06 Sismos En Muros De Albañilería.pdf

SISTEMAS Y GRADOS DE LIBERTAD EN ESTRUCTURAS

Ing. Gloria Y. Arangurí Castillo

RIGIDEZ LATERAL DE PÓRTICOS RESISTENTES A LOS SISMOS Durante el movimiento de una edificación por la acción sísmica, las solicitaciones sobre aquella son realmente de dirección diversa. Se ha llegado a considerar que el movimiento del suelo tiene seis componentes de movimiento independientes, tres traslacionales y tres rotacionales.

RIGIDEZ LATERAL DE PÓRTICOS RESISTENTES A LOS SISMOS Dentro de estas componentes, las traslacionales en las direcciones horizontales suelen ser tomadas en cuenta, en forma independiente, para fines de tener condiciones de carga en los análisis, dado que por lo general son los más importantes. En el caso de un pórtico plano, la sola consideración de un movimiento traslacional de la base implicaría la aparición de acciones de inercia traslacionales y rotacionales. Sin embargo, los giros ocasionados son relativamente pequeños, por lo que las acciones rotacionales también lo son y prácticamente no influyen en los efectos finales sobre la estructura ,tanto a nivel de desplazamientos como de fuerzas internas. Por esta razón, se considera una acción de inercia traslacional, por lo que la “fuerza” sísmica tiene, para fines de análisis, un sentido horizontal.

RIGIDEZ LATERAL DE UN PÓRTICO RECTANGULAR Se hace necesario conocer, para ensamblar la matriz de rigidez, los coeficientes de rigidez para un miembro sea este una viga o columna sometido a diferentes efectos tales como la flexión o el corte. Es posible aplicar los diversos métodos del Análisis Estructural y demostrar que en tales circunstancias se tienen los siguientes resultados:

RIGIDEZ LATERAL DE UN PÓRTICO RECTANGULAR Usando este resultado elemental, estamos en la capacidad de formar la matriz de rigidez para el pórtico mostrado: H = Altura de la columna de la izquierda h = Altura de la columna de la derecha L = Longitud de la viga E = Módulo de elasticidad (se supone que todo el pórtico es del mismo material) Ic1 = Momento de inercia de la columna de la izquierda Ic2 = Momento de inercia de la columna de la derecha Iv = Momento de inercia de la viga

RIGIDEZ LATERAL DE UN PÓRTICO RECTANGULAR El sistema tiene tres grados de libertad

COEFICIENTES DE RIGIDEZ : Dado que el sistema tiene 3 GDL, la matriz de rigidez será de 3 3 y para obtener cada columna de dicha matriz, por definición de coeficiente de rigidez , se dan desplazamientos o rotaciones unitarias según la dirección del GDL empleándose en cada caso los resultados de la Fig. N° 01. Para determinar la primera columna de la matriz de rigidez, se realiza un desplazamiento unitario a lo largo del GDL x1, manteniéndose los otros GDL nulos. O sea x1 1 y x2 x3 0, obteniéndose:

MUROS DE ALBAÑILERÍA En el diseño de mampostería, existen también muchos factores a tomar en cuenta, tales como tipo de mampostería, proceso de fabricación, agregados, cargas impuestas a los bloques, modulo de elasticidad del material, acero de refuerzo tanto vertical como horizontal, geometría de los paños de mampostería compuestos, además si la pared está ligada a columnas y vigas de concreto reforzado o si las celdas de los bloques son rellenas y otros.

MUROS DE ALBAÑILERÍA

RIGIDEZ DE PAREDES Considerando las dimensiones de una pared, se puede determinar directamente su rigidez, dado que este factor de dimensión es plenamente determinativo. Además se depende también del módulo de elasticidad (Em) de la misma, también del módulo de rigidez o módulo de cortante (Ev o Gv respectivamente) y de los grados de libertad en los nudos o condiciones de soporte en la base y parte superior de la pared. De ahí que el análisis de la pared se puede considerar dependiendo de sus condiciones de apoyo, como en Cantiliver (voladizo) o fijas en ambos extremos. “La rigidez se define como el inverso de la deflexión total, la cual está compuesta por la deflexión debida a momento así como debido al cortante”

DEFORMACIÓN EN MUROS

Deformación por Flexión

Deformación por Cortante

PAREDES O COLUMNETAS EN CANTILIVER Para una columneta o pared fija en la base, la deflexión puede calcularse como:

Donde: Δm = Deflexión producida por momento (m). Δv = Deflexión debida a la fuerza cortante (m). P = Fuerza lateral (Kg).

A = Área de la sección transversal (m2). h = Altura de la pared (m). d = Longitud de la pared (m). I = Momento de inercia de la sección en la dirección de la deflexión.

PAREDES O COLUMNETAS EN CANTILIVER

Diagrama de las variables en la pared, con P constante