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J. J. Pérez-Gavilán, Inst. Ing. UNAM 4o Simposio Nacional de edificaciones de mampostería y vivienda 2005

MODELACIÓN DE MUROS DE MAMPOSTERIA Y CONCRETO

Juan José Pérez Gavilán E.Mecánica Aplicada

Instituto de Ingeniería, UNAM


Contenido• Mampostería

– Criterios generales– Análisis por cargas verticales– Análisis por cargas laterales

• Análisis dinámico y estático• Análisis simplificado

– Análisis por temperatura– Ejemplo

• Concreto– Caso de estudio distintos modelos


Criterio general

• Análisis elástico

• Secciones agrietadas y transformadas…


Análisis por carga vertical

• Muros articulados…

i.e. articular los muros en la dirección fuera del plano del muro.

• Interacción muro-suelo-losa


…

• Métodos: dinámico, estático y simplificado

…

Análisis por carga lateral


Método simplificado

…

• Criterio principal

• Requisitos– Muros acoplados por diafragma rígido

No se consideran desplazamientos laterales, torsiones ni momentos de volteo

Todos los muros fallan simultáneamente


– Simetría

Análisis estático

Es simplemente la rigidezLateral del muro (sin deformaciones por cortante)

2

312

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

HL

HEA

HEIk


– Relación de aspecto de la planta < 2

B

H 2<HB

– Relación altura dimen. mínima < 1.5– Altura < 13m

Análisis estático


Análisis estático

• Criterio principal • Requisitos– Altura max 20/30 m Est. Irregular

zona I/(II o III)– Altura max 30/40 m Est. Regular

zona I/(II o III)

5.1=Q Para mampostería


Análisis estático

• Reducción de fuerzas laterales– Aproximación del periodo fundamental

=T


T

Marco de flexión

Marco de cortante

Variación del periodo con el peralte de la trabe

Análisis estático

Valor aproximado NTC

=T


A/g

TTa Tb

a

c

Acerca del periodo

Periodo calculado Periodo después de agrietamiento


Análisis estático

• Efectos de torsión…

Excentricidad torsional de rigideces


Análisis dinámico

• Análisis modal espectral– Incluir el efecto de todos los modos T>0.4– Superposición modal


Análisis dinámico y estático

• Efectos por cargas laterales


• Columnas anchas

Análisis dinámico y estático


tb *3=

Rigidez de losas con/sin pretiles


Modelo: otros casos comunes


Modelo: marcos planos


Modelo: diagonal equivalente

…

b

d

H

L


Modelo: diagonal equivalente

dEbtk =

( )Hb λ22.035.0 +=

mm

ccAGAE

=λValida para rel. aspecto entre 0.75 y 2.5

Paulay y Pristley (1992)

4/db =

FEMA-273 (1997)

dHbH

4.0

2175.0

−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

απ 4

2sin4

2 θπα

tEHIE

m

ccH =

Buena aproximación

Buena

Subestima la rigidez lateral


Análisis por temperatura

Modelo


Ejemplo: planta baja


Ejemplo: nivel 1


Ejemplo: corte


Ejemplo: modelo, marcos transversales


Ejemplo: modelo, marcos longitudinales


Ejemplo: modelo


Ejemplo: deformada por CV (transv)


Ejemplo: deformada por CV (long)


Ejemplo: deformada por CV


Modo 1 en X

Modo 1 en Y

Ejemplo: formas modales


Ejemplo: momentos (M11) por unidad de long


Ejemplo: momentos (M22) por unidad de long


Modelación de muros de concreto

Pruebas con el núcleo aisladocarga estática a torsión yexcitación dinámica, analisis espectral


Planta tipo – edificio de prueba

Pruebas de núcleo embebido


Modelos a base de barras


Un panel por nivel y por pañoElementos 1mx1m

Modelos de elementos finitos

1 5Un shell por nivel y por paño6


Estático equiv. – desplzamientos, núcleo aislado

Modelos 3 y 4 bastante malos debido a queNo pueden modelar el alabeo de la sección del núcleo

Modelo 2 es bastante aceptableModelos 5 y 6 muy buenos


Análisis de frecuencias – núcleo aislado

Modelo 2 es bastante aceptableModelos 3 y 4 muy malosModelos 5 y 6 buenos

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