sistema nacional de protecciÓn civil - smie.org.mx · el motivo de usar vigas acarteladas es por...
TRANSCRIPT
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
1
ESTUDIO EXPERIMENTAL DE MODELOS DE PISOS DE TRANSFERENCIA
Eduardo Arellano Méndez1, Luis Ángel Quiroz Guzmán
2, Alonso Gómez Bernal
1, Óscar M.
González Cuevas1, Gilberto Rangel Torres
1 , Hugón Juárez García
1
RESUMEN
Se hizo un estudio experimental de una losa de transferencia de carga en la que se desplanta un muro de
concreto de 10 cm de espesor. El espécimen se sometió a cargas gravitacionales y laterales que simulan
fuerzas sísmicas en el plano del muro. Se analizan algunas de las principales variables estructurales como los
ciclos de histéresis, las deflexiones verticales en la losa, la degradación de rigidez, la energía disipada, la
ductilidad y el amortiguamiento equivalente.
ABSTRACT
An experimental study of a prototype slab-wall that is subjected to vertical and horizontal cyclic loading.
Some of the main structural variables studied are: the hysteresis loops, vertical deflections in the slab,
degradation of stiffness, energy dissipation, ductility and damping equivalent.
INTRODUCCIÓN
De acuerdo con el estudio Observancia de las Normas Técnicas Complementarias (NTC) desarrollado en por
la UAM Azcapotzalco y el Instituto de Ingeniería de la UNAM, se ha encontrado que para vivienda una
estructuración común sigue siendo el empleo de plantas bajas destinadas a estacionamiento y niveles
superiores para habitación (Gómez, 2009). Una solución que se ha empleado es el uso de columnas en la
planta baja y los niveles superiores de mampostería. Los muros de mampostería no llegan hasta la
cimentación porque no se podría utilizar el espacio como estacionamiento (ver figura 1). Para tomar las cargas
de los muros, se colocan losas de mayor espesor que las losas de los entrepisos para evitar deflexiones
excesivas; a estas losas se les conoce como losas de transferencia (Gómez, 2013).
Esta estructuración crea un sistema estructural discontinuo, generando en algunos casos agrietamientos
excesivos en los muros de los primeros niveles del sistema estructural superior, debido a que dichos muros no
se encuentran cimentados sobre base rígida sino más bien sobre una membrana flexible (losa del primer nivel)
que es propensa a deformarse, particularmente cuando se trata de losas macizas de peralte pequeño.
Esta situación es preocupante porque se sabe que los sistemas discontinuos en elevación vulnerables ante
cargas sísmicas, situación que es más crítica cuando los muros de carga se alejan de la zona de flujo vertical
de fuerzas (edificios con losa de transferencia). Dichos sistemas ante un sismo de gran magnitud puede causar
daños severos e incluso colapsos parciales o totales poniendo en riesgo la integridad de la estructura y a los
ocupantes.
Hay que tomar en cuenta que en el periodo de tiempo en el cual la mayor parte de edificios con losas de
transferencia se han construido en México, no ha ocurrido un sismo intenso, por lo tanto, no se tienen
1 Profesor, Universidad Autónoma Metropolitana, Av. San Pablo Xalpa No 180, Azcapotzalco, Reynosa
Tamaulipas, 02200 Ciudad de México, D.F., México. Teléfono, (55) 53-18-94-61; fax: (55) 5318-9085;
[email protected], [email protected], [email protected] , [email protected], [email protected] 2 Alumno, Universidad Autónoma Metropolitana, Av. San Pablo Xalpa No 180, Azcapotzalco, Reynosa
Tamaulipas, 02200 Ciudad de México, D.F., México. Teléfono, (55) 53-18-94-61; fax: (55) 5318-9085;
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
2
parámetros comparativos de su comportamiento, basando de esta manera sus diseños únicamente en modelos
analíticos.
Figura 1 Ejemplo de una estructura con losa de transferencia
La construcción de edificios con pisos de transferencia se ha incrementado de forma notable en años recientes
en México y su comportamiento no está probado. En la UAM se implementó un programa experimental para
analizar la respuesta de muros de mampostería y/o de concreto apoyados sobre losas de concreto macizas de
peralte pequeño que son las más vulnerables.
