MURO DE CORTANTE CORTE O

PLACA

DESCRIPCIN BREVE Son paredes de Concreto Armado que dada su mayor dimensin en una direccin mucha mayor que su ancho proporcionan en dicha direccin una gran resistencia y rigidez lateral ante movimientos laterales como los provocados por sismos y vientos.

CURSO ANALISIS ESTRUCTURAL I

CATEDRATICO:

ING. VLADIMIR ORDOEZ CAMPOSANO.

ALUMNO: SALAS PALOMINO, Leo Raymond.

INDICE

MURO DE CORTE, MUROS DE CORTANTE O PLACAS EN EDIFICIOS DE

NIVELES MULTIPLES ................................................................................................. 2

1.- INTRODUCCION. ................................................................................................ 2

1.1.- CONCEPTUALIZACION: .............................................................................. 2

1.2.- CONCEPCIN ESTRUCTURAL SISMO RESISTENTE. .............................. 3

1.3.-CONFIGURACIN ESTRUCTURAL .............................................................. 3

2.- EL COMPORTAMIENTO DE MUROS EN VOLADIZO. ....................................... 7

2.1.- Muros Altos con secciones transversales rectangulares. ............................... 7

2.2.- Muros De Cortante Bajos Con Seccin Transversal Rectangular. .............. 11

2.3.- Muros De Cortante En Voladizo Con Patines. ............................................ 13

2.3.- Interaccin entre muros de cortante en voladizo .......................................... 13

3.- INTERACCION DE MUROS DE CORTANTE Y MUROS CON JUNTAS

RIGIDAS. ................................................................................................................ 14

4.- MUROS DE CORTANTE CON ABERTURAS. .................................................. 15

5.- MUROS DE CORTANTE ACLOPADOS. ........................................................... 17

5.1.- Introduccin. ................................................................................................ 17

5.2.- Resumen de los principios de diseo ........................................................... 17

MURO DE CORTE, MUROS DE CORTANTE O PLACAS EN EDIFICIOS DE

NIVELES MULTIPLES

1.- INTRODUCCION.

1.1.- CONCEPTUALIZACION:

DUCTILIDAD.- Es una propiedad que presentan algunos materiales, como

las aleaciones metlicas o materiales asflticos, los cuales bajo la accin de una fuerza,

pueden deformarse sosteniblemente sin romperse.

PROBLEMA ELASTOPLSTICO.- Es el problema fsico-matemtico de encontrar los

desplazamientos y las tensiones en un slido deformable elasto-plstico, partiendo de

la forma original del slido, de las fuerzas actuantes sobre el mismo, los

desplazamientos impuestos de algunos puntos de la superficie del slido y

las ecuaciones constitutivas del material del que est hecho el slido.

RESPUESTA EN EDIFICACIONES DE MUROS DE (CORTE) DUCTILIDAD

LIMITADA (EMDL).- Debido principalmente a dos razones: sus muros no poseen ningn

confinamiento en sus extremos, dado que por su espesor es imposible usar estribos, y

porque el refuerzo que generalmente se usa son mallas electro soldadas de poca

ductilidad. Estas dos condiciones impiden que los muros puedan desarrollar

desplazamientos inelsticos importantes.

Entre sus principales caractersticas arquitectnicas tenemos que son edificaciones de

poca altura (entre 4 y 6 pisos) con pisos tpicos con el fin de optimizar el proceso

constructivo y todos los muros son portantes. Por otro lado, entre sus desventajas, se

han registro por parte de sus usuarios problemas trmicos y acsticos.

En cuanto a sus caractersticas estructurales, presentan generalmente espesores que

varan entre 10 (espesor mnimo indicado por la Norma Peruana de Edificaciones) a

15; y con algunos ensanches para permitir el paso de tuberas.

RESPUESTA EN EDIFICACIONES DE MUROS DE ALTA CAPACIDAD DE

DUCTILIDAD (FLEXION).- El estado Lmite que se presenta se inicia con la fluencia del

acero longitudinal, cuando la deformacin de este alcanza la platea plstica, esto

conlleva a que las deformaciones unitarias en la fibra en compresin del concreto llegue

a valores de 0.003 o 0.004 y, por lo tanto, la necesidad de confinar sea ineludible.

