Diseño De Cortantes En Muros

Revista de Ingeniería Sísmica No. 85 103-126 (2011)

COMPORTAMIENTO A CORTANTE DE MUROS DE CONCRETO PARA VIVIENDA
Julián Carrillo (1) y Sergio M. Alcocer (2)

RESUMEN La ausencia de reglamentos adecuados para diseñar vivienda de baja altura ha promovido que el desempeño sísmico de estas estructuras haya sido deficiente durante los últimos sismos ocurridos en países latinoamericanos.Actualmente, la construcción de viviendas de concreto es una de las opciones más eficientes. Debido al potencial de rigidez y resistencia lateral de estructuras con muros concreto, las demandas de fuerzas y de desplazamientos son limitadas y, por tanto, se emplean muros con resistencia baja de concreto, espesor reducido, cuantías de refuerzo menores que la mínima especificada en el reglamento y mallas dealambre soldado como refuerzo a cortante en el alma. Considerando las características particulares de los muros, los modelos analíticos y los requisitos de los reglamentos disponibles no son directamente aplicables. Con base en los resultados de un extenso programa de investigación experimental y analítico, se desarrollan ecuaciones para estimar la resistencia máxima al cortante. Adicionalmente,utilizando un enfoque de diseño por desempeño, se proponen valores representativos de los parámetros principales para diseño sísmico. Asimismo, se presentan requisitos de refuerzo a cortante en función de la demanda sísmica sobre los muros. Palabras Clave: muros de concreto, resistencia a cortante, vivienda de baja altura, concreto ligero, diseño sísmico por desempeño.

ABSTRACT The lack ofsuitable building codes for designing low-rise housing has promoted that the performance of such structures has been inadequate during the most recent earthquakes occurred in Latin American countries. Construction of concrete housing is currently one of the most accomplished techniques. Due to the potential lateral stiffness and strength of concrete wall structures, forces and displacements demands arelimited, thus leading to the use of walls with low concrete strength, small thickness, web steel ratio smaller than the minimum amount prescribed by the code and shear web reinforcement made of welded wire meshes. Considering the particular wall characteristics, existing analytical models and requirements in current codes are not directly applicable. Based on an extensive experimental andanalytical research program, equations for estimating the maximum shear strength are developed. In addition, using a performance-based seismic design approach, representative values of the main parameters for seismic design are proposed. Shear reinforcement requirements depending on the seismic demand are also recommended.

Artículo ganador de séptimo concurso nacional de tesis de doctorado, recibidoel 12 de noviembre de 2011 y aprobado para su publicación el 2 de diciembre de 2011
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Universidad Militar Nueva Granada, UMNG, Departamento de Ingeniería Civil, Bogotá, Colombia; wjcarrillo@gmail.com Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM, México, D.F.; salcocerm@ii.unam.mx

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Julián Carrillo y Sergio M Alcocer Key Words: concrete walls, shearstrength, low-rise housing, lightweight concrete, performance-based seismic design.

INTRODUCCIÓN Los últimos sismos ocurridos en Colombia, Haití, México y Perú (Pujol et al., 1999; Eberhard et al., 2010; Johansson et al., 2007), de nuevo han evidenciado la ausencia de recomendaciones y reglamentos de diseño eficientes para la construcción de viviendas de baja altura. Infortunadamente, la poblacióncon recursos económicos limitados resulta ser la más afectada tras la ocurrencia de desastres naturales (Carrillo, 2010b). Una de las opciones más eficientes para la construcción de viviendas de interés social es el desarrollo de conjuntos habitacionales con viviendas de concreto en su totalidad (cimentación, muros, losas de entrepiso y techos). Si bien el costo unitario de los materiales...