ANTECEDENTES
En la UAM-Azcapotzalco se inició con estudios analíticos y experimentales del sistema de losa de
transferencia. De forma analítica se estudiaron losas de transferencia de carga sobre la que se apoyan muros
de mampostería y de concreto. Algunas de las variables relevantes son el espesor de la losa, la magnitud de la
carga vertical y la posición del muro. También se inició una campaña experimental, en la primer prueba se
estudió el comportamiento cuando sobre la losa de transferencia de carga se desplanta un muro de
mampostería (Gómez, 2015).
En los estudios analíticos, se observó la influencia de la rigidez del muro en el comportamiento de la losa,
cuando la rigidez del muro es comparable con la losa (muro de mampostería), el daño se distribuye en ambos
elementos y la falla ocurre en la losa, pero casi en forma simultánea en el muro (Gómez, 2015). Sin embargo,
cuando la rigidez del muro es mayor a la rigidez de la losa, el daño se presenta en la losa y el muro queda
prácticamente sano. Es por este contraste de comportamientos que se decidió hacer una segunda prueba
experimental en la que la única variable que se cambió fue el material con que se construye el muro, en este
caso el muro fue de concreto.
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
3
ESTUDIO EXPERIMENTAL
ESPÉCIMEN
Geometría del espécimen
El espécimen consta de cuatro vigas de concreto reforzado coladas monolíticamente con una losa maciza,
estas trabes tienen dimensiones de 25x60cm, y la losa es cuadrada de 425x425 cm, con espesor de 12 cm, la
superficie de la losa está a una altura total de 77 cm del piso del laboratorio (ver figura 2). Las dos vigas
transversales al muro son acarteladas, y las dos paralelas a él son rectangulares. El motivo de usar vigas
acarteladas es por razones de ajuste a las condiciones del piso de reacción y de la disposición del sistema de
reacción de carga horizontal del Laboratorio. En la figura 2, se muestra una vista tridimensional del
espécimen.
Figura 2 Vista tridimensional del espécimen
En la figura 3, se muestra una vista en planta del espécimen, cabe destacar que al muro de concreto está
armado con malla electrosoldada y que en los extremos se le colocaron varillas.
Figura 3 Vista en planta del espécimen
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
4
En la figura 4, se muestra una lateral del espécimen, en la que puede apreciarse que el muro de concreto es
cuadrado y tiene una dimensión de 2.5 m.
Figura 4 Vista lateral del espécimen
En la figura 5, se muestra la otra vista lateral del espécimen en la que se pueden apreciar las raes acarteladas,
y la losa de entrepiso que se usó pata colocar el dispositivo de cargas.
Figura 5 Vista lateral del espécimen
Armado del espécimen
El armado del espécimen corresponde a muros de concreto para vivienda de interés medio en el que se utiliza
malla electrosoldada 6x6/6-6 al centro del espesor del muro. El muro se construyó en la franja central de la
losa. Para el detalle de refuerzo del muro, se emplearon bastones de verilla del #3, que se anclaron a la losa de
transferencia y también se usaron para dar continuidad al muro con la losa de entrepiso. Cabe mencionar que
el muro se reforzó en las esquinas con bastones diagonales como se muestra en la figura 6. Los extremos del
muro se reforzaon con dos varillas del #3 a las que se le colocaron grapas de alambrón @ 10 cm como
refuerzo por cortante (como se muestra en la figura 6). La malla electrosoldada, no quedó ancada a la losa de
transferencia de carga, la malla inicia justo en la cara superior de la losa de transferencia. Para proporcionarle
unmejod anclaje a la malla, se le da velta alrededor de las varillas del extremo y se tranlapan al menos 2
cuadros, como se muestra en la figura 7. Los bastones que se empean para anclaje de la malla se colocan en
forma alternada de la malla, como se muestra en la figura 7.
La resistencia del concreto en el muro fue de f’c=250 kg/cm2.
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
5
Figura 6 Armado del muro de concreto (vista lateral)
Figura 7 Armado del muro de concreto (vista en planta)
En las figura 8 puede apreciarse el armado del muro se concreto. En la figura 8a, se muestra el acero del #3 qe
se emplea para dar continuidad a la losa de transferencia con el muro y también se aprecia el refuerzo de los
extremos del muro. En la figura 8b, se mustra la malla cuando ya se ha colocado en su posición final y en el
exremo izquierdo se aprecia como rodea a las varillas y se traslapa.
a) b)
Figura 8 Armado del muro de concreto (Quiroz, 2016)
El armado de la losa de transfrencia es convencional para una losa perimetralmente apoyada. Se tienen barras
longitdinales del #3 que no se doblan en el lecho inferior con separacion @ 40 cm, y barras del #3 que se
doblan para emplear su contribución al refuerzo positivo y negativo (columpios) con separaciones @ 40 cm.
