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Experiencias con el uso de mampostería postensada con elementos no adheridos
Ricardo León Bonett Díaz, Ph.D.Profesor Titular
Universidad de Medellín
John Mario García, MSc.Estudiante de DoctoradoUniversidad de Medellín
Hector Urrego, MSc.Estudiante de DoctoradoUniversidad de Medellín
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Bogotá, 27 de octubre de 2014
Agradecimientos Universidad de Medellín
Area Ingenieros Consultores Ltda.
Porticos S.A
Prefabricados Adoquin Ar
Alcaldía de Medellín
Banco Santander
Corporación Tecnnova
Centro de Ciencia y Tecnología de Antioquia
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Minneapolis, June 5-8, 2011
Contenido Introducción
Bogotá, 27 de octubre de 2014
Discusión y conclusiones
Experiencias en el desempeño del sistema
El Sistema Estructural
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Introducción
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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¿Por qué pensar en mampostería postensada?
Considerando que:
Los muros con un nivel bajo de carga axialpresentan un desempeño deficiente y una bajaresistencia en el estado límite de servicio
La mampostería: alta resistencia a lacompresión pero baja resistencia a la tracción.
La dificultad para ejercer un buen control decalidad: plano de debilidad que generan lasjuntas horizontales.
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Mampostería postensada
Se eliminar el uso del mortero, minimizando laspérdidas y reduciendo los tiempos deconstrucción y entrega de obra.
El uso de un sistema de mamposteríapostensada con cables o barras de acero de altaresistencia no adheridos.
La ductilidad del sistema está garantizada conel diseño de un bloque especial que permitemantener fija la distancia del cable a losextremos.
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Historia de la Mampostería Postensada
Túnel bajo rio Támesis Inglaterra 1825.
Caissons: 15m de diámetro
Altura: 21m de altura
Espesor de muros: 0.75m
Barras de 25 mm de diámetro
John F. Samuely precursor del sistema en el mundoReino Unido, década 1950.
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Principales Aplicaciones
Silios (1952 y 1965)
Díametro: entre 3.6m y 9.1mAlturas: entre 16.2m y 28.3m
Dublín (Irlanda)
Puentes vehiculares
Carolina del Norte (1964)
• Número de luces = 3 • Capacidad = 36 ton. • La longitud total = 15.8m• Ancho de tablero = 7.7m
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Principales Aplicaciones
Tanques de almacenamiento de agua
Reforzamiento de estructuras antiguas
Sidney (1990)
Santa Cruz – USA (1992)Estación de bomberos
Inglaterra (1985)
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Minneapolis, June 5-8, 2011
Introducción
Resistencia
Durabilidad
No se presentanfallas frágiles
Facilidad para Las conexiones
MamposteríaPostensada
Buen desempeño
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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El sistema Estructural
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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El Sistema Propuesto
Bloques de concreto aligerados
Cables de acero de alta resistencia
Sistema de anclaje
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Características constructivas…
Elimina el uso de mortero de pega (juntas)
Utiliza cables no adheridos
No utiliza refuerzo convencional.
Se reduce el tiempo de construcción y se minimiza la pérdida de materiales
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Vigas
Losas en dos direcciones
Minneapolis, June 5-8, 2011
Evaluación Experimental
Ensayos a escala real
Modelo tridimensional Muros
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Evaluación Experimental
Los Materiales
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Modelo analíticoCurva Tensión-deformación
Bloque de Concreto
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Eva
luac
ión
Exp
erim
enta
lVigasVariables:
• Excentricidad
• Resistencia del bloque
• Tensión efectiva
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Vigas
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Influencia de la resistencia del bloque Influencia de la excentricidad
Influencia de la Tensión efectiva
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Strand
Edge beam
Anchor
Anchor
StrandBlock
3.700.65 0.60 0.60 0.60 0.60 0.65
3.70
0.45
0.80
0.60
0.60
0.80
0.45
Deviator Block
Strand
Edge beamAnchor
StrandBlock
3.700.65 0.60 0.60 0.60 0.60 0.65
3.70
0.45
0.80
0.60
0.60
0.80
0.45
Anchor
Deviator Block
S1
S2
Losas en dos direccionesLosa cuadrada - L = 3.10 m
- Sin deflectores: S1- Con deflectores: S2
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Losa en dos direccionesTamaño = 3.1 m.
Bloques: 400 x 200 x 120 mm
6 cables: ½”@ 0.60 m
Tensión inicial = 150 kN1
2 3
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Flow rate = 0.5 lt/s
Montaje Experimental
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Resultados Obtenidos
Valores máximos obtenidos
Carga = 12.06 kN/m2 Deflexión = 5.96 mm
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Cuando no se tienen los equipos …..
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Losa en dos DireccionesDimensión = 3.1 m6 cables de ½” @ 0.60 mTi= 150 kN (cada cable).
Tipo DF, δu/δjoLF,
Wu/WjoRespuesta
S1 1.3 1.1 FrágilS2 3.3 1.3 Dúctil
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Losa en dos direcciones
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Muros Ensayo Cuasi Estático
3 Cables: ½” @ 0.40 mTensión inicial = 150 kN
1.9 m
0.40 m
0.40 m 0.40 m
0.40 m
2.40 m
Edge
Beam
Strand
Block
Edge
Beam
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Muro – Ensayo cuasi-estático
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Ensayo en Mesa Vibradora
Terremoto de Armenia, Quindio
Aceleraciones amplificadas en un 400%
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Modelo Tridimensional
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
Sa (g
)
T (s)
0.50%1%2%3%4%5%10%
Fracción de Amortiguamiento crítico
Base
Losa
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Modelo TridimensionalWall 2
Wall 1
Wall 3Wall 4
Bogotá, 27 de octubre de 2014
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Discusión y Conclusiones
El sistema permite altos niveles de resistencia muy superiores a los sistemas tradicionales.
El sistema presenta un buen desempeño tanto para cargas estáticas como dinámicas con un comportamiento elástico para altos niveles de demanda.
El sistema es auto centrado reduciendo de esta forma las deformaciones permanentes o residuales después de un evento extremo.
Al eliminar el uso del mortero de inyección, se reducen los tiempos de construcción.
Con la incorporación de los elementos deflectores, se logran buenos niveles de ductilidad, lo cual le permite al sistema atender altos niveles de desplazamientos y deformaciones.
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Muchas Gracias !!!!