ALBAÑILERIA -IIU-1.pptx

7/24/2019 ALBAILERIA -IIU-1.pptx

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SEGUNDA UNIDAD:ANALISIS

Y DISEO ESTRUCTURAL DEALBAILERIA CONFINADA.

Octubre 2015

Ing LU! E AL"ARE! ASTOLe##210$g%#&'c(%)'e##*2$+(t%#&'c(%

ALBAILERIA ESTRUCTURAL
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Octubre 2015


Se%#n# 11: E,#%en -e Segun-# Un&-#- ./reent#c&n -e Tr#b#( 023

Se%#n# 04: Etructur#c&n: /re-&%en&(n#%&ent( 6etr#-( -e C#rg#

Se%#n# 10: D&e7( -e %ur( B##-( en nuetr# N(r%# E8090

Se%#n# 0: Obtenc&n -e '( e;uer


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apacidad de

Ductilidad.

Tipos de Fallas

Ing LU! E AL"ARE! ASTOLe##210$g%#&'c(%)'e##*2$+(t%#&'c(%

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Ing CI/ LU! E AL"ARE! ASTO



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Ductilidad es la habilidad

de una estructura, de suscomponentes o de sus

materiales de sostener, sin

fallar, deformaciones que

excedan el lmite elstico, o

que excedan el punto a

partir del cual las

relaciones esfuerzo vs.deformacin ya no son

lineales.

La ductilidad es la capacidad de un elemento estructuralcualquiera para sufrir deformaciones plsticas sin perder

su resistencia.


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Lo que debes saber y tener en cuenta


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FOR6AS DE CUANTIFICAR LA DUCTILIDADaD!"#$L$D%D &'( D)*'(+%"$'- Ladeformacin o desplazamiento experimentado en el rango plstico sin

reduccin sustancial de la resistencia es la principal fuente de

manifestar la ductilidad de los materiales constituyentes. El

confinamiento del concreto juega un papel muy importante en

incrementar.

bD!"#$L$D%D &'( "!(%#!(%- El parmetro de mayor y masconveniente uso para medir las deformaciones inelsticas de las rotulas plsticas son las

rotaciones por unidad de longitud que se relacionan con los momentos actuantes sobre el

elemento. A esto le llamamos relacin omento!"urvatura#

c D!"#$L$D%D &'(

D)/&L%0%+$)#'- Esta esla forma ms efectiva de evaluar la foma

en que un sismo puede afectar la

ductilidad de una estructura o como una

estructura puede desarrollarla.

$ormalmente esta ductilidad en prticosse mide en el tope.

El establecimiento o definicin de los lmites de las curvaturas de fluencia y mximas sern temas para otro artculo. Por ahora solo

basta decir que la de fluencia no necesariamente coincidir con la fluencia del material y la mxima depender del lmite que

impongamos a la deformacin mxima lo que tiene relacin con el confinamiento. Se le imponen lmites para evitar la perdida delrecubrimiento de la seccin.


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ALBAILERIA ESTRUCTURALDe que depende la

Ductilidad ?

La ductibilidad de una estructura depende de la planificacin estructural bsica, tales como

el mecanismo de cedencia de al estructura y la distribucin de rigidez y de ductibilidad del

miembro.

Como definicin del trmino ductilidad podemos decir que es la propiedad que define laposibilidad de la estructura o algunos de sus componentes estructurales de experimentar

deformaciones ms all del lmite elstico sin reducir de manera significativa su resistencia

o rigidez.


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1.-Las deformaciones ya no son proporcionales a la magnitud de los esfuerzos aplicados (Fuerzas, Momentos, etc.) y surelacin Desplazamiento-Fuerza es mayor que antes de entrar en el lmite el!stico.

esde que un elemento sobrepasa el lmite de fluencia o elstico, la curva que define su comportamiento empieza

a cambiar su inclinacin acercndose a la orientacin del e!e "orizontal. #sto puede interpretarse como$

".-#na parte de la energa ($rea %a&o la 'ura esfuerzo-Deformacin) setransforma en deformacin permanente.