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
6
En el perímetro de la losa, se emlpean bastones de acero @ 40 cm para que la separacion del refuerzo en el
lecho supeior sea @ 20 cm y en el lecho inferior también sea @ 20 cm como puede apreciarse en la figura 8.
Figura 8 Armado de la losa de transferencia
En la figura 8a se muestra una vista general del amado de la losa de transferencia de carga y en la figura 8b se
muestra un detalle del refuerzo durante su colocación.
a) b)
Figura 8 Armado de la losa de transferencia (Quiroz, 2016)
INSTRUMENTACIÓN INTERNA
Se colocaron 48 galgas extensométricas en el refuerzo de la losa de transferencia distribuidas en las dos
direcciones del armado. En la figura 9a se muestra la instrumentación del refuerzo en la dirección del muro y
en la figura 9b se muestra la ubicación de la galgas extensométricas en dirección perpendicular al muro. En
ambas direcciones se instrumentó el lecho inferior en el centro del claro y en el borde de la losa y en el lecho
superior en los extremos de la losa.
INSTRUMENTACIÓN EXTERNA
Se usaron celdas de carga para medir las fuerzas aplicadas mediante los cilindros hidráulicos y transductores
de desplazamiento para medir las deflexiones verticales y los desplazamientos laterales. En la figura 10, se
muestran los transductores en el lecho inferior de la losa. El transductor que aporta la información más
relevante es el TD03, pues está en el centro de la losa, exactamente abajo del centro del muro de concreto. El
transductor TD03 se utiliza como nodo de control para determinar los desplazamientos verticales.
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
7
a)
b)
Figura 9 Instrumentación del refuerzo en la losa de transferencia
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
8
Figura 10 Transductores en el lecho inferior de la losa
Para determinar los desplazamientos en espécimen y evitar el movimiento de cuerpo rígido, se colocaron
transductores en las vigas y en el lecho superior de la losa de transferencia. Los transductores marcados con
color naranja, miden desplazamientos horizontales (ver figura 11). Los transductores representados con un
rectángulo vacío (ver figura 11), miden los desplazamientos verticales en de la losa y pueden distinguir si la
losa se levanta en algún punto debido a las fuerzas laterales aplicadas al muro.
Figura 11 Transductores en trabes y en la losa de entrepiso
En la figura 12, se muestran los transductores que miden los desplazamientos laterales en el muro, tanto en el
extremo superior e inferior. Cabe mencionar que el nodo de control para desplazamientos laterales es el nodo
superior izquierdo en la figura 12 se muestra marcado como TD01. Para estar seguros de que el
desplazamiento es el mismo en el extremo izquierdo y derecho del muro, se implementó el transductor TD02,
de esa forma se confirma la acción de diafragma de la losa de entrepiso.
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
9
Para determinar las deformaciones en el interior del muro se implementar los transductores de carátula que se
muestran en la figura 12. Los transductores TD10 y TD11 se puede determinar si los desplazamientos se
deben a la distorsión del muro o a la rotación de la losa.
Figura 12 Transductores en trabes y en la losa de entrepiso
DISPOSITIVOS DE CARGA
Para este proyecto se utilizó el dispositivo de carga vertical del experimento anterior el cual consta de dos
trabes de acero, cada trabe se forma al soldar los patines de dos perfiles de sección “I” con la finalidad de
crear una viga rígida para resistir la flexión a la que someterá durante el ensaye. El dispositivo incluye además
de atiesadores para evitar el pandeo, también lleva dos placas soldadas en el alma por el lado interno que
sirven para conectarlas entre ellas. Se utilizan ángulos para fijar las vigas a la losa de entrepiso para procurar
que no roten o se desacoplen.
Figura 13 Vista lateral del dispositivo de cargas verticales (Vargas, 2016).
