viviendas economicas - Cismid

INVESTIGACION
EN
VIVIENDAS ECONOMICAS
DE
CONCRETO ARMADO
PASADO, PRESENTE Y FUTURO
Mag. Ing. Adolfo Gálvez Villacorta
Idea Objetivo
• Las viviendas en concreto armado, son comunes en
muchas sociedades.
• El concreto es un material que tiene una serie de
ventajas, en cuanto a sus propiedades mecánicas, sobre
los ladrillos y por supuesto el adobe.
• Para viviendas de uno hasta tres niveles, en las clases
menos favorecidas, resulta una solución interesante:
–
–
–
–
Si las hacemos muro sobre muro (muros portantes).
Si les ponemos una sola malla de refuerzo (rapidez).
Si tienen una densidad adecuada de muros (rigidez).
Si tienen espesores de muros reducidos (economía).
1998 ~ 2002
• Determinación de espesor del muro y resistencia del
concreto: Ensayos en muros con cuantía mínima (04).
• Ensayo de una vivienda básica, a escala natural.
• Diseño de sistemas de encofrados económicos.
• Optimización de la cuantía: Ensayo en muros (04).
• Evaluación de la incidencia de vanos: Ensayo en muros
(11).
• Ensayo de una vivienda de dos pisos, a escala natural.
• Reparación y nuevo ensayo de vivienda de dos pisos.
• Aplicaciones en desarrollos inmobiliarios.
VIVIENDA UNIFAMILIAR
Etapa 01: Básica
• Area Construida: 27 m2
• Plazo de ejecución: 12
días
• Costo directo: 5,700
Nuevos Soles.
Ensayos CISMID: Un Piso
PROPUESTA DE NIVELES DE DESEMPEÑO
Placas Delgadas en Concreto Armado
1.4
Fuerza Normalizada
1.2
IO=0.20%
LS=0.35%
CP=0.45%
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.00%
0.25%
0.50%
Drift
0.75%
1.00%
Ensayos CISMID: Dos Pisos
C O M P A R A C IO N
C UR V A S D E C A P A C ID A D
60
Cortante Basal, Tn
50
40
30
20
Reparado
10
ORIGINAL
0
0
5
10
15
20
Desplazam iento, m m
25
30
35
Vivienda de dos Pisos
Niveles de Desempeño vs Peligro Sísmico
20 Registros Peruanos
60.00
IO
LS
CP
2% - 50 años
50.00
C o rta n te , T n
40.00
30.00
20.00
NTE 030
10.00
10% - 50 años
Directos
0.00%
0.20%
0.40%
0.60%
0.80%
1.00%
Drift
1.20%
1.40%
1.60%
1.80%
VIVIENDA MULTIFAMILIAR
Area Construida: 47.45 m2 por departamento
Costo Directo: 18,092 Nuevos Soles
2003 ~ 2007
• Se difunde en el sector de Promoción Inmobiliaria
• Se comenten excesos en su aplicación, olvidando
que se inicio como muros portantes y se desvirtúa al
aplicarse para sistemas con “Losas de
Transferencia” que significan un piso blando.
• El 2004 se hacen modificaciones en las Normas, que
limitan el sistema al penalizar el uso de mallas
electro soldadas y exigir que se aumenten espesores
por supuestos requerimientos de confinamiento.
• Como resultado se encarece la vivienda.
IMPORTANCIA DE INVESTIGAR
DEPARTAMENTOS: PRECIO POR M2
600
500
El Valor de la Vivienda disminuye entre un 30 a 40 %
El Valor de la Vivienda aumenta entre un 4 a 7 %
US $
400
300
200
J Maria, Magdalena, etc
100
Carabayllo, Olivos, etc
0
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Año
CAPECO: X Estudio, 2005
2003 ~ 2007
• Definir cual es el ESTADO LIMITE deseable para
gobernar el diseño.
–
–
–
–
–
Flexión: A veces no se puede alcanzar
Deslizamiento en la base?
Tracción Diagonal del alma?
Aplastamiento del alma?
Aplastamiento de talones?
• Definir las características inelásticas adecuadas de
las propiedades del acero de refuerzo (malla vs.
barras dúctiles) y el concreto.
• Definir las características de la Curva de Capacidad
del Muro, en función de su geometría de borde, a fin
de afinar el modelo para diversas relaciones de
aspecto y los posibles requerimientos de
confinamiento por elementos de borde.
2003 ~ 2007
• En el CISMID de la UNI y en la PUCP, se realiza
Investigación, financiada mayormente por la
iniciativa privada.
• Estudio comparativo de la respuesta de
especimenes que usan mallas o barras: Parece
que no hay diferencia
• Estudio comparativo de la respuesta de
especimenes con y sin confinamiento: parece
no haber mayor diferencia
• CONCLUSION: Se requiere mas Investigación.
2007 ~ ?
• Regresando a la idea original:
– Muro sobre muro + apreciable densidad de
muros (>2%).
– Una sola malla electro soldada como refuerzo y
barras corrugadas en los extremos, espesores
reducidos, sin confinamiento y con una cuantía
reducida en el alma (0.12% ~ 0.20%), que
induce Estados Limites gobernados por corte.
– Entrepisos de 2.40 m aproximadamente, uso en
edificaciones para vivienda, luces de +/- 4 m.
2007 ~ ?
• Siguiendo lineamientos del ATC 63 (R. Klingner)
– Seleccionaremos registros sísmicos representativos.
– Usaremos un Peligro Sísmico que implique un periodo
de retorno de 2475 años, (2% - 50 años).
– Definiremos una estructura arquetípica
• Longitudes de muros
• Densidades de muros
• Numero de Pisos
– Diseñaremos para distintos valores del factor de
reducción de respuesta sísmica “R”, por procedimientos
de acuerdo al Art. 18 de la Norma E.030.
2007 ~ ?
• Siguiendo lineamientos del ATC 63 (R. Klingner)
– Usando el Software CANNY realizaremos Análisis No
Lineales Tiempo Historia.
• Seleccionaremos modelos Histeréticos adecuados para las
propiedades de flexión y corte.
• Usaremos elementos modelados por el método de las fibras.
• Calibraremos con los ensayos de laboratorio en especimenes
adecuados que estén disponibles, para la rigidez efectiva.
• Consideraremos las curvas esfuerzo – deformación del
concreto, de las barras y de las mallas.
– El “R” que implique una probabilidad de colapso de
10% ante el Peligro Sísmico con 2% - 50 años, será
el que se presente a la comunidad profesional a fin
de que pueda considerarse su posible incorporación
en la Norma E.030.
GRACIAS
POR SU
ATENCION
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