solicitaciones.

En este caso vemos que los valores de las solicitaciones de 63.04 y 48.32 ton,

son menores que la capacidad del muro de 145.04 ton, por lo tanto se cumple.

Tabla 4.8 Solicitaciones y Capacidad para el Chequeo de Esbeltez del Pier 36

FE Pu1 Pu2 ȈPn FEȈPn

Ton Ton Ton Ton

0.59 63.04 48.32 245.84 145.04 ELABORADO POR: Juan Carlos Velasteguí

En el Anexo 2 se muestran los valores de FE de todos los muros, y que las

solicitaciones son menores, por lo tanto se cumple con la condición antes

mencionada; los muros pasan el chequeo de esbeltez.

134

CHEQUEO DE CONEXIÓN MURO LOSA

Para revisar la conexión muro losa lo hacemos a través de un ejemplo

considerando una losa cuadrada de 5 x 5 m, se puede tomar otras dimensiones,

pero para este caso utilizamos estas dimensiones para tener una idea del

esfuerzo que se produce en la losa a la cual consideramos que esta simplemente

apoyada, de la cual, se tomó una parte de la losa como se ve en la Figura 4.20

como si fuera una viga ancha de 1m de ancho y 5m de largo, con una carga

distribuida de 0.77 ton/m2 de carga muerta en la losa y 0.25 ton/m2 de carga viva,

calculamos la reacción que se produce en el apoyo de la viga, como se verá en la

Figura 4.21, la cual va a representar la misma reacción que se muestra en la

Figura 4.22.

Figura 4.20 Losa Cuadrada


Se calculará la carga q lineal que se distribuirá en la viga, teniendo en cuenta que

la carga muerta será igual a , y su carga viva ,

reemplazándose estos valores en la combinación de carga de se

calculará la reacción, como se ve a continuación.

, entonces q=

135

En la Figura 4.21 se muestra los valores calculados en la viga tanto la carga

distribuida, como su reacción en el apoyo RA, que se calculó a través de la

ecuación 4.21.

Figura 4.21 Viga Simplemente Apoyada con Carga Distribuida


(4.21)

Figura 4.22 Conexión Muro losa


Una vez obtenida la reacción en el apoyo, será la fuerza con la que se calculará el

esfuerzo a través de la ecuación 4.22.

136

(4.22)

En la Figura 4.23 se muestra el área que se consideró para calcular el esfuerzo

que será de un ancho B= 0.05m y longitud L=1m.

En la Figura 4.22 se verá una línea de color rojo que muestra de donde se extrae

esta área.

Figura 4.23 Área Considerada


El área= , deberá cumplir con la condición 4.23. El esfuerzo σ

calculado deberá ser un valor muy pequeño con respecto al esfuerzo a la

compresión del hormigón f’c, para ver si es suficiente la conexión, o si soporta el

esfuerzo en el área antes mencionada.

(4.23)

137

4.1 DIAGRAMA DE INTERACCIÓN P-M (TEÓRICO – PRÁCTICO)

Para el diagrama de interacción P-M, (carga-momento), planteamos el refuerzo

longitudinal del muro estructural, la cuantía de estos refuerzos no debe ser menor

que 0.0025, también utilizamos la siguiente información (B=10, H=300, I=

22500000cm4, Área muro=3000 cm2, Ec=173896.5 kg/cm2, Es= 2.1*106 kg/cm2,

f’c= 210 kg/cm2, fy= 5000kg/cm2, Ɛc= 0.003, Ɛs= 0.00238, enchape de 5cm,

número de refuerzos longitudinales totales igual a 90, área de los refuerzos es

0.28 cm2 numero ejes altura 45, número de ejes base 2, donde su separación de

fila es 6.591 cm, tiene un ρ=0.848. Figura 4.24 y Tabla 4.9.

Figura 4.24 Diagrama de Interacción de un Muro de Longitud H=300 cm,

Espesor B=10 cm, en el Eje 9, Pier 12, f’c=210 kg/cm2, fy= 5000 kg/cm2,

Nrefuerzos totales=90, Ȉrefuerzo=6 mm, Refuerzosaltura(H) =45, Refuerzosbase(B)=2


138

Tabla 4.9 Valores del Diagrama de Interacción P-M


0.00004 -127.23 0.00 0.90 -114.51 0.001.05 -125.64 2.38 0.90 -113.08 2.1410.75 -103.28 34.59 0.90 -92.95 31.1320.45 -80.09 65.84 0.90 -72.08 59.26

30.15 -57.05 94.68 0.90 -51.34 85.2139.85 -34.09 121.24 0.90 -30.69 109.1249.55 -11.00 145.77 0.90 -9.90 131.1959.25 12.06 168.07 0.89 10.70 149.0568.95 35.04 188.10 0.86 30.19 162.1178.65 58.12 206.02 0.84 48.62 172.3688.35 81.18 221.76 0.81 65.87 179.9598.05 104.18 235.24 0.79 81.92 184.99107.75 127.24 246.56 0.76 96.85 187.68117.45 150.28 255.72 0.74 110.62 188.23127.15 173.31 262.65 0.71 123.22 186.74136.85 196.35 267.39 0.70 137.45 187.17146.55 219.39 269.98 0.70 153.57 188.98156.25 242.44 270.35 0.70 169.71 189.24

ф фPn фMnC Pn Mn

165.95 265.47 268.51 0.70 185.83 187.96175.65 288.08 265.18 0.70 201.66 185.62185.35 309.86 261.05 0.70 216.90 182.73195.05 330.91 256.03 0.70 231.64 179.22204.75 351.36 250.10 0.70 245.95 175.07214.45 371.28 243.24 0.70 259.90 170.27224.15 390.73 235.37 0.70 273.51 164.76233.85 409.79 226.49 0.70 286.85 158.54243.55 428.50 216.58 0.70 299.95 151.61253.25 446.88 205.60 0.70 312.82 143.92262.95 464.99 193.55 0.70 325.49 135.48272.65 482.85 180.41 0.70 337.99 126.29282.35 500.49 166.17 0.70 350.34 116.32292.05 517.92 150.81 0.70 362.54 105.57301.75 535.17 134.33 0.70 371.13 94.03311.45 552.26 116.73 0.70 371.13 81.71321.15 569.19 97.97 0.70 371.13 68.58330.85 585.99 78.07 0.70 371.13 54.65340.55 602.68 57.03 0.70 371.13 39.92350.25 619.23 34.83 0.70 371.13 24.38359.95 625.05 27.73 0.70 371.13 19.41369.65 626.70 26.76 0.70 371.13 18.73379.35 628.25 25.84 0.70 371.13 18.09389.05 629.72 24.96 0.70 371.13 17.47398.75 631.11 24.12 0.70 371.13 16.88408.45 632.44 23.32 0.70 371.13 16.32418.15 633.68 22.54 0.70 371.13 15.78427.85 634.88 21.80 0.70 371.13 15.26437.55 636.01 21.10 0.70 371.13 14.77447.25 637.09 20.41 0.70 371.13 14.29456.95 638.12 19.76 0.70 371.13 13.83466.65 639.11 19.13 0.70 371.13 13.39

139

4.1.1 FLEXO COMPRESIÓN EN EL PLANO

Se debe chequear en el diagrama de interacción para el muro de 300 *10 cm, con

las solicitaciones obtenidas en el programa ETABS, para tener el diseño a flexo-

compresión. Como se indica en lo anterior expuesto, en el cual se muestra las

solicitaciones obtenidas del programa están dentro de la gráfica. El sistema

trabaja solamente para las fuerzas que se encuentran en el plano, en el sentido

fuerte del muro, como a continuación podremos ver en todos los resultados de los

diseños de los muros, que se encuentran en el Anexo 3.