MURO ESTRUCTURAL.- Elemento estructural, generalmente vertical empleado para

encerrar o separar ambientes, resistir cargas axiales de gravedad y resistir cargas

perpendiculares a su plano proveniente de empujes laterales de suelo o lquido.

MURO DE CORTE O PLACA.- Son aquellos que reciben cargas horizontales paralelas

a la carga del muro.

MURO DE CORTE O PLACA.- Muro estructural para resistir combinaciones de fuerzas

cortantes, momentos y fuerzas axiales inducidas por cargas laterales.

MURO DE CORTE O PLACA.- Elemento estructural usado bsicamente para

proporcionar rigidez lateral y absorber porcentajes importantes de cortante horizontal

ssmico.

MURO DE CORTE O PLACA.- Elemento generalmente vertical diseado para resistir

combinaciones de cortante, momento y fuerza axial inducidas por los movimientos

ssmicos.

MURO DE CORTE O PLACA.- Tambin conocidos como placas; son paredes de

Concreto Armado que dada su mayor dimensin en una direccin mucha mayor que su

ancho proporcionan en dicha direccin una gran resistencia y rigidez lateral ante

movimientos laterales como los provocados por sismos y vientos.

1.2.- CONCEPCIN ESTRUCTURAL SISMO RESISTENTE. El comportamiento ssmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones: - Simetra, tanto en la distribucin de masas como en las rigideces. - Peso mnimo, especialmente en los pisos altos. - Seleccin y uso adecuado de los materiales de construccin. - Resistencia adecuada. - Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevacin. - Ductilidad. - Deformacin limitada. - Inclusin de lneas sucesivas de resistencia. - Consideracin de las condiciones locales. - Buena prctica constructiva e inspeccin estructural rigurosa.

1.3.-CONFIGURACIN ESTRUCTURAL Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el procedimiento adecuado de anlisis y los valores apropiados del factor de reduccin de fuerza ssmica. a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuracin resistente a cargas laterales. b. Estructuras Irregulares. Se definen como estructuras irregulares aquellas debidas a:

IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA Irregularidad de Masa

Se considera que existe irregularidad de masa, cuando la masa de un piso es

mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas.

Irregularidad Geomtrica Vertical

La dimensin en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor

que 130% de la correspondiente dimensin en un piso adyacente.

No es aplicable en azoteas ni en stanos. Discontinuidad en los Sistemas Resistentes. Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientacin, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensin del elemento.

IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA Discontinuidad del Diafragma Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo reas abiertas mayores a 50% del rea bruta del diafragma.

Esquinas Entrantes La configuracin en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes, cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20 % de la correspondiente dimensin total en planta.

1.4.- CATEGORA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES

DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES.

DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES SEGN: R.N.E. NORMA E.30

DISEO SISMO RESISTENTE CAPITULO VIII ANEXO N 02 ESPECIFICACIONES

NORMATIVAS PARA DISEO SISMORRESISTENTE EN EL CASO DE

EDIFICACIONES DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA (EMDL) 3.-

DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES.

El mximo desplazamiento relativo de entrepiso dividido entre la altura de entrepiso, no

deber exceder de 0,005.

1.5.- SISTEMAS ESTRUCTURALES E.060 CONCRETO ARMADO

Sistema resistente a fuerzas laterales Conjunto de elementos estructurales que resisten las acciones ocasionadas por los sismos. De acuerdo a la NTE E.030 Diseo Sismorresistente, se reconocen los siguientes sistemas estructurales en edificaciones de concreto armado: Prticos (R = 8) - Por lo menos el 80% del cortante en la base acta sobre las columnas de los prticos que cumplan los requisitos de esta Norma. En caso se tengan muros estructurales, estos debern disearse para resistir la fraccin de la accin ssmica total que les corresponda de acuerdo con su rigidez. Dual (R = 7) - Las acciones ssmicas son resistidas por una combinacin de prticos y muros estructurales. Los prticos debern ser diseados para tomar por lo menos 25% del cortante en la base. Los muros estructurales sern diseados para las fuerzas obtenidas del anlisis, segn la NTE E.030 Diseo Sismorresistente.

Muros Estructurales (R = 6) - Sistema en el que la resistencia est dada predominantemente por muros estructurales sobre los que acta por lo menos el 80% del cortante en la base.

