Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C.

CARACTERIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE MUROS DE MAMPOSTERÍA CONFINADA REFORZADOS CON BARRAS CORRUGADAS DE ALTA RESISTENCIA,

SOMETIDOS A CARGAS LATERALES CÍCLICAS REVERSIBLES

Treviño Treviño, Ernesto L1; Villorín Osorio, Moisés2

RESUMEN

Se describe un programa de investigación experimental sobre muros de mampostería confinada de bloques de concreto, que se está llevando a cabo en el Instituto de Ingeniería Civil de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Se presentan los avances logrados así como los resultados obtenidos a la fecha. En virtud de que el proyecto aun se encuentra en desarrollo, sólo se incluyen comentarios finales de carácter preliminar sobre el comportamiento general observado, los patrones de agrietamiento, la respuesta histerética así como sobre la degradación de rigidez y la disipación de energía de los modelos ensayados.

ABSTRACT

A research program regarding the behavior characterization of confined concrete block masonry walls, reinforced with high strength deformed bars, under the action of alternated cyclic lateral loads, is being developed at the Civil Engineering Institute of Nuevo León State University. A description of the project, the progress attained and the results obtained up to date are presented. Since at present, the project is not yet finished, only some final preliminary comments are included about the general behavior, the cracking pattern, the hysteretic response, the stiffness decay and the energy dissipation characteristics of the models tested up to date.

INTRODUCCIÓN El uso de la mampostería en México sigue teniendo una fuerte aceptación para aplicaciones diversas, pero principalmente con fines estructurales, en la vivienda tanto unifamiliar como multifamiliar de baja y mediana altura. Un indicador de la gran importancia que este giro tiene dentro de la industria de la construcción en el país, es que aproximadamente un 50% de la producción nacional de barras corrugadas de refuerzo se utiliza sólo en la construcción de viviendas. Se estima también que anualmente se construyen más de 60 millones de metros cuadrados de muros de mampostería sólo en aplicaciones de vivienda, sin incluir los que se construyen tanto para fines estructurales como no estructurales en otros tipos de edificaciones. La investigación sobre la mampostería en México se inició en la década de los sesenta –después del sismo de 1957– en la Universidad Nacional Autónoma de México y ha continuado casi ininterrumpidamente hasta la fecha. A partir de 1990 destaca el programa de investigación que sobre seguridad sísmica de la vivienda económica se lleva acabo en el Centro Nacional de Prevención de Desastres en la Ciudad de México. De los resultados de este programa se han derivado aportaciones significativas que han servido de base para la elaboración de la propuesta de las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería, Versión 2002 del Reglamento para Construcciones del Distrito Federal. _________________________________________________________

1 Profesor Titular, Subdirección de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Autónoma de Nuevo León, ertrevin@fic.uanl.mx

2 Instituto de Ingeniería Civil, Universidad Autónoma de Nuevo León, villorin@hotmail.com

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Dos aspectos que inciden significativamente en la respuesta de muros de mampostería confinada sometidos a cargas cíclicas reversibles que requieren de una mayor profundización son los siguientes: 1. La evaluación del desempeño de barras corrugadas laminadas en frío, de alta resistencia de fluencia, fy = 5 000 y 6 000 kg/cm², al ser utilizadas como refuerzo en los castillos y dalas confinantes, tanto habilitadas en sitio como en la modalidad de armazones prefabricadas electrosoldadas. 2. El efecto del detallado del refuerzo transversal en los castillos, particularmente en las regiones próximas a las esquinas de unión con las dalas, dado que se ha observado que el deterioro de la capacidad ante cargas laterales depende de la evolución del daño en los castillos y que el colapso de los muros coincide con el cizallamiento de los mismos, inducido por el efecto de puntal de compresión que se forma a lo largo de las diagonales. Un aspecto importante de subrayar es que la gran mayoría de las investigaciones sobre mampostería en México han sido realizadas en especímenes construidos con tabiques de barro recocido, tanto macizos de fabricación artesanal, como industrializados huecos o multiperforados. Solamente en los estudios pioneros que se llevaron a cabo hace aproximadamente 35 años en la Universidad Nacional Autónoma de México se incluyeron modelos construídos con bloques huecos de concreto vibro-compactados (Meli, Zeevaert y Esteva, 1968; Meli y Salgado, 1969).

