REVISTA INGENIO
Propuesta de Aislamiento para Mampostería de Bloques de Concreto en Pórticos de
Hormigón Armado
Proposal for Concrete Block Masonry Insulation in Reinforced Concrete Frames
Chalco Erick | Universidad Central del Ecuador, Ecuador/Miracielo S.A. (Ecuador)
Viera Paulina | Universidad Central del Ecuador (Ecuador)/Universidad Politécnica de Valencia (España)
https://doi.org/10.29166/ingenio.v6i2.4288 pISSN 2588-0829
2023 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
Ecuador se ubica en el Cinturón de Fuego del Pacíco, donde ocurre el 90% de la actividad sísmica del
planeta. Por esta razón las edicaciones aporticadas que se construyen localmente son muy vulnerables
a sufrir daños en sus elementos. A esto se suma el hecho de que constructivamente se suele integrar la
mampostería a los pórticos, lo que determina un cambio en el comportamiento estructural previsto en el
diseño. Este trabajo de investigación tiene como objetivo proponer una forma de aislar la mampostería,
en base de la determinación del desplazamiento relativo «deriva» y los desplazamientos máximos que va
a soportar la edicación a partir de la obtención de su «punto de desempeño» y el análisis estructural «no
lineal». Con esto se espera, aportar criterios que sirvan para que diseñadores y constructores los integren
a su trabajo y se minimicen las afectaciones en las edicaciones por sismos.
Ecuador is located in the Pacic Ring of Fire where 90% of the seismic activity of the planet occurs. For
this reason, framed buildings that are built locally are very vulnerable to damage to their elements. Added
to this is the fact that the masonry is usually integrated into the frames constructively, which determines
a change in the structural behavior foreseen in the design. is research work aims to propose a way to
isolate the masonry, based on the determination of the relative displacement «Dri» and the maximum
displacements that the building will support from obtaining its «Performance Point» and the «Nonlinear»
structural analysis. With this, it is expected to provide criteria that help designers and builders integrate
them into their work and minimize eects on buildings due to earthquakes.
1. introducción
Ecuador es un país con alta peligrosidad sísmica [1]. Su
legislación de construcción incorpora criterios de diseño
sismorresistente. Sin embargo, según el Colegio de Ar-
quitectos del Ecuador (), el 60% de las construccio-
nes del país son informales [2]. Es decir, no cuentan con
estudios arquitectónicos ni estructurales. Las edicacio-
nes que han obtenido una aprobación de estudios téc-
nicos para su construcción no cuentan con scalización
adecuada en obra, que garantice la calidad de la cons-
trucción [3].
En el sismo del 16 de abril de 2016 (Ecuador), la gran
mayoría de estructuras de la ciudad de Portoviejo fueron
afectadas [4]. Algunas de estas edicaciones poseían estu-
dios estructurales como es el caso de la Mutualista Pichin-
cha, edicio de Manta, hotel el Gato, entre otras [4].
Received: 21/12/2022
Accepted: 08/05/2023
Aislación, daño, mampostería, pórticos,
sismos, vulnerabilidad, estructuras, edi-
caciones, Ecuador, no lineal.
Isolation, damage, masonry, frame, ear-
thquates, vulnerability, structures, buil-
dings, Ecuador, nonlinear.
2
Propuesta de aislamiento para mampostería de bloques de concreto en pórticos de hormigón armado
Tras el mencionado evento sísmico, una de las princi-
pales causas de colapso fue la formación de «columna
corta», producida por la mampostería que se construye
integrada a los pórticos [4].
Al respecto de este tema, hay varias investigaciones
que exponen la necesidad de evitar este comportamien-
to estructural [4], [5].
Se ha demostrado que, ante una carga sísmica, la duc-
tilidad de un pórtico sin mampostería es el 31% mayor
a la del mismo pórtico con mampostería. Es decir, tie-
ne una mayor capacidad de desplazamiento en el «ran-
go inelástico» [6].
El análisis de los daños que soporta una edicación se
enfoca en los desplazamientos de esta en el «rango inelás-
tico», y se lo realiza mediante la «curva de capacidad» y
los «niveles de desempeño» de la estructura [7], [8].
El sistema estructural más utilizado en Ecuador, es un
entramado espacial formado por pórticos [9]. La mam-
postería al ser integrada a los pórticos restringe el normal
movimiento de estos y limita su capacidad de deforma-
ción [10].
Este trabajo propone un aislamiento de la mampos-
tería a los pórticos [11]. Basándose en el desplazamiento
que puede tener la estructura ante una amenaza sísmica.