.-*e inicia una progresia degradacin en el modulo de elasticidad(La pendiente de la cura disminuye) y por tanto, la rigidez.


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Dise+ar estructuras capaces de ingresar a una etapa pl!stica, sin perder su resistencia y sin llegara la falla.

reenir la formacin de rtulas pl!sticas en elementos que afecten menos la esta%ilidad de laestructura (antes en igas que en columnas)

Dise+ar coneiones entre elementos, de manera que se permita desarrollar la ductilidad.

roporcionar adecuadas longitudes de ancla&e 'onsiderar que la falla por corte es fr!gil y causa prdida repentina de resistencia sin suficiente

disipacin de energa.

Acerc# -e '# Duct&'&-#-:

De a/ que podemos diidir las propiedades en dos0

%.lasticas, antes del lmite de fluencia. La energa que se produce al aplicar las cargas y o%tener una deformacin se recupera tanpronto se retira la carga.

*i aplico una carga de 1 unidad y o%tengo una deformacin de dos unidades cuando aplique " unidades de carga o%tendr dedeformacin reersi%le. 2 esta proporcionalidad se le llama linealidad.La energa la puedo calcular como el !rea %a&o la cura esfuerzo-deformacin y la pendiente a la cura es el modulo de elasticidad 3, que esla relacin entre Fuerza y desplazamiento. 4o eiste deformacin permanente.

'.&(nelasticas, despus de la fluencia. #na parte de la deformacin es permanente por lo que la energa la energa que se recupera esuna parte y la otra se queda como deformacin permanente.2 diferencia de lo que muc/os pensaran, la ductilidad no se o%tiene per se usando materiales con propiedades especiales, sino que eistenotros factores que ayudan. 3ntre ellos0 'ontenido qumico y proceso de fa%ricacin de componentes, geometra de las secciones,localizacin del refuerzo, uso de confinamiento adecuado, detallado, etc.


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RE ORDANDO

CO6/RESIONTRACCION OTENSION

CORTANTE OCI!ALLA6IENTO

FLE@IONTORSION

TI/OS DE CARGAS INTERNAS#sfuerzo: Fuerza aplicada a un rea conocida.


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Qu son

fallas ! que

tipo e"isten en

las

estructuras?..



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Tipos de Fallas.

)alla es una condicin no deseada que "ace que el elemento estructural no

desempe*e una funcin para la cual existe. #n otras palabras cuando una estructura

de!a de cumplir su funcin de manera adecuada, se dice que "a fallado.


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1*alla es una diferencia inaceptable entre el desempe2o esperado y observado3.

De acuerdo con esta definicin, hay desempe2os esperados y observados, y hay

diferencias entre ellos. %l4uien debe especificar lo que es aceptable y lo que no lo es.

% menudo en 5uicios le4ales, las partes no se ponen de acuerdo en que es una

diferencia aceptable.

Para ser ms provechosa, la discusin de fallas debe incluir problemas de desempeo que son menoscatastrficos. Muchas deficiencias en el desempeo no atentan contra la vida pero conducen a prdidas

econmicas si!nificativas para la sociedad" #$arper, %&&', pp. '().

*na falla de un elemento estructural ocurre cuando cesa de desempear su funcin en forma satisfactoria"

#+aminetzi, '--', pp. %).

/a falla 0de materiales en in!enier1a2 puede definirse como la incapacidad de una componente de funcionar

adecuadamente, 3 esta definicin no implica fractura" #4roos and $houdhur3, %&&%, pp. %).

+ote que las palabras clave en la mayora de esos comentarios son desempe*o- y funcin-.

+uestra definicin operativa ser la provista por /C# 0ec"nical Council on )orensic #ngineering-$

ALBAILERIA ESTRUCTURAL*na falla no necesariamente si!nifica el colapso total, pero tambin puede aplicarse a una limitacin, como

cuando una construccin no puede desempearse de acuerdo con la intencin ori!inal" #56$7, pp. -).


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olapso

#


$A%E& &ON %A& FOR'A& 'A& O'$NE& DE FA%%A?

