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PANORAMA DE LA MAMPOSTERPANORAMA DE LA MAMPOSTERÍÍA A EN LOS EEUU DE AMEN LOS EEUU DE AMÉÉRICARICA
Prof . Richard E . KlingnerProf . Richard E . KlingnerUniversidad de Texas en AustinUniversidad de Texas en Austin
3er Simposio Nacional de Edificaciones de 3er Simposio Nacional de Edificaciones de MamposterMamposterííaa y y ViviendaVivienda
Sociedad Mexicana de Sociedad Mexicana de IngenierIngenierííaa EstructuralEstructuralPueblaPuebla , , PueblaPuebla , M, MÉÉXICOXICO26 26 –– 28 de Febrero 200428 de Febrero 2004
Ferguson Structural Engineering Laboratory - The University of Texas at Austin
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META META -- OBJETIVOSOBJETIVOS
persuadirlespersuadirles a a verver la la mampostermamposterííaa desdedesdeperspectivasperspectivas nuevasnuevasalentarlesalentarles a a usarusar la la mampostermamposterííaa con con mmáássconfianzaconfianzaretarlesretarles a a usarusar la la mampostermamposterííaa de de unaunaforma forma mmááss honestahonesta
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EVITAR TENDENCIAS FATALES DE EVITAR TENDENCIAS FATALES DE CUALQUIER PONENCIA CUYO CUALQUIER PONENCIA CUYO TTÍÍTULO TIENE LA PALABRA TULO TIENE LA PALABRA
““PANORAMAPANORAMA””un un ppáábulobulo insinsíípidopido de platitudesde platitudesunauna listalista ininúútiltil de de provisionesprovisiones normativasnormativasunauna serieserie somnsomnííferafera de de fotosfotos vacacionalesvacacionales
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OBJETIVOS DE PRESENTACIOBJETIVOS DE PRESENTACIÓÓNN
RepasarRepasar el el usouso de la de la mampostermamposterííaamodernamoderna en en loslos EEUU de EEUU de AmAmééricarica•• materialesmateriales y y configuracionesconfiguraciones ttíípicaspicas•• base base normativanormativa•• ejemplosejemplos del del usouso exitosoexitoso•• contrastecontraste con la con la mampostermamposterííaa viejavieja no no
rehabilitadarehabilitada•• ejemploejemplo del del usouso parapara viviendavivienda socialsocial
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LA PARADOJA DE LA LA PARADOJA DE LA MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍAA
TodoTodo el el mundomundo vive vive bajobajo ellaella
La La suertesuerte de de muchosmuchos ppóórticosrticos dependedepende de de ellaella
MuchasMuchas vecesveces se se despreciadesprecia en el en el ccáálculolculo
Se Se desconfdesconfííaa la la calidadcalidad
No se No se cuidacuida en la en la construcciconstruccióónn
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LEMA FUNDAMENTALLEMA FUNDAMENTALLos Los edificiosedificios de de mampostermamposterííaa debendeben ser ser puramentepuramente estructurasestructuras tipotipo muromuro . No son . No son ppóórticosrticos con con toquecitostoquecitos posterioresposteriores de de mampostermamposterííaa . . SiSi bienbien puedenpueden llevarllevarrefuerzorefuerzo en en dalasdalas y y castilloscastillos , , estosestoselementoselementos no no funcionanfuncionan comocomo vigasvigas y y columnascolumnas , , sinosino comocomo tensorestensores ..
Los Los elementoselementos de de mampostermamposterííaa son son mmáássrríígidosgidos queque loslos elementoselementos de de concretoconcreto quequeles les rodeanrodean , y , y porpor lo lo tantotanto debendebenconsiderarseconsiderarse en el en el disediseññoo estructuralestructural ..
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MATERIALES TMATERIALES TÍÍPICAS . . .PICAS . . .MamposterMamposterííaa reforzadareforzada estructuralestructural•• unidadesunidades huecashuecas , de , de concretoconcreto o o arcillaarcilla cocidacocida•• refuerzorefuerzo vertical en vertical en celdasceldas llenasllenas de de concretoconcreto
llííquidoquido•• refuerzorefuerzo horizontal en horizontal en hiladashiladas llenasllenas de de
concretoconcreto llííquidoquido
MamposteriaMamposteria de de fachadafachada•• funcionafunciona simplementesimplemente comocomo revestimientorevestimiento•• unidadesunidades ssóólidaslidas , sin , sin refuerzorefuerzo
MamposterMamposterííaa confinadaconfinada no se no se usausa
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. . . MATERIALES T. . . MATERIALES TÍÍPICASPICASUnidadesUnidades•• concretoconcreto ( ASTM C 90 )( ASTM C 90 )•• arcillaarcilla cocidacocida ( ASTM C 62 o C 216 )( ASTM C 62 o C 216 )
MorteroMortero•• cementocemento , cal , cal hidratadahidratada , arena y , arena y aguaagua•• ASTM C 270ASTM C 270•• el el casocaso omisoomiso eses porpor proporciproporcióónn
ConcretoConcreto LLííquidoquido•• cementocemento , arena , , arena , gravillagravilla y y aguaagua ( ( revenimientorevenimiento
de 11 de 11 pulgadaspulgadas ))•• el el casocaso omisoomiso eses porpor proporciproporcióónn
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concretoconcretollííquidoquido
refuerzorefuerzo de de aceroacero
unidadesunidades de de concretoconcreto o o de de arcillaarcilla
cocidacocida
morteromortero
concretoconcreto llííquidoquido
. . . . . . usouso de de materialesmateriales
ttíípicospicos de la de la mampostermamposterííaa
reforzadareforzada
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CONFIGURACIONES TCONFIGURACIONES TÍÍPICASPICAS
SistemaSistema # 1# 1•• edificiosedificios bajosbajos , tales , tales comocomo viviendasviviendas , ,
pequepequeññosos centroscentros comercialescomerciales , y , y edificiosedificiosindustrialesindustriales
SistemaSistema # 2# 2•• edificiosedificios altos , tales altos , tales comocomo oficinasoficinas y y
viviendasviviendas multifamiliaresmultifamiliares
SistemaSistema # 3# 3•• edificiosedificios aporticadosaporticados con con fachadasfachadas de de
mampostermamposterííaa
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SistemaSistema # 1 ( # 1 ( edificiosedificios bajosbajos ) . . .) . . .
