c21 placas

Por: Angel San Bartolomé y Alejandro Muñoz

Website: http://blog.pucp.edu.pe/concretoarmado

Desde el 2001 hasta el 2006, seutilizaba en los muros de todoslos pisos malla electrosoldadaen la zona central y refuerzovertical dúctil en los extremos. Apartir del 2006 se prohibió el usode malla electrosoldada en losprimeros pisos.

Estas mallas tienenductilidad reducidaen comparacióncon las varillasconvencionales.

Puesto que los muros son de 10cm de espesor, sus bordes nopueden confinarse con estribos y tampoco puede colocarsedoble malla, por esa razón a estas edificaciones se les denomina:

SISTEMAS DE DUCTILIDAD LIMITADA

ENCOFRADOS FORSA

Encofrado para Muros Encofrado para Techos

Elementos del encofrado FORSA para muros

Tableros Desmoldante

Tableros coplanaresconectados con pernosranurados ajustadoscon chiletas

Conectores de tableros paralelos (corbatas en la unión de 2 tableros)

corbata

Alineadores ypuntales

Extractor de corbatas

soporte delalineador

Encofrado FORSA para Techo

Las losas y muros sevacían almismo tiempo

Encofrados EFCO para muros

Primero se vacíanlos muros

Encofrado EFCOpara techos En la segunda etapa se vacía el techo

El concreto que se utiliza espremezclado rheoplástico, conslump = 10” y baja relación a/cf´c (mín) = 175 kg/cm2

preparado en Mixer y vaciadocon Bomba

VENTAJAS:•Rapidez constructiva•Economía

DESVENTAJAS:•Poca acústica•Baja termicidad•Fisuras

1) Fisuración porContracción deSecado

•Corrosión del refuerzo a largoplazo si no se sellan las fisurasimpermeabilizándolas

•Plano potencial de falla, cuandoocurran sismos, se pierde “Vc”

Al secar el concreto trata decontraerse, pero, al encontrarserestringido en sus bordes, segeneran tracciones queoriginan fisuras, principalmenteen zonas débiles, por ejemplo,donde existen tuberías. Estasfisuras pueden dar lugar a:

fisurado

0.1 mm

Al disminuir la rigidezlateral, se genera unaredistribución delos esfuerzos sísmicos,variando los resultadosdel análisis elástico.

Los efectos que causa lafisuración por contracciónde secado aún no han sidoanalizados experimentalmente,pero, fisuras finas por flexiónhan generado gran pérdidade rigidez lateral.

sin fisurar

Fisuras por Flexión

CAUSAS QUE INCREMENTAN LA CONTRACCIÓN DE SECADO

•Excesiva cantidad de polvo en los agregados.•Excesiva cantidad de agua o de cemento en la mezcla.•Técnica inadecuada de curado. Antes los encofrados se retirabana los 7 días, ahora se retiran al día siguiente del vaciado y se usancuradores químicos en los muros.

En ciertos casos hapodido observarseque el uso de cementopuzolánico atenúa lafisuración por secado.Esto aún no ha sidoinvestigado en losedificios deductilidad limitada.

En losas no debe usarsecuradores químicos

polvo en exceso

Fibra dePolipropilenoFibermesh

Juntas decontrol

Pero, usualmentesellan las fisuras conpintura polivinílica

fibra metálica

PARA ATENUAR LA CONTRACCIÓNSE PROPONE USAR:

2) Cangrejeras

•Congestión derefuerzo

•Congestión de tuberías

SE PRODUCEN POR:

•Mala compactación del concreto.•Agregado grueso muy grande.•Concreto de poca fluidez.

El concreto rheoplástico debe ser preparadoen mixer, vaciado con bomba y compactadocon vibradora de aguja o golpeando alencofrado externamente.

3) Segregación del concreto en la base de muros

f´c = ???

El concreto queda debilitadoen una zona crítica, sujetaa flexión y cizalle.

•Filtración delechada enencofradosno herméticos

•Altura de vaciadomayor que 1.2m

CAUSAS DE LA SEGREGACIÓN:

Por lo general resananexternamente la zonasegregada empastándola,pero internamentesiguen presentes.

4) Junta de construcción lisa

Estas juntas deberían serrayada, limpias de lechadasy de partículas sueltas.

5) Traslapes a la misma altura

En el primer piso el refuerzo vertical debería ser continuo, porque allí seformará la rótula plástica cuandoocurran terremotos.

