Mamposteria General UNITEC 2014-10-21 Klingner

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Diseño y Construcción de la Mampostería en el Contexto Normativo EEUUProf. Richard E. Klingner Octubre 2014

Curso sobre Mampostería UNITEC Tegucigalpa, HONDURAS

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Diseño y construcción de la mampostería en el contexto de la normativa EEUU

Curso sobre MamposteríaUNITECTegucigalpa , HONDURASOctubre 2014

Prof . Richard E . KlingnerUniversidad de Texas en Austin ( Emérito )

Universidad de Costa Rica ( Visitante )[email protected]

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Puntos principales

1. Las estructuras de mampostería son fáciles de diseñar

2. En el sistema normativo EEUU , el código de diseño se vincula con la especificación de construcción , y se requiere un programa de aseguramiento de calidad

3. La construcción de mampostería en los EEUU enfatiza la mampostería integralmente reforzada , con coladas altas de concreto líquido

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una golosina dinámica . . .

¡ el sismo de “Dios mío” !

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1. Diseño de las estructuras de mampostería

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Las estructuras tipo muro de mampostería son fáciles de diseñar

Punto de partida Diseño de franjas verticales en muros

perpendiculares a las cargas laterales Diseño de muros paralelos a las cargas

laterales Diseño de dinteles Análisis simplificado por cargas laterales Detalles

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materiales típicos . . .

Mampostería reforzada estructural unidades huecas , de concreto o arcilla recocida refuerzo vertical en celdas llenas de concreto

líquido refuerzo horizontal en hiladas llenas de concreto

líquido

Mampostería confinada unidades sólidas , de concreto o arcilla recocida refuerzo vertical en castillos ( pilares ) refuerzo horizontal en soleras ( cadenas , dalas )

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. . . materiales típicos Unidades

concreto ( ASTM C 90 o equivalente hondureña ) arcilla recocida ( ASTM C 62 o C 216 o e h )

Mortero de pega cemento , cal hidratada , arena y agua ASTM C 270 o e h el caso omiso es por proporción

Concreto Líquido ( mortero de relleno ) cemento , arena , gravilla y agua ( revenimiento de

27 cm ) ASTM C 476 o e h por proporción o por resistencia compresiva 8

concreto líquido( mortero de relleno )

mortero( mortero de pega )

refuerzo de acero

unidades de concreto o de arcilla recocida

. . . uso de materiales

típicos en la mampostería

reforzada

fachada de unidades de

arcilla recocida

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mampostería de arcillacon elementos confinantes de

concreto

. . . uso de materiales

típicos en la mampostería

confinada

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punto de partida para el diseño simplificado

( ejemplo de dirección de cargamento )

refuerzo vertical de varillas de 12 mm en esquinas , bordes de aberturas , e intervalos de 1.6 - 2 m

refuerzo horizontal de 2 varillas de 12 mm en solera y dinteles ( de 15 mm con luces mayores que 2 m )

NO HAY VIGAS NI COLUMNAS

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función esencial de muros en resistir fuerzas de gravedad

muros no portantes resisten carga axial céntrica como franjas verticales

muros portantes resisten cargas axiales ( céntricas y excéntricas ) como franjas verticales

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función esencial de muros en resistir fuerzas laterales

muros paralelos a las fuerzas laterales actúan como muros cortantes

franjas verticales de los muros perpendiculares a las fuerzas laterales resisten combinaciones de carga axial y momentos fuera del plano , y transfieren sus reacciones a diafragmas horizontales

soleras transfieren reacciones de los muros a los diafragmas , y sirven de cuerdas para los diafragmas

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efecto de aberturas . . .

Franja A

Ancho Contribuyente a la Franja A

Ancho A

Ancho Contribuyente a la Franja B

Ancho Contribuyente a la Franja C

Franja B Franja C

Ancho B Ancho C 14

. . . efecto de aberturas

Las aberturas aumentan las acciones por la razón del ancho contribuyente , entre el ancho real , de cada franja

BAncho

BntecontribuyeAnchonormalesAccionesBFranjaenAcciones

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diseño de franjas en muros perpendiculares . . .

momentos y fuerzas axiales debidos a combinaciones de cargas por gravedad y laterales

M = P e

M = P e / 2 M viento

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. . . diseño de franjas en muros perpendiculares

Pn

Mn

Mu , Pu

diagrama de interacción momento -carga axial ( con ayuda de hoja de cálculo )

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diseño de muros paralelos . . .

momentos , fuerzas axiales y cortes debidos a combinaciones de cargas por gravedad y laterales

P

V

h

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. . . diseño de muros paralelos

Pn

Mn

Mu , Pu

diagrama de interacción momento -carga axial ( con ayuda de hoja de cálculo )

se logra suficiente resistencia lateral mediante densidad de muros

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. . . diseño de muros paralelos

resistencia cortanteV

nsnmn VVV

umnvu

unm PfA

dV

MV 25.075.10.4265.0 '

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diseño de dinteles . . .

