Reforzamiento de Columnas Cortas

FACULTAD DE ARQUITECTURA - SEMINARIO DE ESTRUCTURAS


TRABAJO ESCALONADO NÚMERO 4

COLEGIO NACIONAL “MAGLORIA PADILLA CAQUI”


METRADO DE LA COBERTURA


ANALISIS DE DESPLAZAMIENTOS

EVALUACIÓN DEL CORTANTE SÍSMICO

Z = 0.3 PUÑOS – HUAMALIES - HUANUCOS = 1.2 SUELO INTERMEDIOC = 2.5 EDIFICIO DE POCOS PISOSU = 1.5 EDIFICIO ESENCIALR = 8 ESTRUCTURA APORTICADA

HALLAMOS CORTANTE SISMICO

Z = 0.3 V = Z.S.C.U.P R V = 0.3x1.2x2.5x1.5xP = 0.17P 8

Ahora hallamos el peso en función del área

Area por piso = 16.3 x 8.85 = 144.255m2

P = 144.255 x 2 x 1ton/m2 = 288.51 m2

V = 0.3x1.2x2.5x1.5xP = 0.17(288.51) 8

V = 49 .0467 …………. 49 ton

CALCULO DE LAS FUERZAS DE INERCIA QUE ACTUAN EN CADA UNO DE LOS TECHOS

NIVEL PESO (ton)

H (m) PESO x H (ton x

m)

% F/NIVEL (ton)

CORTANTE BASAL

2 4.32 6.5 28.08 3% 0.74 24.51 288.51 3.5 1009.785 97% 23.761037.865 100% 24.5

CALCULO DE MOMETOS DE INERCIA

Ic = 40x303 = 90000 cm4

12

Iv = 30x503 = 312500 cm4

12

Kt1=KT2= 312500 = 781.25 900

ENTONCES

∑Kt1 = ∑Kt2 = 4 x 781.25 = 3125 cm3


Kc1= 90000 = 257.15 cm3

350

ENTONCES

∑Kc1 = 5 x 257.15 = 1285.7cm3

Kc2= 90000 =300 cm3

300

ENTONCES

∑Kc2 = 5 x300 =1500cm3

MODULO DE ELASTICIDAD

EC 217.871 kg/cm2

CALCULAMOS LA RIGIDES DFE CADA ENTREPISO

ENTREPISO 1

R1= 48xE = 10433.808 K/cm2 = 20.007kg/cm2 D1 X h1 1.49cm2X350cm

D1 = 4h1 + h1 + h2 = 4 x 350 + 650 ∑Kc1 ∑Kc2 ∑Kc1 1285.7 1500 + 1285.7 12 12

D1 = 1.09 + 0.40 = 1.49 cm2


ENTREPISO 2

R2= 48xE = 10433.808 K/cm2 = 20.751kg/cm2 D1 X h1 1.676cm2X300cm

D2 = 4h2 + 2h1 + h2 +h2 = 4 x 30 + 1000 + 300 ∑Kc2 ∑Kc1 ∑Kt2 1500 1285.7 3125

D1 = 0.8 + 0.78 + 0.096 = 1.676CM cm2

POR TANTO

DESPLAZAMIENTOS

S1 = V1 = 24500 = 1.22 R1 20007

S2 = V2 = 0.740 = 0.0003cm R2 20751


COMPARACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS

SEGUN REGLAMENTO

ENTREPISO 1 d1 = 0.007 x h1d1 = 0.007 x 350 = 2.45cm Desplazamiento Maximo

ENTREPISO 2 d2 = 0.007 x h2d2 = 0.007 x 300 = 2.1cm Desplazamiento Maximo

POR LO TANTO

S1 (1.22cm) < 2.45cm ………….. cumple S2 (0.0003cm) < 2.1 cm ………….. cumple

ENTONCES

- Segun este analisis se concluye que la escuela no sufrira fallo por culmna corta pero si preveera solucionar el golpeteo que puede ocurrir


REFORZAMIENTO DE COLUMNAS CORTAS

Los sismos mencionados causaron daños severos principalmente a los colegios y el ocurrido en Nasca-1996, obligó a modificar la Norma Sísmica E.030. Puesto que en la década del 90 se construyeron muchos colegios en todo el Perú, como una medida preventiva se elaboró en conjunto con SENCICO un proyecto de reforzamiento[13654clicks] que permitió controlar económicamente el problema de "columna corta".