Muros de Ductilidad Limitada (R = 4) - Edificacin de baja altura con alta densidad de muros de concreto armado de ductilidad limitada. Estos edificios se caracterizan por tener un sistema estructural donde la resistencia ssmica y de cargas de gravedad en las dos direcciones est dada muros de concreto armado que no pueden desarrollar desplazamientos inelsticos importantes. En este sistema estructural los muros son de espesores reducidos, se prescinde de extremos confinados y el refuerzo vertical se dispone en una sola hilera.

Para la aplicacin del Captulo 21 de esta Norma, los sistemas Duales se subdividen en:

o Dual Tipo I: cuando en la base de la estructura, la fuerza cortante inducida por el sismo en los muros sea mayor o igual al 60% del cortante total y menor o igual al 80%.

o Dual Tipo II: cuando en la base de la estructura, la fuerza

1.6.- ANTECEDENTES: Desde hace mucho, se ha reconocido la utilidad de los muros

en la planeacin estructural de edificios de niveles mltiples. Cuando los muros se

ponen en posiciones ventajosas dentro de una construccin, pueden ser muy eficientes

para resistir las cargas laterales producidas por el viento o los sismos. Estos muros se

han denominado muros de cortante debido que ha con frecuencia gran parte de la

carga lateral de un edificio, si no es que toda y la fuerza cortante lateral se transfieren a

estos elementos estructurales. El nombre no es muy apropiado ya que en raras

ocasiones el modo crtico de resistencia est relacionado con la cortante. Los

edificios de niveles mltiples se han hecho ms altos y esbeltos, por lo que, con esta

tendencia el anlisis de muros de cortante es una parte importante del diseo. Con

frecuencia los muros a cortante contienen numerosas aberturas. El ingeniero estructural

ser afortunado si dichas aberturas forman un patrn sistemtico.

Las ponencias de un simposio patrocinado por la Universidad de Southampton C,

representan un buen resumen del actual estado del conocimiento de las estructuras de

muros cortante. En seguida se consideraran algunas de las conclusiones presentadas

en esos estudios.

Las recomendaciones de los cdigos utilizadas en los diez ltimos aos se ha basado

principalmente en la obra que iniciara Benjamn y Williams 12.2, 12.3, en muros bajos de

cortante. Tambin los resultados de la obra Paiva y Siess 12.4, y los primeros trabajos

de Slater, Lord y Zipprodt 12.5, en las vigas de gran peralte se interpretaron para

aplicarse a muros cortantes bajos. La obra de Crdenas y Colaboradores 12.6, 12.7, y

Barda 12.8, en los laboratorios de investigacin y desarrollo de la Asociacin de Cemento

Portland en Skokie, Illinois, han contribuido al estado actual de comprensin de los

muros de cortante. Ciertos aspectos originados en la resistencia ssmica y respuesta

elastoplastica de muros cortantes acoplados y sus componentes se han estudiado en

la Universidad de Canterbury, y se han incorporado en este captulo las conclusiones

ms importantes.

Se hace nfasis en el comportamiento, como lo atestiguan las pruebas. Sin embargo

todava queda mucho trabajo por hacer antes de poder predecir con seguridad la

respuesta elastoplstica de las estructuras de muros de cortante. Aqu no se intenta

rastrear el origen y evaluacin de las cargas por ejemplo las que puedan originarse del

viento o efecto ssmico sino que, como en los captulos anteriores, la atencin se centra

en los aspectos de ductilidad y de absorcin de energa dictados por la naturaleza de la

respuesta ssmica.

El uso de muros cortantes o su equivalente, se hace imperativo en determinados

edificios elevados a fin de poder controlar las deflexiones de entrepiso, provocadas por

la carga lateral. Los muros cortantes bien diseados en las reas ssmicas tienen un

buen historial. No solo pueden dar gran proteccin contra dao no estructural costoso

durante las perturbaciones ssmicas moderadas.

2.- EL COMPORTAMIENTO DE MUROS EN VOLADIZO.

2.1.- Muros Altos con secciones transversales rectangulares. Se puede esperar que un muro cortante de voladizo simple, como el de la figura 12.1,

se comporte esencialmente de la misma manera que una viga de concreto reforzado.

La seccin transversal estrecha (es decir, ancho pequeo) indica que puede plantearse

el problema de inestabilidad del borde a comprensin (vase en la seccin 4.5) Por

lo general las losas de piso de un edificio de niveles mltiples, que se indica en la figura

12.1, actan como diafragmas horizontales y dan apoyo lateral; en consecuencia, se

puede considerar que la longitud crtica con respecto al pandeo es igual a la altura de

los pisos.