Para ello se analizan dos edicaciones de 3 y 6 pi-
sos. Estas alturas son las más comunes en edicaciones
del país [12].
. MÉTODO
Las edicaciones analizadas fueron diseñadas para que
su «nivel de desempeño» llegue a «seguridad de vida»
como indica la normativa -- [1].
Luego, se procedió a realizar el modelamiento de la
mampostería mediante dos procesos: «Paulay y Priestley»
y « 356». Estos métodos se basan en incorporar la
mampostería como una «diagonal equivalente» [13], uni-
da a los pórticos (ver Figura 1).
La gura 1, explica los parámetros que se utilizan para
determinar la «diagonal equivalente» y su «ancho equi-
valente» Estos se basan en las características geométricas
de los pórticos: H, h, Lv, L y θ. Donde, teta es el ángulo
que se forma por la diagonal. El ancho «a», es el ancho de
la diagonal y su espesor es el ancho del bloque. Así como
también, las propiedades de la mampostería como son:
«módulo de elasticidad (Em)» y «resistencia a la com-
presión (f’m)» [4].
Posteriormente, se procede a realizar una evaluación
de la estructura con la mampostería y se determina si se
modica el «nivel de desempeño» inicialmente obtenido.
Así como también, los parámetros «modales».
A partir de los datos obtenidos, se propone una forma
de aislamiento de la mampostería a los pórticos a nivel
constructivo. Enfocándose en los desplazamientos a ni-
vel «modal» y «no lineal» que va a tener la estructura.
Para así llegar a un desplazamiento objetivo, y que la
mampostería no afecte a la respuesta estructural inicial-
mente planteada.
La gura 2, muestra la forma esquemática del proceso
realizado para el diseño de las edicaciones establecidas,
obtención de desplazamientos y propuesta de aislamien-
to de la mampostería en función de los resultados obte-
nidos (ver Figura 2).
3. Resultados y discusión
. DESCRIPCIÓN DE LAS EDIFICACIONES
Las edicaciones poseen irregularidades en planta y ele-
vación. Son de uso residencial. Se ubican en la ciudad de
Quito en la parroquia de Calderón (Figuras 3 a, b, c y 4
a, b, c).
Están emplazadas sobre un perl de suelo tipo D. Se
evalúan con la incorporación de la mampostería según el
plano arquitectónico.
ANÁLISIS MODAL EDIFICACIÓN DE 3 PISOS
Para determinar el «análisis modal» se requiere de las
secciones de los elementos estructurales, como indica
la tabla 1. Estas secciones se obtienen de un predimen-
sionamiento. Posteriormente, las secciones obtenidas se
analizan en un soware de análisis estructural y dimen-
sionamiento de edicios (ver Tabla 1).
El «espectro sísmico» es inherente al sitio donde se va
a construir la obra, al tipo de suelo y forma de la edica-
ción. La tabla 2 indica todos los parámetros sísmicos para
la obtención del «porcentaje de carga reactiva» que inter-
viene en el «análisis modal» y «no lineal» (ver Tabla 2).
Los «resultados modales» están basados en los pará-
metros que delimita la normativa --, 2015 [1] .
La tabla 3, indica los parámetros esenciales que se
deben vericar, son: período de vibración de la estruc-
tura, modos de vibración, derivas, efectos P y cortan-
te basal estático y dinámico. Esto para que la edicación
cumpla con criterios de sismorresistencia a nivel global
(ver Tabla 3).
ANÁLISIS NO LINEAL EDIFICACIÓN DE 3 PISOS
El «análisis no lineal» o también llamado «pushover»,
indica el desempeño que va a tener la estructura en fun-
3
Chalco E. y Viera P.
Tabla 1.
