1

PANORAMA DE LA MAMPOSTERPANORAMA DE LA MAMPOSTERÍÍA A EN LOS EEUU DE AMEN LOS EEUU DE AMÉÉRICARICA

Prof . Richard E . KlingnerProf . Richard E . KlingnerUniversidad de Texas en AustinUniversidad de Texas en Austin

3er Simposio Nacional de Edificaciones de 3er Simposio Nacional de Edificaciones de MamposterMamposterííaa y y ViviendaVivienda

Sociedad Mexicana de Sociedad Mexicana de IngenierIngenierííaa EstructuralEstructuralPueblaPuebla , , PueblaPuebla , M, MÉÉXICOXICO26 26 –– 28 de Febrero 200428 de Febrero 2004

Ferguson Structural Engineering Laboratory - The University of Texas at Austin

2

META META -- OBJETIVOSOBJETIVOS

persuadirlespersuadirles a a verver la la mampostermamposterííaa desdedesdeperspectivasperspectivas nuevasnuevasalentarlesalentarles a a usarusar la la mampostermamposterííaa con con mmáássconfianzaconfianzaretarlesretarles a a usarusar la la mampostermamposterííaa de de unaunaforma forma mmááss honestahonesta

3

EVITAR TENDENCIAS FATALES DE EVITAR TENDENCIAS FATALES DE CUALQUIER PONENCIA CUYO CUALQUIER PONENCIA CUYO TTÍÍTULO TIENE LA PALABRA TULO TIENE LA PALABRA

““PANORAMAPANORAMA””un un ppáábulobulo insinsíípidopido de platitudesde platitudesunauna listalista ininúútiltil de de provisionesprovisiones normativasnormativasunauna serieserie somnsomnííferafera de de fotosfotos vacacionalesvacacionales

4

OBJETIVOS DE PRESENTACIOBJETIVOS DE PRESENTACIÓÓNN

RepasarRepasar el el usouso de la de la mampostermamposterííaamodernamoderna en en loslos EEUU de EEUU de AmAmééricarica•• materialesmateriales y y configuracionesconfiguraciones ttíípicaspicas•• base base normativanormativa•• ejemplosejemplos del del usouso exitosoexitoso•• contrastecontraste con la con la mampostermamposterííaa viejavieja no no

rehabilitadarehabilitada•• ejemploejemplo del del usouso parapara viviendavivienda socialsocial

5

LA PARADOJA DE LA LA PARADOJA DE LA MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍAA

TodoTodo el el mundomundo vive vive bajobajo ellaella

La La suertesuerte de de muchosmuchos ppóórticosrticos dependedepende de de ellaella

MuchasMuchas vecesveces se se despreciadesprecia en el en el ccáálculolculo

Se Se desconfdesconfííaa la la calidadcalidad

No se No se cuidacuida en la en la construcciconstruccióónn

6

LEMA FUNDAMENTALLEMA FUNDAMENTALLos Los edificiosedificios de de mampostermamposterííaa debendeben ser ser puramentepuramente estructurasestructuras tipotipo muromuro . No son . No son ppóórticosrticos con con toquecitostoquecitos posterioresposteriores de de mampostermamposterííaa . . SiSi bienbien puedenpueden llevarllevarrefuerzorefuerzo en en dalasdalas y y castilloscastillos , , estosestoselementoselementos no no funcionanfuncionan comocomo vigasvigas y y columnascolumnas , , sinosino comocomo tensorestensores ..

Los Los elementoselementos de de mampostermamposterííaa son son mmáássrríígidosgidos queque loslos elementoselementos de de concretoconcreto quequeles les rodeanrodean , y , y porpor lo lo tantotanto debendebenconsiderarseconsiderarse en el en el disediseññoo estructuralestructural ..

7

MATERIALES TMATERIALES TÍÍPICAS . . .PICAS . . .MamposterMamposterííaa reforzadareforzada estructuralestructural•• unidadesunidades huecashuecas , de , de concretoconcreto o o arcillaarcilla cocidacocida•• refuerzorefuerzo vertical en vertical en celdasceldas llenasllenas de de concretoconcreto

llííquidoquido•• refuerzorefuerzo horizontal en horizontal en hiladashiladas llenasllenas de de

concretoconcreto llííquidoquido

MamposteriaMamposteria de de fachadafachada•• funcionafunciona simplementesimplemente comocomo revestimientorevestimiento•• unidadesunidades ssóólidaslidas , sin , sin refuerzorefuerzo

MamposterMamposterííaa confinadaconfinada no se no se usausa

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. . . MATERIALES T. . . MATERIALES TÍÍPICASPICASUnidadesUnidades•• concretoconcreto ( ASTM C 90 )( ASTM C 90 )•• arcillaarcilla cocidacocida ( ASTM C 62 o C 216 )( ASTM C 62 o C 216 )

MorteroMortero•• cementocemento , cal , cal hidratadahidratada , arena y , arena y aguaagua•• ASTM C 270ASTM C 270•• el el casocaso omisoomiso eses porpor proporciproporcióónn