4.1.2 FLEXO COMPRESIÓN FUERA DEL PLANO

Los resultados obtenidos y la manera en cómo se modelo permite que las fuerzas

estén concentradas en el plano, lo que hace que el muro solo funcione en el plano

y de esta manera haya una mayor seguridad en el comportamiento del muro

debido a que este no tiene un comportamiento biaxial, solo va a interesar los

resultados que se pueden obtener del lado fuerte.

4.2 ANALISIS DE RESULTADOS

Se puede ver que la simetría en la forma de la distribución de los muros, son muy

importantes para obtener la mayor homogeneidad y un correcto funcionamiento

del edificio, de esta manera los muros tendrán momentos que no sean muy

grandes distribuirlos de mejor manera, se procuró no colocar muros muy grandes

máximo de una dimensión de 3m, con una altura a considerar de 2.50 m y 2,38 m

de longitud libre de entrepiso.

En la modelación se seleccionó las losas y se asignó las cargas (muerta, viva y

de sismo en x, como de sismo y) en las losas, sin permitir que el programa

calcule el peso propio del edificio. Se aumentó el espesor de los muros para

aumentar la capacidad de sus muros y se incrementará mas acero si fuese

necesario.

140

Tabla 4.10 Reacciones


Al calcular el corte basal podemos ver que su valor es de 460,36 ton que

comparado con el de 461,25 ton es un valor muy cercano al de los obtenidos del

programa, al igual el peso del edificio 1264.75 ton, con el de 1271,25 ton, Tabla

4.10.

Los dos primeros modos de vibración, que se revisó son traslacionales, tanto para

el eje x como para el eje y, se llevan más del 90 % de la masa total de la

estructura, y en el tercer modo es torsión, como se verán en la Tabla 4.11.

Tabla 4.11 Participación Modal Efectiva

Story Point Load FX FY FZ MX MY MZ

Summation 0, 0, Base DEAD 0 0 1271.25 9534.744 -9535.171 0

Summation 0, 0, Base LIVE 0 0 450 3375.141 -3375.303 0

Summation 0, 0, Base SX -461.25 0 0 0 -6069.375 3459.375

Summation 0, 0, Base SY 0 -461.25 0 6069.375 0 -3459.375

141



También se observará, las máximas derivas en la Figura 4.25 y Figura 4.26, son

muy pequeñas, no alcanza ni el 0.002 que es el permitido, tanto para el sismo x

como para el sismo en y.

Figura 4.25 Derivas Máximas con Respecto a Sx


142

Figura 4.26 Derivas Máximas con Respecto a Sy


En la Tabla 4.12, se mostrará, el resultado de las derivas del modelo prototipo en

el cual se observará, que las derivas son muy pequeñas al no superar el

porcentaje admisible del 2% ó del 0.02 máximo que se permitirá en cualquiera de

los pisos del edificio. Tanto como se mostrará en el gráfico resumen que se ve en

la Figura 4.25 y la Figura 4.26, como al momento de multiplicar los drifts, que nos

da el programa por el factor R y luego transformarle a porcentaje estos valores

multiplicados, por el factor R.

La máxima deriva que se tendrá, es de 0.001974 en X y 0.00672 en Y, y en

porcentaje tenemos 0.1974% y 0.672% ninguna supera el 2%, como

anteriormente se lo explicó.

143

Tabla 4.12 Resultados de Derivas (Etabs)

Story Item Load Point X Y Z DriftX DriftY Deriva X Deriva Y Deriva X (%)Deriva Y (%)STORY8 Max Drift X DEAD 66-2 0 12 18.75 0.000047 0.000141 0.014%STORY8 Max Drift Y DEAD 155-4 13.5 11 19.5 0.000082 0.000246 0.025%STORY8 Max Drift X LIVE 69-2 15 12 18.75 0.000053 0.000159 0.016%STORY8 Max Drift Y LIVE 68-2 13 15 18.75 0.000134 0.000402 0.040%STORY8 Max Drift X SX 103-2 0 11 18.75 0.000236 0.000708 0.071%STORY8 Max Drift Y SX 64 0 15 20 0.000038 0.000114 0.011%STORY8 Max Drift X SY 142-11 0 4 19.5 0.000033 0.000099 0.010%STORY8 Max Drift Y SY 86-3 8.5 15 18.75 0.000476 0.001428 0.143%STORY8 Max Drift X COMB1 69-2 15 12 18.75 0.000028 0.000084 0.008%STORY8 Max Drift Y COMB1 68-2 13 15 18.75 0.000175 0.000525 0.053%STORY8 Max Drift X COMB2 69-2 15 12 18.75 0.000336 0.001008 0.101%STORY8 Max Drift Y COMB2 74-2 13 0 18.75 0.000153 0.000459 0.046%STORY8 Max Drift X COMB3 72-2 0 3 18.75 0.000333 0.000999 0.100%STORY8 Max Drift Y COMB3 65-2 2 15 18.75 0.000153 0.000459 0.046%STORY8 Max Drift X COMB4 66-2 0 12 18.75 0.000362 0.001086 0.109%STORY8 Max Drift Y COMB4 155-4 13.5 11 19.5 0.000096 0.000288 0.029%STORY8 Max Drift X COMB5 75-2 15 3 18.75 0.000361 0.001083 0.108%STORY8 Max Drift Y COMB5 160-4 1.5 11 19.5 0.00009 0.00027 0.027%STORY8 Max Drift X COMB6 103-11 0 11 19.5 0.000055 0.000165 0.017%STORY8 Max Drift Y COMB6 164-2 6.5 0 18.75 0.000795 0.002385 0.239%STORY8 Max Drift X COMB7 142-11 0 4 19.5 0.000056 0.000168 0.017%STORY8 Max Drift Y COMB7 86-3 8.5 15 18.75 0.000795 0.002385 0.239%STORY8 Max Drift X COMB8 66-2 0 12 18.75 0.000053 0.000159 0.016%STORY8 Max Drift Y COMB8 155-4 13.5 11 19.5 0.000726 0.002178 0.218%STORY8 Max Drift X COMB9 72-2 0 3 18.75 0.000054 0.000162 0.016%STORY8 Max Drift Y COMB9 92-1 6 11 18.75 0.00072 0.00216 0.216%STORY8 Max Drift X COMB10 66-2 0 12 18.75 0.000362 0.001086 0.109%STORY8 Max Drift Y COMB10 86-3 8.5 15 18.75 0.000795 0.002385 0.239%