Tubería Continua

6) Barras verticales grifadas

Una barra doblada notrabaja hasta que seenderezca

Talónflexocomprimido,

trituracióncorto circuitoincendio

momento flector

Pérdida de secciónbaja resistenciaa flexión, cortey a compresión.

7) Tuberías en Muros

8. Escaso recubrimiento corrosión

suelo

solado

muro

Sin nerviosCon nervios

9. Anclaje

9) Baja densidad de muros en una dirección

Edificio semejante a unladrillo pandereta

10) Emparrillados deTransferencia

cochera

Usualmente se obvian lasaceleraciones verticales enel análisis estructural punzonamiento del techo

OBJETIVOS:

• Estimar el factor de reducción de las fuerzas sísmicas “R”.

· Determinar los niveles de desplazamientos inelásticos quepermitan asegurar un adecuado comportamiento del sistema.

· Analizar la efectividad de las mallas electrosoldadas.

Alejandro Muñoz, Mariela Villa García y Claudia Acuña

10

240

50 200 50

25

35

5 5

44

20

[] 3/8", 10 @ 10, r @ 20

6 f 3/4"

[] 1/4", 4 @ 10, r @ 20

4 f 3/8"

3 φ ½”

Los tres muros tuvieron la misma cuantía de refuerzo vertical yhorizontal (0.0025), asimismo, el refuerzo concentrado en los

extremos fue 3 φ ½ “

3#4

malla elect. Q257(7mm @ 15 cm)

traslape = 50

10

3#4

5 5 5

Placa P1 (usual)

suple enobra real

3#4

#3@25

#3@25

3#4

5 5 5

10

Placa P2(refuerzo dúctil y continuo)

10

3#4

5 5 5

Doble malla electr.Q128 (7mm @ 30)

3 #4

#2, 1 @ 54@ 10, r 20

8mm @30

conectadas conganchos @ 60

50

@60

80

Placa P3

horquilla

ACI:1) Doble malla cuando Vu > Vc2) Confinar cuando σ > 0.2 f´c

P1P2

P3P3

cangrejera sincangrejera

concangrejera

P = 16 ton

σ = 0.04 f´c

Lazos histeréticos conrigidez degradante

La envolvente V-D fue similar, perolas formas de falla fueron distintas:

P1

D = 15 mmDistorsión = 0.006

deslizamiento

P1

D = 20 mmDistorsión = 0.008

malla

deformaciones unitariasverticales

P1

P3 – D = 20 mmcangrejera

falla prematura porflexocompresión

espiga

horquilla

El confinamiento fueefectivo en la esquinasin cangrejera

Las espigas no seactivaron por cizalle

NO SE RECOMIENDA ELUSO DE DOBLE MALLAEN MUROS CON t = 10 cm

P2 - D = 20 mm

cizalle

varillas dobladas

Refuerzo en el eje(P1 y P2) inestabilidad lateral

Chile, 1985

malla

espiga

t

bordes longitudinales triturados

Falla por Deslizamiento

sección nula

segregación

El refuerzo vertical deberíadiseñarse para que absorbala acción simultánea de M y V

10 c

espiga de acero convencional

malla electrosoldada sismo

en zigzag

M

V

CAUSAS DE LA FALLA PORDESLIZAMIENTO

1) Defectos en la Construcción

2) Defectos en el Diseño

P

GEORGINA MADUEÑO y ROLANDO CAVERO

3#4

malla elect. Q257 (7mm @ 15 cm)

10

3#4

5 5 5

Características Comunes de las 3 Placas

cimentación

placa

3#4

malla elect. Q257(7mm @ 15 cm)

traslape = 50

10

3#4

5 5 5

Placa P1 (usual)

juntalisa

3#4

malla elect. Q257(7mm @ 15 cm)

10cm

3#4

5 5 5

50

30

2cm

malla

espiga

10cm

espiga

espigas

Placa P2, junta rayada y espigas enzigzag de acero dúctil (sólo comotraslape del refuerzo vertical de la malla)

P2

3#4

malla elect. Q257(7mm @ 15 cm)

10

3#4

5 5 5

50

30

2

malla

espiga

10

espiga

Placa P3, junta rayada y con el doble deespigas. Las espigas adicionales a las detraslape tuvieron la función de proporcionarresistencia a cizalle.