ConcretoConcreto LLííquidoquido•• cementocemento , arena , , arena , gravillagravilla y y aguaagua ( ( revenimientorevenimiento

de 11 de 11 pulgadaspulgadas ))•• el el casocaso omisoomiso eses porpor proporciproporcióónn

9

concretoconcretollííquidoquido

refuerzorefuerzo de de aceroacero

unidadesunidades de de concretoconcreto o o de de arcillaarcilla

cocidacocida

morteromortero

concretoconcreto llííquidoquido

. . . . . . usouso de de materialesmateriales

ttíípicospicos de la de la mampostermamposterííaa

reforzadareforzada

10

CONFIGURACIONES TCONFIGURACIONES TÍÍPICASPICAS

SistemaSistema # 1# 1•• edificiosedificios bajosbajos , tales , tales comocomo viviendasviviendas , ,

pequepequeññosos centroscentros comercialescomerciales , y , y edificiosedificiosindustrialesindustriales

SistemaSistema # 2# 2•• edificiosedificios altos , tales altos , tales comocomo oficinasoficinas y y

viviendasviviendas multifamiliaresmultifamiliares

SistemaSistema # 3# 3•• edificiosedificios aporticadosaporticados con con fachadasfachadas de de

mampostermamposterííaa

11

SistemaSistema # 1 ( # 1 ( edificiosedificios bajosbajos ) . . .) . . .

ComportamientoComportamiento bbáásicosico

SistemaSistema estructuralestructural

ConfiguraciConfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica

DetallamientoDetallamiento

12

porpor ejemploejemplo . . . . . . SistemaSistema #1#1

escuelaescuelacercacerca de de San San Francisco , Francisco , CaliformiaCaliformia , , EEUUEEUU

13

. . . . . . SistemaSistema # 1 : # 1 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas verticalesverticales

murosmuros longitudinaleslongitudinales y y transversalestransversalesresistenresisten cargascargas verticalesverticales segsegúúnn la la orientaciorientacióónn de de apoyoapoyo del del techotecho

14

. . . . . . SistemaSistema # 1 : # 1 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas lateraleslaterales ssíísmicassmicas

diafragmadiafragma flexible de flexible de techotecho

murosmuros paralelosparalelosactactúúanan en en susuplanoplano comocomo murosmurosa a cortecorte

murosmurosperpendicularesperpendicularesrespondenresponden fuerafuera de de susu planoplano a a loslosmovimientosmovimientos de la de la losalosa y del y del techotecho

SISMOSISMO

15

. . . . . . SistemaSistema # 1# 1respuestarespuesta de de murosmuros perpendicularesperpendiculares

tiempotiempo

a(t)a(t) movimientomovimiento del del terrenoterreno

a(t)a(t)

tiempotiempo

respuestarespuesta del del techotecho

franjafranjaverticalverticalsolicitadasolicitadafuerafuera del del planoplano

diafragmadiafragma del del techotecho

losalosa de de cimentacicimentacióónn

16

. . . . . . SistemaSistema estructuralestructural # 1# 1

ComportamientoComportamiento úúltimamenteltimamente frfráágilgil , , peroperofuertefuerte

Se Se mantienemantiene esencialmenteesencialmente eleláásticostico

MurosMuros bajosbajos de de mampostermamposterííaa con con refuerzorefuerzonominalnominal

EnsamblajeEnsamblaje de de diafragmasdiafragmas verticalesverticales( ( murosmuros ) , ) , ligadosligados porpor diafragmasdiafragmashorizontaleshorizontales ( ( entrepisosentrepisos ))

17

. . . . . . configuraciconfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica # 1# 1

MurosMuros bajosbajos de de mampostermamposterííaa•• orientadosorientados en en laslas dos dos direccionesdirecciones principalesprincipales

de la de la estructuraestructura

DiafragmasDiafragmas de de techotecho o de o de entrepisoentrepiso•• respondenresponden flexiblementeflexiblemente en en susu propiopropio planoplano•• tienentienen queque conectarseconectarse a a loslos murosmuros

18

. . . detallamiento del . . . detallamiento del SistemaSistema # 1# 1

ConexionesConexiones muromuro -- techotecho

ConexionesConexiones muromuro -- muromuro

19

SistemaSistema # 2 ( # 2 ( edificiosedificios altos ) . . .altos ) . . .

ComportamientoComportamiento bbáásicosico

SistemaSistema estructuralestructural

ConfiguraciConfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica

DetallamientoDetallamiento

20

un un ejemploejemplo . . . . . . SistemaSistema #2#2

hotel de 17 hotel de 17 pisospisos , en , en Los Angeles , Los Angeles , California , EEUUCalifornia , EEUU

21

. . . . . . SistemaSistema # 2 : # 2 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas verticalesverticales

murosmuros longitudinaleslongitudinales y y transversalestransversales resistenresistencargascargas verticalesverticales segsegúúnn la la orientaciorientacióónn de de apoyoapoyode de loslos diafragmasdiafragmas horizontaleshorizontales

