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DEL 24 AL 27 DE NOVIEMBRE DE 2015, ACAPULCO, GUERRERO, GRAND HOTEL SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA SÍSMICA A. C. REFORZAMIENTO DE UNA ESTRUCTURA DE MAMPOSTERÍA CONFINADA EN ZONA SÍSMICA Cuauhtémoc Hernández-Sibaja (1) , José Manuel Sánchez Santos (2) , Darío Vasconcelos Martínez (3) , Juan José Cruz Martínez (4) 1 Profesor. Instituto Tecnológico de Oaxaca, Av. Ing. Víctor Bravo A. # 125, Oaxaca, Oax., 60143. [email protected] 2 Profesor. Instituto Tecnológico de Oaxaca, Av. Víctor Bravo A. # 125, Oaxaca, Oax., 60143. [email protected] 3 Ingeniero calculista. Crisantemos 39 Jardines de Sta. Cruz Xoxocotlán, Oaxaca. 71230. [email protected] 4 Alumno de Maestría. Instituto Tecnológico de Oaxaca, Av. V. Bravo A. # 125, Oaxaca, Oax., 60143. [email protected] RESUMEN Debido al comportamiento estructural inapropiado de una casa habitación de dos niveles, de mampostería confinada, ante un sismo de intensidad moderada, se solicitó su evaluación estructural. Ésta constó de las siguientes actividades: análisis, revisión de estados límite de falla, revisión de estados límite de servicio y dictamen técnico de seguridad estructural. Los resultados obtenidos indicaron que la edificación no cumplía con la normatividad, por lo que se propuso y llevó a cabo un reforzamiento; se presenta la respuesta de la estructura reforzada, la verificación de que no rebase ningún estado límite aplicable y el procedimiento constructivo. ABSTRACT The inappropriate structural behavior of a two story housing building of confined masonry under an earthquake of moderate intensity made apparent the need of a structural evaluation which comprehend the following steps: structural analysis, revision of all applicable strength and serviceability limit state and technical assessment of structural reliability. Since the results showed that the building did not achieve the code requirements, a reinforcement was propose and the revision of the reinforced building limit states performed. Reinforcement procedure and data from the analysis and structural revision are presented in this paper. INTRODUCCIÓN En México una gran cantidad de estructuras se construye con muros de mampostería; la mayor parte de la población habita en una vivienda construida de este material, aunque por supuesto este material es utilizado también en estructuras destinadas a otros fines. El bajo costo, la sencillez de los procedimientos constructivos y cuestiones de índole cultural, permiten predecir que su utilización como material de construcción prevalecerá durante mucho tiempo en nuestro país, sobre todo en las regiones de menores recursos. La mampostería es un material de construcción muy antiguo, por lo tanto ha tenido la oportunidad de ser probado ante sismos fuertes; en un principio la mampostería sin reforzar presentó un comportamiento inadecuado, por lo que se inventaron procedimientos de refuerzo que mejoraron sustancialmente el comportamiento de las estructuras de este material. La mampostería confinada consiste en la utilización de elementos verticales (“castillos”), y de elementos horizontales (“cadenas” o “dalas”) que forman un zuncho que mejora la ductilidad de la estructura (Fundación ICA, 2003); la mampostería confinada es muy utilizada en el país y particularmente en el estado de Oaxaca, que es la zona de mayor sismicidad en México. Aun cuando la mampostería es un material tan utilizado en nuestro país, no se le ha dado la importancia que merece, en general en las escuelas no existen cursos dedicados a las estructuras de mampostería, además hay pocos libros sobre ellas; sin embargo, los congresos de las asociaciones técnicas han sido y son foros adecuados por la presentación de trabajos referidos a este tema; Así pues, en este contexto se propone el presente trabajo, que trata del reforzamiento de una estructura ya construida que no cumple con la normatividad.

REFORZAMIENTO DE UNA ESTRUCTURA DE MAMPOSTERÍA …

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DEL 24 AL 27 DE NOVIEMBRE DE 2015, ACAPULCO, GUERRERO, GRAND HOTEL

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA SÍSMICA A. C.