OBJETIVOS En virtud de todo lo anterior, en el Instituto de Ingeniería Civil de la Universidad Autónoma de Nuevo León hemos emprendido, con el auspicio de una importante empresa de la iniciativa privada, un programa de investigación experimental sobre muros de mampostería confinada de bloques de concreto, utilizando acero de alta resistencia y baja ductilidad como refuerzo de los castillos y dalas confinantes, con los siguientes objetivos: • Evaluar la incidencia del tipo de acero y de la disposición del refuerzo transversal en los castillos en su comportamiento, al estar sometidos a la acción de cargas laterales cíclicas reversibles. • Valorar la adecuación de los modelos teóricos de las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento para Construcciones del Distrito Federal, a los resultados del experimento • Determinar las propiedades de las piezas de bloques de concreto vibrocompactadas fabricadas en la ciudad de Monterrey • Caracterizar las propiedades índice de la mampostería construída con bloques de concreto fabricados en Monterrey • Proponer las recomendaciones de diseño y construcción que resulten pertinentes Este programa de investigación contempla la fabricación de ocho muros de mampostería a escala natural, con variantes en el refuerzo de los elementos confinantes, y el ensaye destructivo de los mismos al someterlos a la acción simultánea de cargas cíclicas laterales reversibles y de carga vertical sostenida durante todo el ensaye. El tipo de ensaye de todos los muros es en voladizo. En este trabajo se describe el desarrollo de este proyecto de investigación y se incluyen algunos resultados preliminares obtenidos hasta la fecha.

DESCRIPCIÓN DE LOS MODELOS Se fabricaron ocho modelos en dos grupos de cuatro cada uno. Los del primer grupo se reforzaron con acero dúctil grado 42 (fy = 4 200 kg/cm²), y los del segundo grupo se reforzaron con armazones electrosoldados grado 60 (fy = 6 000 kg/cm²). Las dimensiones globales de los muros fueron de 2 505 mm de ancho por 2 430 mm de altura por 145 mm de espesor y se desplantaron sobre vigas rígidas de concreto reforzado de 600 mm de ancho por 400 mm de peralte por 4 000 mm de largo, en las cuales se dejaron cavidades en una posición adecuada para posteriormente anclar el armado de los castillos.

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En dos modelos de cada grupo los estribos de los castillos se distribuyeron uniformemente en toda su altura, mientras que en los otros dos se intercalaron estribos adicionales en las regiones extremas de los castillos, de tal forma de tener estribos a la mitad del espaciamiento, en una longitud aproximada de tres veces la dimensión del castillo. MAMPOSTERÍA, CONCRETO Y MORTERO Las piezas de mampostería procedieron de un lote seleccionado aleatoriamente de uno de los fabricantes reconocidos de Monterrey. Se adquirió una cantidad suficiente para el ensaye de las unidades, para la fabricación de pilas y muretes, para la fabricación de los ocho modelos, más piezas adicionales de reserva para cubrir posibles contingencias al efectuar los ensayos. Las piezas que se utilizaron fueron de tres agujeros, con dimensiones promedio de 390 mm por 195 mm por 145 mm. El aparejo consistió de 5 piezas en dirección horizontal, colocadas en 11 hiladas en dirección vertical. El cuatrapeo entre hiladas se logró mediante la utilización de medias piezas. El espesor de las juntas fluctuó entre 12 y 13 mm. La sección de las dalas y castillos confinantes fue de 145 por 150 mm. Ver figura 1. El concreto para el colado de los elementos confinantes fue elaborado en el laboratorio del Instituto de Ingeniería Civil, con base en una dosificación por volumen para una resistencia de 200 kg/cm². El tamaño máximo del agregado grueso, de caliza triturada, fue de 19 mm. El peso volumétrico fue de 2.3 t/m³. El cemento utilizado fue portland tipo CPC-30R. La resistencia promedio a la compresión a los 28 días, obtenida de cilindros de 15 cm de diámetro, fue de 235 kg/cm². El mortero para pegar las piezas fue tipo I, también elaborado en el laboratorio utilizando cemento portland tipo CPC-30R. La relación volumétrica cemento:arena fue de 1:3 sin especificar la cantidad de agua para fabricarlo; sin embargo, el agua añadida a cada revoltura sí fue medida habiendo resultado un promedio de 27 litros por bulto de cemento. La resistencia promedio a la compresión obtenida de cubos de 5 cm de arista a los 28 días fue de 231 kg/cm².