22

. . . . . . SistemaSistema # 2 : # 2 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas lateraleslaterales ssíísmicassmicasdiafragmasdiafragmas de de entrepisoentrepiso efectivamenteefectivamente rríígidosgidos en en susu planoplano

murosmuros paralelosparalelosactactúúanan en en susu planoplanocomocomo columnascolumnas , , resistiendoresistiendo volcamiento volcamiento mediantemediante susu capacidadcapacidadcortantecortante y y flectoraflectora

SISMOSISMO

murosmuros perpendicularesperpendiculares ,,resistiendoresistiendo volcamiento volcamiento mediantemediante susu capacidadcapacidadaxialaxial

23

. . . . . . SistemaSistema estructuralestructural # 2# 2

MurosMuros de de mampostermamposterííaa reforzadareforzada

MurosMuros ligeramenteligeramente acopladosacoplados porporelementoselementos de de entrepisoentrepiso

MurosMuros cuyocuyo comportamientocomportamiento eses ddúúctilctil y y gobernadogobernado porpor flexiflexióónn

24

. . . . . . configuraciconfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica # 2# 2

MMúúltiplesltiples murosmuros de de mampostermamposterííaa•• continuos a lo alto de la continuos a lo alto de la estructuraestructura•• repartidosrepartidos uniformementeuniformemente en la en la plantaplanta•• orientadosorientados en en laslas dos dos direccionesdirecciones principalesprincipales

de la de la estructuraestructura

25

. . . detallamiento del . . . detallamiento del SistemaSistema # 2# 2

Detallamiento Detallamiento ddúúctilctil de de loslos murosmuros

DiseDiseññoo porpor cortecorte de de loslos murosmuros

26

SistemaSistema # 3 ( # 3 ( edificiosedificios aporticadosaporticados ))

ComportamientoComportamiento bbáásicosico

SistemaSistema estructuralestructural

ConfiguraciConfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica

DetallamientoDetallamiento

27

un un ejemploejemplo . . . . . . SistemaSistema #3#3

edificioedificiouniversitariouniversitario , , Los Angeles , Los Angeles , California , California , EEUUEEUU

28

. . . . . . SistemaSistema # 3 : # 3 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas verticalesverticales

fachadafachada de de mampostermamposterííaa , , queque no no contribuyecontribuyeestructuralmenteestructuralmente

columnascolumnas del del ppóórticortico resistenresisten cargascargas verticalesverticales

29

. . . . . . SistemaSistema # 3 : # 3 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas lateraleslaterales ssíísmicassmicasdiafragmasdiafragmas de de entrepisoentrepiso efectivamenteefectivamente rríígidosgidosen en susu planoplano

acciaccióónn de de ppóórticortico

SISMOSISMO

fachadafachada de de mampostermamposterííaa , , queque no no contribuyecontribuyeestructuralmenteestructuralmente

30

. . . . . . SistemaSistema estructuralestructural # 3# 3

PPóórticosrticos bi bi -- o tri o tri -- dimensionalesdimensionales

ComportamientoComportamiento ddúúctilctil

31

. . . . . . configuraciconfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica # 3# 3

PPóórticosrticos de de concretoconcreto o o aceroacero•• continuos a lo alto de la continuos a lo alto de la estructuraestructura•• repartidosrepartidos uniformementeuniformemente en la en la plantaplanta•• orientadosorientados en en laslas dos dos direccionesdirecciones principalesprincipales

de la de la estructuraestructura•• taltal vezvez con con murosmuros cortantescortantes de de concretoconcreto o o

ppóórticosrticos arriostradosarriostrados de de aceroacero parapara reducirreducirderivasderivas

32

. . . detallamiento del . . . detallamiento del SistemaSistema # 3# 3

ConexionesConexiones entreentre mampostermamposterííaa y y ppóórticortico

BrechaBrecha ssíísmicasmica entreentre mampostermamposterííaa y y ppóórticortico

De no De no existirexistir suficientesuficiente brechabrecha ssíísmicasmica , , eses imprescindibleimprescindible incluirincluir loslos efectosefectos de la de la mampostermamposterííaa , , tantotanto en la en la respuestarespuesta global global del del sistemasistema , , comocomo en el en el repartoreparto internointernode de laslas fuerzasfuerzas ssíísmicassmicas , y en la , y en la demandademandade de derivaderiva local local

33

BASE NORMATIVABASE NORMATIVANormasNormas de de disediseññoo

EspecificacionesEspecificaciones sobresobre materialesmateriales•• unidadesunidades , , morteromortero , , concretoconcreto llííquidoquido , ,

accesoriosaccesorios ( ( refuerzorefuerzo , , conectoresconectores ))

EspecificacionesEspecificaciones sobresobre ensayosensayos esencialesesenciales•• muretesmuretes

AseguramientoAseguramiento de de calidadcalidad en la en la obraobra•• materialesmateriales•• manomano de de obraobra

34

proceso normativo en los EEUU proceso normativo en los EEUU de Amde Amééricarica

no hay norma nacionalno hay norma nacional

el proceso normativo es complejoel proceso normativo es complejo•• organizaciones torganizaciones téécnicascnicas•• ccóódigos modelosdigos modelos•• personerpersonerííaa jurjuríídicadica al al adoptarseadoptarse porpor

jurisdicciones locales gubernamentalesjurisdicciones locales gubernamentales

35

normas sobre mamposternormas sobre mamposteríía en los EEUUa en los EEUU

Especificaciones Especificaciones MaterialesMateriales

( parte de un ( parte de un contrato civil contrato civil

entre dueentre dueñño y o y contratista )contratista )

