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muro estructural AASSDFAFSADFSDFASFADFASDFASF
Tipo: Monografías, Ensayos
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Bondarenko H., Slawko B.
García T., Iván A.
TUTOR:
Ing. Quintana A., José A.
Bondarenko H., Slawko B.
García T., Iván A.
TUTOR:
Ing. Quintana A., José A.
A Dios Todopoderoso por toda la fuerza y perseverancia que me ha otorgado para
poder terminar con éxito el siguiente trabajo de investigación.
A mi Padre por ser la persona más importante en mi vida y por haber
sembrado en mí el impulso de lograr mis metas.
A mis Hermanos mayores por ser mis ejemplos a seguir.
A mi novia por estar a mi lado apoyándome y ayudándome en todo.
A mi Cuñada que ya no está conmigo físicamente, pero siempre estará en
mi corazón.
Y a toda mi familia, amigos y compañeros de estudio que de una u otra
forma colaboraron en la realización de este trabajo de grado.
Slawko Basil Bondarenko Hernández
A Dios por permitirme ver el amanecer todos los días y permitirme
formarme como ser humano y profesional.
A mi Papá que siempre ha sido el pilar fundamental de mi vida y le debo
todo lo que soy y seré.
A mis Hermanos que me han apoyado incondicionalmente durante toda mi
vida y más aun en estos años de mi carrera.
A mi madrastra que aunque no llevo su sangre ha sido como una madre
para mí y me dio a tres hermanitos que son la luz de la familia.
A mi novia que durante estos años siempre me ha acompañado en las
buenas y en las malas y su apoyo ha sido muy importante.
A mí cuñada Lorena que aunque no estés ya a mi lado este logro es en
gran parte gracias a ti y siempre estarás presente.
A la Ing. Marlyn Silva que gracias a su orientación se logra este trabajo de
grado.
A toda mi familia por el amor que me han dado y a mis amigos y
compañeros por su solidaridad.
Sin ustedes, este logro no hubi ese sido posible…….
Decir “Gracias” es poco para lo q se merecen.
Slawko Basil Bondarenko Hernández
A Dios, por darme la oportunidad de seguir y completar las metas que yacen en
mis pensamientos.
A mi familia, por siempre haberme dado un buen ejemplo de vida basado en
perseverancia, entendimiento y amor, guiándome en cada paso que he dado, y
motivándome cada día para lograr lo que muchas veces consideraba imposible.
A mis amigos, en los cuales muchas veces me apoye cuando mi espíritu
recaía.
Iván Alejandro García Tezzi
BONDARENKO & GARCÍA viii
Autores: Bondarenko Slawko y García Iván Noviembre, 2012
A medida que el tiempo pasa, se ha hecho necesario el aprovechamiento
de los espacios existentes, por lo que las edificaciones se hacen más altas y
esbeltas, con esto surge la necesidad de utilizar elementos que contribuyan con
rigidez y reducción de deformaciones; es por esto que los muros estructurales se
han convertido en piezas fundamentales en el campo de la construcción moderna.
El objetivo de la investigación es proporcionar una herramienta que facilite
el entendimiento y aplicación práctica de las disposiciones normativas actuales en
lo que respecta a muros estructurales; este busca orientar fundamentalmente a
estudiantes y profesionales vinculados con el diseño y calculo de estructuras,
permitiéndoles así realizar de forma sistematizada y simplificada el proceso de
cálculo y diseño.
Este volumen se basa en la aplicación de las disposiciones de las normas
“ACI 318-11 Building Code Requirements for Structural Concrete and
Commentary ” y “FONDONORMA 1753:2006 Proyecto y Construcción de Obras en
Concreto Estructural” , ya que estas son las aplicadas por los ingenieros
estructurales de nuestro país.
PALABRAS: Manual, muros estructurales.
x BONDARENKO & GARCÍA
INDICE
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
2.16 Chequeo de Deslizamiento ....................................................................................
CAPITULO III .........................................................................................................................
MARCO METODOLOGICO .................................................................................................
3.1 Consideraciones Generales ................................................................................ 3.2 Nivel de Investigación ........................................................................................... 3.3 Diseño de Investigación ....................................................................................... 3.4 Población y Muestra .............................................................................................. 3.5 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos ........................................ 3.5 Procesamiento y Análisis de Información ...................................................... 3.6 Criterios para el modelado ..................................................................................... 3.7 Análisis de Cargas .................................................................................................. 3.8 Descripción de la Estructura a Calcular ...............................................................
CAPITULO IV ......................................................................................................................
PROPUESTA ......................................................................................................................