ACERO DE El armado dehabilitadas en(3/8”) de diám

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Figura 1 Dimensiones Generales de los Especímenes

REFUERZO Y ARMADOS

las dalas y castillos para los especimenes reforzados con acero dúctil consistió de armazones el laboratorio con cuatro barras corrugadas grado 42 en dirección longitudinal, de 9.5 mm etro, y de estribos o anillos lisos de alambrón grado 23 (fy = 2 300 kg/cm²), de 6.3 mm (1/4”)

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de diámetro, a cada 200 mm para el caso de distribución uniforme. Estos modelos se marcaron como muros 421 y 422. Para el caso de distribución concentrada, se intercalaron estribos adicionales en los tres espacios extremos, de tal forma que quedaron estribos a cada 100 mm, en una longitud de 600 mm. Estos modelos se identificaron como muros 423 y 424. Para el caso de los especímenes reforzados con acero de alta resistencia, el armado consistió de armazones electrosoldadas prefabricadas, formadas por cuatro barras corrugadas grado 60 en dirección longitudinal, de 6.0 mm de diámetro, y de anillos lisos grado 50 (fy = 5 000 kg/cm²), de 4.1 mm (cal. 8) de diámetro a cada 158 mm para el caso de distribución uniforme. Estos especímenes se marcaron con los números 601 y 602. Para el caso de distribución concentrada, se intercalaron estribos adicionales en los tres espacios extremos de tal forma que quedaron estribos a cada 79 mm, en una longitud de 474 mm. Los estribos adicionales fueron de barras corrugadas grado 60, de 3.97 mm (5/32”) de diámetro. Estos últimos modelos se marcaron como 603 y 604. En todos los casos, el primer estribo en el extremo inferior de los castillos se colocó en la posición más desfavorable; en el caso de armazones electrosoldadas el primer estribo quedó a 158 mm arriba del lecho superior de la viga de desplante, mientras que en el caso de acero dúctil el primer estribo quedó a 200 mm arriba del lecho superior de la viga de desplante. Para los modelos con estribos concentrados, ambos espacios se redujeron a la mitad. La altura de los muros fue tal que, en todos los casos, el último estribo en los castillos, contando de abajo hacia arriba –o el primero contando de arriba hacia abajo– quedó a no más de medio espacio entre estribos. En el caso de los electrosoldados quedó a 68 mm, mientras que en el caso de acero dúctil quedó a 80 mm. En todos los casos, los extremos de los estribos se anclaron en el corazón de los castillos mediante terminación en ganchos con doblez a 135 º. Se tomaron muestras representativas de los distintos tipos de acero de refuerzo para la determinación posterior de sus características de comportamiento mecánico. En la figura 2 se muestran los armados de los modelos 421, 422, 603, y 604.

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Figura 2 Armado de los Modelos PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Todos los especímenes fueron construidos en el Laboratorio del Instituto de Ingeniería Civil por personal obrero calificado, suministrado por una empresa constructora de vivienda de interés social, reconocida en el medio de Monterrey, siguiendo un procedimiento consistente con la práctica común en este tipo de edificaciones.

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Los modelos se construyeron en tres etapas. Primeramente se posicionó el armado de los castillos dentro de las cavidades de la viga de desplante y se coló concreto dentro de las mismas, dejando el armado ahogado para asegurar su anclaje en esta forma. En la segunda etapa se colocaron las unidades de mampostería, el armado de las dalas y la cimbra de madera. En la tercera etapa se procedió al colado del concreto en los castillos y dalas, de tal forma de lograr una estructura monolítica. Como se mencionó anteriormente, el aparejo cuatrapeado se logró utilizando piezas enteras y medias piezas ; es decir, la interfase mampostería-castillos se dejó sin entrantes ni salientes, eliminando la unión dentada usual en mampostería de barro. La compactación del concreto se llevó a cabo mediante vibradores eléctricos de contacto. El curado se realizó manteniendo una lámina de agua en la cara superior de la dala durante las 72 horas posteriores al colado y aplicando una membrana de curado inmediatamente después del descimbrado. Los modelos fueron pintados de color blanco y se dibujó una retícula por ambas caras, para facilitar la observación de la evolución del daño y el registro de los patrones de agrietamiento durante las pruebas.

