PROGRAMA PRESUPUESTA 0068: DESARROLLO DE …

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres Laboratorio de Estructuras

AV. TUPAC AMARU N° 1150 – LIMA 25 – PERÚ – Apartado Postal 31-250 Lima 31

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PROGRAMA PRESUPUESTA 0068:

DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS Y PROTOTIPOS DE EDIFICACIONES SEGURAS

ESTUDIO DE ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES DE RELLENO EN SISTEMA APORTICADO BAJO GRANDES DISTORSIONES DE ENTREPISO A ESCALA NATURAL

Elaborado por: Laboratorio de Estructuras

Responsables:

Dr. Ing. Carlos Zavala Toledo Dr. Ing. Miguel Díaz Figueroa

2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES – CISMID



CONTENIDO

CONTENIDO ............................................................................................................................... 2

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. 4

LISTA DE FOTOS ...................................................................................................................... 5

1. ANTECEDENTES .......................................................................................................... 9

2. DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO .................................................................................... 9

2.1. Descripción del mecano de carga ....................................................................... 9

2.2. Sistema de aplicación de carga .......................................................................... 10

2.3. Protocolo de desplazamientos ........................................................................... 11

3. ESPECÍMENES ............................................................................................................ 12

3.1. Espécimen PCA02 .................................................................................................. 12

3.2. Espécimen PCA02L2 ............................................................................................. 13

3.3. Espécimen PCAR02L2 .......................................................................................... 14

4. SISTEMA DE MEDICIÓN EN ENSAYOS ESTÁTICOS A ESCALA NATURAL

17

4.1. Espécimen PCA02 .................................................................................................. 17

4.2. Espécimen PCA02L2 ............................................................................................. 18

4.3. Espécimen PCAR02L2 .......................................................................................... 19

5. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS ......................................................................... 20

5.1. Espécimen PCA02 .................................................................................................. 20

5.2. Espécimen PCA02L2 ............................................................................................. 22

5.3. Espécimen PCAR02L2 .......................................................................................... 24

5.4. Comparación de resultados ................................................................................ 26

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................... 31

7. REFERENCIAS ............................................................................................................ 32

ANEXOS .................................................................................................................................... 35

Panel fotográfico ................................................................................................................ 36

Proceso constructivo de los especímenes ............................................................. 36

Ensayo del espécimen PCA02 .................................................................................... 42

Ensayo del espécimen PCA02L2 ............................................................................... 46

Ensayo del espécimen PCAR02L2 ............................................................................ 51





Mapeo de grietas ................................................................................................................ 58

Espécimen PCA02 .......................................................................................................... 58

Espécimen PCA02L2 ..................................................................................................... 66

Espécimen PCAR02L2 .................................................................................................. 74





LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Vista en planta del aparato de carga .................................................................... 10

Figura 2. Elevación del aparato de carga. Vista del Lado Norte...................................... 11

Figura 3. Protocolo de desplazamiento objetivo ................................................................ 11

Figura 4. Espécimen PCA02. Unidades: m ......................................................................... 13

Figura 5. Espécimen ACMAC. Unidades: mm .................................................................... 14

Figura 6. Espécimen MARM. Unidades: m ......................................................................... 15

Figura 7. Instrumentación del espécimen PCA02. Vista del lado norte.......................... 17

Figura 8. Instrumentación del espécimen PCA02L2. Vista del lado norte ..................... 18

Figura 9. Instrumentación del espécimen PCAR02L2. Vista del lado norte .................. 19

Figura 10. Curva histerética del espécimen PCA02 ........................................................... 20

Figura 11. Curva histerética en términos de la fuerza cortante de entrepiso y el

desplazamiento relativo del espécimen PCA02 .................................................................. 21

Figura 12. Curva histerética del espécimen PCA02L2 ....................................................... 22


desplazamiento relativo del espécimen PCA02L2 .............................................................. 23

Figura 14. Curva histerética del espécimen PCAR02L2 .................................................... 24


desplazamiento relativo del espécimen PCAR02L2 ........................................................... 25

Figura 16. Comparación de las curvas histeréticas de los especímenes........................ 26

Figura 17. Relación de fuerza cortante y desplazamiento relativo del nivel 1 para la

primera aplicación de la distorsión objetivo .......................................................................... 27


segunda aplicación de la distorsión objetivo (repetición) ................................................... 27





Figura 21. Relación de fuerza cortante y distorsión de entrepiso del nivel 1 para la












LISTA DE FOTOS

Foto 1. Anclaje de Armadura de Fierro con epóxico en cimentación Existente ............. 36

Foto 2. Encofrado de Columnas del Espécimen ................................................................. 36

Foto 3. Vaciado de Columnas del Espécimen ..................................................................... 36

Foto 4. Desencofrado de Columnas del Espécimen........................................................... 36

Foto 5. Encofrado y Vaciado de Viga 1er nivel del espécimen ......................................... 37

Foto 6. Armado de Armadura de Fierro y Encofrado de columna 2do nivel del

espécimen ................................................................................................................................. 37

Foto 7. Encofrado de columnas 2do nivel del espécimen ................................................. 37

Foto 8. Encofrado de Viga 2do nivel del espécimen........................................................... 37

Foto 9. Curado de viga 1er nivel del espécimen. ................................................................ 38

Foto 10. Vaciado del concreto en la viga 2do nivel del espécimen ................................. 38

Foto 11. Desencofrado del 2do nivel del espécimen .......................................................... 38

Foto 12. Anclaje de alambre #8 cada 30 cm en espécimen .............................................. 38

Foto 13. Asentado de muro de ladrillo pandereta del 1er nivel del espécimen .............. 39

