Ecuaciones de diseño para muros confinados sujetos a cargas uniformes fuera del plano

Abstract

Los muros de mampostería confinada son ampliamente utilizados en Latinoamérica (México, Chile, Perú, Colombia, Argentina y Venezuela), Asia (Irán, China e Indonesia), Europa (Italia, Eslovenia, Romania y Serbia) y África (Algeria y Marruecos). La mampostería confinada es un sistema estructural compuesto de un marco rígido de elementos confinantes colado alrededor de un panel de mampostería no reforzada. Durante el proceso constructivo, primero se construye el panel de mampostería y posteriormente se construyen los elementos confinantes de concreto reforzado. Los muros de mampostería confinada pueden estar sometidos a la acción de cargas en su plano y fuera de su plano. Las cargas fuera del plano pueden ser producto de su peso propio al estar sometidos a acciones sísmicas o cargas uniformes debidas a la acción del viento. Actualmente existe una metodología para el diseño de muros de mampostería confinada sujetos a cargas uniformes fuera del plano. En esta metodología se utilizan tablas de diseño, lo cual hace laborioso el procedimiento. Por lo anterior, es importante simplificar el uso de la metodología desarrollando ecuaciones de diseño. Por otro lado, se han desarrollado ecuaciones para determinar la resistencia fuera del plano de muros de mampostería confinada, sin embargo, estas ecuaciones sólo consideran muros con relación de aspecto menor o igual que uno. En la práctica es común encontrar muros con relación de aspecto mayor que uno por lo que es necesario tener ecuaciones de diseño para estos muros. El objetivo de este trabajo es desarrollar ecuaciones de diseño para muros de mampostería confinada sujetos a cargas uniformes fuera del plano. Para lograr el objetivo se realizó un análisis de sensibilidad de las principales variables que influyen en el comportamiento de los muros de mampostería confinada sujetos a cargas uniformes fuera del plano. Se determinó la resistencia fuera del plano de 6912 muros utilizando el método del puntal bidireccional. Las variables consideradas fueron la resistencia a compresión axial de la mampostería, la relación de aspecto y el espesor del muro, la rigidez en el plano de los elementos confinantes y el esfuerzo axial del muro. Se consideraron resistencias a compresión de la mampostería entre 2 y 10 MPa, relaciones de aspecto entre 0.50 y 2.00, espesores del muro entre 100 y 200 mm, rigidez de los elementos confinantes entre 0.69 y 56.49 kN/mm y esfuerzo axial entre 0 y 392.27 kPa. Adicionalmente se encontró en la literatura la resistencia fuera del plano experimental de 24 muros de mampostería confinada. Se determinó analíticamente la resistencia fuera del plano de estos muros utilizando los métodos de líneas de fluencia, líneas de fluencia modificado, puntal de compresión y con la ecuación desarrollada en este trabajo. El promedio de la relación entre las resistencias analíticas y la resistencia fuera del plano experimental fue de 0.64, 0.65, 0.52 y 1.11 con coeficientes de variación de 33%, 36%, 39% y 20% para los métodos líneas de fluencia, líneas de fluencia modificado, puntal de compresión y la ecuación desarrollada en este trabajo, respectivamente. Se observó que con la ecuación desarrollada en este trabajo se predice mejor la resistencia fuera del plano de muros de mampostería confinada.