Modelacion de mamposteria

ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y MODELACIÓN DE EDIFICACIONES EN MAMPOSTERÍA

Ing. Juan Carlos Ortiz C.

INGECONCRETO LTDA

Mampostería: El Sistema óptimo.

CONTENIDO
• 1. Conceptos básicos para modelación y análisis.
– 1.1. Consideraciones arquitectónicas y geométricas. – 1.2 Consideraciones sísmicas y de materiales. – 1.3. Modelación y análisis de la estructura.

• 2. Diseño por esfuerzosadmisibles. • 3. Ejemplos y conclusiones.

1. Conceptos básicos para modelación de edificaciones en muros de mampostería
La tecnología es la gran herramienta del presente. Los programas que analizan modelos matemáticos por elementos finitos son ahora casi indispensables. Aunque su uso no debe llevar a perder el criterio ingenieril y la teoría básica de análisis estructural y el diseño.Recordemos siempre que los programas avanzados del momento: Etabs, Sap2000, Safe, Cypecad, entre otros; procesan mediante elementos finitos, el análisis y comportamiento de modelos matemáticos que los ingenieros, bajo parámetros y normatividades; suponen de una realidad. Pero todo debe fundarse en un buen soporte teórico de lo que se está modelando y pretendiendo.

Las construcciones en mamposteríade arcilla o de concreto, abarcan casi el 70% de las edificaciones destinadas a vivienda en nuestro país. Y a pesar de este elevado número de construcciones en mampostería, no existe un programa computacional dirigido en forma directa al análisis estructural y diseño de estas estructuras; por esto, debemos comprender bien la teoría de materiales para modelar la mampostería en programas que nofueron hechos para procesar matemáticamente esta forma de construcción.

1.1. Consideraciones Arquitectónicas y Geométricas

Las estructuras en mampostería no limitan la arquitectura; pero para un buen comportamiento estructural deben tener: - En lo posible, simetría y formas simples en planta y altura. Las formas curvas, asimétricas o torsionadas pueden llevar a comportamientos impredecibles ycostos elevados.

PLANTAS SENCILLAS

PLANTAS COMPLEJAS

ELEVACIONES SENCILLAS

ELEVACIONES COMPLEJAS

MATRIZ DE FORMA DE EDIFICIOS
Plano horizontal Plano vertical
Planta sencilla Planta compleja

Elevación sencilla

Elevación compleja

GEOMETRIA COMPLEJA SISMO RESISTENTE

Con geometría sencilla se obtiene un mejor comportamiento en los sismos.

Hendry, Sinha & Davies.Así como una mejor repartición y distribución de cargas.

Modular adecuadamente las unidades a usar:

Ubicar correctamente los bloques, juntas y ajustes en los muros de mampostería:

Para la mampostería reforzada en bloque de perforación vertical, en edificaciones altas es mejor no trabar los bloques en las esquinas; y así trabajar con secciones rectangulares que trabajan en sudirección longitudinal. Se debe disponer de suficiente longitud de muros estructurales en las dos direcciones.

Uniónes en L y en T con conector

L L L a

1.2. Consideraciones Sísmicas y de Materiales:
Establecer todos los parámetros sísmicos para el análisis.

Establecer todos los parámetros sísmicos para el análisis.

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
MUROS EN VOLADIZO

Rigidez de un muro envoladizo
lw F K= Cualquier geometría 1 hw ³ 3EI hw Geometría rectangular K= Eb 4 hw ³ + lw3 3 hw lw + 1.2 hw AG

Establecer materiales y sus propiedades:

MÓDULOS DE ELASTICIDAD
MAMPOSTERÍA DE ARCILLA CONCRETO

Em = 750 f’m

Ec = 15100 √f’c

f’m (kgf/cm²) 100 kgf/cm² 150 kgf/cm² 200 kgf/cm²

⇒ Em (kgf/cm²)

f’c (kgf/cm²) 210 kgf/cm² 280 kgf/cm² 350 kgf/cm²

⇒ Ec (kgf/cm²)75.000 kgf/cm² 112.500 kgf/cm² 150.000 kgf/cm²

218.819 kgf/cm² 252.671kgf/cm² 282.495 kgf/cm²

Centro de Masa
Centro de masa es el punto (en planta) o el eje (en altura), donde se puede concentrar toda la carga vertical y horizontal. Normalmente coincide con el centro geométrico.

CM

Centro de Rigidez
Centro de rigidez es el punto (en planta) o el eje (en altura), donde se puede...