Las vigas transversales de acero se apoyan en rodillos (tortugas) que a su vez también se apoyan en la viga de
acero longitudinal al muro que consta de una viga formada con perfiles CE, se forma una viga de sección
cajón en el sentido longitudinal al muro, esta viga se apoya en la losa de entrepiso, se coloca una membrana
de neopreno de 0.5 in entre la losa de entrepiso y el dispositivo.
En los extremos de las vigas se colocan cilindros hidráulicos para transmitir las cargas verticales (ver figura
13). Cuando los cilindros se extienden, transmiten las cargas a dos barras que se anclan en las vigas
perimetrales. El anclaje a las anclas a las trabes perimetrales, se hace a través placas que generan una
articulación (ver figura 14).
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
10
Figura 14 Vista lateral de la articulación de las anclas (Vargas, 2016).
Se utilizó el mismo dispositivo de cargas laterales que el empleado en la prueba anterior que consta de un
mecanismo de aplicación de la carga lateral que incluye un cilindro hidráulico hueco de doble acción con una
capacidad de empuje de 30 ton, y una capacidad de jale de 21 ton, el cual se encuentra en una canastilla hecha
de cuatro barras de coll rolled (ver figura 15). En el extremo del cilindro hidráulico se conecta una celda de
carga de 50 ton y a su vez la celda se conecta a una extensión que queda unida al muro (ver figura 15).
Figura 15 Vista en planta del dispositivo de carga lateral (Vargas, 2016).
Para transmitir las fuerzas de jale al muro, se diseñó un dispositivo de reacción que incluye dos barras
redondas que sujetan al muro desde el extremo opuesto (ver figura 16) de esa forma se evita la concentración
de esfuerzos en el muro lo que puede generar daño local en el punto de aplicación de las cargas.
Figura 16 Vista en planta del dispositivo de carga lateral (Vargas, 2016).
PROTOCOLO DE CARGA
El experimento se llevó a cabo en tres etapas.
Etapa de cargas verticales
Etapa de cargas laterales
Etapa de cargas combinadas.
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
11
La etapa de cargas verticales se utilizó para determinar la rigidez vertical, se hicieron tres ciclos de
desplazamiento vertical con incrementos de 0.5 cm como se puede ver en la figura 17.
Figura 17 Historia de desplazamientos verticales
La etapa de cargas laterales se utilizó para determinar la rigidez lateral, se hicieron cuatro ciclos de
desplazamiento lateral con incrementos de 0.5 cm hasta llegar a 2 cm como se puede ver en la figura 18.
Figura 18 Historia de desplazamientos laterales.
En la etapa de cargas combinadas, la carga vertical se mantuvo constante con un valor de 8 ton, y los
desplazamientos laterales se incrementaron hasta que se alcanzó la falla como puede verse en la figura 19.
Figura 19 Historia de desplazamientos combinados.
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
12
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO
Demolición de la losa existente
Después de llevar acabo la prueba de la losa con el muro de mampostería, la losa tenía daño acumulado de
manera que fue necesario demolerla. La demolición se llevó a cabo de manera que se pudieran seguir usando
las vigas perimetrales a pesar de que tuvieron ligeros agrietamientos durante la primera prueba. En las vigas
perimetrales, se demolieron 10 cm por debajo de la losa de transferencia.
Cimbra de la losa
Se hizo una cimbra para la losa nueva y se incluyeron a las vigas perimetrales para que el colado fuera
monolítico. En la figura 20 se muestra la cimbra de las vigas. En la figura 21 se muestra el proceso de
construcción de la cimbra de la losa y en la figura 22 se muestra la cimbra de la losa terminada.
Figura 20 Cimbra interior de las vigas perimetrales (Quiroz, 2016).
Figura 21 Proceso de cimbrado de la losa de transferencia (Quiroz, 2016).
Figura 22 Cimbra de la losa de trasferencia (Quiroz, 2016).
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
13
Habilitado del refuerzo de la losa de transferencia e instrumentación.
Se habilitó el refuerzo de la losa de transferencia y se colocaron las gagas extensométricas o strain gages
como se muestra en la figura 23.
Figura 23 Instrumentación del acero de refuerzo (Quiroz, 2016).
Colado de la losa
El colado de la losa se hizo en forma monolítica con las vigas como se muestra en la figura 24.
Figura 23 Colado de la losa de transferencia (Quiroz, 2016).