ComportamientoComportamiento bbáásicosico
SistemaSistema estructuralestructural
ConfiguraciConfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica
DetallamientoDetallamiento
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porpor ejemploejemplo . . . . . . SistemaSistema #1#1
escuelaescuelacercacerca de de San San Francisco , Francisco , CaliformiaCaliformia , , EEUUEEUU
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. . . . . . SistemaSistema # 1 : # 1 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas verticalesverticales
murosmuros longitudinaleslongitudinales y y transversalestransversalesresistenresisten cargascargas verticalesverticales segsegúúnn la la orientaciorientacióónn de de apoyoapoyo del del techotecho
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. . . . . . SistemaSistema # 1 : # 1 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas lateraleslaterales ssíísmicassmicas
diafragmadiafragma flexible de flexible de techotecho
murosmuros paralelosparalelosactactúúanan en en susuplanoplano comocomo murosmurosa a cortecorte
murosmurosperpendicularesperpendicularesrespondenresponden fuerafuera de de susu planoplano a a loslosmovimientosmovimientos de la de la losalosa y del y del techotecho
SISMOSISMO
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. . . . . . SistemaSistema # 1# 1respuestarespuesta de de murosmuros perpendicularesperpendiculares
tiempotiempo
a(t)a(t) movimientomovimiento del del terrenoterreno
a(t)a(t)
tiempotiempo
respuestarespuesta del del techotecho
franjafranjaverticalverticalsolicitadasolicitadafuerafuera del del planoplano
diafragmadiafragma del del techotecho
losalosa de de cimentacicimentacióónn
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. . . . . . SistemaSistema estructuralestructural # 1# 1
ComportamientoComportamiento úúltimamenteltimamente frfráágilgil , , peroperofuertefuerte
Se Se mantienemantiene esencialmenteesencialmente eleláásticostico
MurosMuros bajosbajos de de mampostermamposterííaa con con refuerzorefuerzonominalnominal
EnsamblajeEnsamblaje de de diafragmasdiafragmas verticalesverticales( ( murosmuros ) , ) , ligadosligados porpor diafragmasdiafragmashorizontaleshorizontales ( ( entrepisosentrepisos ))
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. . . . . . configuraciconfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica # 1# 1
MurosMuros bajosbajos de de mampostermamposterííaa•• orientadosorientados en en laslas dos dos direccionesdirecciones principalesprincipales
de la de la estructuraestructura
DiafragmasDiafragmas de de techotecho o de o de entrepisoentrepiso•• respondenresponden flexiblementeflexiblemente en en susu propiopropio planoplano•• tienentienen queque conectarseconectarse a a loslos murosmuros
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. . . detallamiento del . . . detallamiento del SistemaSistema # 1# 1
ConexionesConexiones muromuro -- techotecho
ConexionesConexiones muromuro -- muromuro
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SistemaSistema # 2 ( # 2 ( edificiosedificios altos ) . . .altos ) . . .