8curre cuando el uso normal de la estructura no puede continuar. Por e9emplo, deformaciones

ecesivas pueden causar que una construccin deba abandonarse, aunque no se prevea una forma

de colapso.

1na estructura colapsa porque sus resistencias internas no estn ya disponibles.

2tra forma de decir eso es$ La estructura colapsa porque no "ay un camino para

direccionar las cargas aplicadas "asta los apoyos.

una construccin se rompe en partes

(or qu ocurre eso?

'olapso progresio0 7n un colapso pro!resivo, ha3 un efecto domin. Primero colapsa parte de la estructura, aconsecuencia de eso, las fuerzas se redireccionan hacia otras partes. 6in embar!o, esto ocasiona un nuevo

colapso parcial 3 una nueva redistribucin de fuerzas, hasta que no eiste un camino alternativo que las car!as

pueden se!uir en la estructura.

https://www.youtube.com/watch?v=h_hORdUoPGA

Falla

funcional#)


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$A%E& &ON %O& (R*N *(A%E& ON E(TO& *N+O%$ RADO&

EN $N ANA%*&*& DE FA%%A?

6e refiere a las consecuencias de eventos que ocurrieron 3 que llevaron a la

falla o colapso de la estructura. Por e9emplo, 7l viento indu9o esfuerzos de

compresin mu3 altos en la zona 5 3 esto condu9o al pandeo local de esta

parte de la estructura"

3ecanismo de falla.

6e refiere a la deformada o a la confi!uracin que adopta la estructura al inicio de la

falla, o en un estado avanzado o final de la falla. Modos t1picos de falla pueden incluir

!randes deformaciones, vibraciones con !randes amplitudes, temperaturas altas, etc. 5aminetz6i (1771) clasifica los modos de falla en: pandeo elstico, fractura,deformacin plstica, creep, desgaste, corrosin e inestabilidad 4falta de

equilibrio5.7sta es la razn por la que se inici un modo de falla. 7ste concepto apunta a

al!una deficiencia en el sistema estructural. Por e9emplo, $on un espesor de

&.%;m, la estructura no pudo soportar los vientos fuertes como los que ocurrieron

ese d1a".

3odo de falla.

Causas de falla.


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/as estructuras no se constru3en a si mismas, as1 que debe haber una causa por laque la estructura estuvo en una situacin vulnerable. 7ste concepto apunta a una

accin humana: que parte del dise+o, construccin, mantenimiento u operacinfue deficiente de modo que permiti que ocurriera un modo de falla. Por e9emplo,una falla debido a una falencia en la construccin: 7l espesor de la cscara fue

especificado correctamente en los documentos de diseo, pero no fue construido de

acuerdo a las especificaciones". 8 la falla debido a un diseo deficiente: /as

dimensiones de las componentes estructurales 5 3 4 no fueron diseadas

apropiadamente de acuerdo a los estndares actuales".

5l!uien tom al!unas decisiones equivocadas durante al!una etapa, o tiene

responsabilidades en este caso. 7ste tema es ahora parte del sistema le!al . Por

e9emplo: /a empresa constructora decidi disminuir el espesor debido a que supon1aque eso no iba a afectar las ri!ideces".


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Las estructuras tienden a fallar de diferentes maneras de acuerdoa la carga, o la situacin en que dic"o elemento se encuentraTENER (RE&ENTE Q$E#

7lasticidad$6e manifiesta con deformaciones en la forma del elemento. 7n una plasticidad local, se hace una redistribucin de car!as a zonas con menores

tensiones. /os materiales d=ctiles son capaces de desarrollar !randes deformaciones. /a plasticidad flu3e por una parte considerable del elemento.

/os factores que influ3en principalmente son los procesos de car!a 3 descar!a, estados multiaiales 3 las altas temperaturas.

)atiga$6e manifiesta por medio de una fractura pro!resiva. /a causa son estados tensionales o c1clicos. >nflu3en la concentracin de tensiones, cambios

abruptos de seccin, fisuras, entre otras.

esplazamientos$7l ori!en es la esbeltez del ob9eto estructural. 6e da en diferentes modos:

?@esplazamientos !randes con equilibrio estable.?Pandeo #equilibrio inestable), falla en la forma estructural. Ao se consideran dentro las fallas por modos de pandeo, los dominados por la !eometr1a 3

no por el material.