INSTRUMENTACIÓN Y CAPTURA DE DATOS Todos los modelos fueron instrumentados profusamente tanto interna como externamente con el propósito de obtener la mayor información posible sobre: a) las cargas aplicadas al espécimen; b) el desplazamiento del extremo superior del muro en su propio plano; c) las deformaciones del tablero; d) los posibles deslizamientos entre la viga de desplante y la losa de reacción y entre la viga distribuidora de carga vertical y el tablero; y e) las deformaciones del acero de refuerzo longitudinal y transversal de los castillos. Se utilizaron cinco tipos de instrumentos, a saber: tres celdas de carga, cuatro extensómetros de alambre, dos extensómetros potenciométricos de vástago, seis micrómetros de carátula, y galgas extensométricas para las barras de acero de refuerzo. Los primeros cuatro tipos se colocan externamente como se muestra en la figura 3, en forma idéntica para los ocho muros. Las galgas extensométricas se colocaron internamente en puntos que se estimaron relevantes para el propósito de la investigación, en cantidad variable, en función del espécimen de que se trate, como se muestra en la figura 4. La captura de datos se llevó a cabo en forma semiautomática mediante la lectura manual de los micrómetros de carátula, extensómetros de alambre y extensómetros potenciométricos. La captura de los datos provenientes de las celdas de carga y de las galgas extensométricas se realizó mediante un sistema automático de adquisición de datos de 16 canales.

Figura 3 Instrumentación Externa

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Figura 4 Instrum

DISPOSITIV El dispositivo de carga empleado en los ensayes, que sacero diseñada ex profeso para ese objeto, anclada aMediante este dispositivo es posible realizar ensayesmuros a escala natural. Para aplicar las cargas verticahidráulicos de doble acción y uno de acción simple,bombas manuales. Se diseñó un arreglo de vigas uniformemente posible la carga vertical, y permitir apropio plano. Además, para evitar el desplazamiento fuera del planomediante cuatro ruedas lisas, sujetas a la estructura psuperior por ambos lados. Para garantizar el contacto ulos modelos, se adhirió una placa de corcho de 6 mmsemejante, se colocaron placas de corcho entre las plac El esfuerzo vertical aplicado fue de 5.5 kg/cm² y se control manual continuo. Este nivel de esfuerzo correde planta baja de una edificación de vivienda de cuatro

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entación Interna

O DE CARGA

e muestra en la figura 5, consistió en una estructura de la losa de reacción del Instituto de Ingeniería Civil.

de tipo voladizo en modo cuasiestático, a tableros de l y laterales a los especímenes se utilizaron dos gatos cada uno de 50 t de capacidad, accionados por dos y chumaceras con el propósito de distribuir lo más l mismo tiempo el libre desplazamiento del muro en su

del muro, los especímenes se arriostraron lateralmente rincipal del dispositivo, haciendo contacto con la dala niforme entre la viga de distribución de carga vertical y de espesor a la cara superior de la dala. De manera

as distribuidoras de carga lateral y los modelos.

mantuvo constante durante toda la prueba mediante un sponde sensiblemente con el que se tiene en los muros a cinco niveles.

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Figura 5 Dispositivo de Carga