REFORZAMIENTO DE UNA ESTRUCTURA DE MAMPOSTERÍA CONFINADA EN

ZONA SÍSMICA

Cuauhtémoc Hernández-Sibaja (1), José Manuel Sánchez Santos (2), Darío Vasconcelos Martínez (3), Juan

José Cruz Martínez (4)

1 Profesor. Instituto Tecnológico de Oaxaca, Av. Ing. Víctor Bravo A. # 125, Oaxaca, Oax., 60143. [email protected]

2 Profesor. Instituto Tecnológico de Oaxaca, Av. Víctor Bravo A. # 125, Oaxaca, Oax., 60143. [email protected] 3 Ingeniero calculista. Crisantemos 39 Jardines de Sta. Cruz Xoxocotlán, Oaxaca. 71230. [email protected]

4 Alumno de Maestría. Instituto Tecnológico de Oaxaca, Av. V. Bravo A. # 125, Oaxaca, Oax., 60143. [email protected]

RESUMEN

Debido al comportamiento estructural inapropiado de una casa habitación de dos niveles, de mampostería confinada,

ante un sismo de intensidad moderada, se solicitó su evaluación estructural. Ésta constó de las siguientes actividades:

análisis, revisión de estados límite de falla, revisión de estados límite de servicio y dictamen técnico de seguridad

estructural. Los resultados obtenidos indicaron que la edificación no cumplía con la normatividad, por lo que se

propuso y llevó a cabo un reforzamiento; se presenta la respuesta de la estructura reforzada, la verificación de que

no rebase ningún estado límite aplicable y el procedimiento constructivo.

ABSTRACT

The inappropriate structural behavior of a two story housing building of confined masonry under an earthquake of

moderate intensity made apparent the need of a structural evaluation which comprehend the following steps:

structural analysis, revision of all applicable strength and serviceability limit state and technical assessment of

structural reliability. Since the results showed that the building did not achieve the code requirements, a

reinforcement was propose and the revision of the reinforced building limit states performed. Reinforcement

procedure and data from the analysis and structural revision are presented in this paper.

INTRODUCCIÓN

En México una gran cantidad de estructuras se construye con muros de mampostería; la mayor parte de la población

habita en una vivienda construida de este material, aunque por supuesto este material es utilizado también en

estructuras destinadas a otros fines. El bajo costo, la sencillez de los procedimientos constructivos y cuestiones de

índole cultural, permiten predecir que su utilización como material de construcción prevalecerá durante mucho

tiempo en nuestro país, sobre todo en las regiones de menores recursos. La mampostería es un material de

construcción muy antiguo, por lo tanto ha tenido la oportunidad de ser probado ante sismos fuertes; en un principio

la mampostería sin reforzar presentó un comportamiento inadecuado, por lo que se inventaron procedimientos de

refuerzo que mejoraron sustancialmente el comportamiento de las estructuras de este material. La mampostería

confinada consiste en la utilización de elementos verticales (“castillos”), y de elementos horizontales (“cadenas” o

“dalas”) que forman un zuncho que mejora la ductilidad de la estructura (Fundación ICA, 2003); la mampostería

confinada es muy utilizada en el país y particularmente en el estado de Oaxaca, que es la zona de mayor sismicidad

en México. Aun cuando la mampostería es un material tan utilizado en nuestro país, no se le ha dado la importancia

que merece, en general en las escuelas no existen cursos dedicados a las estructuras de mampostería, además hay

pocos libros sobre ellas; sin embargo, los congresos de las asociaciones técnicas han sido y son foros adecuados por

la presentación de trabajos referidos a este tema; Así pues, en este contexto se propone el presente trabajo, que trata

del reforzamiento de una estructura ya construida que no cumple con la normatividad.

XX Mexican Congress of Earthquake Engineering Acapulco, 2015

ANTECEDENTES

Después de un sismo de intensidad moderada se presentaron pequeñas fallas en el piso de la planta alta de una casa

habitación de dos niveles de mampostería confinada, tal como se muestra en la figura 1. Por esta razón, la propietaria

del inmueble ubicado en la Agencia de San Felipe del Agua, Oaxaca de Juárez, Oaxaca; solicitó a una empresa de

Ingeniería Estructural la revisión del proyecto.