El muro cortante, si acta como un voladizo grande, estar sujeto a momentos

flexionantes y fuerzas cortantes que se originen principalmente en las cargas laterales

y a compresin axial provocada por la gravedad. De acuerdo con esto, se puede evaluar

la resistencia de la seccin crtica a travs del muro a partir de la relacin de interaccin

momento fuerza axial. El refuerzo vertical o de flexin en la porcin del alma de un

muro de cortante, que puede ser considerable, debe ser tomado en cuenta al evaluar la

capacidad a flexin.

Los requisitos esenciales son cimientos adecuados que dan fijacin total a la base y

suficiente conexin de los muros cortantes a cada piso para transmitir la carga

horizontal.

La Resistencia A Flexin De Muros De Cortante Altos.

En muros de cortante, especialmente en zonas no afectadas por sismos, el

requerimiento de resistencia para el acero a flexin no es grande. En tales muros ha

sido prctica tradicional proporcionar aproximadamente 0.25% de refuerzo en ambas

direcciones. Por tanto, en muros sujetos a pequea flexin, se ha colocado 0.25% o un

poco ms de refuerzo uniformemente en todo el peralte. Es natural que en dicha

disposicin no se utilice con eficiencia el acero en el momento mximo debido a que

muchas varillas operan en un brazo de palanca interno relativamente pequeo. Adems,

la curvatura mxima y por lo tanto la ductilidad de curvatura se reduce

considerablemente cuando se usa de esta manera gran cantidad de acero a flexin.

Crdenas y Magura 12.7, lo han demostrado para una seccin de muro tpica con una

relacin de peralte de ancho de 25. Su ejemplo esta reproducido en la figura 12.2, en

que los momentos y curvaturas se expresan como porcentajes de las cantidades

mximas correspondientes para una seccin con el mnimo contenido de acero ( =0.25%). Es claro que la distribucin de acero uniforme a travs de la seccin no solo no es econmica, sino altamente indeseable para mayores contenidos de acero, siempre

que se desee absorcin de energa en el intervalo inelstico.

En una seccin eficiente de muro a cortante, sujeta a momentos considerables, el

grueso del refuerzo a flexin se coloca prximo al borde a tensin. Debido a las

inversiones de momentos originadas bajo cargas laterales, normalmente se requieren

cantidades iguales de refuerzo en ambos extremos. Por lo tanto, de ser necesario, se

puede resistir una gran parte del momento flexionante mediante el par de acero

interno, lo que produce mejores propiedades de ductilidad. En la seccin con

distribucin no uniforme de acero de la figura 12.2, se han colocado refuerzo vertical

mnimo (0.25%) sobre el 80% interior del peralte. El resto de acero ha sido asignado a

las zonas exteriores (10%) de la seccin. Las mayores resistencias y ductilidad debidas

a esta distribucin son evidentes del diagrama.

Debido a la gran rea de seccin transversal, con frecuencia la carga axial de

compresin en los muros de cortante es mucho menor que la que provocara una

condicin de falla balanceada (). Como resultado de ello, por lo general se aumenta la capacidad de momentos por las fuerzas de gravedad en los muros cortantes. Sin

embrago, se debe recordar que la compresin axial reduce la ductilidad.

Cuando es deseable aumentar la ductilidad de un muro cortante en voladizo

(normalmente en su base, donde los momentos de volteo y la compresin axial son

mximos) se debe confinar el concreto en la zona a compresin. Se sugiere que el acero

de confinamiento se suministre de la misma manera que en las columnas con estribos

(vanse los captulo 11 y 13) y que se distribuya al menos por sobre la parte del peralte

() donde se requieran deformaciones del concreto superiores a 0.003 cuando se alcanza la ductilidad deseada. En todo caso, se deben suministrar estribos transversales

alrededor de las varillas de flexin, que pueden estar sujetas a cedencia de compresin,

al menos en la misma manera que en las columnas cargadas axialmente, para evitar el

pandeo de esas varillas (vase la seccin 13.5), lo que es especialmente importante en

la regin de una articulacin plstica que se puede extender por la altura completa de

un piso o ms. En tal distancia es probable que los estribos nominales al espaciado

mximo especificado por el cdigo sean suficientes, cuando varios choques ssmicos

puedan provocar cedencia en ambas extremidades de seccin del muro en cortante.