( ejemplo de dirección de cargamento )

momentos y cortantes debidos a cargas por gravedad

2

8

2

uu

uu

wV

wM

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. . . diseño de dintelesdiseño por corte

proveer suficiente peralte para no necesitar refuerzo cortante

df

MA

y

us 9.0

diseño por flexión

d

As

eje neutro

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distribución de cortes entre muros cortantes . . .

planteamiento clásico caracterizar el diafragma

como rígido o flexible hacer el análisis

apropiado al caso

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análisis clásico del diafragma rígido

encontrar el centro de rigidez

desacoplar la carga lateral como la superposición de una carga por el centro de rigidez , más un momento torsional alrededor de ello

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análisis simplificado del diafragma rígido . . .

considerar sólo la rigidez cortante , la cual es proporcional al largo en planta

despreciar la torsión en planta

8 m

1 m

8 m

2 m

2 m

2 m

1 m

V

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. . . análisis simplificado del diafragma rígido

totaltotalderecha

totaltotalizquierda

VVm

mV

VVm

mV

3

1

1218

121

3

2

1218

8

8 m

1 m

8 m

2 m

2 m

2 m

1 m

V

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análisis clásico del diafragma flexible . . .

distribuir cortes según áreas tributarias del diafragma , no obstante la rigidez de los muros

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. . . análisis clásico del diafragma flexible

totalderecha

totalizquierda

VV

VV

2

12

1

8 m

1 m

8 m

2 m

2 m

2 m

1 m

V

mitad mitad

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análisis simplificado del diafragma

2 / 3 V1 / 2 V

1 / 3 V1 / 2 V

diseñar para el peor de los dos casos

8 m

1 m

8 m

2 m

2 m

2 m

1 m

V

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diseño de diafragmas

Los cortes en diafragmas se resisten por el peralte total o por el recubrimiento ( para diafragmas de elementos separados ) . Los momentos en diafragmas se resisten por cuerdas de diafragma en vigas de cierre ( soleras ) .

w

L / 2

M = w L2 / 8V = w L / 2

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detalles . . .

conexiones cimentación - muros conexiones solera - muros diseño de dinteles fuera del plano entre

conexiones solera - muros

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31

. . . detalles

conexiones cimentación -muros

Losa de cimentación Losa de cimentación

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. . . detalles

Conexiones techo – solera ( planchas de concreto )

refuerzo electro - soldado en recubrimiento de losa

Solera reforzada

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. . . detalles

Conexiones techo – solera ( cerchas de madera )

Placas de apoyo de madera

Cercha de madera

Solera reforzada

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. . . detalles

Conexiones techo – solera ( cerchas metálicas )

Placa de apoyo de acero

Cercha metálica

Solera reforzada

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las estructuras tipo muro de mampostería son fáciles de diseñar

punto de partida diseño de franjas verticales en muros

perpendiculares a las cargas laterales diseño de muros paralelos a las cargas

laterales diseño de dinteles análisis simplificado por cargas laterales detalles

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2. El sistema normativo en los EE UU de América

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el sistema normativo en los EEUU de América

no hay norma nacional el proceso normativo es complejo

el lenguaje normativo se desarrolla por organizaciones técnicas de consenso

se adopta por organizaciones de códigos modelos

adquiere personería jurídica al hacerse ley por agencias locales gubernamentales

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International Building Code

. . . unificación de los tres códigos modelos EEUU

Basic Building Code

Southern StandardBuilding Code

Uniform Building Code

documentos de recursodel gobierno EEUU

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MSJC

el MSJC -- el comité encargado de la norma sobre mampostería

American Society of Civil EngineersASCE

The Masonry SocietyTMS

American Concrete InstituteACI

“Comité ConjuntoNormativo

para la Mampostería”

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TMS 402

comenzando en 2014 , el TMS tendrá patrocinio único de la norma sobre mampostería

The Masonry SocietyTMS

Comité de la Norma sobre Mampostería

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organización de la Norma MSJC 2013 . . .

Ch. 1 - General Requirements

Ch. 8AllowableStressDesign

Ch. 9 Strength Design

Ch. 10PrestressedMasonry

App. AEmpiricalDesign

Ch. 12Veneer

Ch. 13Glass Block

8.1 - General ASD 8.2 - URM8.3 - RM

12.1 - General12.2 - Anchored12.3 - Adhered

9.1 - General SD 9.2 - URM9.3 - RM

MSJCSpecification

Ch. 11AAC

App. B Infills

Ch. 3 - Quality and Construction

App. C Limit Design

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vinculación entre Norma y Especificación MSJC . . .

Norma Provisiones de diseño en los Capítulos 4 a 14 La Sección 3.1 requiere un programa de

aseguramiento de calidad de acuerdo con la Especificación

La Sección 1.4 cita la Especificación Especificación

verificar cumplimiento con el fm especificado cumplir con el programa de aseguramiento de

calidad ( tablas específicas ) cumplir con los productos y mano de obra

especificados

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organización de la Especificación MSJC . . .

MSJC Code

Part 1General

Part 2Products

Part 3Execution

1.6 Qualityassurance

3.1 - Inspection3.2 - Preparation3.3 – Masonry erection3.4 – Reinforcement3.5 – Grout placement3.6 – Prestressing3.7 – Field quality control3.8 - Cleaning

2.1 - Mortar 2.2 - Grout2.3 – Masonry Units2.4 – Reinforcement2.5 – Accessories2.6 – Mixing2.7 - Fabrication

MSJCSpecification

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3. La construcción de la mampostería en los EEUU

pasos claves en la construcción de la mampostería reforzada

preparar la cimentación colocar las unidades de

mampostería colocar el refuerzo colar el concreto líquido

en coladas altas

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preparar la de cimentación . . .

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a nivel alineada con dovelas de refuerzo

refuerzo y colada

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colocación del refuerzo . . .

asuntos de diseño ( ver planos ) diámetro máximo de barras refuerzo máximo y mínimo espaciamiento global de

refuerzo

asuntos de construcción colocación y apoyo tolerancias

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colada de concreto líquido en la mampostería

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Puntos principales

1. Las estructuras de mampostería son fáciles de diseñar

2. En el sistema normativo EEUU , el código de diseño se vincula con la especificación de construcción , y se requiere un programa de aseguramiento de calidad

3. La construcción de mampostería en los EEUU enfatiza la mampostería integralmente reforzada , con coladas altas de concreto líquido

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