DISPOSICIONES DE DISEÑO

PARA MUROS DE CORTEpor A. E. Cárdenas, J. M. Hanson,

W. G. Corley, y E. Hognestad

Los antecedentes y el desarrollo de la Sección II. 16, Disposiciones Especiales para Muros, de la ACI Se discute Código de Construcción (ACI 318-7 I). Estas disposiciones se encontraron para predecir satisfactoriamente la fuerza de las seis de gran altura y siete de cizalladura de baja altura paredes probados en los laboratorios de la Portland Cement Association, así como la fuerza de la pared muestras analizadas por otros investigadores. Los resultados de las investigaciones experimentales de PCA se resumen en una endix Ap. Trece muros de corte rectangular eran teste cl 'bajo combinaciones de cargas laterales y axiales. Uno de los especímenes se subiected a diez ciclos de inversiones de carga. Palabras clave: cargas axiales; construyendo códigos; cargas cíclicas; flexión fuerza; edificios de gran altura; concreto reforzado; reseerch; resistencia a la cizalladura; esfuerzo cortante: paredes escarpadas; diseño estructural. n paredes cortantes AREDEEP, relativamente delgada, vertical vigas de hormigón armado en voladizo. Ellos se utilizan comúnmente en estructuras para resistir la efectos de las cargas de gravedad y cizallas historia debido a viento o terremotos fuerzas. Este documento resume material de fondo para la Sección 11.16, Disposiciones Especiales para Muros, de 1971 ACI Edificio Code.l Las disposiciones son destinado a garantizar la resistencia al cizallamiento adecuado. Sin embargo, otras consideraciones tales como la flexión la fuerza, la absorción de energía, rigidez lateral y detalles de refuerzo son igualmente importantes para obtener un rendimiento estructural satisfactoria. Ha habido relativamente poca investigación sobre la fuerza y el comportamiento de muros de corte. Investigadores en Japan2-4have sido afectado principalmente con la fuerza de muros de corte de baja altura rodeado por un hormigón o acero marco reforzado y sometido a cargar reversiones. Disposiciones de diseño de pared de cizalla japoneses son descrito en las Normas de Cálculo del Blindada Structures.6 concretas que se basan en la filosofía de que toda la fuerza de corte es para ser transportado por el refuerzo, cuando un cierto limitar la tensión de cizallamiento de hormigón se supera. A principios de la década de 1950, Benjamin y Williams, o-g de la Universidad de Stanford, llevado a cabo extensas pruebas estáticas en muros de corte de baja altura rodeados por un marco de hormigón armado. Su propuesta ecuaciones de diseño habían limitado su uso práctico debido a restricciones en su aplicabilidad. Una extensión de esta investigación, se trata de cargas dinámicas, fue realizado por Antebi, Utku y Hansen10at el Instituto de Tecnología de Massachusetts. Dinámica cargas simuladas fueron los debidos a, explosión de las armas atómicas en lugar de terremotos. Antes de la publicación de ACI 318-71,1 la única disposiciones para el diseño de muros de corte en los Estados Unidos fueron los que contenían en uniforme Buildihg L Código? Fig, 1 muestra una representación gráfica de la disposiciones para muros de corte en Uniform Building Código, Dependiendo de la relación entre altura y profundidad de la pared, h ,,, / lu ,, la cizalla de diseño nominal total estrés, v ,,, se supone que es resistido ya sea solamente por

el hormigón, o por el hormigón y la horizontal reforzamiento. El esfuerzo cortante admisible nominal llevada por el hormigón, v ,, en muros de corte con baja hw / 2w proporciones se supone similar a la de vigas de gran altura. Se toma como la línea recta límite inferior de resultados de ensayos de corte en vigas de gran altura sin Web REFUERZO informado por DePaiva y Siess.lz Este esfuerzo de corte se limita a 5,4 + ~~ para paredes con relaciones de hJlw de 1,0 o menos. Para relaciones hw / lw de 2,7 o más, v, se toma igual a 2 + V ~, el valor recomendado para vigas de hormigón armado en ACI 318-63,13 El esfuerzo cortante llevado por el refuerzo es basándose en los resultados de ensayos de corte en vigas que contienen refuerzo web informado por Slater, Señor y Zipprodt ~ Aas así como los reportados por de- Paiva y Siess.12Based en estas pruebas, se supone que el refuerzo vertical u horizontal web en muros de cortante con hw / l ,. proporciones de 1,0 o menos no aumenta apreciablemente el valor de v ,, por encima de la de Vcattributed al hormigón. Por consiguiente, su estrés cortante total se limita a 5,4 Muros de corte con h ,, proporciones LLW de 2,0 o más se consideran a comportarse como vigas; Diseño total esfuerzo de corte para estas paredes se toma igual a 10+ V7, como se recomienda en A ~ I 318-63,1 '