?Bibraciones: por consecuencias de ruido, !olpes entre partes que se mueven, !randes desplazamientos transitorios.

?Modelos: constitutivas elsticas, cinemticas no lineales.

?


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Corrosin$6e manifiesta como la perdida de material en el espesor de un elemento 3 la reduccin de dimensiones de una seccin.6e ori!ina por una accin qu1mica o ambiental.

>nflu3e la a!resividad del medio.

Creep$6e manifiesta por medio de desplazamientos diferidos en tiempo.

7l ori!en, en metales 3 cermicos ocurre una difusin de vacancias, con cambio de forma en los !ranos. @eslizamiento de !ranos,

formacin de cavidades a lo lar!o de los bordes de !ranos.

/a causa para dicha falla son tensiones actuando durante tiempos lar!os.

>nflu3en factores como la temperatura, problemas de material.


)ractura$$uando un material se rompe, antes de tener deformaciones !randes, se llama fractura. 7sta falla se ori!ina por defectos locales en el

material a nivel microestructural. /a fractura se puede propa!ar de manera continuada. 7l modo de falla es una separacin de la

estructura en partes. /os factores principales que influ3en para ocasionar una fractura son las ba9as temperaturas, car!as dinmicas, 3

depende tambin de la habilidad que tiene el material para absorber ener!1a.


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En ,eneral- se clasifican en#

Falla (or Deforaci/n El0stica E"cesi1a.

Falla (or Deforaci/n (eranente

Falla (or &eparaci/n (arcial.

Falla (or &eparaci/n Total.


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La falla por deformacin el!stica tiene

que ver con elfuncionamiento de la

estructura, puede causar vibracinexcesiva, edificios muy altos y flexibles,

causando problemas constructivos

como rotura de vidrios, grietas en los

cielos rasos y desa!ustes de puertas y

ventanas. dems, "ay ocasiones enque dic"a deformacin excesiva origina

esfuerzos secundarios que ocasionan

fallas ms graves.

Falla (or Deforaci/n

El0stica E"cesi1a.



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/a

deformacin permanente, que se

presenta cuando el material se /a sometido aun esfuerzo superior a su lmite el!stico,enlas estructuras de la >n!enier1a civil dichas

deformaciones impiden su funcionamiento

normal la ma3or1a de las veces.

Falla (or Deforaci/n

(eranente


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7n al!unas partes del elemento estructural el

material presenta separacionesconsidera%lemente mayores que las normalesentre partculas. 6e dice, que se han

presentado fisuras o !rietas. /as primeras son,en muchos casos, imposibles de evitar en

al!unos materiales como el $oncreto, sin

embar!o, si se las descuida, pueden adquirir una

!ravedad que inicialmente no era mu3 obvia. Por

e9emplo, estructuras de croncreto reforzado

localizadas en zonas costeras o en ambientesindustriales corrosivos han fallado por la

reduccin en el rea del acero de refuerzo,

producida por la oidacin que facilitan las

!rietas.

Falla (or &eparaci/n

(arcial.


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7l ms !rave desde el punto de vista de la se!uridad, es la falla por separacin total o colapso de laestructura. 5l producirse ocasiona considerables perdidas econmicas 3 de vidas. *n material oestructura que falla de un modo s8%ito o eplosio, requiere ma3or mar!en de se!uridad quecuando el tipo de falla permite tomar a tiempo medidas correctivas.

Falla (or &eparaci/n

Total.