Figura 1 Falla observada después de un sismo de intensidad moderada

Información proporcionada

La propietaria proporcionó a la empresa de Ingeniería Estructural la siguiente información:

• Planos del proyecto arquitectónicos.

• Planos del proyecto estructural.

No se dispuso de la memoria de cálculo estructural ni del estudio de mecánica de suelos.

Descripción de la residencia

De acuerdo con los planos arquitectónicos, la residencia es de dos niveles: en la planta baja consta de sala de doble

altura, comedor, cocina, cuartos de lavado y de servicio y 1 ½ baños; en la planta alta existen tres recámaras, cada

una con vestidor y baño, y una sala de TV, como puede verse en la figura 2.

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Figura 2 Plantas arquitectónicas alta y baja

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Como consta en los planos estructurales, el sistema estructural es a base de muros de carga de tabique rojo recocido

confinados con castillos y dalas de concreto reforzado; el sistema de piso es de viguetas prefabricadas apoyadas en

los muros de carga y en algunas trabes, que a su vez se apoyan en los muros; en la losa de la planta alta se desplantan

algunos muros que no bajan hasta la cimentación La cimentación es de zapatas corridas bajo los muros de carga, con

algunas contratrabes y trabes de liga. En la figura 3 se muestran algunos detalles estructurales del proyecto.

Figura 3 Detalles estructurales del proyecto

NORMATIVIDAD APLICADA

La revisión del proyecto estructural de la residencia se hizo con apego a la siguiente normatividad:

• Reglamento de Construcción y Seguridad Estructural del estado de Oaxaca (RCOAX) publicado en el Periódico

Oficial del Gobierno Constitucional del Estado Libre y Soberano de Oaxaca el 18 de febrero de 1998. De acuerdo

con el Artículo 198 del RCOAX, son de aplicación las siguientes Normas Técnicas Complementarias

correspondientes al Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (RCDF):

• Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo (NTC SIS),

• Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto (NTC CON),

• Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería (NTC MAMP);

• Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones (NTC CIM);

EVALUACIÓN ESTRUCTURAL

Las actividades desarrolladas para la revisión se describen a continuación.

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Análisis estructural

El análisis de la estructura se hizo ante las condiciones y combinaciones de cargas que especifica el RCOAX: cargas

permanentes (peso propio y acabados), cargas variables (carga viva y temperatura), y cargas accidentales (sismo o

viento). Este análisis se hizo con el programa de computadora ETABS, con un modelo tridimensional. En las figuras

4 y 5 se muestra el modelo estructural analizado.

Figura 4 Modelo estructural analizado, vista frontal

Figura 5 Modelo estructural analizado, vista posterior

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Las cargas muertas y vivas se tomaron del RCOAX, de acuerdo con las especificadas en el proyecto estructural y la

observación directa de la obra. En la figura 6 se muestran las tablas que contienen esta información.

Figura 6 Tablas de la información requerida en el análisis

De acuerdo con el ARTÍCULO 236° del RCOAX los coeficientes sísmicos correspondientes a la zona C, que es

donde se encuentra el municipio, son los siguientes. Para los tipos de suelo I, II y III los coeficiente sísmicos

correspondientes son 0.36, 0.64 y 64. Se eligió el coeficiente sísmico correspondiente al tipo de suelo I esto es 0.36;

debido a que se han realizado varios estudios por la zona encontrando siempre este tipo de suelo, además al realizar

las calas se observó que a 0.5 m de profundidad prácticamente todo el suelo de cimentación es roca.

Factores de carga

En el Art. 223 del RCOAX se indican los valores para los factores de carga, que son:

Para la combinación de carga muerta más carga viva máxima (CMCVMAX), para revisión por acción gravitacional,

1.4. Para la combinación de carga muerta más carga viva instantánea (CMCVINST), para revisión por acción

sísmica, 1.1.

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Análisis sísmico

El análisis sísmico de la estructura se hizo de acuerdo con las NTC SIS; en la figura 7 se analizan las condiciones de

regularidad de acuerdo a dichas normas.

