“M U R O S D E C A R G A CO N F I N A D O S Y R E F O R ZA D O S I N T E R I O R M E N T E D E :

CO N C R E TO, M A M P O ST E R Í A , TA B I Q U E Y TA B I CÓ N ”

Materia: Construcción IV

Profesores:Arq. Lucio Gastelum García

Arq. Alfonso J. Ortiz Palma Sanders

Integrantes:Aviña Roldán Raquel AraceliGonzález Álvarez Laura Elena

López Jiménez ViridianaMejía Fragoso Noé MartinPérez Silva Ricardo Manuel

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICOCIUDAD UNIVERSITARIA

FACULTAD DE ARQUITECTURATaller: Arq. Carlos lazo

Índice• Análisis, diseño y construcción de estructuras con muros de apoyo

continúo y cubiertas y entrepisos de claros corto. • Procedimiento constructivo de muros de carga confinados y reforzados

interiormente de: Concreto, mampostería, tabique y tabicón. • Análisis de las NTC (Normas Técnicas de Construcción) para diseño y

construcción de estructuras de mampostería • Materiales que los componen • Proceso de construcción • Características de los sistemas • Comportamiento sísmico • Fallas técnicas • Control y supervisión • Análisis comparativos • Detalles constructivos • Dimensiones

Conocer los requisitos y las exigencias mínimas para el análisis, el diseño, los materiales, la construcción, el control de calidad y la inspección de las edificaciones de albañilería estructuradas principalmente por muros confinados y por muros armados.Las construcciones de albañilería serán diseñadas por métodos racionales basados en los principios establecidos por la mecánica y la resistencia de materiales. Al determinarse los esfuerzos en la albañilería se tendrá en cuenta los efectos producidos por las cargas muertas, cargas vivas, sismos, vientos, excentricidades de las cargas, torsiones, cambios de temperatura, asentamientos diferenciales, etc.

Objetivo

Introducción. 

Muros de Carga. Un muro de carga es un sistema estructural que distribuye cargas repartiéndolas a través de los

volúmenes verticales más cercanos que servirán de soporte. Estas cargas crean fuerzas y esfuerzos internos en los muros.

2.4 Muro de piedra de mampostería2.5 Muro de tabique, vertical

Figura 2.6 Ilustra fuerzas comunes actuando sobre ydentro un muro de carga. Para máxima eficienciaestructural, las vigas deben de estar más cercanaspara poder distribuir la carga eficientemente a travésde todo el muro. Las sombras triangulares en laselevaciones del muro ilustran aproximadamente ladistribución de cargas de dichas vigas. Estadistribución de cargas incrementa uniformementedesde la parte superior hasta la base a través de todoel muro. La distribución uniforme de cargas causa unincremento gradual de esfuerzos en el muro y unesfuerzo uniforme en la zapata y en el terreno.

2.6 Cargas en un muro de carga común

Figura 2.7 Si la continuidad estructural es interrumpidapor una larga apertura como se ilustra en esteesquema, los esfuerzos no incrementaránuniformemente por todo el muro y las cargas en lazapata no serán uniformes. Nótese el incremento en ladistribución de cargas alrededor de la abertura. Estemuro de carga es menos eficiente que el muroilustrado en la figura 2.6 ya que las cargas no setransfieren directos ni uniformemente a la zapata.

2.6 Cargas en un muro de carga común

Factor de reducción por los efectos de excentricidad y esbeltezEn el diseño, se deberán tomar en cuenta los efectosde excentricidad y esbeltez. Optativamente, sepueden considerar mediante los valores aproximadosdel factor de reducción FE.

a) Se podrá tomar FE igual a 0.7 para muros interiores que soporten claros que no difieren en más de 50 por ciento. Se podrá tomar FE igual a 0.6 para muros extremos o con claros que difieran en más de 50 por ciento, así como para casos en que la relación entre cargas vivas y cargas muertas de diseño excede de uno. Para ambos casos, se deberá cumplir simultáneamente que:

b) Las deformaciones de los extremos superior e inferior del muro en la dirección normal asu plano están restringidas por el sistema depiso, por dalas o por otros elementos;c) La excentricidad en la carga axial aplicada esmenor o igual que t / 6 y no hay fuerzassignificativas que actúan en dirección normalal plano del muro; yd) La relación altura libre a espesor de lamampostería del muro, H / t, no excede de