Organizaciones Organizaciones TTéécnicascnicas

Norma y EspecificaciNorma y EspecificacióónnMSJCMSJC

Otros COtros Cóódigos Modelosdigos Modelos

Building CodeBuilding Code( personer( personeríía jura juríídicadica ))

( contrato entre la sociedad y el ingeniero )( contrato entre la sociedad y el ingeniero )

( adoptados por autoridades locales( adoptados por autoridades locales

ICCICC( International ( International

Building Code )Building Code )

BSSCBSSCASTMASTM

proceso ANSI ( balance de intereses , balotas por escritoproceso ANSI ( balance de intereses , balotas por escrito , , resoluciresolucióón de Negativos , comentario publicon de Negativos , comentario publico ))

36

caractercaracteríísticas de las provisiones sticas de las provisiones MSJCMSJC

las provisiones MSJC son anchaslas provisiones MSJC son anchas•• unidades de arcilla , concreto , vidrio , y unidades de arcilla , concreto , vidrio , y

algunos tipos de piedraalgunos tipos de piedra•• mampostermamposteríía estructural y fachadasa estructural y fachadas•• disediseñño por resistencia , por esfuerzos o por resistencia , por esfuerzos

admisibles , y empadmisibles , y empííricorico•• las normas MSJC pueden servir la mayorlas normas MSJC pueden servir la mayoríía a

de necesidades por mamposterde necesidades por mamposterííaa

37

organizaciorganizacióónn de la Norma MSJC . . .de la Norma MSJC . . .

Ch. 1 Ch. 1 -- General RequirementsGeneral Requirements

Ch. 2Ch. 2AllowableAllowableStressStressDesignDesign

Ch. 3 Ch. 3 Strength Strength DesignDesign

Ch. 4Ch. 4PrestressedPrestressedMasonryMasonry

Ch. 5Ch. 5EmpiricalEmpiricalDesignDesign

Ch. 6Ch. 6VeneerVeneer

Ch. 7Ch. 7Glass Glass BlockBlock

2.1 2.1 -- General ASD General ASD 2.2 2.2 -- URMURM2.3 2.3 -- RMRM

6.1 6.1 -- GeneralGeneral6.2 6.2 -- AnchoredAnchored6.3 6.3 -- AdheredAdhered

3.1 3.1 -- General SD General SD 3.2 3.2 -- RMRM3.3 3.3 -- URMURM

MSJCMSJCSpecificationSpecification

38

. . . el . . . el CapCapíítulotulo 3 de 3 de disediseññoo porporresistenciaresistencia

mampostermamposterííaa no no reforzadareforzada y y reforzadareforzada

capacidadescapacidades nominalesnominales

factoresfactores de de disminucidisminucióónn de de capacidadcapacidad y y de de mayoracimayoracióónn de de cargacarga

control control estrictoestricto de de cuantcuantííaa mmááximaxima de de refuerzorefuerzo flectorflector

39

. . . control . . . control estrictoestricto de de cuantcuantííaa mmááximaxima de de

refuerzorefuerzo flectorflectorεεmuemue = 0.0025 = 0.0025 concretoconcreto

0.003 0.003 arcillaarcilla

εεss = 5 = 5 εεyeye

1.25 1.25 ffyeye UbicarUbicar ejeeje nnééutroutro porpor laslasdeformacionesdeformaciones unitariasunitarias

CalcularCalcular fuerzafuerza compresivacompresiva , C, C

RefuerzoRefuerzo + + CargaCarga Axial = CAxial = C

RefuerzoRefuerzo

CargaCargaAxialAxial

40

vinculacivinculacióón entren entre Norma y Norma y EspecificaciEspecificacióón n MSJC . . .MSJC . . .

NormaNorma•• Provisiones de diseProvisiones de diseñño en los Capo en los Capíítulos tulos 2 a 72 a 7•• Las Secciones 1.2.4 y 1.14 requieren un programa Las Secciones 1.2.4 y 1.14 requieren un programa

de aseguramiento de calidad de acuerdo con la de aseguramiento de calidad de acuerdo con la EspecificaciEspecificacióónn

•• La SecciLa Seccióón n 1.4 invoca la Especificaci1.4 invoca la Especificacióónn

EspecificaciEspecificacióónn•• verificar cumplimiento con el verificar cumplimiento con el ffmm′′ especificadoespecificado•• cumplir con el programa de aseguramiento de cumplir con el programa de aseguramiento de

calidadcalidad•• cumplir con los productos y mano de obracumplir con los productos y mano de obra

especificadosespecificados

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organizaciorganizacióónn de la de la EspecificaciEspecificacióónnMSJC . . .MSJC . . .