Solo los estribos espaciados estrechamente pueden retener el bloque de concreto

armado dentro de las varias verticales a flexin en las extremidades de la seccin (vase

en la figura 12.3) e impedir el pandeo de las varias longitudinales.

Es necesario considerar la inestabilidad de los muros delgados de cortante. En forma

conservadora, se pueden tratar las fibras extremas de la seccin del muro como una

columna aislada sujeta compresin axial, nicamente que puede pandearse alrededor

del eje dbil de la seccin del muro. De ser necesario se puede aumentar la rigidez a

flexin de la seccin del muro en la direccin transversal mediante un retorno, como en

la figura 12.4. Esto puede ser necesario en el primer entre piso de un edificio donde con

frecuencia las acciones mximas ocurren sobre longitudes libres mximas.

La Resistencia A Cortante De Muros De Cortantes Altos.

Se puede evaluar la resistencia a cortante de muros altos de cortante de la misma

manera que en vigas. Se puede dar un margen adecuado para contribucin de la

compresin axial en incrementar la participacin del mecanismo resistente a cortante del concreto, medio por el esfuerzo de la cortante nominal (vase en la seccin 7.6.1).

Tambin se debe considerar el efecto adverso de las aceleraciones verticales inducidas

por los sismos. En base del muro, donde es posible la cedencia del acero a flexin en

ambas caras, se debe despreciar la distribucin del concreto a la resistencia a cortante,

cuando el esfuerzo /, de compresin axial en el rea bruta del muro es menor que 0.20, ya que posiblemente se podra compensar esta pequea comprensin mediante aceleracin vertical que provocar tensin. Esto en los captulos 7 y 13 se

estudian los aspectos relativos a este principio, que implica que cuando /, es menor a 0.20, se debe suministrar refuerzos a cortante en forma de estribos horizontales, al menos en la longitud posible de la articulacin plstica de la base del muro, para

transmitir toda la fuerza cortante. Se lleg a considerar que el efecto de la relacin de

forma del muro en la resistencia a cortante era importante en muros de cortante corto,

tema que se estudia en la seccin 12.2.2.

El mnimo esfuerzo de 0.20% en la direccin horizontal, cuando se ancla debidamente, resiste un esfuerzo nominal equivalente de aproximadamente

2

2 (0.166

2).

El concreto resistir la menos la misma cantidad de acero a flexin est en el rango

plstico. En consecuencia, en las partes superiores reforzadas nominalmente delos

muros de cortante en voladizos rectangulares, se dispone de un esfuerzo cortante

equivalente de 4

2 (0.333

2), que con frecuencia es ms que adecuado.

Juntas de construccin a travs de muros de cortante.

En las juntas de construccin en las que se ha observado movimiento deslizante durante

los sismos, con frecuencia se ha considerado que estos producen daos en los muros

de cortante. Estos movimientos son comunes en muros bajos de cortante que transmiten

pequeas cargas de gravedad. Sin embargo se ha hecho evidente dicho tipo de dao

en los muros altos de cortante. (Vase en las figuras 12.3 y 12.22). Por tanto, es

necesario asegurar que se suministre suficiente esfuerzo vertical en el alma del muro

de cortante para suprimir una falla deslizante a cortante.

En el captulo 7 se describi el mecanismo de trabazn del agregado o friccin a

cortante, con referencia especfica a las juntas de construccin.

Se demostr que el esfuerzo cortante promedio que se puede transferir con seguridad

a travs de una junta horizontal spera bien preparada es al menos en que:

= , .

= () .

= .

= .

= +

No se debe sobrestimar el efecto benfico de la compresin axial en un muro de cortante

sujeto a carga ssmica. Solo debe tomarse en cuenta la carga de gravedad real con

reduccin apropiada (por ejemplo 20%) por aceleracin vertical negativa. Por tanto

suponiendo que el peralte efectivo del muro de cortante sea 0.8, se tiene como

resistencia a cortante nominal confiable en que se puede considerar el factor de reduccin de capacidad es 0.85.

=0.80 +

0.8

La resistencia de la junta de construccin debe ser igual (o mayor de preferencia) a la

resistencia =

0.8 , a cortante se refiere a la resistencia a tensin diagonal del muro.