STORY7 Max Drift X DEAD 69-2 15 12 16.25 0.000005 0.000015 0.002%STORY7 Max Drift Y DEAD 155-4 13.5 11 17 0.000017 0.000051 0.005%STORY7 Max Drift X LIVE 66-2 0 12 16.25 0.000006 0.000018 0.002%STORY7 Max Drift Y LIVE 68-2 13 15 16.25 0.000028 0.000084 0.008%STORY7 Max Drift X SX 140-1 7.5 7 16.25 0.000272 0.000816 0.082%STORY7 Max Drift Y SX 64 0 15 17.5 0.000023 0.000069 0.007%STORY7 Max Drift X SY 64 0 15 17.5 0.000015 0.000045 0.005%STORY7 Max Drift Y SY 140-1 7.5 7 16.25 0.000499 0.001497 0.150%STORY7 Max Drift X COMB1 66-2 0 12 16.25 0.000006 0.000018 0.002%STORY7 Max Drift Y COMB1 71-2 2 0 16.25 0.000046 0.000138 0.014%STORY7 Max Drift X COMB2 101-2 7.5 8 16.25 0.000383 0.001149 0.115%STORY7 Max Drift Y COMB2 65-2 2 15 16.25 0.000047 0.000141 0.014%STORY7 Max Drift X COMB3 140-1 7.5 7 16.25 0.000382 0.001146 0.115%STORY7 Max Drift Y COMB3 74-2 13 0 16.25 0.000047 0.000141 0.014%STORY7 Max Drift X COMB4 140-1 7.5 7 16.25 0.000389 0.001167 0.117%STORY7 Max Drift Y COMB4 64 0 15 17.5 0.000036 0.000108 0.011%STORY7 Max Drift X COMB5 101-2 7.5 8 16.25 0.000388 0.001164 0.116%STORY7 Max Drift Y COMB5 73 15 0 17.5 0.000036 0.000108 0.011%STORY7 Max Drift X COMB6 70 0 0 17.5 0.000023 0.000069 0.007%STORY7 Max Drift Y COMB6 165-3 3.5 0 16.25 0.000731 0.002193 0.219%STORY7 Max Drift X COMB7 64 0 15 17.5 0.000024 0.000072 0.007%STORY7 Max Drift Y COMB7 82-3 11.5 15 16.25 0.00073 0.00219 0.219%STORY7 Max Drift X COMB8 73 15 0 17.5 0.000022 0.000066 0.007%STORY7 Max Drift Y COMB8 92-1 6 11 16.25 0.000724 0.002172 0.217%STORY7 Max Drift X COMB9 64 0 15 17.5 0.000023 0.000069 0.007%STORY7 Max Drift Y COMB9 94-1 9 11 16.25 0.000726 0.002178 0.218%STORY7 Max Drift X COMB10 140-1 7.5 7 16.25 0.000389 0.001167 0.117%STORY7 Max Drift Y COMB10 165-3 3.5 0 16.25 0.000731 0.002193 0.219%

STORY6 Max Drift X DEAD 103-2 0 11 13.75 0.000003 0.000009 0.001%STORY6 Max Drift Y DEAD 92-1 6 11 13.75 0.000004 0.000012 0.001%STORY6 Max Drift X LIVE 64 0 15 15 0.000001 0.000003 0.000%STORY6 Max Drift Y LIVE 164-2 6.5 0 13.75 0.000006 0.000018 0.002%STORY6 Max Drift X SX 140-1 7.5 7 13.75 0.000306 0.000918 0.092%STORY6 Max Drift Y SX 66-2 0 12 13.75 0.000016 0.000048 0.005%STORY6 Max Drift X SY 74 13 0 15 0.000006 0.000018 0.002%STORY6 Max Drift Y SY 139-1 7.5 4 13.75 0.000512 0.001536 0.154%STORY6 Max Drift X COMB1 103-2 0 11 13.75 0.000005 0.000015 0.002%STORY6 Max Drift Y COMB1 164-2 6.5 0 13.75 0.000013 0.000039 0.004%

144


STORY6 Max Drift Y COMB1 164-2 6.5 0 13.75 0.000013 0.000039 0.004%STORY6 Max Drift X COMB2 101-2 7.5 8 13.75 0.000431 0.001293 0.129%STORY6 Max Drift Y COMB2 64 0 15 15 0.000026 0.000078 0.008%STORY6 Max Drift X COMB3 140-1 7.5 7 13.75 0.000429 0.001287 0.129%STORY6 Max Drift Y COMB3 73 15 0 15 0.000026 0.000078 0.008%STORY6 Max Drift X COMB4 101-2 7.5 8 13.75 0.000438 0.001314 0.131%STORY6 Max Drift Y COMB4 66-2 0 12 13.75 0.000025 0.000075 0.008%STORY6 Max Drift X COMB5 140-1 7.5 7 13.75 0.000437 0.001311 0.131%STORY6 Max Drift Y COMB5 75-2 15 3 13.75 0.000025 0.000075 0.008%STORY6 Max Drift X COMB6 103-2 0 11 13.75 0.000011 0.000033 0.003%STORY6 Max Drift Y COMB6 164-2 6.5 0 13.75 0.00073 0.00219 0.219%STORY6 Max Drift X COMB7 142-2 0 4 13.75 0.000012 0.000036 0.004%STORY6 Max Drift Y COMB7 86-3 8.5 15 13.75 0.00073 0.00219 0.219%STORY6 Max Drift X COMB8 105-2 15 11 13.75 0.00001 0.00003 0.003%STORY6 Max Drift Y COMB8 164-2 6.5 0 13.75 0.000734 0.002202 0.220%STORY6 Max Drift X COMB9 142-2 0 4 13.75 0.000011 0.000033 0.003%STORY6 Max Drift Y COMB9 92-1 6 11 13.75 0.000736 0.002208 0.221%STORY6 Max Drift X COMB10 101-2 7.5 8 13.75 0.000438 0.001314 0.131%STORY6 Max Drift Y COMB10 92-1 6 11 13.75 0.000736 0.002208 0.221%

STORY5 Max Drift X DEAD 66-2 0 12 11.25 0.000005 0.000015 0.002%STORY5 Max Drift Y DEAD 71-2 2 0 11.25 0.000005 0.000015 0.002%STORY5 Max Drift X LIVE 66-2 0 12 11.25 0.000002 0.000006 0.001%STORY5 Max Drift Y LIVE 71-2 2 0 11.25 0.000003 0.000009 0.001%STORY5 Max Drift X SX 140-1 7.5 7 11.25 0.000331 0.000993 0.099%STORY5 Max Drift Y SX 66-2 0 12 11.25 0.000018 0.000054 0.005%STORY5 Max Drift X SY 105-2 15 11 11.25 0.000011 0.000033 0.003%STORY5 Max Drift Y SY 1282 9 13.5 12.5 0.000512 0.001536 0.154%STORY5 Max Drift X COMB1 66-2 0 12 11.25 0.00001 0.00003 0.003%STORY5 Max Drift Y COMB1 71-2 2 0 11.25 0.000011 0.000033 0.003%STORY5 Max Drift X COMB2 101-2 7.5 8 11.25 0.000467 0.001401 0.140%STORY5 Max Drift Y COMB2 66-2 0 12 11.25 0.000026 0.000078 0.008%STORY5 Max Drift X COMB3 140-1 7.5 7 11.25 0.000466 0.001398 0.140%STORY5 Max Drift Y COMB3 75-2 15 3 11.25 0.000026 0.000078 0.008%STORY5 Max Drift X COMB4 101-2 7.5 8 11.25 0.000475 0.001425 0.143%STORY5 Max Drift Y COMB4 66-2 0 12 11.25 0.000026 0.000078 0.008%STORY5 Max Drift X COMB5 140-1 7.5 7 11.25 0.000474 0.001422 0.142%STORY5 Max Drift Y COMB5 75-2 15 3 11.25 0.000026 0.000078 0.008%STORY5 Max Drift X COMB6 103-2 0 11 11.25 0.000021 0.000063 0.006%STORY5 Max Drift Y COMB6 132 5 0 12.5 0.000723 0.002169 0.217%STORY5 Max Drift X COMB7 142-2 0 4 11.25 0.000022 0.000066 0.007%STORY5 Max Drift Y COMB7 78 10 15 12.5 0.000723 0.002169 0.217%STORY5 Max Drift X COMB8 105-2 15 11 11.25 0.000019 0.000057 0.006%STORY5 Max Drift Y COMB8 132 5 0 12.5 0.000734 0.002202 0.220%STORY5 Max Drift X COMB9 142-2 0 4 11.25 0.00002 0.00006 0.006%STORY5 Max Drift Y COMB9 78 10 15 12.5 0.000734 0.002202 0.220%STORY5 Max Drift X COMB10 101-2 7.5 8 11.25 0.000475 0.001425 0.143%STORY5 Max Drift Y COMB10 132 5 0 12.5 0.000734 0.002202 0.220%