En los colegios de Nasca (1996) se aisló ineficientemente al alféizar de la estructura principal, esta solución fue practicada con mayor

cuidado en el laboratorio de la PUCP (ver el video V5), pero funcionó a medias ya que en ciertos instantes el pórtico impactó con el alféizar por los grandes desplazamientos inelásticos impredecibles que tuvo. Más bien, cuando las columnas cortas fueron ensanchadas (ver el video V6), el sistema se comportó elásticamente para el mismo sismo severo.

La cinta que aparece volando en el video V5 es el tecnopor usado como aislante, y los golpes que se escuchan son productos del impacto pórtico-alféizar.

V5: Alféizar alto aislado. Sismo Severo.


V6: Col. corta reforzada. Pórtico y sismo similar a video V5.

Es interesante indicar que luego de haberse estudiado la interacción tabique-pórtico ante sismos leves, en la tesis de Guillermo Robles se volvió a utilizar el primer piso del módulo aporticado de 2 pisos, removiendo las 5 últimas hiladas del tabique de albañilería hecho con ladrillos pandereta, para de esta manera formar columnas cortas, las cuales fueron reforzadas con ensanches de concreto armado, mientras que el alféizar alto no tuvo solera ni columnetas de amarre.

Posteriormente, el sistema fue sometido a carga lateral monotónicamente creciente, obteniéndose (ver el video V7) primero la falla por tracción diagonal del alféizar y después, en las etapas altas de desplazamiento lateral, la trituración del ladrillo pandereta en contacto con el ensanche, sin que ocurra problemas en las columnas. A partir de ese instante, se perdió la interacción con el alféizar y las columnas se comportaron como columnas largas, disminuyendo sustancialmente la resistencia y rigidez del conjunto.


V7: Ensayo de carga lateral monotónica.

SUPERPOSICIÓN MODALMediante ensayos de simulación sísmica en mesa vibradora de un módulo de tres pisos[6251clicks] a escala reducida 1:3 (video V8), hecho de concreto armado, se evaluaron dos criterios teóricos de superposición modal para determinar en el rango elástico, los deplazamientos laterales y las fuerzas cortantes en las 2 direcciones horizontales. Este módulo estuvo estructurado por placas y columnas en la dirección rígida, y por columnas en la dirección flexible.

V8: Módulo de 3 pisos a escala reducida. Dirección Rígida.


Northridge-USA. 17 de enero de 1994[453clicks].

El terremoto de Kobe, Japón. 17 de junio de 1995[1547clicks].


Terremoto de Izmit, Turquía. 17 de agosto de 1999[582clicks].

Terremoto de Chi-Chi, Taywan. 21 de setiembre de 1999[1119clicks].

El terremoto de Bhuj-India del 21 de enero del 2001[490clicks].

El terremoto de Haití del 12 de enero del 2010[1750clicks].


Terremoto del 27-02-2010 en Chile-Parte 1[3604clicks]. Terremoto del 27-02-2010 en Chile-Parte 2[2570clicks].


ESPACIO LIBREEl documento del lector tendrá un peso menor que 2MB y se publicará sin ningun tipo de edición, por lo que el contenido será de responsabilidad exclusiva del autor o autores. Pueden remitirme su artículo en formato PDF, video en formato MPEG, o álbum de fotografías en formato PDF, al E-mail: [email protected].

a) NORMA E.060, ELABORACIÓN y COMENTARIOS

a1) Principales cambios en la Norma Peruana de Concreto Armado NTE E.060[11409clicks]. Por: Gianfranco Ottazzi Pasino. Profesor Principal de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

a2) Proyecto de Norma E.060 "Concreto Armado"[6203clicks] . Por:

Comité Técnico de la Norma E.060 y la Dirección de Investigación y Normalización de SENCICO.