Dimensiones de elementos estructurales - edicaciones de 3 y 6 pisos
Elementos:
3 pisos
Dimensiones Unidad
6 pisos
Viga tipo 1 25x35 35x50 cm
Ductilidad
ρb (ro balanceado) 2,17% 2,17% -
Ø (diámetro varilla) (+) y (-) 16 16 mm
As (-) (área de acero negativo) 8,0384 12,0576 cm2
ρ (cuantía negativa) 0,92% 0,69% -
As (+) (área de acero positivo) 4,0192 8,0384 cm2
ρ’ (cuantía positiva) 0,46% 0,46% -
Viga tipo 2 - 45x55 cm
Ductilidad
ρb (ro balanceado) - 2,17% -
Ø (diámetro varilla) (+) y (-) - 14 mm
As (-) (área de acero negativo) - 10,7702 cm2
ρ (cuantía negativa) - 0,44% -
As (+) (área de acero positivo) - 6,0288 cm2
ρ’ (cuantía positiva) - 0,24% -
Columna tipo 1 35x35 70x70 cm
Armado y Ductilidad
Ø (diámetro varilla) esquinero 18 22 mm
Ø (diámetro varilla) longitudinal 18 22 mm
# de varillas sentido “a” 3 5 u
# de varillas sentido “p” 3 5 u
Ø (diámetro varilla) estribo 10 12 mm
Ag real (área transversal hormigón) 1225 4900 cm2
As (área de acero) 20,3472 60,79 cm2
ρ (cuantía) 1,66% 1,24% -
Columna tipo 2 35x40 - cm
Armado y Ductilidad
Ø (diámetro varilla) esquinero 18 - mm
Ø (diámetro varilla) longitudinal 18 - mm
# de varillas sentido “a” 3 - u
# de varillas sentido “p” 3 - u
Ø (diámetro varilla) estribo 10 - mm
Ag real (área transversal hormigón) 1400 - cm2
As (área de acero) 20,3472 - cm2
ρ (cuantía) 1,45% - -
Losa tipo 1 25 25 cm
Losa tipo 2 20 - cm
4
Chalco E. y Viera P.
Tabla 2.
Espectro sísmico --, obtención del porcentaje de la car-
ga reactiva – edicaciones de 3 y 6 pisos
Parámetro Símbolo Resultados
3 pisos 6 pisos
Zona sísmica - V V
Factor Z Z 0,4 0,4
Tipo de suelo - D D
Factor de sitio: Fa 1,2 1,2
Factor de sitio: Fd 1,19 1,19
Factor de sitio: Fs 1,28 1,28
Período crítico Tc 0,7 0,7
Factor de ubicación geográca r 1 1
Amplicación espectral η 2,48 2,48
Factor de importancia I 1 1
Irregularidad en planta Ø p 0,9 0,9
Irregularidad en elevación Ø e 1 0,9
Factor de reducción sísmica R 6 6
Aceleración espectral - espectro
elástico Sa 1,1904 1,1904
Porcentaje de carga reactiva % 0,2204 0,2449
Figura 1.
Método empleado para aplicar la mampostería – FEMA 356 -
Paulay y Priestley
Figura 2.
Metodología planteada para el análisis de aislamiento de la
mampostería a los pórticos
5
Propuesta de aislamiento para mampostería de bloques de concreto en pórticos de hormigón armado
Figura 3.
Edicación de 3 pisos: conguración en planta (a), conguración en elevación (b) e incorporación de la mampostería (método de puntal
equivalente) (c)
a) b) c)
Figura 4.
Edicación de 6 pisos: conguración en planta PB (a), conguración en planta P2 a P6 (b), conguración en elevación (c) e incorporación
de la mampostería (método de puntal equivalente) (d).
a) b) c)
Tabla 3.
Resultados modales - edicaciones de 3 y 6 pisos
Parámetro Símbolo Resultados Unidad
3 pisos 6 pisos
Cortante basal estático V 70 390 T
Período de vibración T 0,46 0,64 seg
Torsión en planta (Modo 1) - 4 4 %
Torsión en planta (Modo 2) - 19 4 %
Torsión en planta (Modo 3) - 99 97 %
Deriva inelástica X Mx 1,30 1,36 %
Deriva inelástica Y My 1,17 1,43 %
Cortante basal dinámico X VDx 59,23 332,66 T
Cortante basal dinámico Y VDy 59,25 342,64 T
Torsión accidental (distorsión) X Ux 2,09 4,98 cm
Torsión accidental (distorsión) Y Uy 1,89 5,98 cm
Índice de estabilidad Q Q 0,0024 0,0020 -
Efectos P delta P NO NO -
6
Chalco E. y Viera P.
ción de la amenaza sísmica «sismo de diseño» [1]. Este
se evidencia en el llamado «punto de desempeño» [8]. El
cual se dene a través de la intersección de la «curva de
capacidad» y el «espectro sísmico».
Las tablas 4 y 5, indican el punto de desempeño por
el método de «espectro de capacidad ( 2008)»
[14], «linealización equivalente ( 440 )» [15] y
«coecientes de desplazamiento modicado 440
( 41-13)» (ver Tablas 4 y 5), [8].
A partir de la obtención del «punto de desempeño» se
generan los «límites de aceptación» o «nivel de desempe-
ño». Que están acorde a los criterios de ductilidad y des-
plazamientos [1], [16], [17].
Las guras 5 y 6, indican los «niveles de desempeño» que
posee la estructura mediante la obtención del «punto de
desempeño (Pd)» por el método de «coecientes de des-
plazamiento modicado 440 ( 41-13)» [8].