Figura 7 Análisis de las condiciones de regularidad

Revisión de estados límite de falla

La revisión de los estados límite de falla de los elementos estructurales de la superestructura y la cimentación se hizo

ante los elementos mecánicos obtenidos del análisis descrito en el inciso anterior, con las combinaciones de cargas

especificadas en el RCOAX, y de acuerdo con las NTC MAMP las NTC CON y las NTC CIM.

La revisión de los estados límite de falla de la mampostería se hizo de acuerdo con las expresiones contenidas en las

NTC MAMP. Se realizaron las siguientes revisiones: revisión por resistencia a compresión, revisión por

flexocompresión en el plano de los muros, revisión por cortante de los muros.

La revisión de los estados límite de falla de los elementos estructurales de concreto se hizo de acuerdo con las

expresiones contenidas en las NTC CON. Se realizaron las siguientes revisiones: de los estados límite por flexión y

por cortante de los elementos estructurales de concreto. La revisión de los estados límite de estados límite de servicio

de trabes de concreto se hizo de acuerdo con las expresiones contenidas en las NTC CON.

La revisión de los estados límite de falla en cimentación se hizo de acuerdo con las expresiones contenidas en las

NTC CIM.

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En la figura 8 se muestra la localización de muros de planta baja, en las figuras 9 y 10 se muestran los resultados de

la revisión de fuerza cortante resistente y la revisión por flexocompresión.

Figura 8 Localización de muros de planta baja

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Figura 9 Tabla de la revisión de fuerza cortante resistente en planta baja

Figura 10 Tabla de la revisión por flexocompresión en planta baja

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En la figura 11 se muestra la localización de muros de planta alta, en las figuras 12 y 13 se muestran los resultados

de la revisión de fuerza cortante resistente y la revisión por flexocompresión.

Figura 11 Localización de muros de planta alta

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Figura 12 Tabla de la revisión de fuerza cortante resistente en planta alta

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Figura 13 Tabla de la revisión por flexocompresión en planta alta

Conclusiones

Con base en lo descrito anteriormente, es posible hacer las siguientes conclusiones.

Prácticamente todos los muros de la estructura en la planta baja y en la dirección x, no cumplen los requisitos

mínimos de seguridad del RCOAX, tanto por fuerza cortante como por flexocompresión.

La trabe de concreto del eje 8 del nivel 1 (entre los ejes D y F) no cumple por flexión de acuerdo con el RCOAX.

PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL

Muro de concreto adicional

Se propuso un muro de concreto de 20 cm de espesor y concreto de f’c=300 kg/cm2, en el eje 9’ del eje D al F. El

modelo se modificó y se realizó el análisis estructural descrito en el inciso 2.2, con las combinaciones de cargas

especificadas en el RCOAX, y de acuerdo con lo establecido en el inciso 6.5.2 “Muros sujetos a fuerzas horizontales

en su plano”, de las NTC CON. Se diseñó la zapata de este muro para transmitir al suelo los esfuerzos producidos

por las cargas gravitacionales y de sismo. Este muro deberá ligarse adecuadamente a la estructura existente.

Reforzamiento de la trabe del eje 8 del nivel 1

La trabe de concreto del eje 8 del nivel 1 (entre los ejes D y F) requiere refuerzo solamente por flexión. Este refuerzo

se diseñó con base en el Informe de Investigación No. 312. “Vigas de concreto reforzadas con placas exteriores”.

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En las figuras 14 y 15 se muestran la planta y el corte del muro de concreto adicional en planta baja.

Figura 14 Planta del muro de refuerzo

Figura 15 Corte del muro de refuerzo

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En la figura 16 se muestra la localización del muro de concreto adicional en planta baja, en las figuras 17 y 18 se

muestran los resultados de la revisión de fuerza cortante resistente y la revisión por flexocompresión.