ComportamientoComportamiento bbáásicosico
SistemaSistema estructuralestructural
ConfiguraciConfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica
DetallamientoDetallamiento
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un un ejemploejemplo . . . . . . SistemaSistema #2#2
hotel de 17 hotel de 17 pisospisos , en , en Los Angeles , Los Angeles , California , EEUUCalifornia , EEUU
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. . . . . . SistemaSistema # 2 : # 2 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas verticalesverticales
murosmuros longitudinaleslongitudinales y y transversalestransversales resistenresistencargascargas verticalesverticales segsegúúnn la la orientaciorientacióónn de de apoyoapoyode de loslos diafragmasdiafragmas horizontaleshorizontales
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. . . . . . SistemaSistema # 2 : # 2 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas lateraleslaterales ssíísmicassmicasdiafragmasdiafragmas de de entrepisoentrepiso efectivamenteefectivamente rríígidosgidos en en susu planoplano
murosmuros paralelosparalelosactactúúanan en en susu planoplanocomocomo columnascolumnas , , resistiendoresistiendo volcamiento volcamiento mediantemediante susu capacidadcapacidadcortantecortante y y flectoraflectora
SISMOSISMO
murosmuros perpendicularesperpendiculares ,,resistiendoresistiendo volcamiento volcamiento mediantemediante susu capacidadcapacidadaxialaxial
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. . . . . . SistemaSistema estructuralestructural # 2# 2
MurosMuros de de mampostermamposterííaa reforzadareforzada
MurosMuros ligeramenteligeramente acopladosacoplados porporelementoselementos de de entrepisoentrepiso
MurosMuros cuyocuyo comportamientocomportamiento eses ddúúctilctil y y gobernadogobernado porpor flexiflexióónn
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. . . . . . configuraciconfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica # 2# 2
MMúúltiplesltiples murosmuros de de mampostermamposterííaa•• continuos a lo alto de la continuos a lo alto de la estructuraestructura•• repartidosrepartidos uniformementeuniformemente en la en la plantaplanta•• orientadosorientados en en laslas dos dos direccionesdirecciones principalesprincipales
de la de la estructuraestructura
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. . . detallamiento del . . . detallamiento del SistemaSistema # 2# 2
Detallamiento Detallamiento ddúúctilctil de de loslos murosmuros
DiseDiseññoo porpor cortecorte de de loslos murosmuros
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SistemaSistema # 3 ( # 3 ( edificiosedificios aporticadosaporticados ))
ComportamientoComportamiento bbáásicosico
SistemaSistema estructuralestructural
ConfiguraciConfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica
DetallamientoDetallamiento
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un un ejemploejemplo . . . . . . SistemaSistema #3#3
edificioedificiouniversitariouniversitario , , Los Angeles , Los Angeles , California , California , EEUUEEUU
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. . . . . . SistemaSistema # 3 : # 3 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas verticalesverticales
fachadafachada de de mampostermamposterííaa , , queque no no contribuyecontribuyeestructuralmenteestructuralmente
columnascolumnas del del ppóórticortico resistenresisten cargascargas verticalesverticales
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. . . . . . SistemaSistema # 3 : # 3 : comportamientocomportamientobbáásicosico bajobajo cargascargas lateraleslaterales ssíísmicassmicasdiafragmasdiafragmas de de entrepisoentrepiso efectivamenteefectivamente rríígidosgidosen en susu planoplano
acciaccióónn de de ppóórticortico
SISMOSISMO
fachadafachada de de mampostermamposterííaa , , queque no no contribuyecontribuyeestructuralmenteestructuralmente
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. . . . . . SistemaSistema estructuralestructural # 3# 3
PPóórticosrticos bi bi -- o tri o tri -- dimensionalesdimensionales
ComportamientoComportamiento ddúúctilctil
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. . . . . . configuraciconfiguracióónn arquitectarquitectóónicanica # 3# 3
PPóórticosrticos de de concretoconcreto o o aceroacero•• continuos a lo alto de la continuos a lo alto de la estructuraestructura•• repartidosrepartidos uniformementeuniformemente en la en la plantaplanta•• orientadosorientados en en laslas dos dos direccionesdirecciones principalesprincipales
de la de la estructuraestructura•• taltal vezvez con con murosmuros cortantescortantes de de concretoconcreto o o
ppóórticosrticos arriostradosarriostrados de de aceroacero parapara reducirreducirderivasderivas
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. . . detallamiento del . . . detallamiento del SistemaSistema # 3# 3
ConexionesConexiones entreentre mampostermamposterííaa y y ppóórticortico
BrechaBrecha ssíísmicasmica entreentre mampostermamposterííaa y y ppóórticortico
De no De no existirexistir suficientesuficiente brechabrecha ssíísmicasmica , , eses imprescindibleimprescindible incluirincluir loslos efectosefectos de la de la mampostermamposterííaa , , tantotanto en la en la respuestarespuesta global global del del sistemasistema , , comocomo en el en el repartoreparto internointernode de laslas fuerzasfuerzas ssíísmicassmicas , y en la , y en la demandademandade de derivaderiva local local