MSJC CodeMSJC Code

Part 1Part 1GeneralGeneral

Part 2Part 2ProductsProducts

Part 3Part 3ExecutionExecution

1.6 Quality1.6 Qualityassuranceassurance

3.1 3.1 -- InspectionInspection3.2 3.2 -- PreparationPreparation3.3 3.3 –– Masonry erectionMasonry erection3.4 3.4 –– ReinforcementReinforcement3.5 3.5 –– Grout placementGrout placement3.6 3.6 –– PrestressingPrestressing3.7 3.7 –– Field quality controlField quality control3.8 3.8 -- CleaningCleaning

2.1 2.1 -- Mortar Mortar 2.2 2.2 -- GroutGrout2.3 2.3 –– Masonry UnitsMasonry Units2.4 2.4 –– ReinforcementReinforcement2.5 2.5 –– AccessoriesAccessories2.6 2.6 –– MixingMixing2.7 2.7 -- FabricationFabrication

MSJCMSJCSpecificationSpecification

42

para mpara máás informacis informacióónn

Seminarios TMS Seminarios TMS –– ACI sobre la Norma y ACI sobre la Norma y EspecificaciEspecificacióón MSJCn MSJC

sitios websitios web•• TMS = TMS = www.masonrysociety.orgwww.masonrysociety.org•• ACI = ACI = www.aciwww.aci--int.orgint.org•• ASCE / SEI = ASCE / SEI = www.seinstitute.orgwww.seinstitute.org•• MSJC = MSJC = www.masonrystandards.orgwww.masonrystandards.org•• klingner@mail.utexas.eduklingner@mail.utexas.edu

43

RESPALDO TRESPALDO TÉÉCNICO PARA LA CNICO PARA LA CONFIABILIDAD DE LA CONFIABILIDAD DE LA

MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍA MODERNAA MODERNA

ProgramaPrograma ““TCCMARTCCMAR”” , con , con patrociniopatrocinio del del gobiernogobierno estadounidenseestadounidense

ExperienciaExperiencia en en sismossismos fuertesfuertes

44

El El programaprograma ““TCCMARTCCMAR”” . . .. . .

BosquejoBosquejo

Un Un proyectoproyecto especespecííficofico sobresobre murosmuroscortantescortantes con con aperturasaperturas ( la Universidad ( la Universidad de Texas en Austin )de Texas en Austin )

45

. . . TCCMAR ( 1985 . . . TCCMAR ( 1985 -- 1995 )1995 )

PatrocinadoPatrocinado porpor la NSFla NSF

InvestigaciInvestigacióónn integradaintegrada experimental y experimental y analanalííticatica , , desarrolladadesarrollada parapara sentarsentar laslasbases bases parapara un un ccóódigodigo estadoestado llíímitemitede de mampostermamposterííaa

InvestigaciInvestigacióónn conducidaconducida porporuniversidadesuniversidades y la y la industriaindustria privadaprivada

46

murosmuroscortantescortantesde dos de dos pisospisos , con , con aperturasaperturas

. . . . . . investigacionesinvestigaciones TCCMAR TCCMAR en la Universidad de Texas en la Universidad de Texas

en Austinen Austin

47

. . . . investigacionesinvestigacionesTCCMAR en la TCCMAR en la Universidad de Universidad de

Texas en AustinTexas en Austin

especespecíímenesmenesa a escalaescalacompletacompleta , , solicitadossolicitados en en el el planoplano porporcargacarga ccííclicaclicaalternantealternante

48

. . . . . . investigacionesinvestigaciones TCCMAR TCCMAR en la Universidad de Texas en la Universidad de Texas

en Austinen Austinmecanismomecanismo

estableestabledisediseññoo porporcapacidadcapacidad

contra contra cortecorte 11

33

refuerzorefuerzo flectorflector consistenteconsistente con con la la ubicaciubicacióónn deseadadeseada de de rróótulastulas

plpláásticassticas22

49

. . . . . . refuerzorefuerzo flectorflectorconsistenteconsistente con con mecanismomecanismodeseado

SiSi el el mecanismomecanismoinvolucrainvolucra rróótulastulas plpláásticassticasen la base y en en la base y en loslosdintelesdinteles , hay , hay queque ponerponermenosmenos aceroacero flectorflector allallíí , , y y mmááss en en loslos lugareslugaresqueque debandeban mantenersemantenerseeleláásticossticos ..

deseado

pocopocorefuerzorefuerzoflectorflector en en la basela base

mucho mucho refuerzorefuerzoflectorflectorporpor laslasaperturasaperturas

MecanismoMecanismo tipotipomurosmurosacopladosacoplados

50

. . . . . . disediseññoo porpor capacidadcapacidad contra contra cortecorte

El El momentomomento mmááximoximo en en cadacada elementoelemento dependedepende no no de de laslas accionesacciones de de disediseññoo , , sinosino de la de la capacidadcapacidadflectoraflectora

El El cortecorte mmááximoximo en en cadacadaelementoelemento dependedependessóólamentelamente de la de la capacidadcapacidad flectoraflectora y del y del largo del largo del elementoelemento