Figura 16 Localización del muro de concreto adicional en planta baja

MURO DE CONCRETO

Y1

L=

22.2

6

X:0

.08

Y:1

3.50

X10 L= 1.68

X:1.88 Y:21.90

X9 L= 1.68

X:1.88 Y:20.06

Y3

L=

2.00

X:2

.65

Y:2

0.98

Y2

L=

2.60

X:1

.91

Y:1

8.83

Y6

L=

6.75

X:3

.67

Y:2

0.90

X6 L= 1.49

X:1.79 Y:17.60

X7 L= 2.32

X:5.82 Y:17.60

X5 L= 0.96

X:3.34 Y:14.96

X4 L= 0.89

X:0.44 Y:14.96

Y5

L=

3.77

X:3

.67

Y:1

3.15

X8 L= 0.73

X:5.03 Y:18.85

Y8

L=

2.60

X:5

.31

Y:1

8.83

X2 L= 0.94

X:0.47 Y:5.64

X3 L= 0.87

X:3.39 Y:5.64

Y4

L=

1.41

X:3

.67

Y:5

.25

Y7

L=

3.81

X:5

.21

Y:4

.78

X1 L= 1.49

X:5.86 Y:2.95

Y9

L=

19.9

2

X:9

.82

Y:1

2.68

FEDCBA

2' 2'

1' 1'

6 6

4 4

33

2 2

13 13

1616

1414

1212

1010

99

8 877

2'

1'

6

4

3

2

13

16

14

12

10

9

87

FEDCBA

5 55

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Figura 17 Tabla de la revisión de fuerza cortante resistente en planta baja

Figura 18 Tabla de la revisión por flexocompresión en planta baja

REVISIÓN DE MUROS DE PLANTA BAJA

REVISION DE FUERZA CORTANTE RESISTENTE. Muros confinados, mortero tipo III.

Vmr = Fr(0.5V*mAt+0.3P) Vmr+Vsr

:1.0

Muro L, m Fr e, cm At,cm2 P(t) Vr,t Vu Vu/Vr CONCLUSION

1x 1.49 3.00 0.70 14 2,086 27.65 8.00 2.72 0.34 CUMPLE

2x 0.94 3.00 0.70 14 1,316 2.93 2.00 0.41 0.21 CUMPLE

3x 0.87 3.00 0.70 14 1,218 12.67 3.94 0.64 0.16 CUMPLE

4x 0.89 3.00 0.70 14 1,246 9.04 3.21 0.60 0.19 CUMPLE

5x 0.96 3.00 0.70 14 1,344 8.71 3.24 1.12 0.34 CUMPLE

6x 1.49 3.00 0.70 14 2,086 7.44 3.75 1.16 0.31 CUMPLE

7x 2.32 3.00 0.70 14 3,248 23.44 8.33 5.23 0.63 CUMPLE

8x 0.73 3.00 0.70 14 1,022 5.39 2.21 0.35 0.16 CUMPLE

9x 1.68 3.00 0.70 14 2,352 8.40 4.23 1.94 0.46 CUMPLE

10x 1.68 3.00 0.70 14 2,352 5.91 3.71 3.05 0.82 CUMPLE

1y 22.26 3.00 0.70 14 31,164 113.89 56.64 56.00 0.99 CUMPLE

2y 2.60 3.00 0.70 14 3,640 10.68 6.06 1.85 0.30 CUMPLE

3y 2.00 3.00 0.70 14 2,800 6.60 4.33 1.36 0.32 CUMPLE

4y 1.41 3.00 0.70 28 3,948 14.07 7.10 2.26 0.32 CUMPLE

5y 3.77 3.00 0.70 28 10,556 45.25 20.59 6.18 0.30 CUMPLE

6y 6.75 3.00 0.70 14 9,450 36.26 17.54 5.38 0.31 CUMPLE

7y 3.81 3.00 0.70 14 5,334 41.61 14.34 3.93 0.27 CUMPLE

8y 2.60 3.00 0.70 14 3,640 24.74 9.02 2.81 0.31 CUMPLE

9y 19.92 3.00 0.70 14 27,888 92.91 48.79 26.45 0.54 CUMPLE

SUMA 78.17

v*m,

kg/cm2

REVISION POR FLEXOCOMPRESION

Momento resistente a flexión simple Mo=FrAsFyd' para Pu<=Pr/3 (Fr=0.8)Si Pu>Pr/3, Mr=(1.5FrMo+0.15Prd)(1-Pu/Pr)

