Modelación del agrietamiento de muros de mampostería confinada, con relación de aspecto de 0.75, sujetos a cargas uniformes fuera del plano

Abstract

La mampostería confinada es ampliamente utilizada en México en la construcción de edificaciones. En particular, en la Península de Yucatán la mayoría de las viviendas y edificaciones están hechas a base de muros de mampostería confinada de bloques huecos de concreto. En la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Yucatán (FIUADY) se han realizado estudios para evaluar el comportamiento de muros de mampostería confinada sujetos a cargas fuera del plano con el fin de establecer criterios de diseño estructural. En dichos estudios se han observado distintas etapas en las curvas carga – desplazamiento fuera del plano. La última etapa ha sido estudiada ampliamente, ya que durante esta etapa se presenta la carga máxima, y está asociada a un comportamiento de arco. El estudio de las primeras etapas es importante ya que durante estas se presentan los primeros agrietamientos. El objetivo general de este trabajo de investigación fue simular computacionalmente la evolución inicial del agrietamiento de muros de mampostería confinada sujetos a cargas uniformes fuera del plano mediante modelos no lineales con el Método del Elemento Finito. Se realizaron ensayes y modelos computacionales para obtener el módulo de elasticidad de bloques huecos de concreto de tres celdas sometidos a flexión. Se realizaron modelos computacionales de muretes y muros de mampostería confinada sujetos a cargas uniformes 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 y para las juntas de mortero se consideraron interfaces planas que constaron de elementos de 8 nodos y 3 grados de libertad por nodo. Se asumió que el modo básico de agrietamiento es tipo I (modo de abertura), con un comportamiento frágil al formarse las grietas. Se calibró el modelo de muros de mampostería confinada considerando los resultados experimentales de tres ensayes a escala natural de muros con relación de aspecto cercana a 0.75. Con base en los resultados obtenidos se concluyó que los primeros agrietamientos en los muros de mampostería confinada sujetos a cargas uniformes fuera del plano ocurren en la cara de aplicación de carga, la cual no es visible en los experimentos. Los agrietamientos horizontales al centro del muro determinan el cambio de pendiente entre la primera y la segunda etapa y ocurren entre el 37% y el 48% de la carga máxima. Finalmente, los modelos computacionales desarrollados para los muretes de mampostería y los muros de mampostería confinada aproximan bien los resultados experimentales.