Foto 14. Asentado de ladrillos pandereta de 2da etapa del 1er nivel del espécimen ... 39

Foto 15. Asentado de primera hilada de ladrillos pandereta del 2do nivel del espécimen

..................................................................................................................................................... 39

Foto 16. Asentado de muro de ladrillo pandereta del 2do nivel del espécimen ............. 39

Foto 17. Habilitación de la malla electrosoldada para espécimen ................................... 40

Foto 18. Anclaje con epoxico para anclar la malla electrosoldada en espécimen ......... 40

Foto 19. Anclado de malla electrosoldada en espécimen ................................................. 40

Foto 20. Perforación para amarre de malla elctrosoldada en ambas cargas con cruceta

en espécimen ............................................................................................................................ 40

Foto 21. Humedecimiento con lechada de cemento para el tarrajeo en espécimen ..... 41

Foto 22. Pañeteo de Tarrajeo en espécimen ....................................................................... 41

Foto 23. Grietas formadas en la base de la columna Este del primer nivel a una

distorsión 1/800. ....................................................................................................................... 42

Foto 24. Grietas en los dos encuentros de columna-viga del primer nivel en la

distorsión de 1/550. Se inicia la separación entre columna y viga. .................................. 42

Foto 25. Inicio de las grietas por flexión en las columnas en la cara interior al pórtico,

para una distorsión 1/400. ....................................................................................................... 42

Foto 26. Mas grietas por flexión en ambas columnas para una distorsión 1/300. ......... 42

Foto 27.Grietas de las uniones de columna-viga y cercanos al nudo para una

distorsión 1/200. ....................................................................................................................... 43

Foto 28.Aparición de grietas de la columnas para la distorsión 1/200. ........................... 43

Foto 29.Acumulación de grietas en la columna vista de la de la cara Sur, para una

distorsión 1/150. ....................................................................................................................... 43

Foto 30. Grieta en la unión columna viga del pórtico de la cara Sur para una distorsión

1/150. .......................................................................................................................................... 43





Foto 31.Grieta de 0.15mm, vista de la cara Sur del columna Oeste, para una distorsión

de 1/100. .................................................................................................................................... 44

Foto 32.Grieta horizontales de la zona superior de la columna Oeste, vista de la de la

cara Este para una distorsión 1/100. ..................................................................................... 44

Foto 33. Acumulación de grietas en viga en vista de la de la cara Sur, para una

distorsión 1/100. ....................................................................................................................... 44

Foto 34.Grieta horizontales por flexión de la zona inferior de la columna, vista de la de

la cara Este para una distorsión 1/100. ................................................................................ 44

Foto 35.Aparicion de nuevas grietas por flexión en base de columna para una

distorsión 1/75 ........................................................................................................................... 45

Foto 36. Concentración de Grietas en encuentro viga columna en la vista de la cara

sur para una distorsión 1/75 ................................................................................................... 45

Foto 37. Grieta de 0.2mm, vista de la cara Sur del columna Oeste, para una distorsión

de 1/75. ...................................................................................................................................... 45

Foto 38. Vista final del pórtico, para una distorsión 1/75. .................................................. 45

Foto 39. Grietas formadas a largo de su altura de la columna Oeste del primer nivel a

una distorsión 1/1100. ............................................................................................................. 46

Foto 40. Grietas formadas a largo de su altura de la columna Este del primer nivel a

una distorsión 1/1100. ............................................................................................................. 46

Foto 41. Grietas de las uniones de columna-viga y cercanos para una distorsión 1/800

..................................................................................................................................................... 46

Foto 42. Mas grietas en el muro de albañilería en las primeras hiladas para una

distorsión 1/800. ....................................................................................................................... 46

Foto 43.Grietas formadas en la talón de las columnas para una distorsión 1/550. ....... 47

Foto 44.Aparición de grietas diagonales en el muros para la distorsión 1/550

(Empujando). ............................................................................................................................. 47

Foto 45. Aparición de grietas diagonales en el muros para la distorsión 1/550

(Jalando). ................................................................................................................................... 47

Foto 46. Grieta de más grietas para una distorsión 1/400. ................................................ 47

Foto 47.Grieta en la unión del primer piso en columna-viga, para una distorsión de

1/400. .......................................................................................................................................... 48

Foto 48.Prolongación de grietas en las columnas y muros para una distorsión 1/300. 48

Foto 49. Grieta de 3.5mm, vista de la cara Sur del muro, para una distorsión de 1/300.

..................................................................................................................................................... 48

Foto 50. Separación del muro de la columna de la mitad del muro hacia arriba en

ambas columnas para una distorsión 1/200. ....................................................................... 48

Foto 51. Separación del muro aproximadamente de 10 mm, para una distorsión 1/200.

..................................................................................................................................................... 49

Foto 52. Desprendimiento y aplastamiento de la unidad de albañilería de la parte

superior de la diagonal, para una distorsión 1/200. ............................................................ 49

Foto 53. Aplastamiento total de la unidad de la albañilería en la esquina superior de los

muros para una distorsión 1/150. .......................................................................................... 49

Foto 54. Separación total del muro y la columna, para una distorsión 1/100. ................ 49





Foto 55. Separación de 40 mm de espesor (máximo desplazamiento aplicado es de 43

mm), para una distorsión 1/100. ............................................................................................ 50

Foto 56. Formación rotula plástica en la columna, para una distorsión 1/100. .............. 50

Foto 57. Vista de la cara Sur de la parte superior del pórtico para una distorsión de

1/100. .......................................................................................................................................... 50

Foto 58. Vista final del muro y del pórtico, para una distorsión 1/100. ............................ 50