4.1 Procedimiento para el Cálculo de Muros estructurales. ............................... 4.2 Procedimiento de Diseño y Detallado de Muros Estructurales según FONDONORMA 1753:2006 ........................................................................................... 4.3 Procedimiento de Diseño y Detallado de Muros Estructurales según Código ACI 318-11 .............................................................................................................................. 4.4 Ejemplo de Aplicación del Procedimiento del Cálculo de Muros Estructurales .......................................................................................................................................... 4.5 Aplicación del Procedimiento de Diseño y Detallado de Muros Estructurales según FONDONORMA 1753:2006 ................................................................................ 4.6 Aplicación del Procedimiento de Diseño y Detallado de Muros Estructurales según código ACI 318-2011 ...........................................................................................
CAPITULO V .......................................................................................................................
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................
5.1 Conclusiones .......................................................................................................... 5.2 Recomendaciones ...............................................................................................
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................
BONDARENKO & GARCÍA xi
INDICE
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
APÉNDICE A .......................................................................................................................
APÉNDICE B .......................................................................................................................
APÉNDICE C.......................................................................................................................
BONDARENKO & GARCÍA xiii
INDICE DE TABLAS
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
Tabla 4. 9Cálculo de deformaciones, esfuerzos y fuerzas para c=323.98 cm .....
xiv BONDARENKO & GARCÍA
INDICE DE FIGURAS
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
Figura 2.1 Acciones sobre un Muro. (Pablo Zuñiga M. 2005). ............................. 36 Figura 2.2 Secciones de Muros Comunes (Paulay & Priestley, 1991). ................ 38 Figura 2.3 Muros Estructurales Irracionales (Park R. & Paulay T. – Estructura de Concreto Reforzado). (a) Interferencia con la resistencia a flexión y cortante. (b) Deformaciones inestables debidas a las columnas inclinadas. ........................ 40 Figura 2.4 Formas Indeseables Muros Resistentes a Sismos. (Park R. & Paulay T. – Estructura de Concreto Reforzado). ............................................................... 41 Figura 2.5 La Estructura del Hotel Macuto – Sheraton de Venezuela. ................. 42 Figura 2.6 Torre Británica, Caracas. (William L. Quintero - Comportamiento Resistente de Muros Estructurales, 2010)............................................................. 45 Figura 2.7 Ejemplos de Estabilidad Torsional en Sistemas de Muros. (Paulay & Prestley, 1991). ..................................................................................................... 46 Figura 2.8 Modo de Falla de Muros en Voladizo (Paulay & Priestley, 1991). ....... 49 Figura 2.9 Muro Estructural en Voladizo. (Park R. & Paulay T. – Estructura de Concreto Armado) / Viga Estructural en Voladizo. ................................................ 50 Figura 2.10 Muro Estructural en Voladizo. (Park R. & Paulay T. – Estructura de Concreto Reforzado). ............................................................................................ 52 Figura 2.11 Retorno de Muro para Aumentar la Estabilidad. (Park R. & Paulay T. – Estructura de Concreto Reforzado). ............................................................... 53 Figura 2.12 Diagrama de Interacción de Muro Estructural. (Andrés C. Cotrina Orrego. (Lambayeque-Peru 2010). ....................................................................... 55 Figura 2.13 Fuerzas Cortantes Sobre Muro Estructural. (Slawko Bondarenko & Iván García – Trabajo Especial de Grado). ........................................................... 65 Figura 2.14 Refuerzo Horizontal y su Separación. (Slawko Bondarenko & Iván García – Trabajo Especial de Grado). ................................................................... 72 Figura 2.15 Longitud de Desarrollo del Refuerzo Horizontal del Muro en Miembros de Borde (Building Code Requirements for Structural Concrete ACI 318-11). ................................................................................................................. 73 Figura 2.16 Estado de Carga Asumida................................................................. 74 Figura 2.17 Modo de Deformacion. ...................................................................... 75 Figura 2.18 Diagrama de Deformaciones Unitarias. ............................................. 75 Figura 2.19 Diagrama de Esfuerzos y Deformación. ............................................ 76 Figura 2.20 Diagrama de Esfuerzos ..................................................................... 77
xvi BONDARENKO & GARCÍA
INDICE DE FIGURAS
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
Figura 4.8 Detallado del acero de refuerzo longitudinal de no ser necesario miembros de borde ............................................................................................. 122 Figura 4.9 Detallado del refuerzo Longitudinal y Transversal, Estribos y Ganchos. ............................................................................................................. 123 Figura 4.10 Longitud de Solape en Miembro de Borde y separación de Acero Transversal.......................................................................................................... 123 Figura 4.11 Zona indispensable de refuerzo de confinamiento, Rotula plástica. 124 Figura 4.12 Anclaje del acero de refuerzo; ganchos de 90 grados. ................... 125 Figura 4.13 Detallado del refuerzo horizontal, separación entre barras horizontales. ........................................................................................................ 