UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIIERA – FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL – FACULTAD
CONCRETO ARMADO 2 MUROS DE CORTE (PLACAS)
06/06/2016
ING. CLAUDIA VILLANUEV VILLANUEVA A FLORES
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PLACAS O MUROS CORTE •
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Las placas son aquellas que están sometidas a cargas horizontales y verticales en su plano debido a cargas gravitatorias y cargas laterales como sismo o viento. Estos elementos se usan para rigidizar una estructura y controlar las derivas laterales. La inclusión de este elemento vertical esta relacionada a la parte sismo resistente del edificio.
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PLACAS O MUROS CORTE •
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Las placas son aquellas que están sometidas a cargas horizontales y verticales en su plano debido a cargas gravitatorias y cargas laterales como sismo o viento. Estos elementos se usan para rigidizar una estructura y controlar las derivas laterales. La inclusión de este elemento vertical esta relacionada a la parte sismo resistente del edificio.
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CRITERIOS ESTRUCTURALE ESTRUCTURALESS •
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Pre - dimensionamiento estructural o Estructuración Comportamiento estructural Tipos de fallas Tipología de los muros Requerimiento de diseño según norma peruana Vigas de acople Tipos de refuerzos
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PRE-DIMENSIONAMIENTO Y ESTRUCTURACION •
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CONFIGURACION: aspectos de forma y tamaño de la edificación RESISTENCIA: Debe buscarse más de una línea de resistencia y con capacidad para redistribuir las fuerzas de sismo. Esto puede lograrse con sistema de pórticos hiper estáticos que incluyan MUROS DE CORTE y que estén preparados para redistribuir las fuerzas horizontales después de la fluencia inicial RIGIDEZ : Desplazamientos laterales
DUCTILIDAD: La economía en el diseño se logra al permitir que algunos elementos estructurales incursionen en el rango inelástico, es decir, que sean capaces de disipar la energía del sismo por medio de fricción interna y deformación plástica 06/06/2016
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CONSIDERACIONES DIMENSIONAMIENTO Y ESTRUCTURACION •
Ubicación de muros
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Resistencia.- Los muros de corte en cada sentido deben tener dimensiones y capacidad resistente similares, de manera que, la distribución de deformaciones inelásticas sean uniformes cuando los muros sean requeridos, y no se de el caso de muros que entran en el rango elástico.
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Configuración de los muros tanto en planta como en elevación
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Proporciones
Los muros (H/L > 2) se comportan como elementos sometidos a flexo-compresión y cortante, se diseñan con las fórmulas básicas de flexión. Los muros bajos (H/L < 1) ya no se pueden analizar como elementos de flexo-compresión, ya que se parecen más a las "vigas pared" (ya no se cumple la distribución de deformaciones y esfuerzos de navier). En caso de muros bajos la falla por flexión es casi imposible pues siempre será crítico el cortante. 06/06/2016
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COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL Los muros de corte en una edificación están sujetos básicamente a fuerzas coplanares: Cargas verticales de gravedad. Cargas horizontales de sismo. • •
Las fuerzas perpendiculares al plano del muro son, por lo general de muy pequeña cuantía. Los momentos de flexión transversal cuando el muro forma pórtico en su dirección transversal, sin la presencia de muros de corte en esa dirección, pueden ser importantes y condicionar el diseño en esa zona. Las fuerzas coplanares producen en el muro fuerzas internas: Tracciones y compresiones en los extremos de la sección, que son producto del momento de volteo. Compresiones debidas a las cargas verticales. Tracciones diagonales y cizallamiento debidas a la fuerza cortante. •
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TIPOS DE FALLAS
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TIPOLOGÍA DE LOS MUROS •
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Muros esbeltos ( H/L > 2.0 ) Muros bajos ( H/L < 1.0 ) Muros acoplados
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REQUERIMIENTOS DE DISEÑO SEGUN LA NORMA PERUANA •
Para proceder al diseño es necesario identificar el comportamiento de nuestro muro de corte:
Si es coincidente con muros de sótano el espesor deberá ser mayor o igual que 20 cm. 06/06/2016
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REQUERIMIENTOS DEL DISEÑO POR FLEXION Para Muros Esbeltos H/L > 1 El refuerzo vertical se distribuirá a lo largo del muro, debiendo concentrar mayor refuerzo en los extremos. Una vez escogido el refuerzo a colocar, se construirá el diagrama de interacción para esa sección y se verificará que la relación de diseño carga axial-momento sea menor que la resistente por la sección. •
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Cuando la sección no es simétrica respecto a un eje perpendicular a la dirección del análisis, deberá hacerse dos diagramas de interacción, uno en cada sentido del momento.