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BASE NORMATIVABASE NORMATIVANormasNormas de de disediseññoo
EspecificacionesEspecificaciones sobresobre materialesmateriales•• unidadesunidades , , morteromortero , , concretoconcreto llííquidoquido , ,
accesoriosaccesorios ( ( refuerzorefuerzo , , conectoresconectores ))
EspecificacionesEspecificaciones sobresobre ensayosensayos esencialesesenciales•• muretesmuretes
AseguramientoAseguramiento de de calidadcalidad en la en la obraobra•• materialesmateriales•• manomano de de obraobra
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proceso normativo en los EEUU proceso normativo en los EEUU de Amde Amééricarica
no hay norma nacionalno hay norma nacional
el proceso normativo es complejoel proceso normativo es complejo•• organizaciones torganizaciones téécnicascnicas•• ccóódigos modelosdigos modelos•• personerpersonerííaa jurjuríídicadica al al adoptarseadoptarse porpor
jurisdicciones locales gubernamentalesjurisdicciones locales gubernamentales
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normas sobre mamposternormas sobre mamposteríía en los EEUUa en los EEUU
Especificaciones Especificaciones MaterialesMateriales
( parte de un ( parte de un contrato civil contrato civil
entre dueentre dueñño y o y contratista )contratista )
Organizaciones Organizaciones TTéécnicascnicas
Norma y EspecificaciNorma y EspecificacióónnMSJCMSJC
Otros COtros Cóódigos Modelosdigos Modelos
Building CodeBuilding Code( personer( personeríía jura juríídicadica ))
( contrato entre la sociedad y el ingeniero )( contrato entre la sociedad y el ingeniero )
( adoptados por autoridades locales( adoptados por autoridades locales
ICCICC( International ( International
Building Code )Building Code )
BSSCBSSCASTMASTM
proceso ANSI ( balance de intereses , balotas por escritoproceso ANSI ( balance de intereses , balotas por escrito , , resoluciresolucióón de Negativos , comentario publicon de Negativos , comentario publico ))
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caractercaracteríísticas de las provisiones sticas de las provisiones MSJCMSJC
las provisiones MSJC son anchaslas provisiones MSJC son anchas•• unidades de arcilla , concreto , vidrio , y unidades de arcilla , concreto , vidrio , y
algunos tipos de piedraalgunos tipos de piedra•• mampostermamposteríía estructural y fachadasa estructural y fachadas•• disediseñño por resistencia , por esfuerzos o por resistencia , por esfuerzos
admisibles , y empadmisibles , y empííricorico•• las normas MSJC pueden servir la mayorlas normas MSJC pueden servir la mayoríía a
de necesidades por mamposterde necesidades por mamposterííaa
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organizaciorganizacióónn de la Norma MSJC . . .de la Norma MSJC . . .
Ch. 1 Ch. 1 -- General RequirementsGeneral Requirements
Ch. 2Ch. 2AllowableAllowableStressStressDesignDesign
Ch. 3 Ch. 3 Strength Strength DesignDesign
Ch. 4Ch. 4PrestressedPrestressedMasonryMasonry
Ch. 5Ch. 5EmpiricalEmpiricalDesignDesign
Ch. 6Ch. 6VeneerVeneer
Ch. 7Ch. 7Glass Glass BlockBlock
2.1 2.1 -- General ASD General ASD 2.2 2.2 -- URMURM2.3 2.3 -- RMRM
6.1 6.1 -- GeneralGeneral6.2 6.2 -- AnchoredAnchored6.3 6.3 -- AdheredAdhered
3.1 3.1 -- General SD General SD 3.2 3.2 -- RMRM3.3 3.3 -- URMURM
MSJCMSJCSpecificationSpecification
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. . . el . . . el CapCapíítulotulo 3 de 3 de disediseññoo porporresistenciaresistencia
mampostermamposterííaa no no reforzadareforzada y y reforzadareforzada
capacidadescapacidades nominalesnominales
factoresfactores de de disminucidisminucióónn de de capacidadcapacidad y y de de mayoracimayoracióónn de de cargacarga
control control estrictoestricto de de cuantcuantííaa mmááximaxima de de refuerzorefuerzo flectorflector
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. . . control . . . control estrictoestricto de de cuantcuantííaa mmááximaxima de de
refuerzorefuerzo flectorflectorεεmuemue = 0.0025 = 0.0025 concretoconcreto
0.003 0.003 arcillaarcilla
εεss = 5 = 5 εεyeye
1.25 1.25 ffyeye UbicarUbicar ejeeje nnééutroutro porpor laslasdeformacionesdeformaciones unitariasunitarias
CalcularCalcular fuerzafuerza compresivacompresiva , C, C
RefuerzoRefuerzo + + CargaCarga Axial = CAxial = C
RefuerzoRefuerzo
CargaCargaAxialAxial
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vinculacivinculacióón entren entre Norma y Norma y EspecificaciEspecificacióón n MSJC . . .MSJC . . .
NormaNorma•• Provisiones de diseProvisiones de diseñño en los Capo en los Capíítulos tulos 2 a 72 a 7•• Las Secciones 1.2.4 y 1.14 requieren un programa Las Secciones 1.2.4 y 1.14 requieren un programa
de aseguramiento de calidad de acuerdo con la de aseguramiento de calidad de acuerdo con la EspecificaciEspecificacióónn
•• La SecciLa Seccióón n 1.4 invoca la Especificaci1.4 invoca la Especificacióónn
EspecificaciEspecificacióónn•• verificar cumplimiento con el verificar cumplimiento con el ffmm′′ especificadoespecificado•• cumplir con el programa de aseguramiento de cumplir con el programa de aseguramiento de
calidadcalidad•• cumplir con los productos y mano de obracumplir con los productos y mano de obra
especificadosespecificados
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organizaciorganizacióónn de la de la EspecificaciEspecificacióónnMSJC . . .MSJC . . .