132 Figura 4.14 Longitud de Desarrollo del Refuerzo Horizontal del Muro en Miembros de Borde (Building Code Requirements for Structural Concrete ACI 318-11). ............................................................................................................... 133 Figura 4.15 Detallado del refuerzo Longitudinal y Transversal, Estribos y Ganchos. ............................................................................................................. 135 Figura 4.16 Distribución de Muros en planta de Edif. Propuesta ........................ 140 Figura 4.17 Espectro de Diseño se estructura propuesta................................... 142 Figura 4.18 Definición de sección ...................................................................... 144 Figura 4.19 Creación de sección de muro ............... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.20 Definición de Casos de Cargas Gravitionales ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.21 Definición de Espectro de Diseño en el programa ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.22 Creacion de SX y SY. Cargas laterales. ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.23 Cargas consideradas como Masas ...... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.24 Combinaciones de Diseño para el Estado Limite de Agotamiento ¡Error! Marcador no Figura 4.25 Ventana para el dibujo de Muros .......... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.26 Forma de Dibujar el Muro ..................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.27 Vista de Planta de Edif. Propuesto con Muros Dibujados ¡Error! Marcador no definido Figura 4.28 Ventana para Creación de Elementos Finitos y Estructura Discretizada .............................................................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.29 Menú para el Dibujo de Losas .............. ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.30 Visualización de Losas Modeladas ...... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.31 Método de Carga a Elementos Área (losas) ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.32 Metodo para asignar Diafragma ........... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.33 Vista de Diafragma Asignado en Planta ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.34 Ventana para Replicar el Modelo de la Primera Planta en Todos los demás pisos (Story) ................................................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.35 Vista 3D de la Edificación Modelada ............................................... 145
BONDARENKO & GARCÍA xvii
INDICE DE FIGURAS
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
Figura 4.36 Generar Empotramiento en la Base del muro ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.37 Opciones de Analisis............................ ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.38 Tipos de Modo de Análisis disponibles. ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.39 Opcion de Correr Modelado y Ventana de Análisis ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.40 Ver Deformada del Modelo según Caso de Carga ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.41 Vista 3D de la Edif. Deformada por Sismo en X ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.42 Ventana que muestra los desplazamientos de una junta ¡Error! Marcador no definid Figura 4.43 Selección de las solicitaciones a mostrar ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.44 Vista de las Reacciones producto de la combinación “Envolvente” en la Base de la Estructura ...................................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.45 Solicitaciones en los Muros .................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.46 Vista de Esfuerzos en Muros ............... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.47 Solicitar Tablas de Datos ..................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.48 Desplazamientos de Cada punto pos SX y SY ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.49 Menú “Draw” y muro a obtene r solicitaciones ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.50 Corte en sección a Diseñar .................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 4.51 Solicitaciones de Diseño del Muro ................................................... Figura 4.52 Vista en planta de Muro a Diseñar en el ejemplo. ............................ Figura 4.53 Vista 3D del muro a diseñar, ya se considera el ancho efectivo ...... Figura 4.54 Detalle Armadura horizontal ............................................................. Figura 4.55 Determinación de cuantía usando Diagrama de interacción ............ Figura 4.56 Distribución inicial ................................................... 156 Figura 4.57 Deformaciones en cada barra .......................................................... Figura 4.58 Esfuerzos en cada barra .................................................................. Figura 4.59 Fuerzas de Tracción y Compresión ................................................. Figura 4.60 Detalle de distribución de acero de refuerzo longitudinal en miembro de borde y alma del muro...................................................................... Figura 4.61 Detalle final del muro. ...................................................................... Figura 4.61 Vista 3D del muro a diseñar, ya se considera el ancho efectivo ...... Figura 4.62 Detalle Armadura horizontal ............................................................. Figura 4.63 Determinación de cuantía usando Diagrama de interacción ............ Figura 4.64 Detalle de distribución de acero de refuerzo longitudinal en miembro de borde y alma del muro...................................................................... Figura 4.65 Detalle final del muro. ......................................................................
BONDARENKO & GARCÍA xix
LISTA DE SIMBOLOS
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
la dirección de la fuerza de corte, cm.
kgf.
positiva para compresión, negativa para tracción, incluye los efectos de tracción
ocasionados por la fluencia y la retracción.
kgf/cm2.
construcción.
resultante de los aceros de refuerzo traccionados.
xx BONDARENKO & GARCÍA
LISTA DE SIMBOLOS
MANUAL DE CÁLCULO Y DISEÑO DE MUROS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO
de un muro estructural, medida centro a centro del acero de refuerzo de
confinamiento, cm.
hw = Altura del muro o segmento del muro.
a la resistencia del muro estructural.