Cimbra del muro de concreto
El habilitado del refuerzo en el muro de concreto, puede verse en la figura 8. Se preparó una cimbra (ver
figura 24) para el colado monolítico del muro de concreto.
Figura 24 Cimbra del muro de concreto (Quiroz, 2016).
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
14
ANÁLISIS DE RESULTADOS
El experimento se controló por desplazamientos y se fueron incrementando hasta que se alcanzó la falla. Para
lograr cada desplazamiento se midió la fuerza necesaria, y se observó que alcanza un valor máximo y
posteriormente disminuye. Se empleó una convención para definir la falla (Pan, 1992) que establece que la
falla se presenta cuando la fuerza necesaria para lograr un desplazamiento disminuye veinte por ciento del
valor máximo alcanzado, ver figura 25.
y
Vprueba
VPROMEDIO vs TOTAL
(2/3) Vprueba
u u80
Gráfica bilineal idealizada
0.8Vprueba
Desplazamiento relativo (TOTAL)
Fu
erza
Lat
eral
pro
med
io V
.
Figura 25 Definición de falla y Comportamiento elastoplástico idealizado
HISTÉRESIS
En la figura 26 se muestra los diagramas de histéresis de la etapa de cargas verticales.
Figura 26 Ciclos de histéresis para determinar la rigidez ante cargas verticales
En la figura 27 se muestra los diagramas de histéresis de la etapa de cargas laterales.
Figura 27 Ciclos de histéresis para determinar la rigidez ante cargas laterales
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
15
En la figura 28, se muestran los ciclos de histéresis cuando el espécimen se somete a una combinación de
carga gravitacional constante (8 ton) y desplazamientos incrementales hasta que se alcanza la falla. Definimos
las dos direcciones del desplazamiento como Empuje y Jale, en la figura 28, el tercer cuadrante es el de
empuje y el primer cuadrante es el de jale. Es importante mencionar que los desplazamientos del nodo de
control son los que mide el transductor 1.
Figura 28 Ciclos de histéresis ante cargas combinadas
Puede verse que los ciclos son estables, aunque disipan poca energía. Hubo una disminución de la fuerza
resistente en el ciclo de 10 mm en el cuadrante de empuje (tercer cuadrante), aunque después se vuelve a
incrementar la resistencia para desplazamientos mayores.
Tomando en consideración que se hicieron dos ciclos de carga para cada valor del desplazamiento objetivo, se
grafican los valores de la envolvente del ciclo de histéresis (ver figura 29), se tienen dos gráficas, una
asociada con el primer ciclo de carga y la segunda con el ciclo de repetición. Se aprecia que en el cuadrante
del jale las gráficas son muy parecidas, pero en el cuadrante de empuje, se tienen algunas diferencias, y se
aprecia que la fuerza necesaria para desplazar al espécimen por primera vez, es mayor que en la repetición.
Figura 29 Envolvente de los ciclos de histéresis
RIGIDEZ
La rigidez pico a pico se define como la pendiente del diagrama fuerza lateral promedio vs desplazamiento
total (Chopra, 2000), como se muestra en la figura 30. La rigidez K se determina uniendo los puntos de
máximo desplazamiento en el ciclo mediante una línea recta; la pendiente de la línea, calculada como la
diferencia entre las fuerzas cortantes dividida entre la diferencia de desplazamientos, es la rigidez del ciclo.
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
16
VPROMEDIO
TOTAL
K
1
Figura 30 Rigidez pico a pico y energía histerética
Un parámetro de interés es la rigidez normalizada. En la figura 31, se muestra la gráfica de la rigidez
normalizada. El parámetro de normalización es la rigidez pico a pico dividida ente el valor del primer ciclo de
cargas para cada serie de datos, es decir, para la serie de datos del primer ciclo y para el ciclo de repetición.
Adicional a las gráficas, se muestra el límite asociado con la distorsión de entrepiso cuando existen elementos
no estructurales que pueden dañarse =0.006.
Figura 31 Gráfica de la rigidez normalizada
Para el valor límite de desplazamiento, se tiene una rigidez normalizada promedio del orden de 0.35, que es
un valor bajo de la inercia inicial, de hecho la pérdida de rigidez se debe al agrietamiento de la losa de
transferencia porque el muro no tuvo daño. Es importante que se tome en cuenta dicho factor al momento de
modelar estructuras con losas de transferencia para predecir apropiadamente el desplazamiento lateral.
