Estabilidad transversal de muros de mampostería confinada

[diego_ing]

Estimados colegas:

Escribo por primera vez en éste foro y, antes que nada, aprovecho la ocasión para saludarlos.
Me gustaría saber si pueden ayudarme con el siguiente tema:

Imaginen un muro de mampostería sustentado por una viga de fundación, y confinado perimetralmente por columnas y una viga de encadenado superior.
El muro NO es " de corte ", lo que me interesa saber es cómo modelar ésta estructura (con SAP 2000 o ETABS) de tal manera de verificar su estabilidad transversal ante acciones perpendiculares a su plano, el momento de vuelco y esfuerzo de corte que reciben las columnas al volcar el muro, y los esfuerzos característicos en la viga de fundación.
He intentado de mil maneras modelar ésto con SAP 2000, usando todas las posibilidades de "constraint" de que dispone el programa y lo único que consigo son las reacciones de vínculos en los apoyos extremos, pero nada más. No dispongo de los manuales en español, sólo en inglés (quizás ahí radique mi error, al malinterpretar algún término cuango hago la traducción).
Colegas que usan el RM Adv ance pueden resolver éste problema (muy frecuente en estructuras que no cuentan con diafragmas rígidos), es por eso que me cuesta aceptar que SAP 2000 o ETBAS no lo puedan hacer.
Espero que les interese el problema que planteo y me puedan ayudar a resolverlo.
Saludos afectuosos desde Mendoza, Argentina.
Ing. Diego Marroquín

[ReneM]

Hola, no he modelado eso pero se me ocurre un elemento shell (albañilería) con elementos frames en sus bordes (pilares y cadenas de confinamiento). Espero te sirva.

[diego_ing]

René: lo que me planteás, ya lo he intentado.
El problema está en cómo vincular adecuadamente el muro (shell) a las columnas y vigas. Gracias por tu respuesta
Diego

[ReneM]

Hola, la vinculación se genera en los vértices del elemento shell (4 vinculaciones), si deseas más vinculaciones divide el elemento shell o asígnale mesh.

[diego_ing]

René:

haciendo lo que me comentás, lo único correcto que se obtiene son las reacciones de vínculo (asumiendo que la viga que sustenta al muro, se apoya a su vez en un par de bases).
al dividir los elementos frame y shell, y asignarles los "constraints" que están disponibles, los esfuerzos característicos en vigas y columnas no tienen nada que ver con los calculados a mano.
todo ésto que te comento, es sólo para un estado de cargas que incluya sólo el peso propio de todos los elementos intervinientes. ni hablar cuando le aplicás al muro, perpendicularmente a su plano, una acción horizontal (sismo, por ejemplo)

gracias de nuevo

[ReneM]

Hola, podrías enviarme tu ejemplo calculado a mano?

[JUanINC]

a mi parecer diego, debes diferencia muy bien la funcion de las columnas y las vigas de confinamiento, el sap las calculara como elementos capaces de resistir esfuerzos a flexion y que se pueden deformar segun estas solicitaciones... pero por ejemplo, para muros de este tipo, yo siempre considero que las columnas son elementos que solo se traccionan o se comprimen. y la viga solo se traslada, como si fuera una viga apoyada sobre un muro que solo se deforma por corte.
Yo me evito todo eso, considerando solo el shell con las propiedades de la mamposteria.
de resto, agregarle columnas o vigas, bueno, queda de parte de tu experiencia al manejar el programa... de todas maneras aun existen miles de consideraciones mas que siempre dejaremos por fuera, por ejemplo, que el muro solo se comportara a compresion y no a traccion por ejemplo, igual que los modos de falla...
saludos