RESULTADOS EXPERIMENTALES

PROPIEDADES ÍNDICE DE LA MAMPOSTERÍA Se efectuaron ensayos a la compresión a nueve piezas de mampostería provenientes del mismo lote del que fueron construídos los especímenes. Estos ensayos sirvieron para detectar anomalías en los equipos y accesorios de prueba tales como: defectos en el asiento esférico de la máquina universal e irregularidades en la placa distribuidora de carga y en el cabeceador para los bloques. Esto se hizo evidente al observar los modos de falla de las piezas, y la gran dispersión obtenida en los resultados. De cualquier manera, después de examinar dichos resultados así como los de las pruebas de control de calidad efectuadas regularmente por el fabricante, parece razonable estimar que la resistencia a la compresión fp de las unidades empleadas en la construcción de los modelos, fluctúa conservadoramente entre 75 y 85 kg/cm². Ya se ha procedido a corregir las anomalías detectadas, para realizar los ensayos definitivos. Respecto a las propiedades índice de la mampostería, a la fecha se han efectuado ensayes de cuatro pilas y dos muretes –no instrumentados– con carácter de preliminares con el propósito de obtener valores aproximados de las resistencias, antes de proceder a efectuar los ensayos definitivos. De estas pruebas preliminares se ha obtenido una resistencia promedio a compresión de la mampostería fm = 49 kg/cm² y una resistencia a cortante vm = 4.8 kg/cm². MODELOS 421, 422 Y 601 Los especímenes 421 y 422 se consideraron como los muros de control, ya que fueron construídos con un armado típico “convencional” utilizando barras de acero grado 42, y estribos de alambrón grado 23 uniformemente espaciados a lo largo de toda la altura de los castillos. El comportamiento de estos muros se utilizará como patrón de referencia para evaluar la respuesta y determinar la incidencia del tipo de acero y de la disposición de los estribos en cada uno de los otros modelos. A la fecha de publicación de éste trabajo se han concluido únicamente los ensayos de los muros 421, 422 y 601 y la información obtenida de ellos se encuentra en proceso de estudio y análisis. En tal virtud, sólo se

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incluirán algunos comentarios sobre el comportamiento observado en dos de ellos, dado que hasta este momento todavía no se cuanta con elementos de juicio suficientes que permitan ser concluyente. Historias de Carga y de Desplazamiento Los modelos se sometieron a la acción de cargas laterales cíclicas reversibles de modo cuasiestático. El control de las pruebas se dividió en dos etapas. La primer etapa fue controlada por carga y la segunda etapa fue controlada por desplazamiento o distorsión. En el anexo 1 se incluyen las historias de carga y de distorsiones asociadas, correspondientes a los muros 421 y 601. En la primer etapa se aplicaron pares de ciclos, correspondientes a incrementos sucesivos de fracciones de la carga de agrietamiento estimada, hasta un máximo del 75% de la misma, y hasta la que produjera el primer agrietamiento inclinado. La segunda etapa inició en este ciclo. Después del agrietamiento inclinado se aplicó otro ciclo de igual distorsión. Enseguida, se aplicaron pares de ciclos a distorsiones crecientes, en incrementos sucesivos de 0.1% Patrones de Agrietamiento Muro 421. En el transcurso del ensaye de este modelo, se manifestó un patrón de daño en forma de cruz de San Andrés, claramente definido por dos grietas escalonadas a lo largo de las diagonales del tablero, con inclinación a 45º. La distribución del agrietamiento fue sensiblemente igual por ambos lados del espécimen. El primer agrietamiento inclinado se manifestó en configuración escalonada en el pico positivo del séptimo ciclo, correspondiente a una distorsión de 0.08% y a una fuerza cortante V+7 = 12.6 t (v +7 = 3.5 kg/cm²). En el pico negativo del mismo ciclo se formó –como era de esperarse– el agrietamiento diagonal en la dirección opuesta y de forma escalonada muy semejante al primero. Los ciclos posteriores a esos primeros agrietamientos diagonales se caracterizaron por: a) la acentuación y aumento progresivo de la abertura de las grietas; b) la aparición de grietas por flexión en las caras de los castillos, extendiéndose a toda su altura; y c) la aparición de nuevas grietas con inclinación menor a 45º en la mitad inferior del tablero. Los cortantes máximos se registraron en el ciclo 12. En el semiciclo positivo ocurrió el cortante mayor de todo el ensayo, V+12 = 17.2 t (v+12 = 4.7 kg/cm²) para una distorsión de 0.3%. En los ciclos 11 y 12 se inició el desprendimiento de las paredes de las piezas, dentro de un área más o menos amplia, localizada en la intersección de las grietas diagonales. A partir de este momento, y hacia los ciclos finales, esas piezas se deterioraron muy rápidamente. La configuración final del agrietamiento pudo anticiparse desde el ciclo 8. El colapso ocurrió cuando se cizallaron ambos castillos; uno de ellos en el desplante, y el opuesto en la unión dala-castillo. También fue evidente el desprendimiento total de las paredes de los bloques en el cruce de las diagonales y en la región inferior del castillo cizallado. Pudo observarse el doblado severo de las barras de refuerzo en las esquinas fracturadas de los castillos, inducido por el movimiento relativo de los sectores triangulares en que quedó dividido el muro. En ningún momento se observaron indicios de separación entre los castillos y la mampostería en la interfase colada “a hueso”. Muro 601 En este modelo el patrón final de daño se manifestó también por dos grietas con trayectoria bien definida, a lo largo de las diagonales del tablero . Sin embargo, en este caso las grietas no ocurrieron en forma escalonada, sino que atravesaron las piezas de mampostería fracturándolas, con excepción de la prolongación de una de ellas, hacia la mitad superior del espécimen. En este espécimen, el primer agrietamiento inclinado también se manifestó en el pico positivo del séptimo ciclo, correspondiente a una distorsión de 0.1% y a una fuerza cortante V+7 = 14.4 t (v+7 = 4 kg/cm²). En el período de tiempo requerido para el levantamiento de datos se presentó un aumento súbito de la distorsión hasta 0.16% asociado a una disminución de cortante hasta 12.1 t. En el pico negativo del mismo ciclo séptimo apareció el agrietamiento diagonal en la dirección opuesta, fracturando las piezas de manera semejante al semiciclo anterior. Los cortantes máximos se registraron en el ciclo 13. En el semiciclo positivo ocurrió el cortante mayor de todo el ensayo, V = 16.6 t (v = 4.6 kg/cm²) para una distorsión del 0.44%. En este ciclo