V V mmááxx = 2 M= 2 M n n / L/ L

LL

V V mmááxx

V V mmááxx

MM nn

MM nn

51

. . . . . . resultadosresultados cortecorte -- derivaderiva

comportamientocomportamientoestableestablehisterhisterééticotico

52

envolventeenvolvente cortecorte --desplazamientodesplazamiento de de ananáálisislisis no lineal no lineal con con elementoselementosfinitosfinitos

. . . . . . estudiosestudios analanalííticosticosparapara R , R , CCdd

1212

1212

1212

221616

BASE SHEAR VERSUS TIP DISPLACEMENT

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Tip Displacement, inches

Bas

e Sh

ear,

kips

53

. . . . . . estudiosestudios analanalííticosticosparapara R , R , CCd

respuestarespuesta dindináámicamicadel del sistemasistemaequivalenteequivalente de un de un ssóólolo gradogrado de de libertadlibertad

d

BASE SHEAR VERSUS TIP DISPLACEMENT (LPM/I)

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tip Displacement, inches

Bas

e Sh

ear,

kips

54

ExperienciaExperiencia en en sismossismos fuertesfuertes . . .. . .

Loma Loma PrietaPrieta ( 1989 )( 1989 )

Northridge ( 1994 )Northridge ( 1994 )

55

porpor ejemploejemplo . . . Loma . . . Loma PrietaPrieta (1989)(1989)

escuelaescuela quequeresistiresistióóordenadasordenadasespectralesespectralesdel del ordenorden de de 0.7 g0.7 g

56

porpor ejemploejemplo . . . Northridge (1994). . . Northridge (1994)

hotel de 17 hotel de 17 pisospisos , , queque resistiresistióó ordenadasordenadasespectralesespectrales del 0.20 g del 0.20 g sin sin estarestar fuerafuera de de servicioservicio

57

porpor ejemploejemplo . . . Northridge (1994). . . Northridge (1994)

edificioedificiouniversitariouniversitario , , Los Angeles , Los Angeles , California , California , EEUU , EEUU , quequeresistiresistióóordenadasordenadasespectralesespectralesdel 0.20 g sin del 0.20 g sin estarestar fuerafuera de de servicioservicio

58

CONTRASTE CON LA CONTRASTE CON LA MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍA VIEJA NO A VIEJA NO

REHABILITADAREHABILITADA

faltafalta de de estructuraciestructuracióónn

faltafalta de de calidadcalidad constructivaconstructiva

comportamientocomportamiento ppéésimosimo

necesidadnecesidad de de rehabilitacirehabilitacióónn

59

. . . Loma . . . Loma PrietaPrieta (1989)(1989)comportamientocomportamientoppéésimosimo de de estructurasestructurasviejasviejas de de mampostermamposterííaa no no reforzadareforzada

60

. . . Loma . . . Loma PrietaPrieta (1989)(1989)comportamientocomportamientoppéésimosimo de de viejasviejasestructurasestructuras de de maderamadera con con fachadafachada de de mampostermamposterííaa no no reforzadareforzada

61

. . . Northridge (1994). . . Northridge (1994)

comportamientocomportamientoppéésimosimo de de chimenchimenééasas de de mampostermamposterííaa con con malamala construcciconstruccióónn

62

. . . . . . rehabilitacirehabilitacióónn de la de la mampostermamposterííaa viejavieja

arriostramientoarriostramiento de de parapetosparapetos en en voladizovoladizo

conexionesconexiones mecmecáánicasnicas entreentre murosmuros y y diafragmasdiafragmas horizontaleshorizontales

revisirevisióónn de de estabilidadestabilidad de de murosmuros fuerafuerade de planoplano

aumentoaumento de de integridadintegridad de de mampostermamposterííaamediantemediante inyecciinyeccióónn de de concretoconcreto llííquidoquido

63

. . . . . . medidasmedidas de de rehabilitacirehabilitacióónnssíísmicasmica

arriostrararriostrar parapetosparapetos

vincularvincular murosmurosa a diafragmasdiafragmashorizontaleshorizontales

64

EJEMPLO DEL USO DE LA EJEMPLO DEL USO DE LA MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍA MODERNA PARA A MODERNA PARA VIVIENDA SOCIAL EN EL PASO , VIVIENDA SOCIAL EN EL PASO ,

TEXAS , EEUUTEXAS , EEUUCon Con reconocimientoreconocimiento a la a la CorporaciCorporacióónnGEO ( MGEO ( Mééxico , DF , Mxico , DF , MÉÉXICO ) , y con XICO ) , y con aprecioaprecio colegialcolegial alal•• IngIng . . ÁÁlvarolvaro PPéérezrez GGóómezmez•• IngIng. Francisco Flores Cruz. Francisco Flores Cruz•• ArqArq. Roberto Cruz y Serrano. Roberto Cruz y Serrano

65

objetivosobjetivos del del ejemploejemplo

repasarrepasar unasunas opcionesopciones parapara la la viviendaviviendasocial en social en loslos EEUU de EEUU de AmAmééricaricarepasarrepasar la la planificaciplanificacióónn , , disediseññoo y y construcciconstruccióónn de de unauna comunidadcomunidad de de viviendavivienda social en social en El Paso , Texas , EEUUEl Paso , Texas , EEUUusarusar esaesa comunidadcomunidad comocomo ejemploejemplo de de unaunaaplicaciaplicacióónn eficazeficaz de la de la mampostermamposterííaaportanteportante en la en la viviendavivienda socialsocial