Entonces, de acuerdo con la ecuacin 12.2a cuando , el contenido requerido

de acero =

a travs de la junta de construccin queda como:

( 0.85

)

0.94

0.0025 =

La figura muestra la cantidad de esfuerzo vertical (ecuacin 12.3) que se debe

suministrar a travs de una junta de construccin horizontal. Est en funcin del

esfuerzo cortante nominal que debe resistir en ese nivel de la junta, junto con distintas intensidades de esfuerzo de compresin axial para una resistencia a cedencia

de 40000 /2 (276 N/2). Es importante que se de esta cantidad de esfuerzo vertical a lo largo de toda la longitud de la seccin del muro.

2.2.- Muros De Cortante Bajos Con Seccin Transversal Rectangular. La altura de los muros de cortante en voladizo de muchos edificios bajos es menor que

su longitud (es decir, su peralte estructural). Es claro que en tales casos no se puede

basar la evaluacin de resistencia a flexin y cortante y el esfuerzo apropiado en las

tcnicas convencionales aplicables a muros ms altos. En vez de eso, son relevantes

los principios establecidos con relacin al comportamiento de vigas de gran peralte. Ya

no es posible estudiar por separado la flexin y cortante, ya que ambos estn

relacionados ms ntimamente en los muros bajos de cortante.

El arco lineal, cuya inclinacin se indica por la velacin / fue significativo en transmitir el cortante en todas estas pruebas. Recientemente se ha abandonado el uso

de esta relacin con respecto a la resistencia a cortante de los muros de cortante. 12.9.

Para estudiar el comportamiento de los muros bajos de cortante y los efectos tanto del

refuerzo a flexin (vertical) ya cortante (horizontal) en el modo de falta y en la ductilidad,

se han realizado pruebas en la Universidad de Canterbury 12.11 en muros cuadrados de

cortante en voladizo de 6 pulg (150 mm) de espesor. Se sujet a los muros a una carga

de tal manera que la fuerza cortante estuviera distribuida a lo largo del borde superior

(vase la figura. 12.7). Por comodidad, se expresa la carga aplicada en trminos del

esfuerzo nominal cortante v y la capacidad ultima terica .12.7.

1. Deliberadamente se sud dise el muro A por cortante. Se esperaba que los

estribos solo resistieran 50% de la carga que se hubiera desarrollado, si la flexin

gobernara la resistencia. La figura. 12.7a muestra el desarrollo grietas

diagonales durante 12 ciclos de la carga. En el refuerzo ocurri considerable

endurecimiento por deformacin debido a que se pudo desarrollar 123% de la

capacidad terica a cortante y 108% de la capacidad a flexin. En la falla, se

fracturo un estribo, lo que demostr la efectividad de estos en esos muros a

cortante bajos.

2. El muro B era idntico al A, excepto porque se suministr refuerzo por cortante

en exceso de la capacidad a flexin. La resistencia terica a flexin se asoci

con esfuerzos moderados nominales cortantes es decir, 5.6 lb/plg2 (

0.47 /2 ). La probeta excedi su capacidad mxima de diseo en cada

uno de los ciclos plsticos y no se pudo destruir como se pensaba debido a

que el marco de carga no pudo igualar la ductilidad de la probeta la figura. 12.7b

muestra el muro B en distintas etapas de carga.

3. Suministrando ms refuerzo vertical en el muro C, aproximadamente se duplico

la capacidad a flexin del muro B. esta resistencia a flexin requiri del desarrollo

la grandes esfuerzos cortantes es decir aproximadamente 10 lb/plg2

(0.83 /2 ). La resistencia a cortante de diseo del muro supero su

capacidad a flexin; en consecuencia, se podra haber esperado una falla a

flexin. Como la muestra la figura. 12.7, ocurri una falla a cortante deslizante

en el decimosegundo ciclo de carga a 39% de la capacidad terica a cortante de

la probeta. Este tipo de falla, tpico de los miembros muy peraltados cuando se

aplica fuerza cortante cclica (alternada) de alta intensidad, no puede impedirse

mediante refuerzo adicional de estribos. En la figura se da relacin carga

rotacin para los tres muros, en que se define rotacin como la deflexin lateral

del muro dividido entre su altura. Los ciclos 1 a 4 muestran la respuesta elstica

inicial y los ciclos 7 a 8 indican la respuesta elstica despus de que se hizo una

excursin moderada ms all del intervalo de cedencia en cada direccin. El

mejor comportamiento del muro B sugiere dos importantes conclusiones para el

diseo.