MSJC CodeMSJC Code
Part 1Part 1GeneralGeneral
Part 2Part 2ProductsProducts
Part 3Part 3ExecutionExecution
1.6 Quality1.6 Qualityassuranceassurance
3.1 3.1 -- InspectionInspection3.2 3.2 -- PreparationPreparation3.3 3.3 –– Masonry erectionMasonry erection3.4 3.4 –– ReinforcementReinforcement3.5 3.5 –– Grout placementGrout placement3.6 3.6 –– PrestressingPrestressing3.7 3.7 –– Field quality controlField quality control3.8 3.8 -- CleaningCleaning
2.1 2.1 -- Mortar Mortar 2.2 2.2 -- GroutGrout2.3 2.3 –– Masonry UnitsMasonry Units2.4 2.4 –– ReinforcementReinforcement2.5 2.5 –– AccessoriesAccessories2.6 2.6 –– MixingMixing2.7 2.7 -- FabricationFabrication
MSJCMSJCSpecificationSpecification
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para mpara máás informacis informacióónn
Seminarios TMS Seminarios TMS –– ACI sobre la Norma y ACI sobre la Norma y EspecificaciEspecificacióón MSJCn MSJC
sitios websitios web•• TMS = TMS = www.masonrysociety.orgwww.masonrysociety.org•• ACI = ACI = www.aciwww.aci--int.orgint.org•• ASCE / SEI = ASCE / SEI = www.seinstitute.orgwww.seinstitute.org•• MSJC = MSJC = www.masonrystandards.orgwww.masonrystandards.org•• klingner@mail.utexas.eduklingner@mail.utexas.edu
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RESPALDO TRESPALDO TÉÉCNICO PARA LA CNICO PARA LA CONFIABILIDAD DE LA CONFIABILIDAD DE LA
MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍA MODERNAA MODERNA
ProgramaPrograma ““TCCMARTCCMAR”” , con , con patrociniopatrocinio del del gobiernogobierno estadounidenseestadounidense
ExperienciaExperiencia en en sismossismos fuertesfuertes
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El El programaprograma ““TCCMARTCCMAR”” . . .. . .
BosquejoBosquejo
Un Un proyectoproyecto especespecííficofico sobresobre murosmuroscortantescortantes con con aperturasaperturas ( la Universidad ( la Universidad de Texas en Austin )de Texas en Austin )
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. . . TCCMAR ( 1985 . . . TCCMAR ( 1985 -- 1995 )1995 )
PatrocinadoPatrocinado porpor la NSFla NSF
InvestigaciInvestigacióónn integradaintegrada experimental y experimental y analanalííticatica , , desarrolladadesarrollada parapara sentarsentar laslasbases bases parapara un un ccóódigodigo estadoestado llíímitemitede de mampostermamposterííaa
InvestigaciInvestigacióónn conducidaconducida porporuniversidadesuniversidades y la y la industriaindustria privadaprivada
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murosmuroscortantescortantesde dos de dos pisospisos , con , con aperturasaperturas
. . . . . . investigacionesinvestigaciones TCCMAR TCCMAR en la Universidad de Texas en la Universidad de Texas
en Austinen Austin
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. . . . investigacionesinvestigacionesTCCMAR en la TCCMAR en la Universidad de Universidad de
Texas en AustinTexas en Austin
especespecíímenesmenesa a escalaescalacompletacompleta , , solicitadossolicitados en en el el planoplano porporcargacarga ccííclicaclicaalternantealternante
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. . . . . . investigacionesinvestigaciones TCCMAR TCCMAR en la Universidad de Texas en la Universidad de Texas
en Austinen Austinmecanismomecanismo
estableestabledisediseññoo porporcapacidadcapacidad
contra contra cortecorte 11
33
refuerzorefuerzo flectorflector consistenteconsistente con con la la ubicaciubicacióónn deseadadeseada de de rróótulastulas
plpláásticassticas22
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. . . . . . refuerzorefuerzo flectorflectorconsistenteconsistente con con mecanismomecanismodeseado
SiSi el el mecanismomecanismoinvolucrainvolucra rróótulastulas plpláásticassticasen la base y en en la base y en loslosdintelesdinteles , hay , hay queque ponerponermenosmenos aceroacero flectorflector allallíí , , y y mmááss en en loslos lugareslugaresqueque debandeban mantenersemantenerseeleláásticossticos ..