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Armado : se concentra la armadura en los extremos (ventajas mayor capacidad de momento y mejora ductilidad). Si
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Muros Bajos (rígidos) H/L < 1.0 La distribución de esfuerzos no cumple con los lineamientos establecidos para flexión y/o flexo-compresión. El área de refuerzo del extremo en tracción para secciones rectangulares podrá calcularse con la siguiente expresión : •
El refuerzo vertical deberá distribuirse a lo largo del muro, siempre es conveniente concentrar algo en los extremos. Esta armadura concentrada en los extremos debe confinarse como columna y sus empalmes se diseñarán a tracción.
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ARMADURA MÍNIMA POR FLEXIÓN (Armadura en los extremos ) •
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Si el esfuerzo en la fibra extrema traccionada su es mayor que (calculado suponiendo comportamiento lineal elástico).
Se deberá proveer un A s min de modo que el momento último resistente sea igual a 1.5 veces el momento de agrietamiento (M cr) de la sección.
Donde "d" es la distancia entre c.g. de As y fibra comprimida. Esta armadura de los extremos, debe confinarse como columna, y sus empalmes se diseñarán a tracción 06/06/2016
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REQUERIMIENTOS DEL DISEÑO POR FUERZA CORTANTE •
Consideraciones para el diseño: los muros con esfuerzos de corte debidos a la acción de fuerzas coplanares se diseñarán:
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Debemos asegurarnos que el muro no fallara por corte en ningún punto de su altura. Parte de la fuerza de corte es resistida por el concreto y parte es resistida por el acero. La resistencia al corte del concreto Vc podrá evaluarse con la siguiente expresión:
La sección crítica de diseño se ubica a L/2 ó H/2 de la base (la menor), las secciones localizadas entre la base y la sección crítica se deben diseñar con el mismo valor de cortante.
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Refuerzo horizontal por corte
Cuando Vu exceda a Ø Vc , deberá colocarse refuerzo horizontal por corte.
La cuantía ph del refuerzo horizontal por corte (referida a la sección total vertical de concreto) será mayor ó igual a 0.0025. El espaciamiento del refuerzo horizontal no excederá de los siguientes valores: L/5 ó 3t ó 45 cm.
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Refuerzo vertical por corte
La cuantía pv del refuerzo vertical por corte (referida a la sección total horizontal del concreto) será mayor ó igual a :
Pero no se necesitará que sea mayor que el refuerzo horizontal. El espaciamiento no excederá de : L/3 ó 3t ó 45 cm. En caso Vu sea menor que 0.5 Ø Vc las cuantías de refuerzo horizontal y vertical pueden reducirse a los siguientes valores: •
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ph > 0.0020 pv > 0.0015
Cuando el espesor de los muros sea igual ó mayor a 25 cm. el refuerzo por corte horizontal y vertical tendrá que distribuirse en 2 caras. 06/06/2016
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CUANDO H/L < 2
Adicionalmente, la fuerza cortante obtenida del análisis estructural deberá corregirse con la finalidad de evitar que la falla por corte se produzca antes que la falla por flexión o flexocompresión.
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VIGAS ENTRE MUROS DE CORTANTE •
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Si las vigas que unen dos muros tienen una relación luz a peralte menor que 2 (L/d<2), se ha comprobado que tienen un comportamiento muy diferente a las vigas convencionales y no se cumple la hipótesis de Navier. Al someter a estas vigas a giros en sus extremos, producto de la deformación de los muros, se produce un agrietamiento diagonal y una redistribución general de los esfuerzos de tracción ó compresión de los refuerzos longitudinales, invalidando los conceptos de diseño de una viga doblemente reforzada.
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La Norma Peruana, recoge las recomendaciones de Park y Paulay esto indica que : La fuerza cortante actuante V u debe limitarse a :
Debiéndose despreciar totalmente la resistencia del concreto (V c = 0) La fuerza cortante V u de diseño debe basarse en la capacidad máxima de flexión de la viga, considerando los refuerzos longitudinales a flexión con una sobre resistencia de 25% (Esto debido a que si bien el acero tiene como límite fy = 4200 Kg / cm² en la realidad se obtienen sobre resistencias hasta de un orden del 25%). Cuando la relación L /d < 2 el refuerzo por fuerza cortante debe ser absorbido por barras diagonales, las cuales deben anclarse debidamente a tracción en los muros. Este tipo de diseño se basa en la premisa de que la fuerza de cortante se descompone a sí misma en fuerzas diagonales de compresión y tracción interceptándose a mitad de la luz.
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