66

opcionesopciones EEUU EEUU parapara la la viviendavivienda socialsocial

apartamentosapartamentos privadosprivados•• alquileralquiler $400 $400 -- $600 $600 cadacada mesmes , , ningningúúnn activoactivo

casascasas mmóóvilesviles•• letrasletras $400 $400 -- $600 $600 cadacada mesmes , , altasaltas tazastazas de de

interinterééss , , hipotecahipoteca tipotipo inmuebleinmueble ( la casa ( la casa puedepuedequitarsequitarse legalmentelegalmente porpor morosidadmorosidad ))

viviendavivienda ocupadaocupada porpor el el duedueññoo•• letrasletras normalmentenormalmente porpor lo lo menosmenos $1000 $1000 cadacada

mesmes ( principal , ( principal , interinterééss , , impuestosimpuestos , , seguroseguro ))•• algunosalgunos subsidiossubsidios disponiblesdisponibles

67

un un modomodo de de controlarcontrolar el el costocosto de de viviendavivienda ocupadaocupada porpor el el duedueññoo . . .. . .

usouso eficazeficaz de de terrenoterreno disponibledisponible

usouso eficazeficaz de de espacioespacio interiorinterior

disediseññoo y y construcciconstruccióónn eficaceseficaces

resultadoresultado•• preciosprecios finales de finales de ventaventa ( ( incluyendoincluyendo el el terrenoterreno ) )

de de unosunos $50 $50 porpor pie pie cuadradocuadrado de de espacioespacioviviblevivible

•• letrasletras finales finales mensualesmensuales de $400 a $600de $400 a $600

68

usouso eficazeficaz de de terrenoterreno disponibledisponible

arregloarreglocuidadosamentecuidadosamenteplanificadoplanificado

•• comodidadcomodidad de de vidavida

•• estestééticatica•• usouso eficazeficaz de de

espacioespaciocompartidocompartido

69

usouso eficazeficaz de de espacioespacio interior . . .interior . . .usouso eficazeficaz de de espacioespacio interiorinterior

•• viviendasviviendas chicaschicas , , hastahasta con con mmúúltiplesltiples alcobasalcobasparapara familiasfamilias con con niniññosos

•• arregloarreglo tipotipo duplex duplex layout ( dos layout ( dos viviendasviviendas en un en un solo solar , solo solar , separadasseparadas porpor un un muromuro compartidocompartido ) Casa Tipo D)

70

. . . . . . usouso eficazeficaz de de espacioespacio interiorinteriorTipo Tipo de de

CasaCasa

ÁÁrea, mrea, m22 Precio de Precio de Venta, Venta,

$ EEUU$ EEUU

DescripciDescripcióónn

AA 67.367.3 $38,900$38,900 2 2 alcobasalcobas, 1 , 1 babaññoo, , conexionesconexiones paraparalavadoralavadora / / secadorasecadora, , guardarropaguardarropa

integral, integral, calefaccicalefaccióónn y y aireaireacondicionadoacondicionado, , cocinacocina, ,

estacionamientoestacionamiento fuerafuera de la de la callecalleparapara 2 2 carroscarros

BB 84.784.7 $45,900$45,900 3 3 alcobasalcobas, 1 , 1 babaññoo, . . ., . . .

CC 102.5102.5 $53,990$53,990 3 3 alcobasalcobas, 2 , 2 babaññosos, . . ., . . .

DD 113.8113.8 $55,990$55,990 3 3 alcobasalcobas, 1 , 1 salasala familiar, 2 familiar, 2 babaññosos, , . . .. . .

71

disediseññoo y y construcciconstruccióónn eficazeficaz . . .. . .

bosquejobosquejo•• murosmuros portantesportantes de de mampostermamposterííaa de de concretoconcreto , ,

con con elementoselementos prefabricadosprefabricados de de entrepisoentrepiso y y techotecho

•• elementoselementos de de mampostermamposterííaa y y concretoconcreto fabricadosfabricadosen en obraobra , , detallesdetalles estestáándarndar , y , y construcciconstruccióónnindustrializadaindustrializada

•• sistemasistema estructuralestructural•• disediseññoo•• materialesmateriales constructivosconstructivos•• mméétodostodos constructivosconstructivos

72

. . . . . . disediseññoo y y construcciconstruccióónn eficazeficaz

murosmuros portantesportantes exterioresexteriores e e interioresinteriores de de mampostermamposterííaa

•• unidadesunidades huecashuecas de 15 cm , de 15 cm , parcialmenteparcialmente llenasllenascon con concretoconcreto llííquidoquido