[gatogalaxi]

a mi parecer diego, debes diferencia muy bien la funcion de las columnas y las vigas de confinamiento, el sap las calculara como elementos capaces de resistir esfuerzos a flexion y que se pueden deformar segun estas solicitaciones... pero por ejemplo, para muros de este tipo, yo siempre considero que las columnas son elementos que solo se traccionan o se comprimen. y la viga solo se traslada, como si fuera una viga apoyada sobre un muro que solo se deforma por corte.
Yo me evito todo eso, considerando solo el shell con las propiedades de la mamposteria.
de resto, agregarle columnas o vigas, bueno, queda de parte de tu experiencia al manejar el programa... de todas maneras aun existen miles de consideraciones mas que siempre dejaremos por fuera, por ejemplo, que el muro solo se comportara a compresión y no a tracción por ejemplo, igual que los modos de falla...
saludos

En el caso de la norma de diseño para albañilería confinada en Chile se considera los elementos modelados como un todo. Es decir considerando las propiedades del muro, no de los pilares, vigas y muros de albañileria modelado en forma independiente. Esto se debe a que nos interesa el comportamiento del conjunto y evitar las fallas para el conjunto. Las fallas se evitan con detalles especiales de confinamiento adecuados de armadura transversal tanto en pilares y cadenas de manera de evitar la falla del pilar por aplastamiento o biela de compresión en la albañilería. Ademas se colocan refuerzos a medio altura de manera de evitar las fallas en los pilares por falla del mortero de pega generando un desplazamiento en bloque de la albañilería.

El diseño transversal considera a esta como un modelo igual a una losa apoyada sobre pilares y cadenas y para esta condición se debe verificar la tensión máxima en el mortero de pega.

Otras consideraciones son la deformación máxima transversal del muro a la altura de la cadena. Esta no debe exceder el 2/1000. Esto nos garantiza rigidez mínima de pilares y cadenas, junto con las dimensiones mínimas que se deben tener por la norma de diseño.

Bueno en este tipo de elementos (albañilería confinada), interesa mas el detalla miento y el buen juicio de colocación de los elementos de confinamiento, mas que la realización de un modelo donde considere los pilares cadenas y muro interior de albañilería.

En resumen. se modelan con elementos shells unicamente para determinar fuerzas y deformaciones.

De acuerdo a distintas investigaciones el confinamiento es efecto una vez que comienza la falla por corte en la albañilería y esta tiene por objeto evitar la falla frágil y dar capacidad de deformación, y evitar un gran deterioro de la rigidez al inicio de la etapa de agrietamiento.

Como en los elementos de hormigon, el detalla miento y correcta ubicación de pilares y cadenas es fundamental para un buen comportamiento.

Recomendaciones:

Mortero 1:3 adecuado
Utilizar elementos sólidos. Es decir ladrillos compactos mas que perforados. Esto mejora la trasmicion de esfuerzo de corte entre el mortero y el elemento. De esta forma se evita la falla por deslizamiento de corte al fallar el mortero. Ademas al utiliza elementos compactos se evita la falla por compresion del elemento debido a poca superficie de apoyo(falla explisiva).

Control adecuado de las superficies de pega. Se debe humedecer las superficies de contacto de la albañilería de manera de evitar la perdida del agua de amasado del mortero, generando una baja capacidad de esta.

Confinar en todas las zonas de aberturas con pilares y cadenas. Es preferible a agregar un elementos adicional estructural de manera de siempre generar un marco de apoyo de la albañilería.

Agregar refuerzo especial en los extremos y zona central en los pilares y cadenas (refuerzo de corte, estribos). Esto depende en rigor del nivel de solicitación sísmica que estará sometida la estructura.

Tratar en lo posible de generar zonas de confinamiento mas bien cuadradas (forma ideal).

Se despide FEC.

[JIZ_ING]

Estimado
Espero te sirva este link que te dejo mas abajo, ahi explican un poco como se puede modelar en SAP los muros de manposteria.

Yo ando buscando algo respecto del diseño al vaciamiento de muros de albañilería, esto es, cuando el sismo actúa en el plano transversal al paño de albañilería. Si alguien sabe algo de eso agradeceria me lo comentara.

Aqui el link

http://issuu.com/residente/docs/c09-an-lisis-s-smico

espero te sirva

Saludos

J. Iglesias Z.