Si bien las disposiciones UBC representaron un avance en el diseño, el trabajo adicional, incluyendo que por Chris Leonhardt y Walther, Cardenas y Magura y Cárdenas, ha llevado a separar disposiciones para vigas de gran altura y muros de corte en Capítulo 11 de ACI 318 a 71,1 Estas disposiciones reconocen que hay diferencias importantes Entre vigas de gran altura y muros de corte. En primer lugar, en el fondo vigas están generalmente cargados a través de la extrema fibras en compresión. Bajo estas condiciones, Shear realizado por el hormigón en un miembro sin refuerzo web es mayor que la cizalladura causando tensión diagonal agrietamiento. Muros de corte, sin embargo, son miembros profundos cargados a través de talones o diafragmas. Este tipo de miembro, si no lo hace contener refuerzo web, puede fallar en una cizalla igual o sólo ligeramente mayor que la cizalla causando cracking.l diagonal * En segundo lugar, vigas de gran

altura generalmente no se somete a cargas axiales, mientras la consideración de compresión axial o tensión puede ser importante en muros de corte. Reconociendo las limitaciones de la información existente en la fuerza de muros de corte, la Portland Cement Association comenzó experimental investigación en aspectos más destacados de este 1968. investigación se describen en el Apéndice.

DESARROLLO FUERZA FLEXIBLE

Disposiciones De Diseño

La investigación experimental ha demostrado la importancia de considerar la flexión fuerza de un muro de corte. En muchos diseños de cizalla paredes en edificios de gran altura, el uso del mínimo cantidad de refuerzo de corte horizontal requiere por las disposiciones de la Sección 11,16 de ACI 318-71,1 0.0025times el área de hormigón, será suficiente para desarrollar la resistencia a la flexión de la pared. El uso de supuestos que están de acuerdo con los en SECTI, en 10.2of AC! I318-71, la fuerza fIexural de muros de corte rectangulares que contienen uniformemente distribuido refuerzo vertical y se sometió a carga axial combinada, flexión y cortante, puede se calculará como:

=distancia de la fibra extrema a la compresión eje neutro, pulgadas.

=distancia de la fibra extrema a la compresión resultante de la fuerza de tensión, en,

=espesor de pared de corte, pulgadas.

= carga axial de diseño, positivo si la compresión, libra

= resistencia a la compresión especificada del hormigón, psi

= 0.85 para la fuerza jc 'hasta 4000 psi (281,0 kgf /cm2) y se redujo continuamente a una tasa de 0,05 por cada 1000 psi (70 kgf / cm2) de la fuerza en exceso de 4,000 psi (281,0 kgf / cm2).

La ecuación 1 se puede aproximar como:

Basándose en los resultados de la investigación PCA, Eq. (1) parece predecir satisfactoriamente la flexión fuerza de paredes rectangulares con un HW / Wratio igual o mayor que 1,0, Fig. 2 muestra una comparación de la ecuación. (1) y (2) para diferentes cantidades de Grado 60 uniformemente refuerzo vertical distribuido para f: = 4000 psi (281,0 kgf / CMZ) y para dos proporciones de axial compresión, a = O y a = 0,25. La comparación muestra que para el caso de flexión pura, a = O, Eq. (2) está en buen acuerdo con el más riguroso Eq, (1). En el caso de un lugar Iarge axiaI compresión, a = 0,25, la mayor diferencia es aproximadamente el 5 por ciento. Por consiguiente, el uso del simplificada Eq. (2) parece adecuada para el diseño práctico.

Resistencia al corte:

La distribución de las cargas laterales en muros de cortante varía con su altura. Por ejemplo, bajo una carga de viento lateral, esta distribución puede variar desde casi uniforme en una pared en un edificio alto a una sola fuerza concentrada en una pared en una baja edificio, diferencias en la distribución de carga lateral, geometría y proporciones pared conducen a condiciones eso puede hacer que la resistencia al corte del criterio de control en el diseño de muros de corte de baja altura.

Como se señala en el informe del Comité ACI-ASCE 326 (426), Corte y Tensión Diagonal, 21 La práctica del diseño americano se basa en la premisa que la capacidad de cizalla de vigas de hormigón se compone de dos partes. Una parte es la cizalla realizado por el hormigón, y la otra parte se lleva a la cizalla por refuerzo web. Además, estas dos partes se considera que son independientes, de modo que web refuerzo sólo se requiere para la parte de la cizalla total, que supera el límite de la cizalla realizado por el hormigón. Con la adopción de ACI 318-63, un adicional premisa convirtió inherente en el diseño de cizalla provisiones. Esta premisa es que la cizalladura llevó por el hormigón es igual a la fuerza cortante causando significativa agrietamiento inclinado. Este último supuesto subraya la importancia de la cizalla agrietamiento.