Foto 59. Inicio del ensayo cara Norte para una distorsión 1/4200. .................................. 51

Foto 60. Grietas por flexión en la columna Oeste para una distorsión de 1/1100. ........ 51

Foto 61. Inicio de las grietas por flexión en las columnas Este, para una distorsión

1/1100. ....................................................................................................................................... 51

Foto 62. Inicio de la separación del pórtico y del muro, para una distorsión 1/1100. .... 51

Foto 63.Grietas por flexión en las columnas y separación del muro en la parte inferior,

para una distorsión 1/800. ....................................................................................................... 52

Foto 64.Separación del muro y la base para la distorsión 1/800. ..................................... 52

Foto 65.Acumulación de grietas en la parte inferior de la columna vista de la cara

Oeste, para una distorsión 1/550. .......................................................................................... 52

Foto 66. Grieta en la unión columna-viga, fisuras diagonales en distorsión 1/400. ...... 52

Foto 67.Grietas en parte superior de columna, vista de la cara Sur del columna Este,

para una distorsión de 1/200. ................................................................................................. 53

Foto 68.Inicio de Aplastamiento de Anclaje de Malla electrosoldada a la viga en

distorsión 1/200 ......................................................................................................................... 53

Foto 69. Desprendimiento en zona de anclajes y fisuras en encuentro viga-columna

para distorcion 1/200. ............................................................................................................. 53

Foto 70. Separacion 8mm de muro-columna para distorsión 1/200 ................................ 53

Foto 71. Separación 12 mm de muro-columna para distorsión 1/200 en vista Sur Este

del espécimen ........................................................................................................................... 54

Foto 72. Aplastamiento de muro contra columna en vista Sur Oeste del espécimen

para distorsión 1/200 ............................................................................................................... 54

Foto 73. Grietas por flexión en base de columnas vista Norte para distorsión 1/150. .. 54

Foto 74. Grietas por flexión en base de columnas vista Sur para distorsión 1/150. ...... 54

Foto 75. Falla de anclaje muro-columna en vista Sur para distorsión 1/150 .................. 55

Foto 76. Inicio de Falla Diagonal en base de columna vista norte para distorsión 1/100

..................................................................................................................................................... 55

Foto 77. Inicio de Falla Diagonal en parte superior de columna vista norte para

distorsión 1/100 ......................................................................................................................... 55

Foto 78. Aplastamiento de base de columna vista Norte para distorsión 1/75 .............. 55

Foto 79. Vista de la situación del anclaje para distorsión 1/75 ......................................... 56

Foto 80. Aplastamiento del Muro zona inferior en distorcion 1/75 vista Norte ............... 56

Foto 81. Aplastamiento de parte superior de columna en vista Norte para distorsión

1/75 ............................................................................................................................................. 56

Foto 82. Vista Norte final del Ensayo para distorsión 1/75 ................................................ 56

Foto 83. Vista Sur final del Ensayo para distorsión 1/75 ................................................... 57









PROGRAMA PRESUPUESTA 0068:

DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS Y PROTOTIPOS DE

EDIFICACIONES SEGURAS

ESTUDIO DE ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES DE RELLENO EN

SISTEMA APORTICADO BAJO GRANDES DISTORSIONES DE ENTREPISO

A ESCALA NATURAL

1. ANTECEDENTES

En el Marco del Programa Presupuestal 068, Reducción de la Vulnerabilidad y

Atención de Emergencias por Desastres – PREVAED, la Universidad Nacional

de Ingeniería, a través del Laboratorio de Estructuras del Centro Peruano

Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres – CISMID de la

Facultad de Ingeniería Civil, elabora el producto Desarrollo de Tecnologías

Constructivas y Prototipos de Edificaciones Seguras.

El presente informe muestra los resultados experimentales correspondiente a

una de las actividades del Programa Presupuestal desarrolladas durante el año

2015; denominado Estudio de Elementos No Estructurales de Relleno en

Sistema Aporticado Bajo Grandes Distorsiones de Entrepiso a Escala Natural.

2. DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO

El ensayo estático cíclico a escala natural se realiza con el propósito de conocer

el comportamiento estructural del pórtico de concreto armado de dos niveles, sin

muros de relleno, con muros de relleno y con muros de relleno reforzados, frente

a cargas cíclicas que simulan la acción de un sismo.

Para la realización de este ensayo debe emplearse un pórtico de acero que

rodea al espécimen a manera de pórtico de reacción, un sistema de aplicación

de carga conformado por dos actuadores hidráulicos, un sistema de medición

conformado por celdas de carga y LVDTs. Adicionalmente, los actuadores

hidráulicos dispuestos horizontalmente aplicarán la carga cíclica lateral,

apoyando uno de sus extremos sobre el muro de reacción.

2.1. Descripción del mecano de carga

El mecano de carga, mostrado en la Figura 1, consiste en un pórtico de acero

que rodea al pórtico de concreto armado para evitar que el espécimen afecte la

integridad de las personas en un eventual desplome.





Figura 1. Vista en planta del aparato de carga

La viga de acero del mecano de carga, mostrada en la Figura 1, consiste en un

ensamble de perfiles de acero, lo suficientemente rígida para evitar

deformaciones en la viga y permitir la transferencia uniforme de la carga

horizontal al espécimen en el primer y segundo nivel como se muestra en la

Figura 1.

2.2. Sistema de aplicación de carga

El sistema de carga consiste en un actuador electrohidráulico Shimadzu de una

capacidad de aplicación de carga de 500 kN con una amplitud del embolo

(stroke) de +/- 200 mm, como se muestra en la Figura 2. El actuador

electrohidráulico es controlado mediante un controlador Shimadzu 9525 y un

computador HP con una tarjeta GPIB a través de un convertidor análogo-digital.