Momento resistente a flexocompresión Mr=Mo+0.30Pud para Pu<=Pr/3

MURO L,m Fr Armado As, cm2 Mo, tm Pu Mr,tm Mu, tm Mu / Mr CONCLUSION

1x 1.49 0.6 C3 (4#4) 5.08 4,200 17.15 30.42 14.56 14.50 1.00 CUMPLE

2x 0.94 0.8 K1 (4#3) 2.84 4,200 7.54 3.22 8.33 1.53 0.18 CUMPLE

3x 0.87 0.6 C1 (8#4) 10.16 4,200 18.43 13.94 7.45 3.95 0.53 CUMPLE

4x 0.89 0.6 C3 (4#4) 5.08 4,200 9.47 9.94 2.94 2.91 0.99 CUMPLE

5x 0.96 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 5.80 9.58 1.96 1.21 0.62 CUMPLE

6x 1.49 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 9.59 8.18 10.03 2.33 0.23 CUMPLE

7x 2.32 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 15.53 25.78 8.30 7.80 0.94 CUMPLE

8x 0.73 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 4.15 5.93 3.68 1.78 0.48 CUMPLE

9x 1.68 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 10.95 9.24 11.08 6.54 0.59 CUMPLE

10x 1.68 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 10.95 6.50 13.90 7.13 0.51 CUMPLE

1y 22.26 0.48 C2 (4#6+4#4) 16.48 4,200 734.58 125.28 776.79 517.78 0.67 CUMPLE

2y 2.60 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 17.53 11.75 15.68 4.18 0.27 CUMPLE

3y 2.00 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 13.24 7.26 15.13 1.47 0.10 CUMPLE

4y 1.41 0.6 C1 (8#4) 10.16 4,200 32.26 15.48 37.58 3.87 0.10 CUMPLE

5y 3.77 0.6 C1 (8#4) 10.16 4,200 92.68 49.78 52.86 18.56 0.35 CUMPLE

6y 6.75 0.6 C3 (4#4) 5.08 4,200 84.49 39.89 113.57 39.27 0.35 CUMPLE

7y 3.81 0.6 C2 (4#6+4#4) 16.48 4,200 152.00 45.77 43.75 27.60 0.63 CUMPLE

8y 2.60 0.6 K1 (4#3) 2.84 4,200 17.53 27.21 19.32 10.12 0.52 CUMPLE

9y 19.92 0.6 C2 (4#6+4#4) 16.48 4,200 821.04 102.20 838.83 145.73 0.17 CUMPLE

SUMA 78.17

Fy,

kg/cm2

XX Mexican Congress of Earthquake Engineering Acapulco, 2015

En la revisión de la planta alta se encontró que todos los muros cumplen para todas las acciones revisadas.

En la figura 19 se muestra el diseño del muro de concreto reforzado.

Figura 19 Diseño del muro de concreto reforzado

En la figura 20 se muestra el diseño del refuerzo de la viga de concreto reforzado.

Figura 20 Diseño del refuerzo de la viga de concreto reforzado

Espesor mínimo Momento resistente

Si Pu<=0.3f'c tL, L/t < 70 Si Pu<=0.3Frf´ctL, y As/td<=0.008, entonces Mr=FrAsfyZ

Si Pu>0.3f'c tL, L/t < 40 Si 0.5<H/L<1.0 entonces Z=0.4(1+H/L)L

Si H/L<=0.5, Z=1.2H Si H/L >= 1.0, Z=0.8L

Fr =0.9 para flexión (Por 0.8 si toma más del 33% del sismo)

SOTANO <1.0 <70 Z=0.4(1+H/L)L

Muro L H t f´c 0.3f´ctL w Pest Psismo Pu Pu/ L/t As máx= H/L ó L

no. m m cm kg/cm2 t t/m t t t 0.3f´ctL 0.008t*0.8L Z =0.8L, m m

MC 4.70 3.00 20 300 846.00 4.4 20.47 14.20 38.1 0.05 24 60.2 0.64 3.08 4.70

Fr=0.9 :1.0 Fr = 0.8 :1.0

Muro As mín.= As As Fy Fr Mr= Mu Mu/Mr H/L L B= Espesor Pr= Psismo Pu Pu/Pr

no. vars cm2 FrAsfyZ ton/m m cm cm Fr(Agf*c+Asfy) t t

MC 0.00 10#5 19.80 4200 0.72 147.53 139.43 0.95 0.64 4.70 87.50 20 45.00 164 29.96 55.5 0.34

Long

cab

secc 2.2

(1.5Mag,

(0.25-

0.1H/L)