deseado
pocopocorefuerzorefuerzoflectorflector en en la basela base
mucho mucho refuerzorefuerzoflectorflectorporpor laslasaperturasaperturas
MecanismoMecanismo tipotipomurosmurosacopladosacoplados
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. . . . . . disediseññoo porpor capacidadcapacidad contra contra cortecorte
El El momentomomento mmááximoximo en en cadacada elementoelemento dependedepende no no de de laslas accionesacciones de de disediseññoo , , sinosino de la de la capacidadcapacidadflectoraflectora
El El cortecorte mmááximoximo en en cadacadaelementoelemento dependedependessóólamentelamente de la de la capacidadcapacidad flectoraflectora y del y del largo del largo del elementoelemento
V V mmááxx = 2 M= 2 M n n / L/ L
LL
V V mmááxx
V V mmááxx
MM nn
MM nn
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. . . . . . resultadosresultados cortecorte -- derivaderiva
comportamientocomportamientoestableestablehisterhisterééticotico
52
envolventeenvolvente cortecorte --desplazamientodesplazamiento de de ananáálisislisis no lineal no lineal con con elementoselementosfinitosfinitos
. . . . . . estudiosestudios analanalííticosticosparapara R , R , CCdd
1212
1212
1212
221616
BASE SHEAR VERSUS TIP DISPLACEMENT
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Tip Displacement, inches
Bas
e Sh
ear,
kips
53
. . . . . . estudiosestudios analanalííticosticosparapara R , R , CCd
respuestarespuesta dindináámicamicadel del sistemasistemaequivalenteequivalente de un de un ssóólolo gradogrado de de libertadlibertad
d
BASE SHEAR VERSUS TIP DISPLACEMENT (LPM/I)
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Tip Displacement, inches
Bas
e Sh
ear,
kips
54
ExperienciaExperiencia en en sismossismos fuertesfuertes . . .. . .
Loma Loma PrietaPrieta ( 1989 )( 1989 )
Northridge ( 1994 )Northridge ( 1994 )
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porpor ejemploejemplo . . . Loma . . . Loma PrietaPrieta (1989)(1989)
escuelaescuela quequeresistiresistióóordenadasordenadasespectralesespectralesdel del ordenorden de de 0.7 g0.7 g
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porpor ejemploejemplo . . . Northridge (1994). . . Northridge (1994)
hotel de 17 hotel de 17 pisospisos , , queque resistiresistióó ordenadasordenadasespectralesespectrales del 0.20 g del 0.20 g sin sin estarestar fuerafuera de de servicioservicio
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porpor ejemploejemplo . . . Northridge (1994). . . Northridge (1994)
edificioedificiouniversitariouniversitario , , Los Angeles , Los Angeles , California , California , EEUU , EEUU , quequeresistiresistióóordenadasordenadasespectralesespectralesdel 0.20 g sin del 0.20 g sin estarestar fuerafuera de de servicioservicio
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CONTRASTE CON LA CONTRASTE CON LA MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍA VIEJA NO A VIEJA NO
REHABILITADAREHABILITADA
faltafalta de de estructuraciestructuracióónn
faltafalta de de calidadcalidad constructivaconstructiva
comportamientocomportamiento ppéésimosimo
necesidadnecesidad de de rehabilitacirehabilitacióónn
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. . . Loma . . . Loma PrietaPrieta (1989)(1989)comportamientocomportamientoppéésimosimo de de estructurasestructurasviejasviejas de de mampostermamposterííaa no no reforzadareforzada
60
. . . Loma . . . Loma PrietaPrieta (1989)(1989)comportamientocomportamientoppéésimosimo de de viejasviejasestructurasestructuras de de maderamadera con con fachadafachada de de mampostermamposterííaa no no reforzadareforzada
61
. . . Northridge (1994). . . Northridge (1994)
comportamientocomportamientoppéésimosimo de de chimenchimenééasas de de mampostermamposterííaa con con malamala construcciconstruccióónn
62
. . . . . . rehabilitacirehabilitacióónn de la de la mampostermamposterííaa viejavieja
arriostramientoarriostramiento de de parapetosparapetos en en voladizovoladizo
conexionesconexiones mecmecáánicasnicas entreentre murosmuros y y diafragmasdiafragmas horizontaleshorizontales
revisirevisióónn de de estabilidadestabilidad de de murosmuros fuerafuerade de planoplano
aumentoaumento de de integridadintegridad de de mampostermamposterííaamediantemediante inyecciinyeccióónn de de concretoconcreto llííquidoquido
63
. . . . . . medidasmedidas de de rehabilitacirehabilitacióónnssíísmicasmica
arriostrararriostrar parapetosparapetos
vincularvincular murosmurosa a diafragmasdiafragmashorizontaleshorizontales
64
EJEMPLO DEL USO DE LA EJEMPLO DEL USO DE LA MAMPOSTERMAMPOSTERÍÍA MODERNA PARA A MODERNA PARA VIVIENDA SOCIAL EN EL PASO , VIVIENDA SOCIAL EN EL PASO ,
TEXAS , EEUUTEXAS , EEUUCon Con reconocimientoreconocimiento a la a la CorporaciCorporacióónnGEO ( MGEO ( Mééxico , DF , Mxico , DF , MÉÉXICO ) , y con XICO ) , y con aprecioaprecio colegialcolegial alal•• IngIng . . ÁÁlvarolvaro PPéérezrez GGóómezmez•• IngIng. Francisco Flores Cruz. Francisco Flores Cruz•• ArqArq. Roberto Cruz y Serrano. Roberto Cruz y Serrano
65
objetivosobjetivos del del ejemploejemplo
repasarrepasar unasunas opcionesopciones parapara la la viviendaviviendasocial en social en loslos EEUU de EEUU de AmAmééricaricarepasarrepasar la la planificaciplanificacióónn , , disediseññoo y y construcciconstruccióónn de de unauna comunidadcomunidad de de viviendavivienda social en social en El Paso , Texas , EEUUEl Paso , Texas , EEUUusarusar esaesa comunidadcomunidad comocomo ejemploejemplo de de unaunaaplicaciaplicacióónn eficazeficaz de la de la mampostermamposterííaaportanteportante en la en la viviendavivienda socialsocial
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opcionesopciones EEUU EEUU parapara la la viviendavivienda socialsocial
apartamentosapartamentos privadosprivados•• alquileralquiler $400 $400 -- $600 $600 cadacada mesmes , , ningningúúnn activoactivo
casascasas mmóóvilesviles•• letrasletras $400 $400 -- $600 $600 cadacada mesmes , , altasaltas tazastazas de de
interinterééss , , hipotecahipoteca tipotipo inmuebleinmueble ( la casa ( la casa puedepuedequitarsequitarse legalmentelegalmente porpor morosidadmorosidad ))
viviendavivienda ocupadaocupada porpor el el duedueññoo•• letrasletras normalmentenormalmente porpor lo lo menosmenos $1000 $1000 cadacada
mesmes ( principal , ( principal , interinterééss , , impuestosimpuestos , , seguroseguro ))•• algunosalgunos subsidiossubsidios disponiblesdisponibles
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un un modomodo de de controlarcontrolar el el costocosto de de viviendavivienda ocupadaocupada porpor el el duedueññoo . . .. . .