De esta manera las señales de comando son enviadas desde el computador al

controlador quien realiza el desplazamiento de comando.

S

N

CHØ 1

JACK 04

CHØ 0

JACK 02





Para el control del desplazamiento del actuador electrohidráulico se monitorea el

desplazamiento de un punto de la viga de concreto armado a nivel del eje de la

aplicación de la carga, mediante un transductor de desplazamiento, denominado

monitor.

Figura 2. Elevación del aparato de carga. Vista del Lado Norte

2.3. Protocolo de desplazamientos

La carga horizontal es aplicada mediante un control de desplazamiento del

monitor acorde al protocolo de desplazamiento, mostrada en la Figura 3, que

representa la amplitud objetivo durante el ensayo.

Figura 3. Protocolo de desplazamiento objetivo

-50-40-30-20-10

01020304050

0 1000 2000 3000 4000 5000

Despla

zam

iento

(m

m)

Step





La Tabla 1 muestra el desplazamiento objetivo para el control de desplazamiento

por ciclo. Con la finalidad de tener una curva de histéresis más estable, la

amplitud objetivo es aplicada en dos ciclos consecutivos. En el presente

documento, el ciclo donde se alcanza por primera vez el desplazamiento objetivo

se denomina primer ciclo, mientras que a su repetición se denomina segundo

ciclo.

Tabla 1. Distorsiones objetivo para el control de desplazamiento por ciclo Ciclo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Distorsión objetivo

1/4200 1/3000 1/2150 1/1100 1/800 1/550 1/400 1/300 1/200 1/150 1/100 1/75

3. ESPECÍMENES

Los especímenes consisten en pórticos de concreto armado de un paño y dos

niveles. Se han ensayado tres pórticos: un pórtico sin muros de relleno, un

pórtico con muros de relleno formados por unidades tubulares y un pórtico con

muros de relleno formados por unidades tubulares reforzados con una capa a

cada lado de malla electrosoldada y mortero de cemento-arena. El pórtico está

formado por vigas de 20x25 cm y columnas de 20x20 cm, el ancho es de 3.10 m

y la altura libre de cada nivel es de 2.00 m.

3.1. Espécimen PCA02

Este espécimen consiste en un pórtico de concreto armado de dos niveles y un

paño sin muros de relleno como se muestra en la Figura 4.





Figura 4. Espécimen PCA02. Unidades: m

3.2. Espécimen PCA02L2


paño con muros de relleno formado por unidades tubulares (pandereta) como se

muestra en la Figura 5.





Figura 5. Espécimen ACMAC. Unidades: mm

3.3. Espécimen PCAR02L2


paño con muros de relleno formado por unidades tubulares (pandereta), que se

encuentran reforzados por capas de malla electrosoldada y mortero cemento-

arena, como se muestra en la Figura 6.





La técnica de reforzamiento consiste en colocar mallas electrosoldadas por

ambas caras del muro de relleno, para lo cual se hacen perforaciones con taladro

de una profundidad de 10 cm, en la cimentación y en la viga de confinamiento,

en los dos niveles, con la finalidad de colocar bastones de transferencia con

varillas de 3/8” de diámetro de grado 60, sobresaliendo 15 cm, que son ancladas

utilizando una resina epóxica. Asimismo, en el muro se hicieron perforaciones

cada 20 cm. en ambas direcciones a fin de pasar alambre No.16 de lado a lado

y atortolar un panel de malla electrosoldada 10 cm x 10 cm de cocada y 4.2 mm

de diámetro de nombre comercial Q-139, cubriendo la totalidad del muro

incluidos las caras de los elementos en el plano del muro.

Figura 6. Espécimen MARM. Unidades: m

VER DETALLE N°1

VER DETALLE N°1









4. SISTEMA DE MEDICIÓN EN ENSAYOS ESTÁTICOS A ESCALA

NATURAL


La instrumentación consta de 15 canales para la adquisición de los datos. La

Figura 7 muestra la instrumentación del espécimen básico. Los canales CH-00 y

CH-01 corresponden a las celdas de carga de las gatas hidráulicas horizontales

del primer y segundo nivel, respectivamente, y los canales del CH-02 al CH-14.

La ubicación de cada elemento de medición se encuentra detallada en los

Anexos.

Figura 7. Instrumentación del espécimen PCA02. Vista del lado norte






La instrumentación consta de 23 canales para la adquisición de los datos. Los

canales CH-00 y CH-01 corresponden a las celdas de carga de las gatas

hidráulicas horizontales, y los canales del CH-02 al CH-22 corresponden a los

transductores de desplazamiento, como se muestra en la Figura 8. La ubicación

de cada elemento de medición se encuentra detallada en los Anexos.

Figura 8. Instrumentación del espécimen PCA02L2. Vista del lado norte






La instrumentación consta de 23 canales para la adquisición de los datos. Los

canales CH-00 y CH-01 corresponden a las celdas de carga de las gatas

hidráulicas horizontales, y los canales del CH-02 al CH-22 corresponden a los

transductores de desplazamiento, como se muestra en la Figura 9. La ubicación

de cada elemento de medición se encuentra detallada en los Anexos.

Figura 9. Instrumentación del espécimen PCAR02L2. Vista del lado norte





5. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS


Conforme al protocolo de desplazamiento, indicado en la Sección 2.3, se llevó a

cabo el ensayo estático cíclico. La Figura 10 muestra la relación entre la fuerza

cortante en la base y el desplazamiento del nivel superior, mediante la curva de

histéresis, del espécimen PCA02.