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ocurrió el mismo fenómeno que en el séptimo. Se manifestó un aumento súbito de la distorsión hasta 0.55% asociado a una disminución de cortante hasta 11.7 t. A diferencia del muro 421, los desprendimientos de las paredes de las piezas fueron moderados. El colapso ocurrió en el ciclo 15 cuando una de las grietas diagonales penetró en el extremo superior de uno de los castillos fracturándolo severamente, propiciando el deslizamiento relativo del sector triangular superior, y la formación –al mismo tiempo– de una grieta vertical a una distancia aproximada de 20 cm de la interfase castillo-mampostería. Esta grieta vertical fracturó las piezas a lo largo de toda su trayectoria. Al observar este fenómeno, parece razonable pensar que la formación de esa grieta vertical pudo ser inducida por el modo de aplicación de la carga lateral, concentrada en las esquinas del modelo. Cabe destacar que en este caso no se presentó ningún indicio de penetración de las grietas diagonales en las esquinas inferiores de los castillos ni tampoco de separación entre los castillos y la mampostería a lo largo de la unión “a hueso”. Respuesta Histerética Las curvas carga lateral-distorsión para los modelos 421, 422 y 601 se incluyen en el Anexo 1. En ellas se indican las resistencias teóricas de cada modelo obtenidas según lo estipulado en las Normas Técnicas Complementarias para Mampostería, versión 2002, del Reglamento para Construcciones del Distrito Federal con la expresión:

