Las pantallas
estructurales están compuestas por muros macizos de forna rectangular en su
mayoría, accionadas por cargas laterales como las de viento y las sísmicas,
estos elementos poseen rigidez a los desplazamientos horizontales, esto es
debido a su cobertura dimensional. la altura del edificio define las
proporciones ofreciendo mas resistencia a la flexión o al corte como principal
solicitación, los muros cuando son esbeltos en edificios de gran altura se
comportan como cantilever empotrados desde la base, los métodos tradicionales
para diseñar los muros como una sección homogénea es solo valido para
excentricidades reducidas, en secciones no fisuradas. pero si en el diseño del
muro el elemento es considerado como una sección normal el resultado seria que
los esfuerzos principales se transmiten a los extremos y los mínimos tanto
vertical como horizontal del resto del muro.
El esfuerzo producido en los extremos del muro
resiste tracción o compresión según las cargas laterales aplicadas y es
preferible colocarlo en núcleo confinados con ligaduras para mejorar la
ductilidad, los muros en general se deben diseñar para resistir los esfuerzos
combinados de flexión, corte y fuerzas axiales que se determinan con un
análisis convencional. cuando la mas severa de las combinaciones de cargas
provoca tracción en un extremo del muro resulta que los momentos de volcamiento
producidos por las cargas laterales se debe verificar que las cargas
gravitacionales compensen este efecto y asegurar que el muro garantice una
resistencia por anclaje a las fundaciones.
Tomando en cuenta la influencia de las
deformaciones por flexión y por corte , en los muros empotrados en su base los
corrimientos debidos a los cuartos tipos de carga mas usuales en la practica.
- Carga concentrada horizontal en el tipo del edificio, la cual toma
generalmente en cuenta los modos superiores de vibración de las
estructura.
- Carga uniformemente distribuida en toda la altura del muro, que
representa en forma esquemática la acción del viento.
- Carga triangular con el vértice en la base, que permite considerar
la acción del sismo en edificio regulares para lo cuales el modo
fundamental de vibración es el mas significativo.
- cargas concentradas intermedias a nivel delos entrepisos,
distribución apropiada para representar las fuerzas de piso o los
cortantes para aplicar los criterios de diseño sísmico.
Para todos los tipos de cargas presentadas, el
maximo corrimiento lateral en el topo delmuro se obtiene.
U= UM + Uv
Donde UM es le corrimiento debido a la flexion y Uv
el correspondiente al corte.
La rigidez de un muro se expresa segun la fuerza
necesaria para producir un desplazamiento lateral de forma unitaria por piso o
unidad de altura, la rigidez que tiene un muro se obtiene en forma diferentea
la rigidez de una viga convencional de concreto, en consecuencia la deformación
por corte se considera adicional a la deformación por flexiona. En numerosos
ensayos de laboratorio han demostrado que la rigidez de los muros de concreto
armado no fisurados, se calculan según los criterios generales de resistencia
de materiales, en el caso de ser muros empotrados en una base firme y libre en
extremo superior, el desplazamiento lateral del tope con relación a la base de
un muro prismático rectangular de altura H se obtiene:
Toma solo en cuanta la influencia de la flexión en
magnitud de la deformación, si se considera también la deformación por corte.
EI representan la rigidez flexional del muro
y GA su rigidez a corte, G es el modulo de elasticidad transversal o modulo de
corte, y en concreto se adopta.
G= de 0.4 a 0.425 E
f es el factor de forma de la sección transversal:
f= 1.2 para rectángulos.
f= 2.5 para secciones en I y en U.
Adoptando el parámetro s
Los criterios que demuestran los desplazamiento
laterales se incrementan por la presencia de las fuerzas cortantes en muro,
esto demuestra que la rigidez lateral disminuye. La influencia de la
deformación por corte depende de las relaciones, la variación del factor U/UM
en relación a L/H la es el ancho del muto y H su altura total.
En la figura a continuación se puede aprecias los
valores de relación de altura L/H < 1/5 el efecto de las fuerzas axiales en
el desplazamiento lateral del muro puede despreciarse ya que el resultado menor
al cuarto piso, para L/H > 1/3 este efecto adquiere importancia debido a que
supera los 10 pisos y para L/H > 1 se vuelve predominante, el primer caso
corresponde a muros de gran altura el segundo a los de mediana y por ultimo los
muros bajos.
El incremento de la deformacion lateral en un muro
por influencia del corte bajo acciones axiales de carga lateral uniformemente
distribuidas, cuando un muro forma parte de un sistema dual se puede avaluar
con una rigidez aproximada dividiendo su momento de inercia por un factor de
corrección igual a (1+2s) donde s se calcula para la altura h total del muro en
caso se secciones rectangulares.
s = 1,41 (L/H)^2
En el caso de comportamiento inelástico de la
estructura, se puede tomar en cuenta la condición del muro fisurado, usando el
valor E' en lugar de E, siendo E' = 0.8E. Los valores de desplazamiento
laterales dados anteriormente correspondes al caso de los muros macizos de
sección uniforme en toda su altura H, si los muros presentan discontinuidad se
deben aplicar los criterios que se exponen después de la ejemplificación de lo
visto previamente.
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