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Sistema Constructivo de Edificaciones con Estructura de Mampostería
Javier Cesín Farah
Introducción y Definiciones
- Gerencia- Arquitectura
- Gabinete- Supervisión
- Pers. Obra.- Compras
- Maquinaria- Ventas
- Estandarizar lenguaje- Programa de proyecto
- Proceso de cuantificación- Definición de partidas
- Programa de obra- Programa de materiales
- Programa de equipo- Control de avance- Control de ventas
- Registro de garantías
- Permisos y licencias- Desarrollo del
proyecto- Desarrollo del
presupuesto- Desarrollo de la obra
- Realización de ventas
- Mantenimiento post-venta
Tiempo
- Arquitectura- Estructurista- Personal
- Gabinete- Compras
- Inventarios- Tesorería
- Contabilidad- Maquinaria
- Presupuesto- Compras
- Inventarios- Tesorería
- Contabilidad- Control de equipo
- Nómina
- Mano de obra- Materiales
- Equipo- Subcontratos
- Indirectos
Costo
- Gerencia- Arquitectura
- Estructurista- Supervisión - Laboratorio
- Control presupuestal- Inventarios
- Estándares de proyecto- Capacitación
- Reglamentos vigentes- Normas de calidad
- Pruebas de Laboratorio- Verificación de construcción
- Revisión de presupuesto- Consumos de recursos
- Calidad de proyecto- Calidad de presupuesto
- Calidad de obra- Calidad de vivienda
Calidad
- Contabilidad- Tesorería
- Estados. Financieros- Flujos
- Comparación presupuesto vsejercido
- Ingresos- Costos y gastos
- Créditos- Flujo de efectivo
Utilidad
Área que lo suele preparar
HerramientaObjetivos a controlarMeta
Flujo de Actividades
promotor inicia desarrollo
estudio financiero y compra del
predio
trámite de licencia
construcción
venta
arquitectobosquejo
del conjunto
ajuste del diseño supervisión
estructurista diseño preliminar
diseño definitivo
ajustes a diseño
DRO, CSE, CDA
firmavisitas a
obra
autoridad revisión del proyecto
otorga licencia
terminación de obra
bancootorga crédito puente
pago de crédito
Aquí se tienen los recursos
El proyecto estructural se realiza, cuando el promotor desea invertir lo menos posible y le urge la licencia.
¿Qué es la mampostería?
Obra hecha con mampuestos colocados sin ordenación de hiladas o tamaños.concertada. Aquella en cuyos paramentos se colocan los mampuestos rudamente labrados sin sujeción a escuadra, para que ajusten mejor. – en seco. La que se hace colocando los mampuestos sin argamasa. –ordinaria. La que se hace con mezcla o argamasa.Mampuesto (De mano y puesto) Dícese del material usado en la obra de mampostería. Piedra sin labrar que se puede colocar con la mano en la obra.
Muy breve historia
Paleolítico: toscos refugios.Jericó: ladrillos con rebajes para que fragüe el mortero arcilloso.Catal Hüyük, Turquía: ladrillos rectangulares moldeados.Mesopotamia: Se inicióquema de ladrillos.
... historia
Asiria y Babilonia: 500 a.c. Se dotó de superficie vidriada a ladrillos.México: La Venta (1200 a.C.), Teotihuacan (600 d.C.), Mayas.La mampostería reforzada se propone en 1813 por Brunel y aplicada en 1825 en el río Támesis.
Definición de términos
Ladrillo: pieza paralelepípeda de dimensiones teóricas de 2.5x7x28 cm.Tabique: Pieza de arcilla de 7x14x28 cm. Mínimo: 5x10x19 cmBloque: Pieza de concreto o de otros materiales. Mínimo 10x10x30 cmTabicón: Pieza de concreto o de otros materiales. Mínimo 6x10x24 cm
Aparejo: Modo de disponer los tabiques.Hilada: Cada uno de los tendidos de la pieza a lo largo de toda la longitud de la pared.Junta: el lugar ocupado por el material ligante. Debe ser de espesor constante, formando línea continua horizontal y discontinua vertical.