a3) Proyecto de Norma E.060 "Concreto Armado". Diseño Sismorresistente[4147clicks]. Primera Parte. Por: Alejandro Muñoz. Profesor Principal de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

a4) Propuesta del Factor de Reducción de Fuerza Sísmica[2674clicks] para Sistemas Estructurales en Concreto Armado con Muros Reforzados por Barras Dúctiles y Mallas Electrosoldadas. Por: Adolfo Gálvez Villacorta. Colaboración: Maribel Burgos y Martín Ortiz.

a5) N.T.E. E.060 Concreto Armado. Capítulo 21: Disposiciones especiales para el diseño sísmico[3036clicks]. Por: José Antonio Chávez. Profesor de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

a6) Principales Cambios en la Norma Peruana de Concreto Armado NTE.060. Versión Enero del 2009[2850clicks]. Por: Gianfranco Ottazzi Pasino, Profesor Principal de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

a7) Norma E.060 "Concreto Armado" del 2009[9769clicks]. Versión Oficial. Fuente: página web de SENCICO.

b) TERREMOTOS y SUS EFECTOS

b1) Efectos del sismo del 23 de junio del año 2001[6359clicks] en la zona sur del Perú. Por: Antonio Blanco Blasco. Consejo Nacional


del Colegio de Ingenieros del Perú.

b2) El sismo de Pisco[4947clicks] del 15 de agosto del 2007 y sus enseñanzas. Por: Antonio Blanco Blasco Ingenieros E.I.R.L.

b3) El terremoto del 24 de mayo de 1940[3752clicks], sus efectos y sus enseñanzas. Por: Ricardo Valencia. En homenaje a quién fue uno de los más ilustres profesores de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

b4) Los sismos del sur de Chile en 1960. El maremoto de Valdivia[2972clicks]. Por: Pedro Varela. Universidad Católica del Norte. Antofagasta, Chile. Este sismo es catalogado como el de mayor magnitud en el mundo: 9.5.

b5) Terremoto Centro Sur Chile - 27 de febrero de 2010. Informe Preliminar 3[981clicks]. 5 de marzo de 2010. Red Nacional de Acelerógrafos. Por: R. Boroschek, P. Soto, R. León y D. Comte. Departamento de Ingeniería Civil. Departamento de Geofísica. Universidad de Chile. Contiene información de 7 acelerógrafos ubicados en Santiago, Curicó y Valdivia.

b6) Geo-Engineering Reconnaissance of the February 27, 2010 Maule, Chile Earthquake. April 15, 2010. Report of the National Science Foundation and GEER Team. Editors: Jonathan Bray (University of California, Berkeley) and David Frost (Georgia Institute of Technology).

b7) Preliminary Reconnaissance Report - 12 January 2010 Haiti Earthquake[175clicks]. By: Eduardo Fierro and Cynthia Perry of

BFP Engineers, Inc.

b8) Registros del terremoto del Maule Mw = 8.8, 27 de febrero de 2010[229clicks]. Informe RENADIC 10/05, agosto 2010. Por: R. Boroscheck, P. Sato y R. León. Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Civil. Contiene la información captada por 22 acelerógrafos.

b9) Terremoto del Maule, Chile. 27 de febrero de 2010. Ingeniería Civil. Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica. Pontificia Universidad Católica de Chile. Comprende imágenes de: edificios, puentes, instalaciones industriales, obras portuarias, componentes no estructurales, terreno y fundaciones.

b10) Geological aspects of the M = 8.8 february 27, 2010 Chile Earthquake[534clicks]. By: GEER Team, Jonathan Bray, PhD University of California, Berkeley. El video de esta conferencia puede ser visto en You Tube.

b11) Observaciones relativas al tipo de falla en los muros de concreto de edificios chilenos en el sismo del 27-02-2010[511clicks]. Por: Wilson Silva, Daniel Quiun y Ángel San Bartolomé. Pontificia Universidad Católica del Perú.

c) CONSTRUCCIÓN

c1) Observación al Proyecto de Norma E.060[4793clicks] Concreto Armado. Por: Enrique Pasquel. Director Ejecutivo del Centro de Investigación Tecnológico del Cemento y el Concreto - CITEDEC. Contiene además el artículo "Propuesta de Metodología para


