Modelación del agrietamiento de muros de mampostería confinada, con relación de aspecto mayor a 1, sujetos a cargas uniformes fuera del plano

Abstract

Los muros de mampostería confinada (MMC) son construidos utilizando piezas artificiales y es reforzada perimetralmente con elementos de concreto reforzado. En la península de Yucatán se usan los MMC para vivienda y edificaciones de baja altura. En su diseño se deben considerar las cargas fuera del plano que son producidas por la acción del viento, ya que es una región vulnerable al paso de los huracanes. En la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Yucatán (FIUADY) se han realizado estudios experimentales para evaluar el comportamiento de los MMC sujetos a cargas fuera del plano. En dichos estudios se han observado distintas etapas en las curvas carga – desplazamiento fuera del plano. Los modelos analíticos que se han desarrollado se han enfocado en determinar la resistencia de los MMC. Por otra parte, el comportamiento inicial de los MMC, en el cual se presentan los primeros agrietamientos, ha sido poco estudiado. El objetivo general de este trabajo de investigación fue desarrollar modelos computacionales no lineales del Método del Elemento Finito (MEF) para analizar la evolución inicial del agrietamiento de muros de mampostería confinada, con relación de aspecto mayor a uno, sujetos a cargas uniformes fuera del plano. Se realizaron ensayes para obtener propiedades mecánicas bloques huecos de concreto de tres celdas verticales sometidos a tensión y flexión. Se realizaron modelos computacionales de bloques sometidos a flexión, muretes y muros de mampostería confinada sujetos a cargas fuera del plano. Se utilizaron elementos hexaedros tridimensionales de 8 nodos y 3 grados de libertad por nodo para los bloques de mampostería y los elementos confinantes. En las juntas de mortero se utilizaron elementos de interfaz plana de 8 nodos y 3 grados de libertan por nodo. Se asumió un modo de agrietamiento Tipo I (abertura) y un comportamiento constitutivo de Hordijk et al. (1991) con modelo de grieta discreta. Con base en los resultados obtenidos se concluyó que el módulo de elasticidad del bloque sometido a flexión es inferior al módulo de elasticidad del bloque sometido a compresión axial. Las grietas verticales al centro del MMC son las primeras en presentarse y producen un cambio en la rigidez del muro; posteriormente se IV

produce un agrietamiento horizontal en la primera junta de mortero en la superficie de carga del muro. Finalmente, los modelos computacionales desarrollados para los muretes y muros de mampostería confinada aproximan satisfactoriamente los resultados experimentales y reproducen el mecanismo de falla observado experimentalmente.