STORY4 Max Drift X DEAD 69-2 15 12 8.75 0.000025 0.000075 0.008%STORY4 Max Drift Y DEAD 74-2 13 0 8.75 0.000025 0.000075 0.008%STORY4 Max Drift X LIVE 69-2 15 12 8.75 0.000008 0.000024 0.002%STORY4 Max Drift Y LIVE 74-2 13 0 8.75 0.000008 0.000024 0.002%STORY4 Max Drift X SX 1070 1.5 7.5 10 0.000343 0.001029 0.103%STORY4 Max Drift Y SX 66 0 12 10 0.000018 0.000054 0.005%STORY4 Max Drift X SY 144-4 15 4 9.5 0.000015 0.000045 0.005%STORY4 Max Drift Y SY 76 5 15 10 0.000494 0.001482 0.148%STORY4 Max Drift X COMB1 69-2 15 12 8.75 0.000048 0.000144 0.014%STORY4 Max Drift Y COMB1 74-2 13 0 8.75 0.000049 0.000147 0.015%STORY4 Max Drift X COMB2 69-2 15 12 8.75 0.000493 0.001479 0.148%STORY4 Max Drift Y COMB2 74-2 13 0 8.75 0.000049 0.000147 0.015%STORY4 Max Drift X COMB3 72-2 0 3 8.75 0.000491 0.001473 0.147%STORY4 Max Drift Y COMB3 65-2 2 15 8.75 0.000049 0.000147 0.015%STORY4 Max Drift X COMB4 1070 1.5 7.5 10 0.000491 0.001473 0.147%STORY4 Max Drift Y COMB4 74-2 13 0 8.75 0.000035 0.000105 0.011%STORY4 Max Drift X COMB5 1398 13.5 7.5 10 0.00049 0.00147 0.147%STORY4 Max Drift Y COMB5 65-2 2 15 8.75 0.000035 0.000105 0.011%STORY4 Max Drift X COMB6 75-2 15 3 8.75 0.000041 0.000123 0.012%

145


STORY4 Max Drift Y COMB5 65-2 2 15 8.75 0.000035 0.000105 0.011%STORY4 Max Drift X COMB6 75-2 15 3 8.75 0.000041 0.000123 0.012%STORY4 Max Drift Y COMB6 132 5 0 10 0.000697 0.002091 0.209%STORY4 Max Drift X COMB7 69-2 15 12 8.75 0.000042 0.000126 0.013%STORY4 Max Drift Y COMB7 78 10 15 10 0.000697 0.002091 0.209%STORY4 Max Drift X COMB8 72-2 0 3 8.75 0.000027 0.000081 0.008%STORY4 Max Drift Y COMB8 132 5 0 10 0.000708 0.002124 0.212%STORY4 Max Drift X COMB9 69-2 15 12 8.75 0.000028 0.000084 0.008%STORY4 Max Drift Y COMB9 78 10 15 10 0.000708 0.002124 0.212%STORY4 Max Drift X COMB10 69-2 15 12 8.75 0.000493 0.001479 0.148%STORY4 Max Drift Y COMB10 132 5 0 10 0.000708 0.002124 0.212%

STORY3 Max Drift X DEAD 69-2 15 12 6.25 0.000027 0.000081 0.008%STORY3 Max Drift Y DEAD 1599-1 4 11 6.25 0.000244 0.000732 0.073%STORY3 Max Drift X LIVE 69-2 15 12 6.25 0.000009 0.000027 0.003%STORY3 Max Drift Y LIVE 1599-1 4 11 6.25 0.000079 0.000237 0.024%STORY3 Max Drift X SX 1048 0.75 7.5 7.5 0.000338 0.001014 0.101%STORY3 Max Drift Y SX 66 0 12 7.5 0.000015 0.000045 0.005%STORY3 Max Drift X SY 144-4 15 4 7 0.000027 0.000081 0.008%STORY3 Max Drift Y SY 134 10 0 7.5 0.000444 0.001332 0.133%STORY3 Max Drift X COMB1 69-2 15 12 6.25 0.000053 0.000159 0.016%STORY3 Max Drift Y COMB1 1599-1 4 11 6.25 0.000476 0.001428 0.143%STORY3 Max Drift X COMB2 1070 1.5 7.5 7.5 0.000478 0.001434 0.143%STORY3 Max Drift Y COMB2 1599-1 4 11 6.25 0.000359 0.001077 0.108%STORY3 Max Drift X COMB3 1398 13.5 7.5 7.5 0.000476 0.001428 0.143%STORY3 Max Drift Y COMB3 1599-1 4 11 6.25 0.000355 0.001065 0.107%STORY3 Max Drift X COMB4 1048 0.75 7.5 7.5 0.000485 0.001455 0.146%STORY3 Max Drift Y COMB4 1599-1 4 11 6.25 0.000221 0.000663 0.066%STORY3 Max Drift X COMB5 1416 14.25 7.5 7.5 0.000484 0.001452 0.145%STORY3 Max Drift Y COMB5 1599-1 4 11 6.25 0.000217 0.000651 0.065%STORY3 Max Drift X COMB6 75-2 15 3 6.25 0.00005 0.00015 0.015%STORY3 Max Drift Y COMB6 1599-1 4 11 6.25 0.000921 0.002763 0.276%STORY3 Max Drift X COMB7 69-2 15 12 6.25 0.000052 0.000156 0.016%STORY3 Max Drift Y COMB7 1598-1 11 4 6.25 0.000907 0.002721 0.272%STORY3 Max Drift X COMB8 103-11 0 11 7 0.000041 0.000123 0.012%STORY3 Max Drift Y COMB8 1599-1 4 11 6.25 0.000793 0.002379 0.238%STORY3 Max Drift X COMB9 144-4 15 4 7 0.000041 0.000123 0.012%STORY3 Max Drift Y COMB9 1598-1 11 4 6.25 0.000785 0.002355 0.236%STORY3 Max Drift X COMB10 1048 0.75 7.5 7.5 0.000485 0.001455 0.146%STORY3 Max Drift Y COMB10 1599-1 4 11 6.25 0.000921 0.002763 0.276%

STORY2 Max Drift X DEAD 69-2 15 12 3.75 0.000216 0.000648 0.065%STORY2 Max Drift Y DEAD 1599-1 4 11 3.75 0.001148 0.003444 0.344%STORY2 Max Drift X LIVE 69-2 15 12 3.75 0.00007 0.00021 0.021%STORY2 Max Drift Y LIVE 1599-1 4 11 3.75 0.000373 0.001119 0.112%STORY2 Max Drift X SX 94 9 11 5 0.000294 0.000882 0.088%STORY2 Max Drift Y SX 142-2 0 4 3.75 0.000013 0.000039 0.004%STORY2 Max Drift X SY 144-4 15 4 4.5 0.000042 0.000126 0.013%STORY2 Max Drift Y SY 134 10 0 5 0.000354 0.001062 0.106%STORY2 Max Drift X COMB1 69-2 15 12 3.75 0.000421 0.001263 0.126%STORY2 Max Drift Y COMB1 1599-1 4 11 3.75 0.00224 0.00672 0.672%STORY2 Max Drift X COMB2 66-2 0 12 3.75 0.000657 0.001971 0.197%STORY2 Max Drift Y COMB2 1599-1 4 11 3.75 0.001682 0.005046 0.505%STORY2 Max Drift X COMB3 69-2 15 12 3.75 0.000658 0.001974 0.197%STORY2 Max Drift Y COMB3 1599-1 4 11 3.75 0.001678 0.005034 0.503%STORY2 Max Drift X COMB4 66-2 0 12 3.75 0.000542 0.001626 0.163%STORY2 Max Drift Y COMB4 1599-1 4 11 3.75 0.001035 0.003105 0.311%STORY2 Max Drift X COMB5 69-2 15 12 3.75 0.000542 0.001626 0.163%STORY2 Max Drift Y COMB5 1599-1 4 11 3.75 0.001031 0.003093 0.309%STORY2 Max Drift X COMB6 69-2 15 12 3.75 0.000317 0.000951 0.095%STORY2 Max Drift Y COMB6 1598-1 11 4 3.75 0.002157 0.006471 0.647%STORY2 Max Drift X COMB7 72-2 0 3 3.75 0.000316 0.000948 0.095%STORY2 Max Drift Y COMB7 1599-1 4 11 3.75 0.002164 0.006492 0.649%STORY2 Max Drift X COMB8 69-2 15 12 3.75 0.000196 0.000588 0.059%STORY2 Max Drift Y COMB8 1598-1 11 4 3.75 0.001521 0.004563 0.456%STORY2 Max Drift X COMB9 72-2 0 3 3.75 0.000195 0.000585 0.059%STORY2 Max Drift Y COMB9 1599-1 4 11 3.75 0.001525 0.004575 0.458%STORY2 Max Drift X COMB10 69-2 15 12 3.75 0.000658 0.001974 0.197%STORY2 Max Drift Y COMB10 1599-1 4 11 3.75 0.00224 0.00672 0.672%