Excentricidad de la carga vertical

• Concreto

• Mampostería •Tabacón

•Tabique

Tipos de muros de carga

Su función principal es de cargar y soportar esfuerzos de compresión, las condiciones que deben de reunir estos muros son: su espesor se halla en relación directa con el peso que soporta y la fatiga de trabajo de sus componentes.

Por este motivo, en los edificios que emplean muros de carga, éstos se sitúan en al menos dos de las fachadas, lugar donde, dado su mayor grosor, son además particularmente adecuados como barrera térmica y acústica. De existir más muros de carga, éstos se dispondrán paralelos a los de fachada. Es relativamente fácil distinguirlos de los tabiques no estructurales por su mayor grosor.

Mampostería:

Análisis, diseño y construcción de estructuras.

Las recomendaciones para el diseño estructural de la mampostería han sido tradicionalmente muy someras, basadas en procedimientos muy burdos de revisión de esfuerzos y en el empleo de factores de seguridad muy altos. Los extensos usuarios sobre las propiedades mecánicas y el comportamiento estructural de la mampostería, han permitido elaborar normas de diseño más completas. Un ejemplo de ello son las últimas dos versiones de las Normas para Mampostería del Reglamento de Construcciones para el D.F. En el caso de las Normas de Mampostería de 1976, éstas marcaron un cambio radical con respecto a la práctica de diseño anterior. Se presentan en un formato de diseño moderno y racional basado en las propiedades mecánicas del material y en resultados experimentales así como en la evidencia del comportamiento de estructuras reales. Además, esas Normas sirvieron de modelo para la elaboración de recomendaciones y de reglamentos sobre mampostería de otros países.

Diseño

En el diseño de concreto armado, los elementos deberán proporcionarse para una resistencia utilizando los factores de carga y los factores de reducción de resistencia especificados en las Secciones 10.2 y 10.3. del las Normas complementarias de construcción de estructuras de concreto.

Todos los elementos de pórticos o construcciones continuas deberán diseñarse en base a los efectos (fuerzas y momentos) que se determinen por medio del análisis suponiendo comportamiento elástico del material, salvo que se usen métodos simplificados de análisis o se modifiquen los momentos de flexión.

Las estructuras deberán diseñarse para una vida útil de al menos 50 años.

La resistencia de diseño proporcionada por un elemento, sus conexiones con otros elementos y sus secciones transversales, en términos de flexión, carga axial, corte y torsión deberá tomarse como la resistencia nominal (resistencia proporcionada considerando el refuerzo realmente colocado), calculada de acuerdo con los requisitos y suposiciones de esta Norma, multiplicada por un factor de reducción de resistencia φ.

El factor de reducción de resistencia F será:

1. Para flexión sin carga axial: φ = 0.90

2. Para flexión con carga axial de tracción: φ = 0.90

3. Para flexión con carga axial de compresión y para compresión sin flexión: a. Elementos con refuerzo en espiral: b. Otros elementos:

φ = 0,75φ = 0,70

AnálisisPara determinar los esfuerzos básicos resistentes de la mampostería como son su resistencia al corte y a la compresión, se establecen procedimientos de ensaye relativamente simples y se proporcionan además los valores específicos para los materiales de empleo mas común. Los esfuerzos propuestos representan valores mínimos probables del esfuerzo de falla.Para el análisis por cargas verticales se pide que la estructura cumpla con ciertos requisitos para evitar la aparición de momentos flexionates importantes o efectos de esbeltez significativos.Para el análisis por cargas laterales es recomendable que la construcción de muros de carga de mampostería cumpla con los requisitos del inciso 4.3.1 de las Normas de la Mampostería para q sea aplicable al método simplificado de análisis sísmico.