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#rrores de dise*o

La localizacin

Las cargas.)allas en la instalacin por procesos inadecuados

)alta de mantenimiento o mantenimiento inadecuado

Causas naturales

a*o "umano

busos por parte del usuario

Cambios en el uso del edificioeterioro natural en el sistema de tec"os

)alla en otros componentes del edificio

)alla en el propio sistema debido a alg8n componente

ausas de fallas

#n forma generala tenemos$ Fallas en estuctuas de conceto e!o"ado y mamposte#a


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#n forma especifica tenemos$ Fallas en estuctuas de conceto e!o"ado y mamposte#aa. *na inadecuada resistencia al cortante de los entrepisos debido a la escasez de elementos estructurales como

columnas o muros.

b. Crandes esfuerzos de cortante 3 tensin dia!onal en columnas o en vi!as.

c. Falla por adherencia del bloque de unin en las coneiones vi!a?columna debida al deslizamiento de las varillas

ancladas, o a falla de cortante.

d. Crandes esfuerzos en muros de cortante, sin o con aberturas, solos o acoplados.

e. Bibracin torsional debida a la falta de coincidencia en planta del centro de masas con el centro de ri!idez.f. Punzonamiento de la losa de edificios construidos a base de losas planas

!. Bariacin brusca de la ri!idez a lo alto del edificio

h. Colpeteo entre edificios

i. 5mplificacin de los desplazamientos en la c=spide de los edificios.


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Crandes esfuerzos de cortante en columnas acortadas por el efecto restrictivo al desplazamiento causadopor elementos no estructurales.

Falla por inadecuada resistencia al cortante de los entrepisos debido a la escasez de elementos

estructurales como columnas o muros. Falla fr!il en muros de cortante, con o sin aberturas, 3a sea acoplados o solos. Bibracin torsional debida a la falta de coincidencia en planta del centro de masas con el centro de ri!idez. Falla por punzonamiento de la losa de edificios construidos a base de losas planas.

Falla por variacin brusca de la ri!idez a lo alto del edificio Falla por !olpeteo entre edificios Falla por !randes esfuerzos de cortante en columnas acortadas por el efecto restrictivo al desplazamiento

causado por elementos no estructurales


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Fallas en Estructuras

Edificaciones


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7ste tipo de falla se presenta cuando la

capacidad de resistencia a la fuerza

cortante #proporcionada por el refuerzo

horizontal 3 el concreto) supera a la de

flein #!enerada por el refuerzo vertical 3la car!a aial). 7sta falla se caracteriza

por el balanceo del muro en torno a sus

etremos, transmitindose !ran parte de la

car!a vertical por el etremo comprimido,

lo que puede ori!inar la trituracin del

concreto con el subsi!uiente pandeo delrefuerzo vertical, en caso de que no eista

confinamiento en los etremos

F#''# /(r F'e,&n


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$a !alla po cote se poduce en

los muos de conceto amado

cuando su capac%dad es%stente a

!ue"a cotante es %n!e%o a la de

!le&%'n. (sta !alla se caacte%"a

po lapresencia de grietas

diagonalesal %)ual *ue en una!alla po !le&%'n+ los talones del

muo pueden t%tuase con el

subs%)u%ente pandeo del e!ue"ovet%cal+ s% es *ue el e&temo

caece de est%bos de

con!%nam%ento

F#''# /(r C(rte


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Por lo !eneral, este tipo de falla es una

derivacin de la falla por flein, producida al

conectarse las dos !rietas formadas por

flein en ambos etremos del muro. 7sta

falla se produce !eneralmente en las 9untas

de construccin del muroD se a!rava cuandoeiste se!re!acin del concreto, cuando las

9untas son lisas o cuando los traslapes del

refuerzo vertical son realizados en la misma

seccin transversal. Eambin, cuando se

disea al refuerzo vertical slo por flein, sin

considerar que en simultneo act=a la fuerzacortante, adoptando sus valores mimos al

mismo instante durante el sismo.

Falla por corte2ci3alle

4Desli3aiento5


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Tipos de fisuras producidas por las car,as

e"ternas


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%isuras por calor de &idratacin en un muro


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F#''# En :

"&g#L(#

C('u%n#6ur(


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F#''# re'#c&(n#-# c(n '# SI6ETRAT(r&n en ?'#nt#

A&%etr=# en ?'#nt#A&%etr=# en e'e#c&n


38/38

GRACIAS

Ing Lu< E A'#re< At('e##210$g%#&'c(%)'e##*2$+(t%#&'c(%


/(n en %#n( -e' Se7(r t(-#tu (br# > tu ?r(>ect( e

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