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UNIVERSIDAD ALASPERUANAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍACIVIL

ASIGNATURA: INGENIERIA ANTISISMICA

TEMA: REQUISITOS ESTRUCTURALES MÍNIMOS EN UNAEDIFICACIÓN DE ALBAÑILERÍA CONFINADA

DOCENTE: ING.OSCAR M.CUCHULA Z.

Huancavelica, Mayo 2011


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ANÁLISIS ESTRUCTURAL

SISTEMA DE ALBAÑILERÍACONFINADA:

Para el Análisis Estructural de la Edificación es necesarioconocer conceptos básicos de Albañilería Confinada, así

como los Requisitos del RNE y los Criterios deEstructuración, para poder llegar a un óptimo DiseñoEstructural.

REQUISITOS ESTRUCTURALES MÍNIMOS Previo al análisis estructural es necesario verificar que la

edificación cumpla con algunos requerimientos, tales como ladensidad mínima de muros, el esfuerzo axial máximopermitido y otras características que debe tener unaedificación de albañilería confinada.


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PREDIMENSIONAMIENTO

Requisitos reglamentarios (RNE)

Espesor efectivo “t”:

MURO PORTANTE: El espesor mínimo efectivo será:

Donde “h” es la altura libre entre los elementos de arriostre horizontales o la alturaefectiva de pandeo.

Altura Efectiva. Distancia libre vertical que existe entre elementos horizontales dearriostre. Para los muros que carecen de arriostres en su parte superior, la alturaefectiva se considerará como el doble de su altura real.


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Comentario: Las fórmulas para determinar el espesor efectivo “t”, tienen la

función práctica de permitir la adecuada verticalidad del murodurante su construcción, evitando desplomos, como el

mostrado en la Fig.1. Otro objetivo que se pretende con lasfórmulas es disminuir la congestión de refuerzos que se

produciría en muros muy delgados, en especial en aquellosubicados en las zonas sísmicas 2 y 3.

Garantizando de este modo un adecuado recubrimiento del

refuerzo y la atenuación de la probabilidad de que se formen

cangrejeras en las columnas. En caso la albañilería presenteuna altura libre (“h” en la Fig.2) muy elevada, puede agregarseuna viga solera intermedia para reducir “h”.


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Densidad Mínima de MurosLa estructura del edificio (ver la identificación de los muros en la

Fig.03) debe

cumplir con una mínima cantidad de muros portantes en cadadirección de

análisis.

Donde:

Ap = área de la planta típica : 62.514 m2

N = número de pisos del edificio : 4

L = longitud total del muro confinado (en metros)

t = espesor efectivo del muro : 0.14 m


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¿Cómo saber la cantidad de muros es

suficiente?


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Respuesta: El calculo preliminar que a nivel de anteproyecto o dimensionamiento de la vivienda,

es el denominado, verificación de la densidad de muros. Este procedimiento essumamente simple y consiste en hallar la densidad de muros de cada piso, la cual se

define como la relación del área los muros al área de la planta del piso en estudio. La

relación debe examinarse rigurosamente en las direcciones vertical y horizontal. No

se consideran aquellos muros cuya longitud es menor a 30 cm. El valor resultante

deberá de ser comparado con los valores propuestos por el comité de la norma de

diseño de albañilería que se detallan en la siguiente tabla:

Aquí se muestra la densidad de muros mínima requerida para viviendas,expresada porcentualmente como una función de la zona sísmica y del tipo desuelo de cimentación detallado en la Norma de diseño sismoresistente.


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La fórmula anterior proviene de igualar la fuerza cortante actuante en la base deledificio (V, según la Norma E.030), a la resistencia al corte proporcionada por losmuros orientados en la dirección en análisis (Σ(v L t). Para esto se supuso:

un peso promedio de la planta típica (de área Ap) igual a 800 kg/m2, unaresistencia a fuerza cortante promedio v = 3.7 kg/cm2 (37 000 kg/m2) en laalbañilería; además, se admitió que el período de vibrar de estos edificios rígidos,cae en la zona plana del espectro sísmico, donde C = 2,5, y que el factor dereducción de las fuerzas sísmica (R) era igual a 3, según se indica en la Norma

E.030 para sismos severos que actúan en edificios de albañilería reforzada.Con lo cual:

• Cortante actuante en la base: V = Z U S C P / R = Z U Sx2.5x(800 Ap N) / 3

• Resistencia al corte promedio (en rotura): Σ (v L t) = v Σ (L t) = 37 000 Σ (L t)

• Igualando la resistencia al cortante actuante se obtiene: Σ (L t)/Ap = Z U S N / 56


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EJEMPLO:


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a) Verificación en la dirección vertical en el 1er

piso Cada muro será identificado en base a los ejes

mas cercanos entre los extremos del muro y eleje donde se encuentra el muro. Así tendremos

en cada muro su longitud como la longitud delmuro incluyendo las columnas y el espesorefectivo del muro (descontando el tarrajeo).Sabiendo que el área de cada piso es de 51 m2, se

tabula la siguiente tabla en donde se muestran loscálculos efectuados para hallar la densidad demuros.


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De los cálculos se han encontrado que la densidadde muros de 3.5% es insuficiente en el ejemplo ya

que para la zona 3 con un suelo del Tipo S2, se

requiere una densidad de muros mínima del 4%. Por

esta razón será necesario incrementar la cantidad demuros o reemplazar uno de los muros de

mampostería por un muro de concreto.


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b) Ejemplo de inclusión de muro deconcreto

En nuestro ejemplo consideraremos la ultimaalternativa, reemplazando el muro de cabezaD’E2 por un muro de concreto de las mismasdimensiones. En este caso, debido al uso de otro

material distinto a la mampostería, debemos dehallar la equivalencia del muro de concreto comomuro de albañilería, por ese motivomultiplicamos el espesor del muro de concreto

por la relación Ec/Em (relación entre modulo deelasticidad del concreto a modulo de elasticidadde la albañilería.


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Verificación en la dirección horizontal del 1erpiso

De manera similar a la dirección vertical, los muros son denominados através de los ejes verticales más cercanos y el eje de su plano. Para cadamuro se identifica su longitud como la longitud del muro incluyendo lascolumnas y el espesor efectivo del muro (descontando el tarrajeo). Losresultados para esta dirección son presentados en la siguiente tabla:


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Otro ejemplo:


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Esfuerzo Axial Máximo

El esfuerzo axial máximo ( m σ ) producido por la carga de gravedad

máxima de servicio ( m P ), incluyendo el 100% de sobrecarga, será

inferior a:


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REQUISITOS ADICIONALES PARA ALBAÑILERÍACONFINADA

Se considerará como muro portante confinado a aquel que cumplalas siguientes condiciones:

1. El muro debe encontrarse enmarcado en sus cuatro lados porelementos de concreto armado verticales (columnas) yhorizontales (vigas soleras). Para los muros ubicados en el primer

piso se acepta la cimentación como elemento de confinamientohorizontal.

2. Una longitud mayor o igual a 1,20m para ser considerado comocontribuyente en la resistencia a las fuerzas horizontales.

3. La distancia máxima centro a centro entre columnas deconfinamiento será dos veces la distancia entre los elementoshorizontales de refuerzo y no mayor de 5 metros.


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4. Se utiliza en los elementos de confinamiento concretocon una resistencia f ’c ≥ 17.15 Mpa (175 kg/cm2)

5. Se asume que el paño de albañilería simple no soportaacciones de punzonamiento causadas por cargasconcentradas.

6. El espesor mínimo las vigas soleras será igual alespesor efectivo del muro y su peralte mínimo igual al

espesor de la losa de techo.7. El peralte mínimo de la columna de confinamientoserá 15cm o el espesor efectivo del muro.

8. Cuando se utilice refuerzo horizontal en los murosconfinados, las varillas de refuerzo penetrarán en las

columnas de confinamiento por lo menos 12.50cm yterminarán en gancho a 90°, vertical de 10cm delongitud.


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METRADO DE CARGAS

Para el metrado de cargas se tiene las siguientes consideraciones:

Características Geométricas:- Número de pisos 4- Altura de entrepiso 2.50m- Altura de piso a techo 2.38m

- Peralte de losa maciza 0.12m- Espesor efectivo de muros 0.14m

Pesos Unitarios:- Albañilería sólida 1.80 ton/m3- Albañilería hueca 1.35 ton/m3- Concreto 2.40 ton/m3

Cargas Consideradas:- Piso terminado 100 kg/m2- Sobrecarga piso típico 200 kg/m2- Sobrecarga azotea 100 kg/m2


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