Tipos de piezasNorma: NMX-C-404-1997-ONNCCE
RectangularRectangularRectangular
Otras
Grava-cementoArena-cemento
Tepojal-cementootros
Tabicón
RectangularRectangularRectangular
Otras
Silicio calcáreoBarro extruídoArcilla recocido
otros
Tabique macizo (ladrillo) hueco y multiperforado
RectangularRectangularRectangularRectangular
Otras
Grava-cementoArena-cementoBarro extruidoArcilla recocido
Otros
Bloque macizohueco
FormaMaterialesTipo de pieza
Resistencia en compresión de piezas
Norma: NMX-C-404-1997-ONNCCE, NMX-C-036 (método de prueba)
100Tabicones
60 (hueco horizontal)100 (hueco vertical)
Tabique (ladrillo) extruído
60Tabique (ladrillo) recocido
60Bloques
Resistencia (kg/cm2)Tipo de pieza
Algunos Conceptos del Diseño Estructural y Comportamiento de Muros
Diseño por Desempeño
Forma estructural
Pisos Suaves
Problemática• Concentra gran parte de la
deformación lateral.
• La deformación lateral puede superar su capacidad.
• Los análisis elásticos probablemente subestimen la concentración de deformación.
• Este entrepiso será el primero, o el único, en tener deformaciones inelásticas.
RecomendacionesEstimar lo mejor posible la deformación lateral.Proporcionar la mayor capacidad de deformación posible.Evitar fallas frágilesIncrementar la capacidad de rotación de los elementos con fluencia por flexión (para columnas incrementar estribos y disminuir la carga axial (10 a 15% de f’ c).Proporcionar la mayor resistencia posible.
Efecto de la temperaturaTrenes de edificios, los cambios de temperatura pueden llegar a provocar fisuras en los muros de planta baja extremos. Azoteas: 20 °C a 30°C. Entrepiso 10°C a 20°C.Longitud máxima de trenes 30 m.Evitar ventanas con antepechos en los extremos de los edificios. Coeficiente de dilatación del concreto: 7.3 x10-6 a 12.6x10-6 1/°C. Incrementos de esfuerzo de hasta 2.2 kg/cm2 en muros de planta baja.
Configuración
Densidad de muros, distribución uniforme y continuidad entre los diferentes entrepisos.Aberturas (puertas y ventanas) Ventanas de piso a techo preferibles.Los muretes esbeltos entre puertas y ventanas.Columnas cortas.Ingletes.
Posible fisura
Modos de falla de los muros diafragma: (Crisafulli, 1997)
a) Tensión diagonalb) Aplastamiento
c) Deslizamiento con cortante por fricción
Curva de histéresis de un muro diafragma ensayado en laboratorio ante carga cíclica (Flores, 2003)
-30
-20
-10
0
10
20
30
-0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015
Distorsión angular, mm/mm
Fuer
za C
orta
nte,
t
300
50 Dimensiones en cm
Bloque huecode concreto, 15x20x40
300Trabe 28x382#8 arriba2#8 abajoE#[email protected]
Col
umna
(28x
28)
6#8
E#3
@15
,6E
3@10
Degradación de Rigidez y falla de un muro diafragma
a) Primer agrietamiento diagonal.
Carga lateral
Carga vertical
Carga lateral
Carga vertical
b) Degradación de rigidez.
c) Degradación de rigidezy de resistencia.
Carga lateral
Carga vertical
Carga lateral
Carga vertical
d) Falla del muro.
Ensaye de compresión diagonal (Esteva)
Comportamiento de muro diafragma con marco débil
Ensaye de compresión diagonal (Esteva)
Comportamiento de muro diafragma con marco resistente
Deformación en diversos tipos de muros
Ciclo histerético
( Alcocer et al. )
Estado de Daño Observado Distorsión R / Rinicial V / Vmax Grado de daño (%)
Fisuras horizontales, por flexión. Fisuras verticales, por flexión, cercanas al paño de los castillos. 0.04 0.80 0.50 Ligero (I)
Primer agrietamiento de la mampostería, por tensión diagonal o cortante. 0.13 0.35 0.85 Moderado (II y III)
Inicio de la penetración del fisuramiento inclinado en los extremos de los castillos. 0.20 0.27 0.90 Fuerte (IV)
Agrietamiento en forma de “X” en todos los paneles de mampostería. 0.23 0.24 0.98 Fuerte (IV)
Aplastamiento del concreto, agrietamiento horizontal distribuido en la altura de los castillos. 0.32 0.18 1.00 Fuerte (V)
Concentración de grietas diagonales en los extremos de los castillos. Desconchamiento del recubrimiento de concreto. 0.42 0.13 0.99 Grave (V)
Concentración de daño en los extremos inferiores de los castillos. Plegamiento del refuerzo longitudinal (deformación en “S”). 0.50 0.10 0.80 Grave (no se clasifica)
Clasificación de acuerdo a la tabla 6.5 de Rodríguez y Castrillón (1995)