VmR = FR (0.5 vm* AT + 0.3 P) ≤ 1.5 FR vm* AT (1) En la expresión anterior VmR es la fuerza cortante de diseño que toma la mampostería; FR es el factor de reducción de resistencia; vm* es el esfuerzo cortante de diseño a compresión diagonal; AT es el área bruta de la sección transversal del muro incluyendo los castillos y P es la carga gravitacional que obra sobre el muro sin amplificar por el factor de carga. El cálculo de las capacidades teóricas se realizó con base en las dimensiones reales de los modelos y en la carga vertical aplicada durante el ensaye. Aun y cuando, para este caso, los valores indicativos sugeridos en las NTCM no son estrictamente válidos por el tipo de mapostería utilizada para construir los modelos, VmR se calculó con el esfuerzo cortante de diseño estipulado en la tabla 2.9 de las referidas normas; es decir, 3.5 kg/cm² y con FR = 0.7. Así mismo, aun y cuando el esfuerzo cortante obtenido de los dos ensayes preliminares de muretes no puede considerarse representativo, Vm* se calculó a partir del resultado obtenido de dichas pruebas, es decir vm = 4.8 kg/cm², considerando cv = 0.2 y tomando FR igual a uno. Los lazos histeréticos obtenidos son los típicos de mampostería confinada. En ellos se señala el punto correspondiente al primer agrietamiento inclinado de la mampostería. En general puede decirse que los tres modelos manifestaron una respuesta histerética sensiblemente simétrica en los ciclos elásticos. El comportamiento francamente no lineal se inició después del agrietamiento inclinado, y los lazos no mostraron estrangulamiento alrededor del origen. Las resistencias se alcanzaron en los tres modelos a niveles de distorsión del orden de 0.3 - 0.4% a partir de las cuales se observó una marcada degradación de la misma. Degradación de Rigidez y Disipación de Energía En el Anexo 1 se presentan gráficas comparativas de degradación de rigidez contra distorsión para los tres modelos, y de energía disipada acumulada contra ciclo para los modelos 421 y 601. Las curvas de degradación de rigidez se construyeron empleando el concepto de rigidez pico a pico. La energía disipada acumulada fue calculada como el área encerrada por los lazos histeréticos de la curva cortante lateral - desplazamiento. Las curvas de degradación de rigidez de los tres modelos son semejantes, observándose un mayor deterioro para los primeros ciclos, hasta distorsiones de 0.2 - 0.3 %, que para las últimas etapas de carga. Esto se atribuye a microagrietamientos iniciales por flexión en los castillos, y al reacomodo de las unidades. En la etapa controlada por distorsión, la rigidez de un ciclo disminuyó con respecto al anterior, para un mismo nivel

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de distorsión. Esto puede atribuirse al agrietamiento de los tableros y al aplastamiento de las unidades y de los castillos. Respecto a la energía, puede decirse que los modelos 421 y 601 se comportaron de manera semejante, manifestando una buena disipación acumulada en forma global. En general, para ciclos a distorsiones menores a 0.2 % (ciclos 9 y10) la energía disipada fue baja. De la misma forma que la degradación de rigidez, la energía disipada en cada ciclo se explica por el agrietamiento progresivo de los tableros, acompañado del deslizamiento relativo y del aplastamiento de los bloques y de los castillos.

COMENTARIOS FINALES

Como se mencionó en párrafos anteriores, a la fecha de preparación de este trabajo se está practicando el análisis de la información obtenida de los ensayos de los muros 421, 422 y 601, por lo que resulta prematuro pretender ser concluyente con los elementos de juicio disponibles en este momento. Sin embargo, consideramos importante destacar los siguientes puntos: a) Aun y cuando la resistencia de las piezas de mampostería de concreto utilizadas para la construcción de los modelos sí cumple con la Norma Mexicana NMX-C-404-ONNCCE; dista mucho de alcanzar los mínimos estipulados en las tablas de las NTCM para que sea lícito utilizar los valores indicativos que ahí se sugieren. b) Consideramos muy importante subrayar los siguientes hechos asociados a la respuesta mostrada por el modelo 601, reforzado con barras longitudinales grado 60 y estribos grado 50: • Su resistencia fue sensiblemente igual a la del modelo de control 421. Sin embargo, su capacidad de deformación fue significativamente mayor. • No se mostró ninguna evidencia de deterioro en las esquinas inferiores de los castillos aún para los niveles mas altos de distorsión. • La energía disipada acumulada fue mayor que la disipada por el modelo de control 421. Lo anterior parece apuntar hacia la conclusión obtenida en un estudio previo en el sentido que el uso de aceros de alta resistencia en el refuerzo transversal de los castillos resulta benéfico ya que permite obtener gran capacidad de deformación para un nivel de esfuerzos mayor que el que se alcanza con estribos de alambrón y evita el deterioro prematuro de las conexiones dala-castillo al permanecer confinadas mayor tiempo por el acero en régimen elástico (Hernández, O. y Guzmán, H,1987). c) Otro hecho importante de subrayar es que ni en el modelo 421 ni en el 601 se mostraron signos de separación en la interfase castillo-mampostería en ningún momento durante el ensayo. Aunque, en el muro 422 sí se observó separación entre uno de los castillos y la mampostería, esto no parece haber influído negativamente en su respuesta. Este punto está siendo estudiado actualmente con mayor detenimiento en el Instituto. Consideramos oportuno mencionar que para el caso de mampostería de barro, algunos investigadores recomiendan “dentar” los muros para incrementar la trabazón castillo-mampostería (Alcocer, S.M., y otros., 1994), mientras que otros sugieren eliminarla. Estos últimos opinan que su empleo pudiese resultar contraproducente bajo determinadas circunstancias tales como la formación de oquedades bajo los dientes o la fractura de los mismos durante la compactación del concreto originando una fuerte degradación en la capacidad resistente del sistema. En este último caso recomiendan dejar “grapas” de conexión ahogadas en las juntas de mortero de la mamposería (González, I., San Bartolomé, A., 1994).