REVISIÓN POR CORTANTE

Cortante resistente Refuerzo horizontal Refuerzo vertical

Vcr = 0.85 Fr Fc*^0.5 t L ph = Vu - Vcr / FrFy d t, mín 0.0025 pv = 0.0025 + 0.5 (2.5-H/L)(ph-0.0025), mín 0.0025

Vu máx= 2Fr L t Fc*^0.5 Ash= ph Sh t (en 2 capas) Asv= pv Sv t (en 2 capas)

:1.0 #4 @ 35 :1.00

Muro Vu L t Fr Vu máx p(%) Vcr Vu/Vcr FY Avm Sm pm Vsr ph pv sh sv

no. t m cm t t cm² cm t

MC 44.73 4.70 20 0.64 208.40 0.21 0.2633 79.22 0.56 4200 2.5400 50.0 ##### 35.94 0.39 0.0025 ##### 35 35

Vu /

(Vcr+Vu/Vumáx

A-42 A-36 concreto

Fy= 4200 Fy= 2530 fc= 200 kg/cm2

E= 2,000,000.00 E= 2,000,000.00 f*c= 160 kg/cm2

ey= 0.002100 ey= 0.001265 f''c= 136 kg/cm2

ecu= 0.003

Deformaciones

bt= 20 ec= 0.0006

d1= 26

c= 20

H= 62.9525 h= 62 d2= 42

d3= 58

As3= 3.81

t= 0.953

Asp= 17.145 cm2 ey= 0.0013

bp= 18

19.5

L 30 cm2

Ase= 14.13782 cm2 superficie de anclaje

de= 61.61785 cm Asp*fyp 43376.85 kg

qe= 0.255943 aderencia 10 kg/cm2

Mn= 31.90575 tm fuerza q trasmite 5400 kg

Mr= 28.71517 fuerza q tomaran los anclajes laterales 37976.85 kg

Area necesaria de los anclajes laterales 2109.825 cm2

Mu= 28.73 tm Vs 40 kg/cm2

Mu/Mr= 1.000516 area de traslape entre los anclajes y la placa de refuerzo exterior 52.74563 cm2

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SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA SÍSMICA A. C.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA PEGAR LA PLACA DE REFUERZO

1. Retirar el recubrimiento de la trabe hasta descubrir el acero existente sin dañarlo, como se muestra en la

figura 21.

Figura 21 Retiro del recubrimiento de la trabe de concreto reforzado

2. Eliminar el polvo y lavar con ácido muriático diluido al 10%.

3. Frotar vigorosamente con una brocha para quitar toda partícula parcialmente suelta.

4. Quitar con esmeril la película superficial de óxido en el acero existente de la trabe.

XX Mexican Congress of Earthquake Engineering Acapulco, 2015

5. Cincelar la placa de refuerzo para tener una superficie irregular, como se muestra en la figura 22.

Figura 22 Cincelando la placa de refuerzo para tener una superficie irregular

6. Frotar vigorosamente con acetona para limpiar la superficie de pegado.

8. Quitar con cepillo de alambre los residuos.

7. Colocar sobre la superficie de concreto y sobre la superficie del acero existente la resina epóxica dosificada

según el proveedor (Fester es recomendable), llenando las irregularidades producidas por el picado, cubriendo la

superficie con una capa de espesor recomendada por el proveedor, como se muestra en la figura 23.

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Figura 23 Colocación de la resina epóxica sobre la placa de acero

8. Colocar la placa presionándola fuertemente contra la trabe, dando ligeros movimiento en el plano de pegado

hasta que escurra la resina por los bordes de la placa, como se muestra en la figura 24.

Figura 24 Colocación de la placa sobre la trabe de concreto

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9. Colocar el apuntalamiento necesario para mantener una presión uniforme hasta que endurezca la resina, de

acuerdo con la ficha técnica del proveedor (como mínimo del orden de 6 días), como se muestra en la figura 25.