146



Los desplazamientos como se verán en la Figura 4.27 y Figura 4.28, tampoco

son muy grandes.

Figura 4.27 Desplazamiento con Respecto a Sx


STORY1 Max Drift X DEAD 67 15 15 2.5 0.000011 0.000033 0.003%STORY1 Max Drift Y DEAD 138 7.5 2 2.5 0.000012 0.000036 0.004%STORY1 Max Drift X LIVE 67 15 15 2.5 0.000004 0.000012 0.001%STORY1 Max Drift Y LIVE 138 7.5 2 2.5 0.000004 0.000012 0.001%STORY1 Max Drift X SX 64 0 15 2.5 0.000204 0.000612 0.061%STORY1 Max Drift Y SX 106 15 9 2.5 0.000024 0.000072 0.007%STORY1 Max Drift X SY 160 1.5 11 2.5 0.000014 0.000042 0.004%STORY1 Max Drift Y SY 96 7.5 13 2.5 0.000212 0.000636 0.064%STORY1 Max Drift X COMB1 67 15 15 2.5 0.000021 0.000063 0.006%STORY1 Max Drift Y COMB1 138 7.5 2 2.5 0.000024 0.000072 0.007%STORY1 Max Drift X COMB2 67 15 15 2.5 0.000303 0.000909 0.091%STORY1 Max Drift Y COMB2 106 15 9 2.5 0.00004 0.00012 0.012%STORY1 Max Drift X COMB3 70 0 0 2.5 0.000302 0.000906 0.091%STORY1 Max Drift Y COMB3 143 0 6 2.5 0.00004 0.00012 0.012%STORY1 Max Drift X COMB4 67 15 15 2.5 0.000301 0.000903 0.090%STORY1 Max Drift Y COMB4 106 15 9 2.5 0.000038 0.000114 0.011%STORY1 Max Drift X COMB5 70 0 0 2.5 0.000301 0.000903 0.090%STORY1 Max Drift Y COMB5 143 0 6 2.5 0.000038 0.000114 0.011%STORY1 Max Drift X COMB6 67 15 15 2.5 0.000032 0.000096 0.010%STORY1 Max Drift Y COMB6 96 7.5 13 2.5 0.000316 0.000948 0.095%STORY1 Max Drift X COMB7 73 15 0 2.5 0.000032 0.000096 0.010%STORY1 Max Drift Y COMB7 138 7.5 2 2.5 0.000316 0.000948 0.095%STORY1 Max Drift X COMB8 64 0 15 2.5 0.000026 0.000078 0.008%STORY1 Max Drift Y COMB8 96 7.5 13 2.5 0.000314 0.000942 0.094%STORY1 Max Drift X COMB9 73 15 0 2.5 0.000026 0.000078 0.008%STORY1 Max Drift Y COMB9 138 7.5 2 2.5 0.000314 0.000942 0.094%STORY1 Max Drift X COMB10 67 15 15 2.5 0.000303 0.000909 0.091%STORY1 Max Drift Y COMB10 138 7.5 2 2.5 0.000316 0.000948 0.095%

147

Figura 4.28 Desplazamiento con Respecto a Sy


En las solicitaciones críticas se constatará los resultados obtenidos por la hoja de

cálculo, o los del programa, como se mostrarán en las Figura 4.29, Figura 4.30 y

la Figura 4.31. En estas gráficas tenemos valores muy similares.

Esta es una de las solicitaciones mínimas, utilizados para realizar el diseño a

flexo compresión.

Para σmin:

Mu 64.80

Pu 80.91

Vu 18

148

Figura 4.29 Eje 9, Pier 12 y Pier 13, Combinación 5, Diagrama de Momento M

3-3


Figura 4.30 Eje 9, Pier12 y Pier 13, Diagrama de Corte V2-2


149

Figura 4.31 Eje9, Pier 12 y Pier 13, Diagrama de Fuerza Axial


En la Figura 4.32 se mostrará, como se deformará el edificio prototipo debido a la

carga muerta.

Figura 4.32 Edificio Deformado por Carga Muerta


150

4.3 RESULTADOS EXPERIMENTALES

Este es el informe de idoneidad de una casa realizado por el Centro de

Investigación de la Vivienda y Tecnologías de la Construcción, de la Escuela

Politécnica Nacional.

Se realizó una investigación teórica y experimental de una casa de 52 m2, con el

sistema Emme Due, la casa construyó la Mutualista Pichincha en el sector del

Inca, ciudad de Quito, en él se realizaron su modelación Matemática, modelación

computacional, y las conclusiones que se dieron en su experimentación.

En la Figura 4.33, se presentará la planta tipo de la casa, en la que fue ensayada.

Figura 4.33 Planta Tipo

FUENTE: Centro de Investigacion de la Vivienda Epn, 2004

Su comportamiento dinámico fue traslacional y cumplió con los requisitos de

resistencia y rigidez para las cargas indicadas. Por ser un sistema constructivo

nuevo necesitó varios parámetros, para obtener las cargas horizontales y

propiedades de los elementos para su análisis, asumiéndose ciertos valores,

realizándose pruebas experimentales.

151

El comportamiento dinámico, es traslacional en los dos primeros modos de

vibración, por lo tanto su configuración es adecuada y puede seguirse con los

chequeos.

En el primer modo es de traslación en X, en el segundo modo de traslación en Y,

y en el tercer modo de traslación y torsión.

Las cargas laterales, si bien el R, no está definido para este tipo de paredes

El R=10, está definido para edificios con paredes macizas de hormigón armado,

diseñados para que resistan en el rango elástico, las fuerzas horizontales de

acuerdo el código y disipen energía fácilmente en el rango inelástico, cuando las

fuerzas sísmicas las superen sin sobrepasar las correspondientes al sismo de

diseño.

R=5, definido para edificios de mampostería que no tienen mayor habilidad de

disipar energía en el rango inelástico.

El caso de paredes de M2, no necesariamente entra en estos dos casos, debido

a que debido a que tiene paredes con baja relación de aspecto h/l, que significa el

doble de una fuerza sísmica, en este caso se utilizó un R=5.

