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J. J. Pérez-Gavilán, Inst. Ing. UNAM 4o Simposio Nacional de edificaciones de mampostería y vivienda 2005
MODELACIÓN DE MUROS DE MAMPOSTERIA Y CONCRETO
Juan José Pérez Gavilán E.Mecánica Aplicada
Instituto de Ingeniería, UNAM
J. J. Pérez-Gavilán, Inst. Ing. UNAM 4o Simposio Nacional de edificaciones de mampostería y vivienda 2005
Contenido• Mampostería
– Criterios generales– Análisis por cargas verticales– Análisis por cargas laterales
• Análisis dinámico y estático• Análisis simplificado
– Análisis por temperatura– Ejemplo
• Concreto– Caso de estudio distintos modelos
J. J. Pérez-Gavilán, Inst. Ing. UNAM 4o Simposio Nacional de edificaciones de mampostería y vivienda 2005
Criterio general
• Análisis elástico
• Secciones agrietadas y transformadas…
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Análisis por carga vertical
• Muros articulados…
i.e. articular los muros en la dirección fuera del plano del muro.
• Interacción muro-suelo-losa
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…
• Métodos: dinámico, estático y simplificado
…
Análisis por carga lateral
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Método simplificado
…
• Criterio principal
• Requisitos– Muros acoplados por diafragma rígido
No se consideran desplazamientos laterales, torsiones ni momentos de volteo
Todos los muros fallan simultáneamente
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– Simetría
Análisis estático
Es simplemente la rigidezLateral del muro (sin deformaciones por cortante)
2
312
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==
HL
HEA
HEIk
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– Relación de aspecto de la planta < 2
B
H 2<HB
– Relación altura dimen. mínima < 1.5– Altura < 13m
Análisis estático
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Análisis estático
• Criterio principal • Requisitos– Altura max 20/30 m Est. Irregular
zona I/(II o III)– Altura max 30/40 m Est. Regular
zona I/(II o III)
5.1=Q Para mampostería
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Análisis estático
• Reducción de fuerzas laterales– Aproximación del periodo fundamental
=T
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T
Marco de flexión
Marco de cortante
Variación del periodo con el peralte de la trabe
Análisis estático
Valor aproximado NTC
=T
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A/g
TTa Tb
a
c
Acerca del periodo
Periodo calculado Periodo después de agrietamiento
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Análisis estático
• Efectos de torsión…
Excentricidad torsional de rigideces
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Análisis dinámico
• Análisis modal espectral– Incluir el efecto de todos los modos T>0.4– Superposición modal
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Análisis dinámico y estático
• Efectos por cargas laterales
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• Columnas anchas
Análisis dinámico y estático
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tb *3=
Rigidez de losas con/sin pretiles
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tb *3=
Rigidez de losas con/sin pretiles
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Modelo: otros casos comunes
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Modelo: marcos planos
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Modelo: diagonal equivalente
…
b
d
H
L
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Modelo: diagonal equivalente
dEbtk =
( )Hb λ22.035.0 +=
mm
ccAGAE
=λValida para rel. aspecto entre 0.75 y 2.5
Paulay y Pristley (1992)
4/db =
FEMA-273 (1997)
dHbH
4.0
2175.0
−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
απ 4
2sin4
2 θπα
tEHIE
m
ccH =
Buena aproximación
Buena
Subestima la rigidez lateral
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Análisis por temperatura
Modelo
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Ejemplo: planta baja
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Ejemplo: nivel 1
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Ejemplo: corte
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Ejemplo: modelo, marcos transversales
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Ejemplo: modelo, marcos longitudinales
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Ejemplo: modelo
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Ejemplo: deformada por CV (transv)
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Ejemplo: deformada por CV (transv)
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Ejemplo: deformada por CV (long)
J. J. Pérez-Gavilán, Inst. Ing. UNAM 4o Simposio Nacional de edificaciones de mampostería y vivienda 2005
Ejemplo: deformada por CV
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Modo 1 en X
Modo 1 en Y
Ejemplo: formas modales
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Ejemplo: momentos (M11) por unidad de long
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Ejemplo: momentos (M22) por unidad de long
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Modelación de muros de concreto
Pruebas con el núcleo aisladocarga estática a torsión yexcitación dinámica, analisis espectral
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Planta tipo – edificio de prueba
Pruebas de núcleo embebido
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Modelos a base de barras
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Un panel por nivel y por pañoElementos 1mx1m
Modelos de elementos finitos
1 5Un shell por nivel y por paño6
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Estático equiv. – desplzamientos, núcleo aislado
Modelos 3 y 4 bastante malos debido a queNo pueden modelar el alabeo de la sección del núcleo
Modelo 2 es bastante aceptableModelos 5 y 6 muy buenos
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Análisis de frecuencias – núcleo aislado
Modelo 2 es bastante aceptableModelos 3 y 4 muy malosModelos 5 y 6 buenos
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