Evaluación de Defectos Superficiales en los Acabados de Muros de Concreto", por: Enrique Pasquel y Cristian Sotomayor (Jefe de Control de Calidad de Unión de Concreteras S.A.).

c2) Construcción de edificios con muros de ductibilidad limitada. Experiencias Los Parques del Agustino[4628clicks]. Por: Arq. Juan Pablo Herrera e Ing. Fernando Llosa. Compañía GyM S.A.

d) ANÁLISIS y DISEÑO ESTRUCTURAL

d1) El análisis no lineal dinámico[5911clicks] y su aplicación en la simulación de respuestas estructurales. Por: Msc. Adolfo Gálvez Villacorta. ADGAVI y Asociados SAC.

d2) Interacción sísmica suelo-estructura[2494clicks] en edificaciones con zapatas aisladas. Premio Nacional ANR 2006. Por: Dr. Genner Villarreal Castro. Profesor Principal de la UPC, USMP, UPAO y UPN.

d3) Interacción sísmica suelo-estructura en edificios altos[1358clicks]. Premio Nacional ANR 2007. Por: Dr. Genner Villarreal Castro. Profesor Principal de la UPC, USMP, UPAO y UPN.

d4) Edificaciones con disipadores de energía[1605clicks]. Premio Nacional ANR 2008. Por: Dr. Genner Villarreal Castro y M.Sc. Ricardo Oviedo Sarmiento.

d5) Análisis de Estructuras con el programa LIRA 9.0[1809clicks]. Por: Dr. Genner Villarreal Castro. Profesor Principal de la UPC, USMP, UPAO y UPN.

d6) Análisis y diseño estructural comparativo entre el sistema de muros de Ductilidad Limitada y Albañilería Confinada [4308clicks] de una vivienda multifamiliar en la ciudad de Trujillo. Por: Luis Zavaleta. Asesor: Dr. Genner Villarreal. Universidad Privada Antenor Orrego. Trujillo.

d7) Predicción del desempeño a cortante de muros de concreto para vivienda[416clicks]. Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica. Por: Julián Carrillo (UMNG, Colombia), Sergio Alcocer (UNAM, México) y Roberto Uribe (CEMEX, México).

d8) Estimación de los periodos naturales de vibración de viviendas de baja altura con muros de concreto[502clicks]. Por: Julián Carrillo.


Revista Ciencia e Ingeniería Neogranadina, UMNG, Colombia.

d9) Algunas aplicaciones de los elementos finitos en el análisis estructural de una ménsula, una zapata sobre pilotes, cascarones y conexiones en concreto[220clicks]. Por: Giovanni González, Diego Velandia y Julián Carrillo. Revista Ciencia e Ingeniería Neogranadina, UMNG, Colombia.

d10) Confiabilidad y optimización para diseño sísmico de edificios considerando la contribución de muros de mampostería[624clicks]. Tesis de doctorado. Por: Roberto Pérez Martínez. Universidad Nacional Autónoma de México.

d11) Recomendaciones para diseño sísmico de muros de concreto para vivienda[54clicks]. Por: Julián Carrillo (UMNG, Colombia & UNAM, México) y Sergio Alcocer (UNAM, México).

e) PROYECTOS EXPERIMENTALES

e1) Ensayos dinámicos de muros de concreto con relación de aspecto igual a 1[264clicks]. Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural. Por: Julián Carrillo (UMNG, Colombia) y Sergio Alcocer (UNAM, México).

e2) Comportamiento dinámico y cuasi-estático de sistemas estructurales de muros de concreto con aberturas[609clicks].

Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica. Por: Julián Carrillo (UMNG, Colombia), Sergio Alcocer (UNAM, México) y Roberto Uribe (CEMEX, México).

e3) Ensayos de muros de concreto con diferente relación de aspecto y bajas cuantías de refuerzo, para uso en vivienda[334clicks]. Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica. Por: Leonardo Flores (CENAPRED, México), Sergio Alcocer (UNAM, México), Julián Carrillo (UMNG, Colombia), Alfredo Sánchez (UNAM, México), Roberto Uribe (CEMEX, México) y Angel Ponce (CEMEX, México).