Las derivas debido al análisis realizado R=5, están por debajo de las admisibles

Dirección corta, deriva inelástica=0.000157< Deriva admisible=0.01

Dirección larga, deriva inelástica=0.000058< Deriva admisible=0.01

La resistencia de los elementos es adecuada

Losa: Momento último actuante 0.17 t-m< Capacidad utilizable = 0.189 t-m

152

Pared: Pu, Mu= 6.86 t, 9.82t-m < Capacidad utilizable para 6.14t, 11.51 t-m

Vu=7.13t < Capacidad utilizable 46.4 t

El modelo de la vivienda en estudio se ha realizado utilizando el programa Etabs

Para la generación del prototipo, las paredes y cubierta se han construido con

elementos Shell, los que tienen una sección e inercias equivalentes a la sección

real de los paneles de los elementos.

El área e inercias equivalentes, corresponden a una sección de ancho unitario

conformada por 2 capas de 3 cm de espesor separadas entre sí 6 cm,

totalizándose un espesor de 12 cm para las paredes.38

Para la cubierta, se consideraron 2 capas: de 3 cm del lecho inferior de la losa y

de 5 cm la superior, separadas entre sí 6 cm, totalizándose un espesor de 14 cm.

Las aberturas de las ventanas y puertas se colocaron en sus ubicaciones

correspondientes, con dimensiones similares a las del prototipo.

Para el análisis, se tomaron las inercias de los elementos con los siguientes

factores, en Paredes de 0.6 de la inercia geométrica, en la losa de 0.6 de inercia

geométrica.

Las cargas se han calculado de acuerdo con los requerimientos del CEC-1977,

las fuerzas símicas se han calculado de acuerdo con los requerimientos del CEC-

2000, las combinaciones de carga corresponden a las indicadas por el código

ACI-318-95.

Los periodos calculados, son de 0.34, 0.28s y 0.26 s respectivamente

38 Centro de Investigacion de la Vivienda EPN, Informe Final de Idoneidad Estructural Casa con el Sistema Costructivo M2, 2004

153

Los valores son mayores que el valor calculado mediante los ensayos de

vibración ambiental, que es de 0.16 s. Lo anterior puede deberse a la

consideración de inercias agrietadas en el modelo computacional.

En la Tabla 4.13 se muestran los parámetros de los materiales para el análisis de

resistencia.

Tabla 4.13 Parámetros de los materiales

FUENTE: Centro de Investigacion de la Vivienda Epn, 2004


Para la modelación de esta casa se utilizó una carga viva de 0.10 t/m2, una carga

muerta total de 0.32 t/m2, con un corte basal de V= 6.18 ton, su panel de 3m pasa

a flexo compresión y a corte.39

Con respecto a la modelación computacional la estructura es adecuada para

resistir cargas verticales como laterales, debe corroborarse con los ensayos, pues

los elementos del sistema M2, tienen ciertas diferencias con los elementos de

hormigón.


Diámetro: 0.9 mm

Espaciamiento: Promedio de: 10 cm

Resistencia: 5000 kg/cm2

El acero de refuerzo en la plateade cimentación fy:

4200 kg/cm2

Hormigón en las paredes y losa,f’c 300 kg/cm2

Hormigón en platea decimentación, f’c: 210 kg/cm2

Espesor de hormigón en cadacapa de las paredes: promediode

3 cm

Loseta superior: 5 cm

Recubrimiento inferior: 3 cm

Alambres de acero

En Paredes:

Hormigón

Espesor de hormigón en losa

154

La casa construida con el sistema M2, cumple con los requisitos de resistencia y

rigidez para hacer frente a las cargas verticales de peso propio y sobrecargas así

como también las fuerzas sísmicas correspondientes al sismo de diseño.

La aplicabilidad de los resultados de la casa ensayada, para otras configuraciones

los resultados, pueden ser aplicables siempre que se conserven una cantidad de

paredes en una y otra dirección similares a la de la casa ensayada.40

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

Se tratará de una edificación de 2 pisos, aproximadamente de 255 m2 destinado a

usarse como departamentos de vivienda, localizado en Managua.

En la Tabla 4.14 se muestra características del material tanto para muros como

para las losas.

Tabla 4.14 Características del Material del Panel W EMMEDUE


Panel

Espesor 20 cm

f’c= 210 kg/cm2

Losas de entrepisoEspesor 20 cm

f’c= 210 kg/cm2

losa de techo de espesorEspesor 20 cm

f’c= 210 kg/cm2

Ec= 210000 kg/cm2 = 3000000 psi

Peso volumétrico hormigón = 2400 kg/m3 = 150 lbs/ft3

ASTM A-40

fy= 2800 kg/cm2 = 40000 psi

Es= 2100000 kg/cm2 = 29000 ksi

Peso volumétrico del acero 7850 kg/m3 = 490 lb/ft3

Mortero

Resistencia mínima a la compresiónf’m = 140 kg/cm2 = 2000 lbs/plg2

W EMMEDUEMuros

Acero de refuerzo

155


FUENTE: Julio Maltez M., Diseño del SistemaM-2 De Eme, 2009


En la Tabla 4.15 se muestran las requerimientos necesarios para calcular el

coeficiente sísmico c ó coef, “es el cociente de la fuerza cortante horizontal que

debe considerarse que actúa en la base de la edificación por efecto del sismo41”,

según el Reglamento Nacional de la Construcción de Nicaragua, que será una

relación del corte basal sobre el peso como se indica en la ecuación 4.24.

Tabla 4.15 Clasificación Estructural según el RCN-07



(4.24)

Donde:

Vo= Cortante basal

41 RNC, Reglamento Nacional de la Construcción, Nicaragua, 2007

Acero estructuralTipo A-36

fy= 2520 kg/cm2 = 36000 lbs/plg2

Es= 2000000 kg/cm2 29000 ksi

Peso volumétrico del acero = 7850 kg/m3 = 490 lbs/pie3

(art 20)Grupo B, Normal Importancia (art 24)Zona C (art 25)Factor amplificación delsuelo zona sísmica C,

(art 25)Aceleración máxima delterreno ao (en Managua);

ao= 0.31 Anexo “C”

Factor de reducción porsobre-resistencia:

Ω= 2 (art 20)

Factor de capacidad dúctil: Q= 2 (art 57(EMMEDUE, estructural)

Tipo II

Tipo de suelo – II

Por tanto S= 1.5

Clasificación Estructural Según RNC 07

156

Wo=CM+CVR

CM= Carga Muerta

CVR= Carga Viva

(4.25)

Coef= 0.313875, pero no menor que Sx ao= 0.465

T=0.15

En la Figura 4.34, se mostrará el modelo tridimensional

Figura 4.34 Modelo Tridimensional


En esta modelación se definió las características del material de los muros como

a las losas, debido a que tienen una resistencia a la compresión del hormigón

diferentes, 140kg/ cm2 y 210 kg/cm2 respectivamente, como se observará en la

Figura 4.35 y Figura 4.36.

157

Figura 4.35 Definición del Material empleado en Muro, kg-cm


Figura 4.36 Definición del Material empleado en Losa, kg-cm


En la Figura 4.37 y Figura 4.38, se verán las plantas del primer y segundo piso, en

las cuales se muestran que la distribución de las paredes es simétrica.

158

Figura 4.37 Planta Primer Piso


Figura 4.38 Planta Segundo Piso


MUROS

Tabla 4.16 Cortantes


159

La solicitación mayorada a corte (Combinación crítica CM+CV+0.7Sx), V=55 kN-m

debe ser menor que el corte nominal, Vrd adm =58.86 kN-m.

En la Tabla 4.16 se puede observar el valor Vrd adm

V<Vrd adm (4.26)

55kN-m<58kN-m OK

Los muros alrededor de puertas y ventanas llevan una malla adicional

“La sección crítica del muro se encuentra en las puertas, se analizan como un

muro equivalente de mampostería”42, Figura 4.39 y su diseño se muestra en la

Tabla 4.17.

