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Foro “Edificios de muros delgados de concreto armado” Edificios de Muros de Ductilidad Limitada (EMDL) Servicio Nacional de Capacitación para la Industria de la Construcción Normas para el diseño de edificaciones de ductilidad limitada en el Perú Alejandro Muñoz Pontificia Universidad Católica del Perú Prisma Ingenieros Consultores SAC Lima x / 2004 Edificios de muros 12 y 10 cm, 1994 Estructura 4,5 pisos cimentaciones superficiales Losas h = 10 , 15 cm, varillas ó malla instalaciones en muros / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 1 instalaciones en losas ductos verticales Construcción / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 2 Normas peruanas vigentes ? Edificios de albañilería… … solado de concreto … anillo perimetral Profundidad mínima de cimentación Sistema estructural ? 1997 R = ? ? / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 3 Muros de ductilidad limitada R = 4 y ? ? no “considerados” por la norma de suelos ni “bien definidos” en la ND-SR ? ...”debiéndose concentrar mayor refuerzo en los extremos ... confinar ... “ Estructura “cuestionable” atendiendo la norma de concreto / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 4 Línea de tiempo La iniciativa CIP ... • 1998, 2003-2004. SENCICO-PUCP , UNI ensayos... • II-2004. A. Blanco informa al CIP de su preocupación en el tema de los EMDL • III-2004. Conversatorio y comisión CIP ... ... • VI-2004. Primer borrador de Norma ... • IX-2004. Reunión final CIP • VII-IX-2004. Reuniones de trabajo en la red ... • X-2004. Reunión comisiones SENCICO ... / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 5 Documento base CIP Antonio Blanco, Carlos Casabonne, Alejandro Muñoz, Gianfranco Ottazzi, Raúl Ríos, Julio Rivera, Marcos Tinman, Luis Zegarra Comités de Diseño Sismorresistente y Concreto Armado, SENCICO Objetivo Antonio Blanco, Carlos Casabonne, Antonio Chávez, Alejandro Muñoz, Gianfranco Ottazzi, Enrique Pasquel, Javier Piqué, Raul Ríos, Julio Rivera, Hugo Scaletti, Luis Vargas, Luis Zegarra •Confort • costo •seguridad Experiencia en la comunidad de ingeniería • Confort diferente • Costo diferente •Seguridad similar F Mayor Resistencia y rigidez Menor ductilidad D / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 6 Rigidez y prevención del colapso Flexibilidad y colapso Irregularidad y colapso Propiedades Sorpresas en obra ? / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 7 Superficie Rugosa ? Sección bruta ? gran junta de entrepiso, ¿ rugosa ? Segregación y cangrejeras Vigas de Acoplamiento ... en la base de todos los muros de fachada ACI + IBC + sismicidad Perú Ductilidad Requerida Peligro Sísmico Ordinaria Intermedia Especial Bajo Medio Alto 3 2 2 3 3 3 3 2 3 / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 8 Intención técnica de la Norma 1970 1746 2001 1868 1985 1960 ... entonces: • Limitar drásticamente irregularidades • Exigir mayor rigidez Ductilidad limitada = Ductilidad suficiente • Garantizar un mínimo de ductilidad Altura Máxima : El detalle 7 pisos R= 4ó¾*4 / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 9 ... y en más de 7 pisos: Máximo 6 pisos con muros de ductilidad limitada Análisis Muros dúctiles Todo el edificio R=4ó¾*4 • Modelos S-3-D con pórticos 2-D y aletas contribuyentes • Modelos 3-D Límite para ∆e Vigas de acoplamiento distorsión de entrepiso he ⎛ ∆e ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ≤ 0.5 % ⎝ he ⎠ MÁX ! • Comportamiento dúctil • Espesor mínimo 15 cm El area de muros continuos en cada dirección debe satisfacer: Irregularidades y requisitos de diseño A A +A 0,5 A •Area muros piso i > 0.9 Area muros piso i+1 A +A 0,5 / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 10 Muros Discontinuos Nivel de Transferencia Muros Continuos Muros Discontinuos Vigas Entrepiso de Transferencia “Camino” de las “Fuerzas” Sísmica 100 % de rigidez y resistencia en base a muros continuos R st = R / 1.5 Sótano Sótano Sótano Sótano Sótano Sótano Piso Típico