Daño en muros de mampostería
Reducción en Rigidez
Estado de Daño
00.20.40.60.8
11.2
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006
Distorsión, R [cm/cm]
K/K
inic
ial
Reducción en Rigidez
0 0.0010 0.0020 0.0030 0.0040 0.0050 0.0060 0.00700
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Distorsión de entrepiso (DI)
Fact
or d
e de
grad
ació
n de
rigi
dez
(K/K
o)Especimén 3DEspecimén WWEspecimén WBWEspecimén WWW
Fisuras en muros
Hundimiento diferencial
Desplazamientopor sismo, viento
o temperatura
Ensayes de pilas a compresión
mortero
pieza
carga
espesor
carga
altura
Ensayes de pilas a compresión
Norma: Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería del Distrito Federal. Artículo 2.7.1.1El objetivo es determinar la resistencia de diseño en compresión a partir de la resistencia media de las pilas. Se deben ensayar un mínimo de nueve pilas en total, construidas con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes del mismo producto.Las pilas deben estar formadas con, al menos, tres piezas sobrepuestas y con una relación altura a espesor comprendida entre dos y cinco. Posteriormente se corrigen las resistencias obtenidas por esta relación. Las pilas se deben ensayar a los 28 días.Debe tenerse cuidado en el manejo dado su peso, por lo que es recomendable que en lo posible, se realicen en el lugar de ensayo.La norma proporciona alternativas para la determinación de la resistencia de diseño con base en las piezas y el mortero a emplear, sin embargo, es conveniente la realización de esta prueba al inicio de obra para certificar que se cumpla con lo establecido en el proyecto.
Compresión diagonal
altura ≈ longitud(2.8.2.1)
longitud
carga
altura
carga
Compresión diagonal
El objetivo es determinar la resistencia de muretes en compresión diagonal, la cual tiene una aplicación directa en la resistencia de diseño a compresión diagonal y posteriormente en la resistencia a cortante del muro. Se deben ensayar un mínimo de nueve muretes en total, construidas con piezas provenientes de por lo menos tres lotes diferentes del mismo producto.Los muretes deben ser aproximadamente cuadrados con al menos una pieza y media en la base.Debe tenerse cuidado en el manejo dado su peso, por lo que es recomendable que en lo posible, se realicen en el lugar de ensayo.
Detallado de Muros de Mampostería
Metas de un Buen Detallado
Mayor capacidad de deformación.Patrón de agrietamiento mas uniforme.Disminución del tamaño de grietas (misma distorsión).Disminución del tamaño de fisuras ante cargas de servicio (temperatura, etc.)Mayor capacidad ante asentamientos diferenciales y desplomes.Disminución de muros de concreto necesarios
•• Mejor desempeMejor desempeñño o estructural.estructural.
•• Mayor seguridad.Mayor seguridad.
•• No mNo máás cara. s cara.
(construcci(construccióón de n de mampostermamposteríía simple a simple a costos similares).a costos similares).
Mampostería reforzada interiormente
Muros reforzados interiormente
≤ 3 m
d a la o e le m e n to d e c o n c re to re fo rz a d o
≤ 3 mE L E V A C IÓ N D E T A L L E 1
D o s c e ld a s c o n s e c u -t iv a s c o n re fu e rz o e n : - e x t r e m o d e m u ro - in te r s e c c ió n d e m u ro s - a c a d a 3 m
(6 .1 .2 .1 )s v ≤ 6 t
8 0 0 m m
(6 .1 .2 .2 .b )
(6 .4 .3 .2 )
h i la d a
P L A N T A
D e ta l le 1
s h ≤ 6 h i la d a s6 0 0 m m
(6 .1 .2 .2 .a )
s e p a ra c ió n ≤ 3 m s v
s v ≤ 6 t8 0 0 m m
(6 .1 .2 .1 )
t
v e n ta n a
(6.1.1)Ht ≤ 30
t ≥ 100 mm(6.1.7)
sh
Ash(6.1.1)
(6.1.7)
Asv tsv
Muros reforzados interiormente. Castillos
PLANTA
Ast
Ast
s ≤ 300 mm
Muros reforzados interiormente Castillos en cruces
Contribución del confinamiento
Mantener la estabilidad.Garantizar la capacidad de carga cuando ha habido daño.Controlar el agrietamiento inclinado.Generar ciclos histeréticos estables.Proporcionar mayor capacidad de deformación y disipación de energía.Incrementar la capacidad de deformación, la resistencia máxima y la rigidez lateral.
Mampostería Confinada (y/o reforzada interiormente)
Daño por falta de dala y castillo
Castillos y fabricación
Errores en Castillos
Errores
Instalaciones -> precaución
Mala aplicación del mortero. Huecos indebidos
Anclaje de muro de concreto
... Muro de concreto