Figura 4.39 Esquema de una Pared


42 Julio Maltez M., Diseño del SistemaM-2 De Eme, 2009

160

Tabla 4.17 Diseño de muro

Los datos obtenidos del Etabs 9.60/Sap 2000 son:Mmáx= 96.6 kg-m (1.2CM+CV+1.Sy)Pmáx= 7566 kgPmín= 10603 kgVmax= 3606 kg

Datos para el diseño de la pared

Em= 125000 kg/cm2

P= 453514.74 kg/cm2

t= 5.08 cm

161


162


163




164

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

El M2 es un sistema que depende mucho de la repartición de sus muros, debe

ser lo más simétrico posible, para obtener buena distribución de fuerzas y

momentos en sus muros, en el instante en que se produzca una fuerza de sismo

tanto en el sentido x, (Sx), como en él y, (Sy).

Por las características del edificio se aumentó el espesor de los muros, para

obtener una mayor capacidad y resistencia de la sección de estos muros, y de

esta manera pueda soportar las cargas a las cuales será sometido ante un evento

sísmico, como en el de su vida útil.

El propósito de utilizar piers es que los muros trabajen como uno solo, desde la

planta baja hasta el último piso.

Los spandrels ayudan a los muros a reducir los momentos que se producen en la

parte más crítica del muro que es en el primer piso, además de ayudar con la

esbeltez.

El propósito de este sistema es tener un ahorro en el hormigón, en la obra gris,

pero sin perder las propiedades de resistencia para que pueda funcionar

correctamente, optimizándose muchos de los gastos que representan, como por

ejemplo en las instalaciones eléctricas y sanitarias.

Las derivas que se obtuvieron en los resultados de la modelación son de 0.1974%

y 0.672%, valores muy pequeños en comparación a la deriva admisible que es del

2%.

La relación de aspectos cumple con la condición , el factor de reducción de

respuesta sísmica que tendrá es R=12, para que se produzcan las rótulas

165

plásticas y que se agote en flexión, pero esto no sucederá, debido a que la malla

electrosoldada no es dúctil. El R a utilizar es de 3 o 4, en el edificio se utilizó un

R=3, para que permanezca en el rango elástico.

Al producirse un sismo muy grande este no llegará al límite, al no ser dúctil no

pasará al estado inelástico para que sus refuerzos pasen al estado de fluencia, ya

que el acero de la malla es frágil, y al llegar al rango inelástico colapsaría.

El enchape del muro comúnmente utilizado es de 3 cm de hormigón a cada lado

con un espesor total de 6 cm, para brindarle una mayor resistencia se aumentó el

enchape de cada lado a 5cm, con una totalidad de 10 cm, por lo que se adicionó

una malla adicional en cada enchape, dependiendo de la cantidad de acero que

necesitará para ser diseñado a corte, luego de pasar por el diseño a flexo

compresión.

Debido a que se tiene una estructura muy rígida, el periodo que se tiene es muy

bajo.

Este sistema se lo calculó castigándolo en todos los aspectos y se comportó

adecuadamente.

El edificio de 8 pisos pasó los chequeos respectivos, para ver si era o no factible

alcanzar este número de niveles y el resultado es que se tomó algunas

consideraciones para alcanzar a los 8 pisos.

Los muros de M2 tienen una malla simple de un diámetro de 2.5 mm y 6.5 cm de

espaciamiento de cada varilla de la malla, no tenía la capacidad para soportar los

momentos para alcanzar la altura de 20 m de estos 8 niveles o pisos, se tomó

consideraciones de aumentar el espesor de sus muros, incrementar la cantidad

necesaria de acero, utilizar un esfuerzo a la compresión del hormigón de f’c

=210kg/cm2, para los muros y sus losas, con un esfuerzo de fluencia del acero de

la malla, fy de 5000 kg/cm2, pese a, que en el mercado existen mallas con un

mayor valor, al que se utilizó, como por ejemplo 5400 a 5600 kg/cm2, al cumplir

166

con esta malla se garantiza, que, al colocarle una malla esfuerzo de fluencia de

5600 kg/cm2, le mejoraría un poco más su comportamiento, con respecto a los

resultados que se pueda obtener en la modelación.

Al revisar la esbeltez en los muros Anexo 2 se encontró dos muros que

presentaban problemas, por lo que se colocaron una mocheta en cada uno, para

arriostrarlos y mejorar su comportamiento.

Luego de calcularse el factor de esbeltez de los muros se revisó que su

solicitación siga siendo menor que su capacidad multiplicada por este factor FE,

por lo que no presentó problemas de pandeo al cumplirse con esta condición.

En la conexión muro - losa encontramos que la conexión cumple con la condición

que el esfuerzo σ debe ser menor que el f’c esfuerzo a la compresión del

hormigón, por esa razón la conexión es suficiente por tener un valor de

que es muy bajo con respecto a la resistencia del hormigón de

Este edificio cumple con los requisitos de resistencia y rigidez, para ser sometido

a las cargas verticales de peso propio, sobrecargas y de sismo.

La aplicabilidad de los resultados del edificio prototipo, para otras configuraciones

los resultados, puede ser aplicables siempre que se conserven la configuración,

cantidad de paredes en una y otra dirección, simetría, área y número de niveles

similares, a los del prototipo modelado y diseñado.

RECOMENDACIONES

Los muros se deben distribuir con una cantidad de paredes similar, tanto en el

sentido x, como en el sentido en y, de manera que no absorba mucha carga y se

distribuya correctamente la fuerza a las paredes, sin que se produzca momentos

torsores muy grandes.

167

Se debe diseñar los muros tanto en flexo compresión, chequear esbeltez y

diseñar a corte los muros, su distribución deberá ser lo más simétrica posible,

tratando de utilizar muros no mayores a tres metros en ambos sentidos.

Para realizar la modelación no se consideró el poliestireno, al definir los walls en

el programa Etabs, se unió los dos enchapes de hormigón, considerándolos como

una sola sección del muro, al igual para las losas.

En la grilla del modelo se debe ubicar los muros de manera que la mitad del muro

pase por el eje, para obtener mejores resultados.

Se recomienda no mover los muros con las aplicaciones del programa, porque

puede ocasionar errores en el cálculo.

Se definen a los muros como piers desde el primer piso hasta el último

Al asignar los diafragmas en las losas, revisar si las losas trabajan como rígidas o

semirígidas, en este caso se consideró como semirígida.

Se debe utilizar la opción de autoline constraints para permitir que los muros se

alinien.

Colocar los spandrels a la mitad del muro, de manera que ayuden a reducir los

momentos de los piers y el efecto de esbeltez.

En el modelo se recomienda asignar los diafragmas (losas), al final de lo que se

ingresó los muros, porque siempre va a causar problemas en los resultados en el

caso de que se quisiera hacer alguna modificación de los muros.

Se recomienda utilizar en las paredes que quedan libres, puertas y ventanas las

mallas en forma de u.

168

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172

ANEXOS

173

.

ANEXO 1

CONFIGURACION DE LOS MUROS EN PLANTA

174

Las mochetas (Piers 47,48) que se adicionaron, fueron en los Piers 36,37 donde

se presentó los problemas de esbeltez.