•• refuerzorefuerzo vertical en vertical en celdasceldas llenasllenas•• aislamientoaislamiento ttéérmicormico de de poliestirenopoliestireno inyectadoinyectado en en

laslas demdemááss celdasceldas•• refuerzorefuerzo horizontal en horizontal en hiladashiladas llenasllenas con con

concretoconcreto llííquidoquido•• cumplencumplen requisitosrequisitos parapara estestééticatica , , protecciproteccióónn del del

intemperieintemperie , , sistemasistema estructuralestructural , , aislamientoaislamientottéémicomico y y acacúústicostico , , resistenciaresistencia pasivapasiva contra contra incendioincendio , y , y bajobajo costocosto de de mantenimientomantenimiento

73

disediseññoo eficazeficaz . . .. . .

efectuadoefectuado en 1995 en 1995 mediantemediante normasnormasmexicanasmexicanas entoncesentonces vigentesvigentes

revisadorevisado con el 1995 Southern Standard con el 1995 Southern Standard Building Code , el 1995 MSJC Code , y el Building Code , el 1995 MSJC Code , y el ACI 318 ACI 318 –– 9595

aprobadoaprobado porpor la Ciudad de El Pasola Ciudad de El Paso

74

. . . . . . disediseññoo eficazeficazdisediseññoo de de murosmuros portantesportantes

•• apoyoapoyo fuerafuera de de planoplano de de diafragmasdiafragmas rríígidosgidos de de entrepisoentrepiso

•• cargascargas de de gravedadgravedad•• solicitacionessolicitaciones en y en y fuerafuera del del planoplano de de sismosismo y y

vientoviento•• varillasvarillas # 3 ( 9 mm ) en 1.3 m , # 3 ( 9 mm ) en 1.3 m , refuerzorefuerzo tipotipo

escalerillaescalerilla cadacada dos dos hiladashiladas•• dintelesdinteles prefabricadosprefabricados de de concretoconcreto•• aislamientoaislamiento ttéérmicormico R = 11 R = 11 parapara murosmuros portantesportantes

exterioresexteriores

75

. . . . . . disediseññoo eficazeficazdisediseññoo de de losaslosas elevadaselevadas

•• viguetasviguetas prefabricadasprefabricadas de de concretoconcreto•• bovedillasbovedillas de de poliestirenopoliestireno•• recubrimientorecubrimiento de de concretoconcreto vaciadovaciado en en sitiositio encimaencima

de de bovedillasbovedillas•• aislamientoaislamiento ttéérmicormico R = 22 R = 22 parapara techostechos

recubrimiento vaciado en sitiorecubrimiento vaciado en sitio

bovedillas de bovedillas de poliestirenopoliestireno

viguetas prefabricadas de concretoviguetas prefabricadas de concreto

76

. . . . . . construcciconstruccióónn eficazeficaz

materialesmateriales constructivosconstructivos•• la la comunidadcomunidad se se ubicaubica cercacerca de de agregadosagregados

apropiadosapropiados•• cementocemento disponibledisponible en en bultobulto•• plantaplanta cercanacercana parapara concretoconcreto , , viguetasviguetas y y

dintelesdinteles prefabricadosprefabricados , , unidadesunidades de de mampostermamposteriaia , y , y adoquinesadoquines

•• unidadesunidades de de mampostermamposterííaa de de concretoconcreto con con aditivoaditivo hidrhidróófugantefugante integral , integral , parapara impartirimpartir altaaltaresistenciaresistencia al al aguaagua , sin , sin pinturapintura nini capascapasprotectorasprotectoras

77

. . . . . . construcciconstruccióónn eficazeficazmméétodostodos constructivosconstructivos

•• obrasobras civilesciviles porpor subcontratistassubcontratistas•• plantilladasplantilladas parapara colocarcolocar murosmuros y y refuerzorefuerzo•• detallesdetalles de de refuerzorefuerzo y y secuenciassecuencias constructivasconstructivas

estestáándarndar•• 10 10 cuadrillascuadrillas constructivasconstructivas•• cadacada cuadrillacuadrilla terminterminóó dos dos casascasas ( ( unauna unidadunidad

duplex ) duplex ) cadacada mesmes•• se se construyeronconstruyeron 430 430 casascasas en en unosunos 2 2 aaññosos , ,

despudespuééss de de completarsecompletarse laslas obrasobras civilesciviles

78

resultadosresultados . . .. . .

casa tcasa tíípicapica TipoTipo DD

79

. . . . . . resultadosresultadosvista global de vista global de communidadcommunidad de de viviendavivienda socialsocial

80

CONCLUSIONES GLOBALESCONCLUSIONES GLOBALESla la mampostermamposterííaa modernamoderna representarepresenta un un elementoelemento dignodigno en el en el armamentarioarmamentario del del disediseññadorador estructuralestructural contra contra sismossismos y y loslosdemdemááss estragosestragos de la de la naturalezanaturaleza

sobresobre unauna buenabuena base de base de materialesmaterialesconfiablesconfiables , , normativanormativa bienbien pensadapensada , y la , y la buenabuena construcciconstruccióónn , la , la mampostermamposterííaa modernamodernassíí puedepuede usarseusarse honestamentehonestamente , con , con confianzaconfianza y con y con ééxitoxito en en loslos dos EEUUdos EEUU

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Gracias Gracias porpor susu atenciatencióónn