usouso eficazeficaz de de terrenoterreno disponibledisponible
usouso eficazeficaz de de espacioespacio interiorinterior
disediseññoo y y construcciconstruccióónn eficaceseficaces
resultadoresultado•• preciosprecios finales de finales de ventaventa ( ( incluyendoincluyendo el el terrenoterreno ) )
de de unosunos $50 $50 porpor pie pie cuadradocuadrado de de espacioespacioviviblevivible
•• letrasletras finales finales mensualesmensuales de $400 a $600de $400 a $600
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usouso eficazeficaz de de terrenoterreno disponibledisponible
arregloarreglocuidadosamentecuidadosamenteplanificadoplanificado
•• comodidadcomodidad de de vidavida
•• estestééticatica•• usouso eficazeficaz de de
espacioespaciocompartidocompartido
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usouso eficazeficaz de de espacioespacio interior . . .interior . . .usouso eficazeficaz de de espacioespacio interiorinterior
•• viviendasviviendas chicaschicas , , hastahasta con con mmúúltiplesltiples alcobasalcobasparapara familiasfamilias con con niniññosos
•• arregloarreglo tipotipo duplex duplex layout ( dos layout ( dos viviendasviviendas en un en un solo solar , solo solar , separadasseparadas porpor un un muromuro compartidocompartido ) Casa Tipo D)
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. . . . . . usouso eficazeficaz de de espacioespacio interiorinteriorTipo Tipo de de
CasaCasa
ÁÁrea, mrea, m22 Precio de Precio de Venta, Venta,
$ EEUU$ EEUU
DescripciDescripcióónn
AA 67.367.3 $38,900$38,900 2 2 alcobasalcobas, 1 , 1 babaññoo, , conexionesconexiones paraparalavadoralavadora / / secadorasecadora, , guardarropaguardarropa
integral, integral, calefaccicalefaccióónn y y aireaireacondicionadoacondicionado, , cocinacocina, ,
estacionamientoestacionamiento fuerafuera de la de la callecalleparapara 2 2 carroscarros
BB 84.784.7 $45,900$45,900 3 3 alcobasalcobas, 1 , 1 babaññoo, . . ., . . .
CC 102.5102.5 $53,990$53,990 3 3 alcobasalcobas, 2 , 2 babaññosos, . . ., . . .
DD 113.8113.8 $55,990$55,990 3 3 alcobasalcobas, 1 , 1 salasala familiar, 2 familiar, 2 babaññosos, , . . .. . .
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disediseññoo y y construcciconstruccióónn eficazeficaz . . .. . .
bosquejobosquejo•• murosmuros portantesportantes de de mampostermamposterííaa de de concretoconcreto , ,
con con elementoselementos prefabricadosprefabricados de de entrepisoentrepiso y y techotecho
•• elementoselementos de de mampostermamposterííaa y y concretoconcreto fabricadosfabricadosen en obraobra , , detallesdetalles estestáándarndar , y , y construcciconstruccióónnindustrializadaindustrializada
•• sistemasistema estructuralestructural•• disediseññoo•• materialesmateriales constructivosconstructivos•• mméétodostodos constructivosconstructivos
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. . . . . . disediseññoo y y construcciconstruccióónn eficazeficaz
murosmuros portantesportantes exterioresexteriores e e interioresinteriores de de mampostermamposterííaa
•• unidadesunidades huecashuecas de 15 cm , de 15 cm , parcialmenteparcialmente llenasllenascon con concretoconcreto llííquidoquido
•• refuerzorefuerzo vertical en vertical en celdasceldas llenasllenas•• aislamientoaislamiento ttéérmicormico de de poliestirenopoliestireno inyectadoinyectado en en
laslas demdemááss celdasceldas•• refuerzorefuerzo horizontal en horizontal en hiladashiladas llenasllenas con con
concretoconcreto llííquidoquido•• cumplencumplen requisitosrequisitos parapara estestééticatica , , protecciproteccióónn del del
intemperieintemperie , , sistemasistema estructuralestructural , , aislamientoaislamientottéémicomico y y acacúústicostico , , resistenciaresistencia pasivapasiva contra contra incendioincendio , y , y bajobajo costocosto de de mantenimientomantenimiento
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disediseññoo eficazeficaz . . .. . .