ENERGÍA HISTERÉTICA DISIPADA
La energía histerética disipada se calcula para cada ciclo y se define como el área contenida en la curva
“Fuerza cortante promedio” vs “Desplazamiento total”. En la figura 30 es el área sombreada.
La figura 32 muestra la energía histerética disipada por ciclo, para cada serie de datos (primer ciclo y ciclo de
repetición). Puede observarse que la energía se incrementa el desplazamiento lateral. Se tiene un cambio en la
pendiente de la energía alrededor del desplazamiento de 14 mm en los que la energía disminuye,
probablemente or el daño acumulado en la losa de transferencia de cargas.
La figura 33 muestra la energía histerética disipada acumulada para cada serie de datos (primer ciclo y ciclo
de repetición). Puede observarse que la pendiente de la gráfica del primer ciclo disminuye, por las razones
antes mencionadas.
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
17
Figura 32 Energía histerética promedio disipada por ciclo LP-09, s=0.86d.
Figura 33 Energía histerética promedio disipada por ciclo LP-09, s=0.86d.
AMORTIGUAMIENTO VISCOSO EQUIVALENTE
El amortiguamiento viscoso equivalente (ver 33) puede calcularse en curvas experimentales, con la ecuación
1 (Chopra, 2000). Dicho parámetro representa las fricciones internas en el material que, en el caso del
espécimen estudiado las grietas se concentran en la losa de transferencia.
VPROMEDIO
TOTALED
ESo
Figura 33 Amortiguamiento viscoso equivalente (Chopra, 2000).
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
18
ndeformació de Energía
ciclo de Energía
4
1
4
1
So
Deq
E
E (1)
donde:
ED= Energía del ciclo de carga, área bajo la curva de la gráfica Vprom. vs. TOTAL
ESo= Energía disipada elásticamente.
El amortiguamiento viscoso equivalente es también un índice respecto a la acumulación del daño en el
elemento; conforme se incrementa el agrietamiento, también lo hace el amortiguamiento. En las NTC-Sismo
se asume un amortiguamiento viscoso equivalente de 0.05 para determinar los espectros de diseño. En la
figura 34 puede verse que el amortiguamiento promedio en la conexión es del orden de 0.06 que es un valor
conservador respecto al que asumen las NTC.
Figura 34 Amortiguamiento viscoso equivalente.
DUCTILIDAD
Para superar la incertidumbre en la definición del desplazamiento de fluencia, se emplea la siguiente
definición de ductilidad. Se construye la gráfica que representa la envolvente de los ciclos de histéresis es
decir, “Fuerza lateral” vs “Desplazamiento relativo” (Pan, 1989). La envolvente se idealiza como una curva
con comportamiento elastoplástico. La pendiente inicial del comportamiento idealizado es secante y se
determina uniendo el origen con el punto donde se tiene una carga lateral igual a dos terceras partes del
cortante máximo registrado durante la prueba (Vprueba). La porción plástica idealizada de la gráfica pasa por
la carga máxima y llega hasta el desplazamiento de falla, que se define como el asociado a una disminución
del 20% de la resistencia máxima registrada. La construcción de la gráfica idealizada puede verse en la figura
25.
La ductilidad en la conexión, puede determinarse como el desplazamiento último dividido por el
desplazamiento de fluencia (Ecuación 2).
y
u
80 (2)
Para el espécimen ensayado, se tienen dos valores diferentes de la ductilidad dependiendo del cuadrante con
que se calcula, en la tabla 1 se muestran los parámetros para calcular la ductilidad. La ductilidad mínima
registrada se tiene en el cuadrante de empuje con valor de 2.19. Por lo que se recomienda tener cuidado en el
momento de elegir el factor de comportamiento sísmico para el diseño de estructuras con losas de
transferencia.
Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural
19
Tabla 1 Ductilidad
Espécimen u y
Jale 16.11 6.12 2.63
Empuje -16.38 -7.48 2.19
AGRIETAMIENTO
En la figura 35, se muestra el patrón de agrietamiento del espécimen. La figura 35a muestra una vista del
lecho superiro de la losa de transferenca, la figura 35b muestra la vista inferior de la losa de transferencia, la
figura 35c muestra una vista lateral del muro que se aprecia prácticamente intacto y en la figura 35d se
muestra una vista tridimensional del espécimen. Las grietas de color nego se generaron porla carga
gravitacional, las de color azul por el empuje y las de color rojo por el jale.
a) b)
c) d)
Figura 35 Patrones de agrietamiento del espécimen (Quiroz, 2016).
CONCLUSIONES
Del experimento realizado podemos observar que el muro de concreto no presentó daño de
consideración, a diferencia del muro de mampostería del experimento anterior, el daño se concentró
en la losa que se comportó tuvo que hacer las funciones de una viga secundaria.
El muro se comportó aproximadamente como un cuerpo rígido. Al estar sometido a fueras laterales
presentó rotación alrededor del centro del claro, de hecho hubo indicios de que el concreto de la losa
se aplastó debido a la compresión provocada por el momento asociado con la carga lateral.
Comparando el comportamiento del muro de concreto con el de mampostería, se aprecia un mayor
daño en la losa provocado por un mayor contraste entre la rigidez del muro y de la losa.
Se desprendió parte del recubrimiento de concreto de la losa al centro del claro debido a la magnitud
de las deflexiones.
XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Mérida, Yucatán 2016.
20
Para este proyecto se utilizó el sistema de apoyo perimetral del experimento anterior, cabe mencionar
que al inicio de este proyecto presentaba un agrietamiento considerable, durante la demolición de la
losa anterior, las grietas en las vigas se cerraron, pero no se realizó ninguna acción específica para
repararlas. Es interesante que dichas grietas no se incrementaran durante la prueba.
Después de observar su comportamiento experimental, no se recomienda el uso de losas macizas de
espesor pequeño para transferir las cargas de muros de concreto hacia las vigas o columnas cercanas.
El uso de losas macizas de espesor pequeño sobre las que se colocan muros de concreto, puede
ocasionar que después de un sismo intenso, el daño en la losa de transferencia sea prácticamente
irreparable.
REFERENCIAS
Chopra, A. K. (2000). “Dynamics of structures”, Prentice Hall, USA, pp. 98-105.
Gómez-Bernal, A., Juárez G. H., González C., O. M., Arellano M. E. (2013) “Estudio teórico experimental
de pisos de transferencia”, Informe presentado al Instituto para la Seguridad de las Construcciones en el
Distrito Federal, No. ISCDF/CC-04/2013-6, diciembre
Gómez-Bernal, A., Manzanares P. D. A., Arellano M. E., Juárez G. H., González C. O. M. (2015) “Estudio
teórico experimental de pisos de transferencia”, Informe presentado al Instituto para la Seguridad de las
Construcciones en el Distrito Federal, No. ISCDF/CC-04/2013-6, diciembre 2013
Gómez-Soberón, González C. O. Terán G. A., Ruiz-Sandoval H. M. E., Zúñiga C. O., et al. (2009) “Estudio
sobre la observancia del reglamento de construcciones del D.F. y sus Normas Técnicas
Complementarias” Reporte de Investigación Secretaría de Obras y Servicios del Gobierno del Distrito
Federal, Convenio CT/04/07.
Normas técnicas complementarias para el diseño y construcción de estructuras de concreto. (2004).
Gaceta Oficial del Distrito Federal, Décima cuarta época, Tomo I, No. 103-Bis, México, 6 de octubre de
2004.
Normas técnicas complementarias sobre criterios y acciones para el diseño estructural de las
edificaciones. (2004). Gaceta Oficial del Distrito Federal, Décima cuarta época, Tomo II, No. 103-Bis,
México, 6 de octubre de 2004.
Pan, A., and Moehle, L. P. (1989). “Lateral displacement ductility of reinforced concrete flat-slabs”, ACI
Structural Journal, Vol. 86, No. 3, May-June 1989, pp. 250-258. (86-s27).
Quiroz G. L. A. (2016). “Comportamiento experimental de una losa de transferencia”, Proyecto de
Integración de Ingeniería Civil, Universidad Autónoma Metropolitana.
Vargas A. O. S. (2016) “Diseño, construcción y ensaye ante carga cíclica de un prototipo losa-muro a
escala natural”, Tesis de Maestría, Posgrado en Ing. Estructural, CBI-UAM.