Datos del proyecto Diseño de muros fuera de su plano en la vivienda rural Proyecto patrocinado por el CONACYT y el PROMEP Colaboradores Dr. Jorge Luis Varela Rivera Dr. Luis Fernández Baqueiro Dante Navarrete, Iván López, Joel Moreno, Manuel Polanco, Silvestre Chan Universidad Autónoma de Yucatán 4 de octubre de 2013 1 2 Contenido de la presentación Antecedentes Antecedentes Muros de mampostería confinada (MMC) Satisfacen las NTCM Objetivos Metodología Resultados Conclusiones 3 4 1 Antecedentes Antecedentes Cargas fuera del plano (CFP) Cargas fuera del plano (CFP) Viento Perpendiculares al plano del muro Cargas uniformes 5 6 Antecedentes Cargas fuera del plano (CFP) Antecedentes Apoyos de muros Sismo Techo flexible vs techo rígido W-azotea vs W-muro Cargas concentradas 3 apoyos Cargas uniformes 7 4 apoyos 8 2 Antecedentes Antecedentes El CFP de MMC no ha sido muy estudiado Variables que afectan el CFP de muros Resistencia FDP de un MMC Condiciones de apoyo Relación de aspecto (h/L) Valores de ftpa y ftpe Relación de esbeltez (h/t) Apoyo en 4 lados Rigidez de los elementos confinantes W > Wagr ? Carga axial Apoyo en tres lados 9 10 Objetivos Objetivos Evaluar el comportamiento FDP de MMC Evaluar el comportamiento de muros Patrones de agrietamiento Muros rectangulares Apoyos simples en 3 y 4 lados Mecanismos de falla Curvas presión-desplazamiento Resistencia y rigidez Muro rectangular y cuadrado ( h/L ) Apoyos simples en 4 lados 11 12 3 Muros especímenes Muros especímenes Muros de mampostería confinada Muros de mampostería confinada Espesor muros 0.15 m Elementos confinantes de 0.15 x 0.15 m RL 4 barras #3, RT S #2 @ 0.2 m (NTCM) Espesor del muro 0.15 m LxH 3.67 x 2.71 m 2.85 x 2.71 m LxH 3.60 x 1.80 m h/L 0.50 7 hiladas Mortero 1 : 2 : 7 (CP : C: A) Juntas verticales toda el área Juntas horizontales paredes exteriores Elementos confinantes de 0.15 x 0.20 m RL 4 barras #3, RT S #2 @ 0.2 m (NTCM) h/L 0.75 y 1.0 11 hiladas Mortero 1 : 2 : 7 (CP : C: A) Juntas verticales toda el área Juntas horizontales paredes exteriores Bloques huecos de concreto 0.15 x 0.20 x 0.40 m Cuatrapeo a la mitad 13 Bloques huecos de concreto 0.15 x 0.20 x 0.40 m Cuatrapeo a la mitad 14 Muros especímenes Sistema de carga Muro de reacción y sistema de conexión Bolsas de aire para aplicar presión uniforme Muro de reacción Muro espécimen Bolsas de aire Barras roscadas 15 Perfil PTR 16 4 Sistema de Carga Instrumentación Sistema de conexión Desplazamientos fuera y en el plano (PL) PTR 4” x 4” x 1/8” Barras roscadas de ½” Presión en la bolsa de aire (TP, CC) Fuera del plano 17 Apoyos en 4 lados Apoyos en 3 lados En el plano 18 Instrumentación Resultados experimentales Muros antes de la prueba No hay apoyo superior 19 20 5 Resultados experimentales Resultados experimentales Materiales (propiedades gruesas) Ensaye de muros Resistencia a compresión axial del concreto, mortero, bloques y mampostería: 18.6, 3.5, 6.2 y 3.0 MPa (NMX-C) h/L=0.50 3 apoyos h/L=0.50 4 apoyos Resistencia a tensión por flexión, perpendicular y paralela a las juntas : 0.14 y 0.44 MPa (ASTM E72) h/L=0.75 4 apoyos 21 22 Resultados experimentales Resultados experimentales Patrón de agrietamiento (MMC 3 apoyos) 23 h/L= 1.0 4 apoyos Patrón de agrietamiento (MMC 3 apoyos) 24 6 Resultados experimentales Resultados experimentales Patrón de agrietamiento (MMC 4 apoyos) 25 27 Patrón de agrietamiento (MMC 4 apoyos) 26 Resultados experimentales Resultados experimentales Patrón de agrietamiento MMC h/L = 1 Patrón de agrietamiento MMC h/L = 1 28 7 Resultados experimentales Resultados experimentales Patrones de agrietamiento finales Los patrones de agrietamiento de los muros siguen en general las reglas de 45 grados Muro con 3 apoyos Inicialmente, similar a losas con 3A Al final, similar a losas con 4A La cadena superior se comportó como un apoyo (Resistencia y rigidez) 29 30 Resultados experimentales Resultados experimentales Agrietamiento, cara en contacto con la bolsa de aire Comportamiento fuera del plano de los muros Inicialmente, como una losa sujeta a flexión (placa) Grietas horizontales entre la última y penúltima hilada de bloques Grietas verticales en bloques cercanos a castillos 31 Finalmente, formación de un mecanismo de arco Grietas horizontales entre la primera hilada de bloques y la cadena inferior 32 8 Resultados experimentales Resultados experimentales Mecanismo de arco Mecanismo de falla Muro se divide en segmentos Inestabilidad de los segmentos del muro Segmentos rotan Se forman puntales de compresión Rigidez de los elementos confinantes relativamente pequeña Se generan desplazamientos verticales (apoyos libres) Desplazamientos horizontales grandes 33 34 Resultados experimentales Resultados experimentales Mecanismo de falla Agrietamiento diagonal de uniones Aplastamiento de los segmentos del muro Torsión Rigidez de los elementos confinantes relativamente grande Desplazamientos horizontales pequeños 35 36 9 Resultados experimentales Resultados experimentales Posibles tipos de falla Curvas presión desplazamiento (4A y 3A) Inestabilidad de los segmentos Resistencia máxima Resistencia máxima 1600 Aplastamiento de la mampostería Carga (kg/m2) 1400 Falla local de los elementos confinantes flexión, cortante y torsión W4a vs W3a 1200 1000 E1 E2 E3 E4 E5 E6 800 600 Resistencia de agrietamiento 400 200 0 0 0.5 1 1.5 2 Wmax vs Wagr Wmax >> W viento 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Desplazamiento horizontal (cm) 37 38 Resultados experimentales Resultados experimentales Curvas presión desplazamiento (h/L=0.75 y 1.0) Resistencia máxima Wrect vs Wcuad Wmax vs Wagr Resistencia de agrietamiento 39 Wmax >> W viento 40 10 Conclusiones Conclusiones Los patrones de agrietamiento de los muros siguen en general las reglas de 45 grados Tres posibles tipos de falla Inestabilidad de los segmentos, aplastamiento de la mampostería y falla local de los elementos confinantes El patrón de agrietamiento final y la resistencia fuera del plano de muros con 3A fue similar al de muros con 4A La falla local de los elementos confinantes puede limitar la resistencia fuera del plano de los muros Diseñar por flexión, cortante y torsión 41 42 Conclusiones La resistencia fuera del plano de los muros fue al menos tres veces mayor que la resistencia de agrietamiento Desde el punto de vista eólico se podrían aumentar los espaciamientos de cadenas y castillos de los muros estudiados 43 11