La mampostería se desplantará sobre una plantilla de mortero o concreto que permita obtener una superficie plana. En las primeras hiladas se colocarán las piedras de mayores dimensiones y las mejores caras de las piedras se aprovecharán para los paramentos. Cuando las piedras sean de origen sedimentario se colocarán de manera que los lechos de estratificación queden normales a la dirección de las compresiones. Las piedras deberán humedecerse antes de colocarlas y se acomodarán de manera de llenar lo mejor posible el hueco formado por las otras piedras. Los vacíos se rellenarán completamente con piedra chica y mortero.

Deberán usarse piedras a tizón, que ocuparán por lo menos una quinta parte del área del paramento y estarán distribuidas en forma regular. No deberán existir planos definidos de falla transversales al elemento.

Procedimiento constructivo

Muros con mampostería

• Mampostería confinada

- Muros de carga hechos con piezas macizas o huecas

- Reforzada con castillos y dalas.

- Es aquélla con muros reforzados con barras corrugados de acero, horizontales y verticales

- El refuerzo vertical en el interior del muro tendrá una separación no mayor de seis veces el espesor del mismo ni mayor de 800 mm

Mampostería reforzada interiormente

Muro de tabique

• Mojar los tabiques. • Donde se va a colocar el muro

se limpia y se moja la superficie.

• Se coloca una capa de mortero en todo lo largo del tramo

• Conservar los niveles de cada hilada.

• Los tabiques se asentarán hasta cubrir una altura de muro de 1.00m o 1.50m durante 12 horas min.

Materiales que componen los muros

La mampostería en muros regularmente es de:

• Muros de ladrillo rojo común (tabique)

• Muros de ladrillo extruido

• Muros de concreto ligero (blocks macizos y huecos)

• Muros de sillar

• Muros de piedra braza y negra

• Muros de concreto armado

Muros de tabique.Este material en todas sus diversas formas y variedades probablemente el más usado para muros de carga tanto interiores como exteriores, hay tabiques compactos perforados y huecos con objeto de llenar las diversas necesidades y proporcionar a los muros características tales como la de impermeabilidad, aislamiento térmico y acústico, mejor adherencia al mortero, más ligeros, etc.

Cuando se usan tabiques huecos el muro puede hacerse en diversos espesores según el número de paredes resistentes que se quiera tener, así como el número de cámaras de aire, a mayor número de ellas más aislamiento acústico tendrá este elemento en la sección de tabiques huecos se dan todas las especificaciones correspondientes para su empleo.

Muros de tabicón.• Ideal para construir bodegas, casas y

muros.

• Menor costo en mano de obra.

• Juntas de cemento logrando un avance más rápido.

• Ahorro también en mortero.• • Medidas:

• 6.5x14x28

• 10x14x28

• 11x14x28

Bloques de concreto en muros.• Pueden ahorrar tiempo y dinero en la• construcción de muros. Como

ejemplo, para levantar un muro con espesor de 21.5 cm se requieren 10 bloques por m2, en tanto si se utilizan tabiques, éstos tendrán que ser de 11.5 cm.

• Los costos de mano de obra para el• trabajo que necesitan los bloques

también pueden bajar 25% del costo con relación a la mano de obra exigida con los tabiques.

• Tamaño: los bloques pueden conseguirse en varios tamaños y son los más comunes aquéllos de 45 cm de largo por 22.5 cm de altura, o 40x20 cm, medidas nominales, pues las reales tienen aproximadamente un cm menos para calcular el espesor del mortero. El ancho del bloque varía de 7.5 a 30 cm.

PROCESO DE CONSTRUCCIÓN

Muros con bloques de concreto

1.- para colocar la primera hilera de bloques, extender el mortero sobre la base de concreto de los cimientos

2.- Colocar un bloque de ángulo en cada extremo y cada 3m. Se utilizara la martillo para regular la verticalidad y el espesor de las juntas

3.- para guiar la alineación de las hileras se tiende un cordel a ras de los bloques.