Figura 25 Apuntalamiento de la placa de acero sobre la trabe de concreto

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA ELABORAR EL MURO DE REFUERZO

1. Se procedió a la demolición de acuerdo al plano correspondiente, en las figuras 26 y 27 se muestran la

planta y el corte de demolición.

2. El tratamiento que se les dará a las juntas de colado es el siguiente:

2.1. Demolición de los elementos indicados en planos.

2.2. Dejar una superficie muy rugosa, totalmente limpia y sin grasa.

2.3. 24 horas antes del colado saturar la superficie y humedecer cada dos horas.

2.4. Utilizar un aditivo como adhecon o similar.

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Figura 26 Planta de demolición de las zapatas y muros existentes

Figura 27 Corte de demolición de las zapatas y muros existentes

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3. Colar la plantilla, la zapata y la contratrabe de acuerdo a los planos correspondientes y al programa de

etapas de colado, que se muestra en la figura 28 y 29, es importante en esta etapa dejar las preparaciones para el

muro y los “cabezales” del mismo.

Figura 28 Armado de zapatas y contratrabes

Figura 29 Etapas de colado

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4. Colar la parte restante del muro de refuerzo de acuerdo a los planos correspondientes y al programa de

etapas de colado.

Anexo fotográfico del procedimiento constructivo para elaborar el muro de refuerzo

Figura 30 Segunda etapa de colado “cabezal derecho”

Figura 31 Segunda etapa de colado vista frontal

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Figura 32 Detalle del “cabezal izquierdo”

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CONCLUSIONES

En general y en este caso en particular es evidente, las casas habitación de muros de mampostería presentan muy

poca resistencia en una dirección.

Esta deficiencia se debe en primer lugar a que los predios tienen un frente del orden de ½ a ¼ del fondo, las ventanas

que son absolutamente necesarias por requisitos normativos de iluminación y ventilación, se colocan usualmente en

los muros en la dirección del frente.

En segunda instancia se debe a que en general existe la creencia arraigada en muchos profesionales de la

construcción que las estructuras de 1 y 2 niveles no necesitan un diseño estructural específico y basta con cumplir

con los requisitos mínimos que marcan las normas.

Es necesario que todas las estructuras cumplan con la normatividad vigente, sobre todo en las zonas sísmicas; aun

cuando la estructura ya esté construida es imperante realizar refuerzos como el mostrado en este trabajo para

garantizar la seguridad de los usuarios.

Se espera que este refuerzo cumpla con su cometido; dada la alta sismicidad de la región, la estructura reforzada

estará a prueba en un laboratorio a escala natural. Además, se espera que este trabajo sirva como modelo e

inspiración para casos similares, sobre todo en zonas sísmicas.

REFERENCIAS

Fundación ICA, A.C. (2003), “Edificaciones de mampostería para vivienda”, Ed. Fundación ICA, A. C., 3ª ed.,

México, pp. 578.

Gobierno del Distrito Federal. (2004a), “Normas técnicas complementarias para diseño por sismo”, Gaceta

Oficial del Gobierno del Distrito Federal, octubre, México D.F., pp. 23.

Gobierno del Distrito Federal. (2004b), “Normas técnicas complementarias para diseño y construcción de

cimentaciones”, Gaceta Oficial del Gobierno del Distrito Federal, octubre, México D.F., pp. 38.

Gobierno del Distrito Federal. (2004c), “Normas técnicas complementarias para diseño y construcción de

estructuras de concreto”, Gaceta Oficial del Gobierno del Distrito Federal, octubre, México D.F., pp. 106.

Gobierno del Distrito Federal. (2004d), “Normas técnicas complementarias para diseño y construcción de

estructuras de mampostería”, Gaceta Oficial del Gobierno del Distrito Federal, octubre, México D.F., pp. 49.

Gobierno del Estado de Oaxaca (1998), “Reglamento de Construcción y Seguridad Estructural para el Estado

de Oaxaca”, Periódico Oficial del Gobierno del Estado de Oaxaca, febrero, Oaxaca de Juárez, Oax., pp. 95.

Hernández, B.O. y Meli, P.R. (1973), “Vigas de concreto reforzadas con placas exteriores”. Informe de

Investigación No. 312, Instituto de Ingeniería de la UNAM, Mexico D.F., pp. 21.