Figura 10. Curva histerética del espécimen PCA02

La Figura 11 muestra la relación entre la fuerza cortante de entrepiso y el

desplazamiento relativo, mediante la curva de histéresis, del espécimen PCA02.

Adicionalmente, esta figura presenta la envolvente de la curva de histéresis y los

picos alcanzados durante cada ciclo. En esta figura se observa que la incursión

del primer nivel en el rango inelástico es mucho mayor que la del segundo nivel,

lo que resultó en un mayor daño en el primer nivel, como se muestra en el mapeo





de grietas del espécimen PCA02. Las grietas se hacen visibles a partir de una

distorsión de 1/400 considerando el segundo nivel respecto de la base.

Primer nivel Segundo nivel

Figura 11. Curva histerética en términos de la fuerza cortante de entrepiso y el desplazamiento relativo del espécimen PCA02









histéresis, del espécimen PCA02L2.

Figura 12. Curva histerética del espécimen PCA02L2


desplazamiento relativo, mediante la curva de histéresis, del espécimen

PCA02L2. Adicionalmente, esta figura presenta la envolvente de la curva de

histéresis y los picos alcanzados durante cada ciclo. En esta figura se observa

que la incursión del primer nivel en el rango inelástico es mucho mayor que la

del segundo nivel, lo que resultó en un mayor daño en el primer nivel, como se

muestra en el mapeo de grietas del espécimen PCA02L2. Las grietas se hacen

visibles en el muro de relleno a partir de una distorsión de 1/800 considerando el

segundo nivel respecto de la base.






Figura 13. Curva histerética en términos de la fuerza cortante de entrepiso y el desplazamiento relativo del espécimen PCA02L2









histéresis, del espécimen PCAR02L2.

Figura 14. Curva histerética del espécimen PCAR02L2


desplazamiento relativo, mediante la curva de histéresis, del espécimen

PCAR02L2. Adicionalmente, esta figura presenta la envolvente de la curva de

histéresis y los picos alcanzados durante cada ciclo. En esta figura se observa

que la incursión del primer nivel en el rango inelástico es mucho mayor que la

del segundo nivel, lo que resultó en un mayor daño en el primer nivel, como se

muestra en el mapeo de grietas del espécimen PCA02L2. Las grietas se hacen

visibles en la base de las columnas (flexión) a partir de una distorsión de 1/1100

considerando el segundo nivel respecto de la base.






Figura 15. Curva histerética en términos de la fuerza cortante de entrepiso y el desplazamiento relativo del espécimen PCAR02L2





5.4. Comparación de resultados

La Figura 16 muestra la relación entre la fuerza cortante en la base y el

desplazamiento del nivel superior de los especímenes ensayados.

Figura 16. Comparación de las curvas histeréticas de los especímenes

Conforme al protocolo de desplazamiento, indicado en la Sección 2.3, se aplica

dos veces un una misma distorsión objetivo. El ciclo donde se alcanza por

primera vez el desplazamiento objetivo se denomina primer ciclo (1), mientras

que a su repetición se denomina segundo ciclo (2).

La Figura 17, Figura 18, Figura 19 y Figura 20 muestran la curva de capacidad

en términos de la fuerza cortante y el desplazamiento relativo de entrepiso para

el primer nivel (D1) y para el segundo nivel (D2).





Figura 17. Relación de fuerza cortante y desplazamiento relativo del nivel 1 para la primera aplicación de la distorsión objetivo

Figura 18. Relación de fuerza cortante y desplazamiento relativo del nivel 1 para la segunda aplicación de la distorsión objetivo (repetición)

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-60 -40 -20 0 20 40 60

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)

Desplazamiento relativo (mm)

PCA02-D1 (1)

PCA02L2-D1 (1)

PCAR02L2-D1 (1)

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-60 -40 -20 0 20 40 60

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)


PCA02-D1 (2)

PCA02L2-D1 (2)

PCAR02L2-D1 (2)





Figura 19. Relación de fuerza cortante y desplazamiento relativo del nivel 2 para la primera aplicación de la distorsión objetivo

La Figura 21, Figura 22, Figura 23 y Figura 24 muestran la curva de capacidad

en términos de la fuerza cortante y la distorsión de entrepiso para el primer y

segundo nivel.

Figura 20. Relación de fuerza cortante y desplazamiento relativo del nivel 2 para la segunda aplicación de la distorsión objetivo (repetición)

-150

-100

-50

0

50

100

150

-40 -20 0 20 40

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)


PCA02-D2 (1)

PCA02L2-D2 (1)

PCAR02L2-D2 (1)

-150

-100

-50

0

50

100

150

-40 -20 0 20 40

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)


PCA02-D2 (2)

PCA02L2-D2 (2)

PCAR02L2-D2 (2)





Figura 21. Relación de fuerza cortante y distorsión de entrepiso del nivel 1 para la primera aplicación de la distorsión objetivo

Figura 22. Relación de fuerza cortante y distorsión de entrepiso del nivel 1 para la segunda aplicación de la distorsión objetivo (repetición)

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-0.03 -0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)

Distorsión (rad)

PCA02-D1 (1)

PCA02L2-D1 (1)

PCAR02L2-D1 (1)

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)

Distorsión (rad)

PCA02-D1 (2)

PCA02L2-D1 (2)

PCAR02L2-D1 (2)





Figura 23. Relación de fuerza cortante y distorsión de entrepiso del nivel 2 para la primera aplicación de la distorsión objetivo

Figura 24. Relación de fuerza cortante y distorsión de entrepiso del nivel 2 para la segunda aplicación de la distorsión objetivo (repetición)

-150

-100

-50

0

50

100

150

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)

Distorsión (rad)