4.- Las hileras de bloques se van colocando sobre el mortero que se corta con la punta de paleta

5.- rellenar de mortero las juntas

6.- Eliminar los excedentes de mortero

7.- Colocar la armadura vertical en los bloques de Angulo y rellenar el hueco con concreto

7.- Rellenar con mortero las juntas que hayan quedado huecas

Características de los sistemas

Es el tipo de sistema constructivo más empleado para vivienda en México. Está basado en muros de carga hechos con piezas macizas o huecas, confinados en todo su perímetro por elementos de concreto reforzado (dalas y castillos), que forman un marco confinante.

Mampostería confinada

Requisitos de la mampostería confinada

Mampostería reforzada interiormente• Estos muros están construidos con piezas huecas reforzados en su interior

con barras de acero de alta resistencia y diámetros pequeños. Se colocan de forma vertical dentro de las celdas y en juntas horizontales de mortero. Su uso ha estado limitado por las dificultades que presenta este tipo de sistema en su construcción, la falta de control de calidad y el uso tradicional de la mampostería confinada. Para garantizar la correcta colocación del refuerzo y el llenado de los huecos, la supervisión durante su construcción tiene que ser más elaborada y detallada.

Refuerzo horizontal en juntas de mortero

Este refuerzo ayuda a repartir mejor la fuerza cortante evitando su concentración en los extremos y evita que al presentarse las grietas en los muros éstas se abran ya que soporta parte de esta fuerza.

Comportamiento sísmico

• Vulnerabilidad baja: el espesor de las juntas: 0.7y 1.3cm. Las juntas son uniformes y continuas

• Vulnerabilidad media: espesor de las juntas 1.3 o menor de 0.7cm. Juntas no uniformes.

• Vulnerabilidad alta: espesor de junta: casi inexistente. Poca regularidad en la alineación de las piezas .

Calidad de las juntas:

• Vulnerabilidad Baja: las piezas están colocadas de manera uniforme

• Vulnerabilidad Media: algunas piezas están deterioradas.

• Vulnerabilidad Alta: las piezas no están colocadas de manera uniforme.

Tipos y disposición de las piezas:

• Vulnerabilidad Baja: el mortero no se desmorona. El concreto tiene buen aspecto y el acero no esta expuesto.

• Vulnerabilidad Media: algunos tabiques están fisurados y quebrados. Esta expuesto el acero.

• Vulnerabilidad Alta.

Calidad de los materiales:

• Vulnerabilidad Baja: Todos los muros están confinados con vigas y columnas.

• Vulnerabilidad media

• Vulnerabilidad Alta: la mayoría de los muros no tienen confinamiento mediante columnas y vigas

Muros confinados y reforzados:

Fallas técnicas

Los muros pueden estar sometidos a las siguientes situaciones:1. Carga axial o vertical, debida al peso de la losa, las cargas vivas y al peso propio de la mampostería.2. Fuerzas cortantes y momentos flexionantes, debidas a las fuerzas de inercia durante un sismo.3. Empujes normales al plano del muro, causados por viento, agua o tierra, así como las fuerzas de inercia por sismos que actúan en dirección normal al plano del muro.

Falla por cortante

• Hay dos tipos: Falla por cortante, cuando la grieta es diagonal y corre sólo a través de las juntas de mortero; y la Falla por tensión diagonal, cuando la grieta es casi recta, rompiendo las piezas. La mayoría de estas fallas se deben a que no se cuida el diseño en la estructura.

Falla de aplastamiento por compresión diagonal

• Esta falla es producto del efecto de puntal que se produce cuando se separa el paño de albañilería de los elementos de confinamiento. Esta situación genera grandes tensiones de compresión en las esquinas del muro, las que pueden provocar la falla por aplastamiento de la zona cuando la albañilería es de baja calidad o cuando se usan unidades del tipo rejilla de paredes delgadas.