efectuadoefectuado en 1995 en 1995 mediantemediante normasnormasmexicanasmexicanas entoncesentonces vigentesvigentes
revisadorevisado con el 1995 Southern Standard con el 1995 Southern Standard Building Code , el 1995 MSJC Code , y el Building Code , el 1995 MSJC Code , y el ACI 318 ACI 318 –– 9595
aprobadoaprobado porpor la Ciudad de El Pasola Ciudad de El Paso
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. . . . . . disediseññoo eficazeficazdisediseññoo de de murosmuros portantesportantes
•• apoyoapoyo fuerafuera de de planoplano de de diafragmasdiafragmas rríígidosgidos de de entrepisoentrepiso
•• cargascargas de de gravedadgravedad•• solicitacionessolicitaciones en y en y fuerafuera del del planoplano de de sismosismo y y
vientoviento•• varillasvarillas # 3 ( 9 mm ) en 1.3 m , # 3 ( 9 mm ) en 1.3 m , refuerzorefuerzo tipotipo
escalerillaescalerilla cadacada dos dos hiladashiladas•• dintelesdinteles prefabricadosprefabricados de de concretoconcreto•• aislamientoaislamiento ttéérmicormico R = 11 R = 11 parapara murosmuros portantesportantes
exterioresexteriores
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. . . . . . disediseññoo eficazeficazdisediseññoo de de losaslosas elevadaselevadas
•• viguetasviguetas prefabricadasprefabricadas de de concretoconcreto•• bovedillasbovedillas de de poliestirenopoliestireno•• recubrimientorecubrimiento de de concretoconcreto vaciadovaciado en en sitiositio encimaencima
de de bovedillasbovedillas•• aislamientoaislamiento ttéérmicormico R = 22 R = 22 parapara techostechos
recubrimiento vaciado en sitiorecubrimiento vaciado en sitio
bovedillas de bovedillas de poliestirenopoliestireno
viguetas prefabricadas de concretoviguetas prefabricadas de concreto
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. . . . . . construcciconstruccióónn eficazeficaz
materialesmateriales constructivosconstructivos•• la la comunidadcomunidad se se ubicaubica cercacerca de de agregadosagregados
apropiadosapropiados•• cementocemento disponibledisponible en en bultobulto•• plantaplanta cercanacercana parapara concretoconcreto , , viguetasviguetas y y
dintelesdinteles prefabricadosprefabricados , , unidadesunidades de de mampostermamposteriaia , y , y adoquinesadoquines
•• unidadesunidades de de mampostermamposterííaa de de concretoconcreto con con aditivoaditivo hidrhidróófugantefugante integral , integral , parapara impartirimpartir altaaltaresistenciaresistencia al al aguaagua , sin , sin pinturapintura nini capascapasprotectorasprotectoras
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. . . . . . construcciconstruccióónn eficazeficazmméétodostodos constructivosconstructivos
•• obrasobras civilesciviles porpor subcontratistassubcontratistas•• plantilladasplantilladas parapara colocarcolocar murosmuros y y refuerzorefuerzo•• detallesdetalles de de refuerzorefuerzo y y secuenciassecuencias constructivasconstructivas
estestáándarndar•• 10 10 cuadrillascuadrillas constructivasconstructivas•• cadacada cuadrillacuadrilla terminterminóó dos dos casascasas ( ( unauna unidadunidad
duplex ) duplex ) cadacada mesmes•• se se construyeronconstruyeron 430 430 casascasas en en unosunos 2 2 aaññosos , ,
despudespuééss de de completarsecompletarse laslas obrasobras civilesciviles
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. . . . . . resultadosresultadosvista global de vista global de communidadcommunidad de de viviendavivienda socialsocial
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CONCLUSIONES GLOBALESCONCLUSIONES GLOBALESla la mampostermamposterííaa modernamoderna representarepresenta un un elementoelemento dignodigno en el en el armamentarioarmamentario del del disediseññadorador estructuralestructural contra contra sismossismos y y loslosdemdemááss estragosestragos de la de la naturalezanaturaleza
sobresobre unauna buenabuena base de base de materialesmaterialesconfiablesconfiables , , normativanormativa bienbien pensadapensada , y la , y la buenabuena construcciconstruccióónn , la , la mampostermamposterííaa modernamodernassíí puedepuede usarseusarse honestamentehonestamente , con , con confianzaconfianza y con y con ééxitoxito en en loslos dos EEUUdos EEUU