PCA02-D2 (1)

PCA02L2-D2 (1)

PCAR02L2-D2 (1)

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

-0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)

Distorsión (rad)

PCA02-D2 (2)

PCA02L2-D2 (2)

PCAR02L2-D2 (2)





6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De lo observado en los ensayos y resultados experimentales se concluye lo

siguiente:

o Se han ensayado tres pórticos de dos niveles: un pórtico sin muros de relleno

(PCA02), un pórtico con muros de relleno formados por unidades tubulares

(PCA02L2) y un pórtico con muros de relleno formados por unidades

tubulares reforzados con una capa a cada lado de malla electrosoldada y

mortero de cemento-arena (PCAR02L2).

o Se observó en los ensayos que la incursión del primer nivel en el rango

inelástico es mucho mayor que la del segundo nivel, lo que resultó en un

mayor daño en el primer nivel.

o En el especimen PCA02, las grietas se hacen visibles a partir de una

distorsión de 1/400 en las bases de las columnas.

o En el especimen PCA02L2, las grietas se inician en 1/1100 en las columnas,

y en 1/800 en el muro de relleno.

o En el especimen PCAR02L2, las grietas se inician en 1/1100 en las columnas,

y en 1/200 en el perímetro del muro de relleno, debido a que no se encuentra

confinado.

o El corte en la base máximo alcanzado en la base para los especimenes

PCA02, PCA02L2 y PCAR02L2 es 73 kN, 175 kN y 243 kN, respectivamente.

o Con el reforzamiento del muro de relleno, se logra un incremento del 39% en

resistencia. Sin embago, la capacidad de deformación no se incrementa

siginifciativamente, debido a que el muro de relleno no está confinado.





7. REFERENCIAS

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[2] ASTM A 615/A 615M Standard Specification for Deformed and Plain Billet-Steel

Bars for Concrete Reinforcement.

[3] ASTM C 216 Standard Specification for Facing Brick (Solid Masonry Units Made

from Clay or Shale).

[4] ASTM C 67 2003 Standard Test Methods for Sampling and Testing Brick and

Structural Clay Tile.

[5] ASTM C 1314 2010 Standard Test Method for Compressive Strength of Masonry

Prisms.

[6] ASTM E 519 2000 Standard Test Method for Diagonal Tension (Shear) in Masonry

Assemblages.

[7] ASTM C 270-12 Standard Specification for Mortar for Unit Masonry.

[8] Aguilar, 2015. Peligro Sísmico para la Costa del Perú. CISMID, Universidad

Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.

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Concrete Building ATC-40. California: Applied Technology Council.

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Management Agency.

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masonry walls – Test review of existing Test data in Peru. Journal of Disaster

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albañilería informal sin reforzar y reforzada. Programa 0068 - reducción de la

vulnerabilidad y atención de emergencias por desastres. Lima-Perú. 2015.

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on Emerging Zones in Lima City. Journal of Disaster ResearchVol.9 No.6, 09.2014.





[16] Medina, G. Estudio del comportamiento experimental a escala natural de muros y

módulo de concreto reforzados con malla electrosoldada – Tesis para Título

Profesional FIC/UNI – Investigación financiada por UNICON -FORSA – PRODAC-

CISMID/FIC/UNI 2004-2005.

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Structural Engineering ASCE / July 2002.

[18] Miranda, E. Approximate lateral deformation demands in multistory buildings.

(1999). Journal of Structural Engineering ASCE. /1999.

[19] NTP 334. 090 2013. Cementos Portland Adicionados. Requisitos.

[20] NTP 341.031:2008 (revisada el 2013). HORMIGÓN (CONCRETO). Barras de

acero al carbono con resaltes y lisas para hormigón (concreto) armado.

Especificaciones

[21] NTP.331.017 2003 UNIDADES DE ALBAÑILERÍA. Ladrillos de arcilla usados en

albañilería. Requisitos

[22] NTP 399.613 2005 UNIDADES DE ALBAÑILERÍA. Métodos de muestreo y ensayo

de ladrillos de arcilla usados en albañilería

[23] NTP 399.605 2013 UNIDADES DE ALBAÑILERÍA. Método de ensayo para la

determinación de la resistencia en compresión de prismas de albañilería.

[24] NTP 399.621 2004 (revisada el 2015) UNIDADES DE ALBAÑILERÍA. Método de

ensayo de compresión diagonal en muretes de albañilería

[25] NTP 399.610:2013 UNIDADES DE ALBAÑILERÍA. Especificación normalizada

para morteros.

[26] NTP 399.610:2013 UNIDADES DE ALBAÑILERÍA. Especificación normalizada

para morteros.

[27] Salinas R. and Lazares F. Seismic Performance of Confined Masonry Buildings

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[28] SENCICO. Norma E-030. “Diseño Sismorresistente. Lima: Ministerio de

Construcción, Vivienda y Saneamiento. Perú, 2016.

[29] SENCICO. Norma E-070. “Albañilería”. Ministerio de Construcción, Vivienda y

Saneamiento. Perú, 2006.

[30] Suarez M., Maruya Y., Zavala C., Diaz M. and Moya C. Fragility Functions for Non-

Engineered Masonry Dwelling in Peru. 16th World Conference on Earthquake

Engineering. N° 4362, Santiago, Chile, 2017.





[31] Sugano S., Saito T., Zavala C. and Cardenas L. Strength and Deformation of

Confined Brick Masonry Walls Subjected to Lateral Forces – Review of Existing

Test Data in Japan and Peru. Journal of Disaster Research Vol.9 No.6, 11.2014.