P3

segregación – ninguna tuvo cangrejera

Ensayo de Carga Lateral Cíclicasin Carga Vertical

P1

P3

P1

P2

Placa P1D = 20 mm

malla cizallada

Placa P2D = 20 mm

espiga doblada

Placa P3D = 20 mm

P3

LVDT

P3D = 25 mmDist.= 0.01

Vc

cizalleen P1

Ref. Horiz.

V

D

ciclo estable en fase 7

Eh

Ee

Ve

Vr

h/200

Ko

energía elástica equivalente

Cálculo de “R = Ve / Vr”

Vr

EhKo

Vr

VeR

2==

VALORES DE DISEÑO

1) Cuando se utilice malla electrosoldada en los traslapes:

R = 3 y Distorsión máxima = 0.005

2) Cuando se utilice espigas dúctiles, diseñadas parasoportar el cizalle:

R = 4 y Deriva máxima = 0.007

En la Norma E.060 del 2006, se especifica usar refuerzodúctil en el tercio inferior de la altura y diseñar con:R = 4, deriva máx. 0.005

PROPUESTA DE DISEÑO(R = 4, Deriva = 0.007)

1) Calcular el refuerzo verticalpara soportar Mu.

2) Trazar el diagrama deinteracción M-P y hallarel momento nominal Mn.

3) Calcular el cortanteasociado al mecanismo defalla por flexión:Vn = Vu (Mn/Mu)

4) Diseñar las espigas parasoportar Vn.

Vn = ρ fy µ t L

ρ = As / (s t) s = As µ fy L / Vs

M

V As

(Mu/φ, Pu/φ)

Pgata

celdaplancha

D1

D2 D3

40 cm 45 cm 40 cm

5 cm

5 cm

55 cm

20 cm

10 cm

Q257

40 cm 45 cm 40 cm

5 cm

5 cm

55 cm

20 cm

10 cm

8mm@16.5 cm

en 2 prismas de 3 bloquesvaciados en diferentes etapas

lisa rayada

M1 M2

D3

D1

B1 B2 B3

Construcción deespecímenes

Ensayo de corte directo

Celda de500 kN

B1B2

M1cizalle

B1

B2

B3

B1B2 B3

M2

Pgata

celdaplancha

D1

D2 D3

D3

D1

(junta rayada)

(junta lisa)

fisura de tracción por flexión

Sin embargo:

Cuando se presenta una falla por flexión,la zona traccionada rayada no aportaresistencia al cizalle.

soleraplaca

cizalle puro

cimentación

placacizalle + tracción por flexión

V

V

(no hubo deslizamiento)

(deslizamiento en P1 y P2)

P1

junta lisa

junta rayada

FERNANDO MADALENGOITIA

70x70 cm

Los objetivos de reemplazar la malla electrosoldada por fibra son:

1) Atenuar los problemas de fisuración por contracción de secado.2) Eliminar el problema de cangrejeras.3) Acelerar el proceso constructivo evitando las partidas de

habilitación e instalación de la malla.

refuerzo en extremosy espigas

Placa

Murete sinrefuerzo

fallaexplosiva

falla local

Emplear refuerzo dúctil(vertical y horizontal) enel tercio inferior

Puede emplearse mallaelectrosoldada en la partecentral del muro

-PROYECTO PRODAC- Nació a raíz de la prohibición de la Norma E.060 de emplear malla electroso. en el tercio inferior de la altura.

Norma E.060:

Se construyeron 4 muros, todos con las mismas dimensiones y3 φ 5/8” en los extremos. Se varió la cuantía de refuerzo central:

ME1: malla Elec. ρ = 0.0025 MD1: malla dúctil ρ = 0.0025

ME2: malla Elec. ρ = 0.005

MD2: malla dúctil ρ = 0.005

Falla Teórica: Flexión

Falla Teórica: Corte

El ensayo fue de carga lateral monotónicamente creciente,no se aplicó carga vertical:

degradaciónde resistenciaen RD1

ME1RD1

ME1 y RD1 con ρ = 0.0025, fallaron por corteambos tuvieron distorsiones > 0.005

La menor resistenciade ME1 se debió ala menor resistenciade las varillaselectrosoldadas

degradaciónde resistenciaen RD2

descarga en ME2

ME2 y RD2 con ρ = 0.005, fallaron por corte-flexión. Ambostuvieron distorsiones > 0.005. En RD2 se trituró el talón.

ME2 RD2

Alabeo en RD2

En conclusión, se solicitó al ComitéTécnico E.060, levantar la prohibición de usar ME en el tercio inferior de la altura.