Excepcionalmente ... Muros sótano / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 11 Vigas de 35 x 95 Sistema de transferencia ... Excepcionalmente ... Losa h = 0.45 m. Sótano y primer piso ... excepcionalmente para discontinuidades mayores ... Sistemas de transferencia (ST) •Sólo techo de sótano • R st = R / 1.5 Calcular la capacidad a flexo-compresión de los muros Usar 1.2 veces la capacidad de los muros como solicitaciones sobre el sistema de transferencia y .... / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 12 Concreto Sistemas de Transferencia Mínimo : 280 kg/cm² • Memoria de cálculo !!! Muros Losas, Mínimo: 175 kg/cm² Malla Refuerzo fY = 5000 kg/cm2 fY = 4200 kg/cm2 Mu Pu φ Mn > 1.2 Mcr 2h/3 en el tercio inferior del edificio y en no menos de 2 pisos h/3 Acero dúctil fY = 4200 kg/cm2 ∆ y ε ∆1 ... a mayor ∆, mayores ε y c ∆2 ε1 TRACCIÓN COMPRESIÓN C1 + TRACCIÓN + ε2 COMPRESIÓN C2 / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 13 ∆m “ACI-02” ≈ ... y cuando no sea necesario confinar, se debe respetar: Necesario confinar hm cuando : c> lm 600 × ( lm AS AS < 1% b×t ∆m ) hm c Resistencia al Corte de los Muros Vu φ Vn = φ V + φ V = φ (Ac α Mu c ⎛ Mur ⎞ ⎟⎟ ωγ Vu ≥ Vuact ⎜⎜ ⎝ Muact ⎠ ⎛h ⎞ si ⎜⎜ m ⎟⎟ ≤ 1,5 ⎝ lm ⎠ ⎛h ⎞ si ⎜⎜ m ⎟⎟ ≥ 2,5 ⎝ lm ⎠ s ) f ' c + φ ( Ac ρ h fy ) α = 0,8 α = 0,53 ⎛h ⎞ si 1,5 < ⎜⎜ m ⎟⎟ < 2,5 α se obtiene interpolando entre 0,8 y 0,53 ⎝ lm ⎠ Vn máximo = 2,7 f ´c AC Cortante fricción Traslape Acero dúctil: le = 2 × l d le Mallas electrosoldadas φ Vn = φ µ ( N u + Av fy) le = 3 × l d / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 14 Uñas Cimentación RELLENO ESPECIFICAR: DENSIDAD, ESPESOR y PROFUNDIDAD • 60 cm. por debajo en exteriores ? • 2 t por debajo en interiores Condominio J Condominio J Área = 619,5 m2 N° Pisos = 3 Condominio J Condominio J Resultados XX YY Desplaz. Azotea ∆m (cm) = 0,63 0,06 Deriva Promedio ∆m/hm (0/00) = 0,86 0,08 Pu = 30 ton Deriva Máxima ∆e/he (0/00) = 1,06 0,13 Mu = 820 tonxm Area Muros / Área Construida = 7,3 0/00 13,7 0/00 Muros Vu = 11,4 ton / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 15 Condominio J Condominio J DIAGRAMA DE INTERACCIÓN Pn(ton) 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 -200 Mn(ton*m) 0,25 m < LÍMITE Diagrama de Interacción Condominio J Valor Amplificado: Vu = (Mn /Mu) x Vua Vu = 11,4 x Vua Vu = R x Vua = 64 ton Edificio S Edificio S Resultados Área = 1636 m2 N° Pisos = 7 XX YY = 5,0 4,6 Deriva Promedio ∆m/hm (0/00) = 2,8 2,6 Deriva Máxima ∆e/he (0/00) 3,6 3,5 Desplaz. Azotea ∆m (cm) = Area Muros / Área Construida = 4,5 0/00 4,4 0/00 / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 16 Edificio S Edificio S Muros Pu = 43,7 ton Mu = 363,4 tonxm Vu = 29,8 ton Edificio S Edificio D ... muro Área = 2770 m2 N° Pisos = 8 0,9 m < límite Edificio D Edificio D Resultados XX YY Desplaz. Azotea ∆m (cm) = 5,1 4,5 Deriva Promedio ∆m/hm (0/00) = 2,6 2,3 = 3,3 2,9 Deriva Máxima ∆e/he (0/00) Area Muros / Área Construida = 3,3 0/ 00 4,4 Muro Pu = 32,3 ton Mu = 178,4 tonxm Vu = 15,8 ton 0/ 00 / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 17 Edificio D Edificio D 0,6 m < LÍMITE Diagrama de Interacción Edificio L Edificio L Resultados Área = 4600 m2 N° Pisos = 15 XX YY = 6,24 8,76 Deriva Promedio ∆m/hm (0/00) = 1,66 2,34 Deriva Máxima ∆e/he (0/00) 3,03 4,09 Desplaz. Azotea ∆m (cm) = Area Muros / Área Construida = 3,7 0/00 5,2 0/00 Edificio L Edificio L Muros Pu = 234 ton Mu = 902 tonxm Vu = 61 ton / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 18 Edificio L ... muros 1,8 m < LÍMITE ... no se duerman y.... Edificio con Sistema de Transferencia 5 pisos XX YY Desplaz. ∆m (cm) Azotea 3,0 0,5 Deriva Promedio ∆m/hm (0/00) 1,8 0,3 Deriva Máxima ∆e/he (0/00) 2,5 0,4 Parrilla de Transferencia / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 19 • La Albañilería Peruana y los EMDL • Norma para EMDL versión 1.0 • ¿ Diseños seguros ? Vigas • Experiencias de campo + Investigación … gracias / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz / 20