[32] Tarque N., Candido L., Camata G., Spacone E. Masonry infilled frame structures:

state-of the-Art review of numerical modelling. Earthquake and Srructures Vol 8

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[33] Quiun D., Bartalome A., Torrealva Daniel. Masonry Influence in Seismic

Performance of Buildings – Case Study in Peru. Central Data Catalog. 2008.

[34] Zavala. Seismic Behavior of Two Stories Masonry Building. CISMID Report 2005.

[35] Zavala C.et al. Behavior under lateral load of low concrete strength walls with

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Association – CISMID Report. 1999 – 2000.

[36] Zavala C., Aguilar Z., and Estrada M. Post-Quake Microzoning Study On Pisco

and Tambo De Mora Due To August 15th 2007 Pisco Quake –– Joint Conference

Proceedings 7th International Conference on Urban Earthquake Engineering

(7CUEE) /March 2010.

[37] Zavala C., Diaz F., Cardenas L., Estrada M. and Flores E. Damage Curves for

Non-Engineering Confined Masonry Buildings. 16th World Conference on

Earthquake Engineering. N° 4580, Santiago, Chile, 2017.

[38] Zavala C., Gibu P. Díaz M. y Gruber D. "Factibilidad del Uso de Mallas

Electrosoldadas y Mortero en el Reforzamiento de Viviendas Dañadas por Cargas

Laterales Extremas en una Vivienda de Dos Niveles", XVII Congreso Nacional de

Ingeniería Civil, Chiclayo, Perú, 2009.11.

[39] Zavala C. and Kaminosono T., et al., “Construction Monitoring and Improvement

Techniques for Masonry Housing,” CISMID-IDI Report, 2003.

[40] Zavala C., Lavado L., Taira J., Cardenas L. and Diaz M. Comparison of Behaviors

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Journal of Disaster ResearchVol.9 No.6, 11.2014.

[41] Zavala C. et al. Behavior under lateral load of low concrete strength walls with

electro welded wire mesh reinforcement. – Material Bank of Peru – AGV &

Association – CISMID Report. 1999 – 2000.





ANEXOS





Panel fotográfico

Proceso constructivo de los especímenes

Foto 1. Anclaje de Armadura de Fierro

con epóxico en cimentación Existente

Foto 2. Encofrado de Columnas del

Espécimen

Foto 3. Vaciado de Columnas del

Espécimen

Foto 4. Desencofrado de Columnas

del Espécimen





Foto 5. Encofrado y Vaciado de Viga

1er nivel del espécimen

Foto 6. Armado de Armadura de

Fierro y Encofrado de columna 2do

nivel del espécimen

Foto 7. Encofrado de columnas 2do


Foto 8. Encofrado de Viga 2do nivel

del espécimen





Foto 9. Curado de viga 1er nivel del

espécimen.

Foto 10. Vaciado del concreto en la

viga 2do nivel del espécimen

Foto 11. Desencofrado del 2do nivel del

espécimen

Foto 12. Anclaje de alambre #8

cada 30 cm en espécimen





Foto 13. Asentado de muro de ladrillo

pandereta del 1er nivel del espécimen

Foto 14. Asentado de ladrillos

pandereta de 2da etapa del 1er


Foto 15. Asentado de primera hilada de

ladrillos pandereta del 2do nivel del

espécimen

Foto 16. Asentado de muro de

ladrillo pandereta del 2do nivel del

espécimen





Foto 17. Habilitación de la malla

electrosoldada para espécimen

Foto 18. Anclaje con epoxico para

anclar la malla electrosoldada en

espécimen

Foto 19. Anclado de malla

electrosoldada en espécimen

Foto 20. Perforación para amarre

de malla elctrosoldada en ambas

cargas con cruceta en espécimen





Foto 21. Humedecimiento con lechada

de cemento para el tarrajeo en

espécimen

Foto 22. Pañeteo de Tarrajeo en

espécimen

Foto 25. Muro totalmente pañeteado

de espécimen

Foto 26. Tarrajeo de muro con malla

electrosoldada final





Ensayo del espécimen PCA02

Foto 23. Grietas formadas en la base de la

columna Este del primer nivel a una

distorsión 1/800.

Foto 24. Grietas en los dos encuentros

de columna-viga del primer nivel en la

distorsión de 1/550. Se inicia la

separación entre columna y viga.

Foto 25. Inicio de las grietas por flexión

en las columnas en la cara interior al

pórtico, para una distorsión 1/400.

Foto 26. Mas grietas por flexión en ambas

columnas para una distorsión 1/300.





Foto 27.Grietas de las uniones de

columna-viga y cercanos al nudo para

una distorsión 1/200.

Foto 28.Aparición de grietas de la

columnas para la distorsión 1/200.

Foto 29.Acumulación de grietas en la

columna vista de la de la cara Sur, para


Foto 30. Grieta en la unión columna viga

del pórtico de la cara Sur para una

distorsión 1/150.





Foto 31.Grieta de 0.15mm, vista de la

cara Sur del columna Oeste, para una

distorsión de 1/100.

Foto 32.Grieta horizontales de la zona

superior de la columna Oeste, vista de

la de la cara Este para una distorsión

1/100.

Foto 33. Acumulación de grietas en viga

en vista de la de la cara Sur, para una

distorsión 1/100.

Foto 34.Grieta horizontales por flexión

de la zona inferior de la columna, vista

de la de la cara Este para una distorsión

1/100.





Foto 35.Aparicion de nuevas grietas por

flexión en base de columna para una

distorsión 1/75

Foto 36. Concentración de Grietas en

encuentro viga columna en la vista de la

cara sur para una distorsión 1/75

Foto 37. Grieta de 0.2mm, vista de la

cara Sur del columna Oeste, para una


Foto 38. Vista final del pórtico, para una

distorsión 1/75.