REFERENCIAS

Alcocer, S. M., y otros, (1994), “Comportamiento ante Cargas Laterales de Sistemas de Muros de Mampostería Confinada con Diferentes Grados de Acoplamiento a Flexión”, Cuaderno de Investigación No. 17, CENAPRED, México, D. F.

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Alcocer, S. M. y otros, (1995) “Determinación de las Propiedades Mecánicas de los Tabiques Extruídos tipo Vintex, Multes y Aremax”, CENAPRED, México, D. F. Alcocer, S. M., Zepeda, J. A., y Ojeda, M., (1997) “Estudio de la Factibilidad Técnica del uso de Tabique Vintex y Multes para Vivienda Económica”, CENAPRED, México, D. F. Centro Nacional de Prevención de Desastres, (1997 a), “Proyecto de Norma Mexicana para la Determinación de la Resistencia a la Compresión y del Módulo de Elasticidad de Pilas de Mampostería de Barro y de Concreto”, México, D. F. Centro Nacional de Prevención de Desastres, (1997 b), “Proyecto de Norma Mexicana para la Determinación de la Resistencia a la Compresión Diagonal y la Rigidez a Cortante de Muretes de Mampostería de Barro y de Concreto”, México, D. F. Departamento del Distrito Federal, (1989), “Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería”, Gaceta Oficial del Departamento del D. F., México, D. F. Diario Oficial de la Federación, (1998), “Norma Mexicana NMX-C-404, Industria de la Construcción -Bloques, Tabiques; Ladrillos y Tabicones para uso Estructural- Especificaciones y Métodos de Prueba”, Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, México, D. F. Fundación ICA, A.C., y Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C., (1999), “Edificaciones de Mampostería para Vivienda”, México, D. F. González, I., y San Bartolomé, A., (1994), “Estudio de la Conexión Columna-Albañilería en Muros Confinados Diseñados a la Rotura”, Memorias, X Congreso Nacional de Ingeniería Civil, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima. Hernández, O., y Guzmán, H., (1987) “Comportamiento de Muros de Mampostería de Tabique rojo Reforzados con Acero de alta Resistencia”, Laboratorio de Materiales, Facultad de Ingeniería, UNAM, México, D.F. Meli. R., y Salgado G. (1969) “Comportamiento de Muros de Mampostería Sujetos a Carga Lateral”, Informe 237, Instituto de Ingeniería, UNAM, México, D. F. Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A. C., (2000), “Proyecto de Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería para el Reglamento de las Construcciones para el Distrito Federal”, 1er. Simposio Nacional de Edificaciones de Mampostería para Vivienda, México, D. F.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a la empresa Deacero, S.A. de C.V., y muy especialmente al Sr. Ing. Generoso Páez Garza, su apoyo y patrocinio sin los cuales no hubiese sido posible el estar realizando este proyecto. Al Sr. Dr. Sergio M. Alcocer Martínez de Castro se agradece su decidida, continua y desinteresada orientación y asesoría para el desarrollo de todas y cada una de las etapas de esta investigación. La participación desinteresada del Sr. Ing. Leonardo Flores Corona para la realización de las pruebas y el análisis de la información obtenida ha sido sumamente valiosa. También se manifiesta nuestro agradecimiento al Sr. Ing. Alfredo Olivares Ponce de la empresa Metronic, S.A., al Sr. Dr. Oscar Hernández Basilio y en general a todas las personas que en diversas formas han participado en los trabajos requeridos para llevar a cabo este proyecto. Finalmente, se reconocen las aportaciones brindadas por la Universidad Autónoma de Nuevo León mediante los Programas de Apoyo a la Investigación Científica y Tecnológica PAICYT 2000 y 2001, y por el Sr. Ing. Oscar Moreira Flores, actual Director de la Facultad de Ingeniería Civil.

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