(a) Si se desea un mecanismo de falla dctil (o sea, a flexin) en un muro bajo

de cortante, los esfuerzos nominales asociados con la sobrecapacidad a

flexin del muro deben ser moderados, por ejemplo 6 lb/plg2 (0.5 N/mm2). Lo que normalmente no es difcil de lograr. De ser necesario, se

debe aumentar el espesor del muro.

2.3.- Muros De Cortante En Voladizo Con Patines. No hay razn para esperar que los muros altos de cortante con patines, como el

de la fig. 12.9, Se comporten de manera distinta que los que tienen secciones

transversales rectangulares, Cuando la fuerza axial es pequea, podemos

anticipar que tambin estos muros utilicen el upar de acero" interno en el

intervalo inelstico, ya que el contenido de refuerzo en ambos patines

normalmente es el mismo. Por tanto, se podr disponer de suficiente ductilidad,

si esta se requiere durante un sismo de magnitud catastrfica, con tal que la

restriccin contra el pandeo del acero sea adecuada.

2.3.- Interaccin entre muros de cortante en voladizo En determinados edificios de plantas mltiples, tales como edificios de departamentos, los muros de cortante trasmiten la carga gravitacional al igual que la lateral de viento o ssmica. En la fig. 12.13 se muestra una planta tpica de esa clase de edificios. Se puede considerar que la losa del piso es muy flexible en comparacin con la rigidez a flexin de los muros con respecto a su eje mayor; por tanto, la resistencia a flexin de la losa durante la carga lateral no necesita tomarse en cuenta en la mayora de los casos. Las losas actan como diafragmas horizontales, que se extienden de muro a muro y se espera que aseguren que no cambien las posiciones relativas de los muros entre s durante el desplazamiento lateral de los pisos. La resistencia a flexin de los muros rectangulares con respecto a su eje dbil tambin puede despreciarse en un anlisis de carga lateral.

3.- INTERACCION DE MUROS DE CORTANTE Y MUROS CON JUNTAS

RIGIDAS.

Se dispone de varios mtodos de anlisis estructural para resolver estos problemas.

Sin embargo se plantean determinados problemas de los que claramente hay distintos

comportamientos de muros y marcos. En la figura 12.15 (a) se ilustra un muro de

voladizo de cortante y un marco con los cuales transmiten la misma carga a determinada

altura, lo que hace de que el muro de cortante sufra distorsiones flexionanates y que

tome una pendiente constante por arriba del nivel de la carga. Las secciones

originalmente horizontales en casa piso inclinado se inclinan. El marco experimenta

desplazamiento de traslacin y tiende hacerse vertical por arriba del nivel de la carga.

Cuando se desprecian los recontamientos de columnas, lo que se est justificando para

edificios de altura moderada, los pisos permanecen horizontales. Debido a la

incompatibilidad de las deformaciones, un muro de cortante puede oponerse a un marco

rgido de los pisos superiores. Solo los pisos inferiores las dos estructuras se asisten

mutuamente para transmitir la carga externa. En la figura 12.5 (b) se ilustra la

distribucin tpica de la carga lateral entre un muro de cortante alto y relativamente

esbelto y marco en el trmino de las fuerzas cortantes.

4.- MUROS DE CORTANTE CON ABERTURAS.

Las ventanas, puertas y ductos de servicio requieren que los muros interiores o

exteriores de cortante tengan aberturas, para asegurar una estructura racional, es

importante que se tomen decisiones sensatas en las primeras etapas de planificacin

con respecto a las aberturas en toda la construccin. (Una estructura racional de muros

de cortante, es tal que su comportamiento esencial se puede evaluar por inspeccin

simpe).

Por lo general, las estructuras irracionales de muros de cortante desafan la solucin

mediante anlisis estructural normal. En tales casos las investigaciones de modelos y

estudios de elemento finitos pueden ayudar a evaluar las fuerzas internas. Solo los

estudios especiales experimentales pueden revelar los aspectos importantes de las

resistencia mxima, absorcin de energa y demanda de ductilidad en los muros de

cortante irracionales de concreto reforzado.