Ensayo del espécimen PCA02L2

Foto 39. Grietas formadas a largo de su

altura de la columna Oeste del primer

nivel a una distorsión 1/1100.

Foto 40. Grietas formadas a largo de su

altura de la columna Este del primer

nivel a una distorsión 1/1100.

Foto 41. Grietas de las uniones de

columna-viga y cercanos para una

distorsión 1/800

Foto 42. Mas grietas en el muro de

albañilería en las primeras hiladas para una

distorsión 1/800.





Foto 43.Grietas formadas en la talón

de las columnas para una distorsión

1/550.

Foto 44.Aparición de grietas diagonales en

el muros para la distorsión 1/550

(Empujando).

Foto 45. Aparición de grietas diagonales

en el muros para la distorsión 1/550

(Jalando).

Foto 46. Grieta de más grietas para una

distorsión 1/400.





Foto 47.Grieta en la unión del primer

piso en columna-viga, para una


Foto 48.Prolongación de grietas en las

columnas y muros para una distorsión

1/300.

Foto 49. Grieta de 3.5mm, vista de la

cara Sur del muro, para una distorsión

de 1/300.

Foto 50. Separación del muro de la

columna de la mitad del muro hacia arriba

en ambas columnas para una distorsión

1/200.





Foto 51. Separación del muro

aproximadamente de 10 mm, para una

distorsión 1/200.

Foto 52. Desprendimiento y

aplastamiento de la unidad de

albañilería de la parte superior de la

diagonal, para una distorsión 1/200.

Foto 53. Aplastamiento total de la

unidad de la albañilería en la esquina

superior de los muros para una

distorsión 1/150.

Foto 54. Separación total del muro y la

columna, para una distorsión 1/100.





Foto 55. Separación de 40 mm de

espesor (máximo desplazamiento

aplicado es de 43 mm), para una

distorsión 1/100.

Foto 56. Formación rotula plástica en la

columna, para una distorsión 1/100.

Foto 57. Vista de la cara Sur de la parte

superior del pórtico para una distorsión

de 1/100.

Foto 58. Vista final del muro y del

pórtico, para una distorsión 1/100.





Ensayo del espécimen PCAR02L2

Foto 59. Inicio del ensayo cara Norte

para una distorsión 1/4200.

Foto 60. Grietas por flexión en la

columna Oeste para una distorsión de

1/1100.

Foto 61. Inicio de las grietas por

flexión en las columnas Este, para


Foto 62. Inicio de la separación del pórtico y

del muro, para una distorsión 1/1100.





Foto 63.Grietas por flexión en las

columnas y separación del muro en

la parte inferior, para una distorsión

1/800.

Foto 64.Separación del muro y la base para la

distorsión 1/800.

Foto 65.Acumulación de grietas en la

parte inferior de la columna vista de la

cara Oeste, para una distorsión 1/550.

Foto 66. Grieta en la unión columna-

viga, fisuras diagonales en distorsión

1/400.





Foto 67.Grietas en parte superior de

columna, vista de la cara Sur del

columna Este, para una distorsión de

1/200.

Foto 68.Inicio de Aplastamiento de

Anclaje de Malla electrosoldada a la viga

en distorsión 1/200

Foto 69. Desprendimiento en zona de

anclajes y fisuras en encuentro viga-

columna para distorcion 1/200.

Foto 70. Separacion 8mm de muro-

columna para distorsión 1/200





Foto 71. Separación 12 mm de muro-

columna para distorsión 1/200 en vista Sur

Este del espécimen

Foto 72. Aplastamiento de muro

contra columna en vista Sur Oeste del

espécimen para distorsión 1/200

Foto 73. Grietas por flexión en base de

columnas vista Norte para distorsión

1/150.

Foto 74. Grietas por flexión en base de

columnas vista Sur para distorsión 1/150.





Foto 75. Falla de anclaje muro-columna

en vista Sur para distorsión 1/150

Foto 76. Inicio de Falla Diagonal en base

de columna vista norte para distorsión

1/100

Foto 77. Inicio de Falla Diagonal en

parte superior de columna vista norte

para distorsión 1/100

Foto 78. Aplastamiento de base de

columna vista Norte para distorsión 1/75





Foto 79. Vista de la situación del anclaje


Foto 80. Aplastamiento del Muro zona

inferior en distorcion 1/75 vista Norte

Foto 81. Aplastamiento de parte

superior de columna en vista Norte


Foto 82. Vista Norte final del Ensayo para

distorsión 1/75





Foto 83. Vista Sur final del Ensayo para

distorsión 1/75





Mapeo de grietas Espécimen PCA02

DISTORSIÓN 1/800





DISTORSIÓN 1/550





DISTORSIÓN 1/400





DISTORSIÓN 1/300





DISTORSIÓN 1/200





DISTORSIÓN 1/150





DISTORSIÓN 1/100





DISTORSIÓN 1/75





Espécimen PCA02L2

DISTORSIÓN 1/1100





DISTORSIÓN 1/800





DISTORSIÓN 1/550





DISTORSIÓN 1/400





DISTORSIÓN 1/300





DISTORSIÓN 1/200





DISTORSIÓN 1/150





DISTORSIÓN 1/100





Espécimen PCAR02L2

DISTORSIÓN 1/1100





DISTORSIÓN 1/800





DISTORSIÓN 1/550





DISTORSIÓN 1/400





DISTORSIÓN 1/300





DISTORSIÓN 1/200





DISTORSIÓN 1/150





DISTORSIÓN 1/100

Documents

PROGRAMA PRESUPUESTA 0068: DESARROLLO DE …