175

ANEXO 2

FACTOR DE ESBELTEZ

176

Para una configuración en donde los muros P36 y P37 están sin mochetas

FE≤0.9

PIERS MURO t (m) k H(m) e(m) e'(m) (2e'/t) 1-(2e'/t) (KH/30t)2 1-(KH/30t)2 L' H/L' 1- H/L' FE

P01 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0105 0.016 0.23 0.77 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.52

P02 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0017 0.007 0.10 0.90 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.60

P03 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0017 0.007 0.10 0.90 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.60

P04 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0106 0.016 0.23 0.77 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.52

P05 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0060 0.012 0.17 0.83 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.66

P06 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0060 0.012 0.17 0.83 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.66

P07 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0096 0.015 0.22 0.78 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.62

P08 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0022 0.008 0.11 0.89 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.70

P09 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0096 0.015 0.22 0.78 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.62

P10 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0055 0.011 0.16 0.84 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.67

P11 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0055 0.011 0.16 0.84 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.67

P12 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0098 0.015 0.221 0.78 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.62

P13 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0098 0.015 0.22 0.78 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.62

P14 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0196 0.025 0.36 0.64 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.50

P15 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0195 0.025 0.36 0.64 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.51

P16 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0036 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.69

P17 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0035 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.69

P18 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0134 0.019 0.27 0.73 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.58

P19 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0023 0.008 0.11 0.89 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.70

P20 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0145 0.020 0.29 0.71 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.56

P21 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0063 0.012 0.17 0.83 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.66

P22 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0035 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.69

P23 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0062 0.012 0.17 0.83 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.56

P24 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0035 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.59

P25 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0035 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.59

P26 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0063 0.012 0.17 0.83 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.56

P27 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0055 0.011 0.16 0.84 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.57

P28 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0047 0.010 0.15 0.85 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6

P29 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0047 0.010 0.15 0.85 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6

P30 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0055 0.011 0.16 0.84 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.57

P31 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0038 0.009 0.14 0.865 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9

P32 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0038 0.009 0.14 0.86 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9

P33 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0116 0.017 0.25 0.75 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9

P34 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0116 0.017 0.25 0.75 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9

P35 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0005 0.006 0.09 0.91 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.72P36 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.3750 0.381 5.48 -4.48 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 -3.54P37 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.5625 0.57 8.18 -7.18 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 -5.68

P38 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0005 0.006 0.09 0.91 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.72

P39 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0115 0.017 0.25 0.75 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9

P40 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0113 0.017 0.24 0.76 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9

P41 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0036 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9

P42 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0038 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9

P43 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0100 0.016 0.22 0.78 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.52

P44 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0034 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6

P45 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0034 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6

P46 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0101 0.016 0.23 0.77 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.52

HO

RIZ

ON

TA

LV

ER

TIC

AL

ESBELTEZ

177

Para una configuración de los muros antes mencionados con mochetas

Pu≤ȈPn

FE≤0.9 Pu1 Pu2 ȈPn FEPn

PIERS MURO t (m) k H(m) e(m) e'(m) (2e'/t) 1-(2e'/t) (KH/30t)2 1-(KH/30t)2 L'(m) H/L' 1- H/L' FE Ton Ton Ton Ton

P01 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0106 0.016 0.23 0.77 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.52 77.96 70.23 228.83 118.24

P02 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0017 0.007 0.10 0.90 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.60 42.34 31.19 371.13 223.87

P03 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0017 0.007 0.10 0.90 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.60 42.49 31.32 371.13 223.88

P04 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0106 0.016 0.23 0.77 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.52 78.23 70.42 228.83 118.24

P05 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0060 0.012 0.17 0.83 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.66 40.43 33.16 153.45 101.23

P06 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0060 0.012 0.17 0.83 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.66 40.44 33.16 153.45 101.17

P07 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0096 0.015 0.22 0.78 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.62 50.34 39.00 173.49 107.40

P08 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0022 0.008 0.11 0.89 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.70 63.29 38.37 371.13 260.80

P09 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0096 0.015 0.22 0.78 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.62 50.59 39.18 173.49 107.34

P10 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0056 0.011 0.16 0.84 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.66 31.14 22.54 184.77 122.81

P11 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0056 0.011 0.16 0.84 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.66 31.07 22.45 184.77 122.80

P12 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0083 0.014 0.199 0.80 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.63 101.09 80.91 371.13 235.13

P13 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0100 0.016 0.22 0.78 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.61 101.60 81.27 371.13 227.73

P14 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0201 0.026 0.37 0.63 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.50 101.74 81.35 371.13 185.27

P15 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0164 0.022 0.32 0.68 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.54 100.18 80.35 371.13 200.82

P16 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0036 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.69 31.02 22.42 184.77 126.99

P17 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0036 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.69 31.17 22.56 184.77 126.99

P18 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0135 0.019 0.27 0.73 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.57 50.54 39.15 184.77 106.07

P19 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0022 0.008 0.11 0.89 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.70 63.65 38.59 371.13 260.65

P20 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0146 0.020 0.29 0.71 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.56 49.72 38.62 184.77 103.82

P21 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0063 0.012 0.17 0.83 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.66 40.40 33.13 153.45 100.69

P22 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0035 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 1.25 1.90 -0.90 0.69 40.61 33.27 153.45 105.63

P23 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0063 0.012 0.17 0.83 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.56 78.06 70.33 228.83 127.95

P24 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0035 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.59 42.47 31.30 371.13 217.51

P25 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0035 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 1.5 1.59 -0.59 0.59 42.46 31.26 371.13 217.48

P26 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0063 0.012 0.17 0.83 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.56 78.13 70.32 228.83 127.89

P27 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0055 0.011 0.16 0.84 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.57 96.39 83.15 371.13 210.16

P28 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0047 0.010 0.15 0.85 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6 95.57 86.45 241.00 138.44

P29 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0047 0.010 0.15 0.85 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6 95.44 86.32 241.00 138.42

P30 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0055 0.011 0.16 0.84 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.57 96.61 83.37 371.13 210.16

P31 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0038 0.009 0.14 0.865 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9 61.34 40.54 371.13 334.02

P32 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0038 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9 61.63 40.70 371.13 334.02

P33 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0115 0.017 0.25 0.75 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9 55.73 39.75 371.13 334.02

P34 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0114 0.017 0.24 0.76 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9 55.75 39.75 371.13 334.02

P35 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0005 0.006 0.09 0.91 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.70 159.08 142.68 228.83 160.18P36 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0121 0.018 0.25 0.75 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.59 63.04 48.32 245.84 145.04P37 Interno NA 0.1389 0.8 2.38 0.0289 0.03 0.50 0.50 0.209 0.79 1.5 1.59 -0.59 0.40 63.10 48.35 245.84 97.97

P38 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0005 0.006 0.09 0.91 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.70 159.22 142.77 228.83 160.18

P39 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0114 0.017 0.24 0.76 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9 55.77 39.76 371.13 334.02

P40 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0113 0.017 0.24 0.76 0.209 0.79 2 1.19 -0.19 0.9 55.93 39.87 371.13 334.02

P41 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0036 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9 61.64 40.71 371.13 334.02

P42 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0038 0.009 0.13 0.87 0.209 0.79 3 0.79 0.21 0.9 60.22 39.85 371.13 334.02

P43 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0100 0.016 0.22 0.78 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.52 96.87 83.53 371.13 194.01

P44 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0034 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6 95.59 86.41 241.00 141.34

P45 Externo A 0.1389 1 2.38 0.0034 0.009 0.13 0.87 0.326 0.67 2 1.19 -0.19 0.6 95.66 86.50 241.00 141.36

P46 Externo NA 0.1389 1 2.38 0.0101 0.016 0.23 0.77 0.326 0.67 3 0.79 0.21 0.52 96.62 83.29 371.13 193.71

P47 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0387 0.044 0.64 0.36 0.209 0.79 0.6 3.97 -2.97 0.29 17.29 12.16 72.64 20.87

P48 Interno A 0.1389 0.8 2.38 0.0400 0.046 0.66 0.34 0.209 0.79 0.6 3.97 -2.97 0.27 17.33 12.19 72.64 19.81

HO

RIZ

ON

TA

L

ESBELTEZ

VE

RT

ICA

L

178

ANEXO 3

DISEÑO DE MUROS

179

ANEXO 4

PLANOS

escuela politÉcnica nacional - repositorio...

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