e4) Incidencia del diámetro de extracción de núcleos de concreto en el análisis de las derivas de estructuras aporticadas[148clicks]. Por: Julián Carrillo, Giovanni González y Mauricio Jiménez. Revista DYNA, UNAL, Colombia.

e5) Evaluación experimental del método de puntales y tensores aplicado a muros de concreto de baja altura[236clicks]. Por: Julián Carrillo y Sergio Alcocer. Revista Ingeniería e Investigación, UNAL, Colombia.

e6) Efectos del protocolo de ensayo sobre la respuesta de muros de concreto con relación de aspecto igual a uno[17clicks]. Por: Julián Carrillo (UMNG, Colombia & UNAM, México) y Sergio Alcocer (UNAM, México).


e7) Estudio experimental de las propiedades a tensión de la malla de alambre soldado disponible en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México[38clicks]. Por: Alejandro Rico (UNAM, México), Julián Carrillo (UMNG, Colombia & UNAM, México) y Sergio Alcocer (UNAM, México).

f) REPARACIÓN y REFORZAMIENTO

f1) Reforzamiento sísmico de edificios de salud y educativos afectados por el terremoto de junio 2001 en el sur del Perú[2315clicks]. Por: Daniel Quiun, Alejandro Muñoz y Marcos Tinman, profesores de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

f2) Reparación de aligerados dañados por corrosión del acero de refuerzo[7590clicks]. Por: Marcos Rider, profesor de la Universidad Nacional Federico Villarreal, Ángel San Bartolomé y Wilson Silva, profesores de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

f3) Ensayos dinámicos de muros de concreto rehabilitados utilizando concreto reforzado con fibras[58clicks]. Por: Omar Ávila (UNAM, México), Julián Carrillo (UMNG, Colombia & UNAM, México) y Sergio Alcocer (UNAM, México).

g) CONFERENCIAS

g1) Evolución del Diseño[8968clicks] en Concreto Armado en el Perú. Por: Antonio Blanco Blasco, Profesor Principal de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

g2) Las estructuras de edificios con más de 100m de altura en el Perú[1470clicks] y algunos casos de otros países. Por: Antonio Blanco Blasco. Ingenieros E.I.R.L.

g3) Tecnologías para la reconstrucción. Sesión 1. Universidad de Talca, Chile, 10 de abril del 2010. Conferencias de los profesores: Patricio Bonelli (Chile), Daniel Torrealva (Perú), Ángel San Bartolomé (Perú) y Rodolfo Saragoni (Chile).

g4) Tecnologías para la reconstrucción. Sesión 2. Universidad de Talca, Chile, 24 de abril del 2010. Conferencias de los profesores: María Moroni (Chile), Ángel San Bartolomé (Perú) y Fernando Yáñez (Chile).

g5) El sismo de Chile del 27 de febrero del 2010 y sus enseñanzas para el diseño estructural[595clicks]. Por: Antonio Blanco y José Antonio Terry. ABB Ingenieros EIRL.

g6) 14 Video Conferencias, sismo de Chile del 27-02-2010. Escuela de Arquitectura de la Universidad de Talca, Chile.

h) NOTICIAS PERIODÍSTICAS


h1) Colapso de un edificio [3182clicks] de 13 pisos cimentado en pilotes en Shanghai-China. Fuentes periodísticas chinas: China Daily, East Day, Sina y Sou Fun.

i) LIBROS DIGITALIZADOS

i1) Análisis Estructural[1468clicks]. Por: Dr. Genner Villarreal Castro. Profesor Principal de la UPC, USMP, UPAO y UPN. Julio del 2009.

i2) Resistencia de Materiales[459clicks]. Por: Dr. Genner Villarreal Castro. Lima, 2010.

i3) Construcciones de Albañilería. Comportamiento Sísmico y Diseño Estructural. Por: Ángel San Bartolomé. Pontificia

Universidad Católica del Perú. Fondo Editorial 1994.

i4) Análisis de Edificios. Por: Ángel San Bartolomé. Pontificia Universidad Católica del Perú. Fondo Editorial 1999.

Muchas gracias por leer este blog. Las consultas y comentarios se harán a través del blog "Investigaciones en Albañilería", si desea ingresar allí presione click en:http://blog.pucp.edu.pe/albanileria

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