Falla por flexiónSe produce cuando se alcanza el esfuerzo resistente en tensión (del orden de 1 a 2 kg/cm²). Es grave cuando no existe en la mampostería acero de refuerzo, ya que éste toma los esfuerzos de tensión. Se identifica mediante grietas horizontales en los extremos de los muros, que se van haciendo más grandes en la parte inferior.

Si la mampostería presenta una pérdida de rigidez y resistencia rápida, la falla se presenta por cortante o por tensión diagonal; es una falla de tipo frágil. Si la pérdida de rigidez y resistencia es gradual, la falla se presenta por flexión y es de tipo dúctil.Antes del agrietamiento el muro se comporta de manera elástica lineal; al momento de agrietarse su comportamiento depende sólo de la cantidad y disposición del acero de refuerzo.

Comportamiento de la mampostería

Control y supervisión de ObraEn la ejecución de muros de mampostería de tabique macizo de barro recocido, se observara lo siguiente: La superficie de desplante deberá ser horizontal, rugosa y uniforme, libre de mortero, grasa y en general cualquier materia que impida una buena adherencia con la superficie de desplante. Cuando se ordene, previamente se harán los trabajos de impermeabilización de la superficie de desplante. El trazo y desplante de los muros se hará de acuerdo con los ejes y cotas fijados por los planos arquitectónicos. Se deberá hacer el despiece de la primera hilada para lograr una repartición uniforme de juntas verticales, cuatrapeo y remate adecuados

Detalles constructivos

Estribos

Refuerzo transversal vertical enuniones viga – columna

Detalle columna 20x40cm

Detalle columna 40x40cm

Detalle columna 20x20cm

Mampostería estructural-dintel

Mampostería Estructural refuerzo horizontal

Detallado de muros

Detalle de muro exterior con cubierta completa y muro de carga perimetral

Análisis comparativosComportamiento de muros de mampostería confinada

A continuación se describe el comportamiento de los muros referenciados sobre el cual sefundamenta este método. Aguilar y Alcocer (1997) reportan el primer agrietamiento del muro 21(M2) enel ciclo +3(R=0.13%) y la presencia de una grieta principal en la diagonal para el ciclo +5(R=0.46%)cuando se alcanza la resistencia máxima, después el castillo se agrieta por efecto cortante en el ciclo +6.Aquí, la variable R representa la distorsión expresada por la relación desplazamiento lateral/altura delmuro. La figura 1 presenta la curva fuerza cortante vs distorsión donde el último punto corresponde a laprimera plastificación del acero longitudinal después del agrietamiento del concreto y la mampostería. Alfinal del ensaye las piezas presentaron agrietamiento y en algunas zonas se agrietaron también las juntasverticales y horizontales mientras que los castillos tuvieron grietas a 45° respecto de la horizontal.

Los conceptos establecidos en las Normas Técnicas Complementarias son el fruto de las investigaciones que realizan los diferentes institutos, como el CENAPRED, el Instituto de Ingeniería de la UNAM y las distintas universidades, entre otros, de ahí su importancia. Los reglamentos y las Normas Técnicas Complementarias aprueban y recomiendan el uso de productos electrosoldados fabricados con acero de alta resistencia como refuerzo de elementos de mampostería, tanto por sus propiedades físicas, el comportamiento que se logra en las estructuras de mampostería ante las distintas solicitaciones como las ventajas propias del uso de materiales prefabricados.

Conclusión

•Fundación ICA. (2003), Edificaciones de mampostería para vivienda”, Fundación ICA y Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, México, DF, 578 pp.

•Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (1999)

•Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería, México, DF., 809 pp. “Propuesta de Actualización de las

•Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal”, en Memorias del XIII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural

•http://www.azc.uam.mx/cyad/procesos/website/grupos/tde/NewFiles/maderaII.html•http://www.euatm.upm.es/departamentos/construcciones/programas/449programa.pdf•http://www.pochcorp.com/main/get/83•http://www.conlospiesenlatierra.gov.co/portel_dpae/libreria/pdf/Capitulo_2.pdf

Bibliografía