Es imperativo que las aberturas interfieran en lo menos posibles, con la capacidad de

momentos de transmisin de cortante de la estructura. En la figura 12.16 (a), se muestra

un buen ejemplo de muro irracional de cortante.

El repentino cambio de una seccin de muro a columnas reduce drsticamente la

resistencia a flexin de la estructura de voladizo en la crtica seccin de la base. La

distribucin escalonada de las aberturas reduce severamente el rea de contacto entre

los dos muro, donde se deberan transmitir las fuerzas a cortante. Las columnas del

muro ilustrado en la figura 12.6 (b), podran llevar a un caso indeseable en la que el

mecanismo de traslacin lateral de las columnas, ladea el muro en una direccin

opuesta a la de traslacin lateral.

Las observaciones realizadas sobre el comportamiento probable de los muros de

cortante durante las perturbaciones ssmicas indican los indeseado de remplazar muros

masivos cerca de se base con miembros de columnas ms ligeras. En la figura 12.17

tomando de un estudio terico de muros perforados de cortante, presenta tipos de muros

que son satisfactorios para la resistencia de cargas de vientos, pero probablemente

causen un desastre en un sismo de importancia. Para estas cargas, se pueden

concentrar la absorcin de energa en el intervalo inelstico de unas cuantas ramas

relativamente ligeras, y se puede asociar con demandas de ductilidad que no se pueden

satisfacer con el concreto reforzado.

Las observaciones realizadas sobre el comportamiento probable de los muros de cortante durante las perturbaciones ssmicas indican lo indeseado de remplazar muros masivos cerca de su base con miembros de columnas ms ligeras. La fig. 12.17 tomada

de un estudio terico de muros perforados de cortante, presenta tipos de muros que son satisfactorios para la resistencia de carga de viento, pero que probablemente causan un desastre en un sismo de importancia. Para estas cargas, se puede concentrar la absorcin de energa en el intervalo inelstico en unas cuantas ramas relativamente ligeras, y se puede asociar con demandas de ductilidad que no se pueden satisfacer con el concreto reforzado.

Durante el sismo de Caracas del 29 julio de 1967, una hilera de columnas del tercer piso fall en cortante y compresin axial. Una flecha indica el sitio en la fig. 12.18.

5.- MUROS DE CORTANTE ACLOPADOS.

5.1.- Introduccin. Muchos muros de cortante contienen una o ms hileras verticales de aberturas. Un ejemplo especialmente comn de ese tipo de estructura es el "ncleo de cortante" de un edificio alto, que acomoda los cubos de elevadores, pozos de escaleras y duetos de servicio. Las puertas de acceso de todos estos atraviesan los muros. Por tanto, los muros a cada lado de las aberturas se pueden interconectar mediante vigas cortas, a menudo muy peraltadas. Se acostumbra referirse a esos muros como "acoplados" por las vigas. Con frecuencia es difcil clasificar una estructura de muro de cortante acoplada. Por una parte se puede considerar que la estructura es un muro que contiene aberturas; por otra parte, puede ser ms apropiado hablar de un marco rgido constituido por miembros muy peraltados. Ambas definiciones indican que es posible que las tcnicas manuales convencionales de anlisis estructural no sean adecuadas.

5.2.- Resumen de los principios de diseo Para asegurar el funcionamiento satisfactorio cuando estructuras de muros de cortante acoplados se exponen a intensas acciones ssmicas, es necesario poder evaluar, aproximadamente cuando menos, el comportamiento de la estructura tanto en el intervalo elstico como el plstico de las cargas. Slo se puede esperar un buen comportamiento si la estructura sigue una secuencia deseada de cedencia. Desde el punto de vista del control de daos y reparaciones posibles, es deseable que las componentes de los muros sean las ltimas que sufran durante el proceso de imponer condiciones mximas de aumento. Las consideraciones de la resistencia de vigas de acoplamiento reforzadas en forma convencional indican que se requiere proteccin total contra la falla a tensin diagonal durante las cargas cclicas, y que el contenido de acero a flexin en ambas caras debe ser moderado para asegurar la ductilidad mxima y evitar la falla temprana por cortante deslizante. Para que se puedan utilizar vigas reforzadas convencionalmente para el diseo por sismo, se debe limitar la demanda de ductilidad en ellas, lo que slo se puede lograr diseando la estructura del muro de cortante acoplado para una mayor resistencia, lo que permitir que en el rango elstico se absorba una gran proporcin de la energa.