Como se observa en la gura 5, la edicación se en-
cuentra entre los límites de «seguridad de vida» y «pre-
vención al colapso». De acuerdo al desplazamiento
objetivo (dd importante - línea roja), obtenido del «pun-
to de desempeño». Por tal razón la edicación está con-
forme a la normativa -- (ver Figura 5).
Como se observa en la gura 6, la edicación se en-
cuentra entre los límites de «seguridad de vida» y «pre-
vención al colapso». De acuerdo al desplazamiento
objetivo (línea roja), obtenido del «punto de desempe-
ño». Por tal razón la edicación está conforme a la nor-
mativa -- (ver Figura 6).
INCORPORACIÓN DE MAMPOSTERÍA, METODOLO
GÍA DE PAULAY Y PRIESTLEY
La incorporación de la mampostería se basa en la for-
mación de una «diagonal equivalente» y de su «ancho
equivalente» [13].
La tabla 6, indica la formación de la «diagonal equi-
valente» y su «ancho equivalente». Según las dimensio-
nes del pórtico crítico para la edicación de 3 pisos (ver
Tabla 6).
3.3.2 INCORPORACIÓN DE MAMPOSTERÍA, METO
DOLOGÍA DE 356.
Este método se basa en la formación de un «puntal equi-
valente». La diferencia que existe con el de la sección 3.4,
es la obtención del «ancho equivalente» [13].
Las tabla 7 y 8 indican la formación de la «diagonal
equivalente» y su «ancho equivalente»; según las dimen-
siones del pórtico crítico para la edicación de 3 pisos
(ver Tablas 7 y 8).
Las «diagonales equivalentes» obtenidas se incorpo-
ran a la estructura según el plano arquitectónico. Al consi-
derar la mampostería a la edicación se procede a realizar
una vez más los análisis previamente realizados en los li-
terales 3.2 y 3.3.
ANÁLISIS MODAL EDIFICACIONES DE 3 Y 6 PISOS
CON MAMPOSTERÍA(ver Tablas 9 y 10)
ANÁLISIS NO LINEAL EDIFICACIONES DE 3 Y 6 PI
SOS CON MAMPOSTERÍA(ver Tablas 11 y 12)
Como indica la gura 7, la edicación se encuentra en-
tre los límites de «ocupación inmediata» y «seguridad
de vida». De acuerdo al desplazamiento objetivo (línea
roja), obtenido del «punto de desempeño». Por tal razón
la edicación está conforme a la normativa --
(ver Figura 7).
Como indica la gura 8, la edicación se encuen-
tra entre fuera del límite de «prevención al colapso». De
acuerdo al desplazamiento objetivo (línea roja). Obteni-
do del «punto de desempeño». Por tal razón la edicación
no cumple con la normativa -- y no puede resis-
tir la «amenaza sísmica» (ver Figura 8 y Tablas 13 y 14).
La gura 9 muestra que la edicación se encuentra
entre los límites de «ocupación inmediata» y «seguridad
de vida». De acuerdo al desplazamiento objetivo (línea
roja), obtenido del «punto de desempeño». Por tal razón
la edicación está conforme a la normativa --
(ver Figura 9).
La gura 10, indica que la edicación se encuentra en-
tre fuera del límite de «prevención al colapso». De acuer-
do al desplazamiento objetivo (línea roja). Obtenido del
«punto de desempeño». Por tal razón la edicación no
cumple con la normativa -- y no puede resistir
la «amenaza sísmica» (ver Figura 10).
3.1 Discusión
ESTRUCTURA DE 3 PISOS
La edicación de 3 pisos se diseña para llegar a un «nivel
de desempeño» de «seguridad de vida» (ver Figura 5).
Este diseño se justica con los límites permitidos por la
-- tanto en derivas, modos de vibración, cortan-
tes, etc. (ver Tabla 3).
Este diseño es la respuesta estructural esperada por
el diseñador. No obstante, al incorporar la mampostería
por el método de «Paulay y Priestley» o « 356», la
respuesta estructural se modica.
El «comportamiento modal», es afectado en sus pará-
metros como: cortante basal; enfocando en el incremento
del mismo por el peso. Período de vibración; disminuyen-
do su valor por el incremento de la rigidez que proporcio-
na la mampostería. Modos de vibración; incrementando
7
Propuesta de aislamiento para mampostería de bloques de concreto en pórticos de hormigón armado
la torsión en los primeros 2 modos. Derivas inelásticas;
disminuyendo su porcentaje por rigidez (ver Tabla 9).
Una vez comprobada la variación de la «respuesta
modal», entonces se procede a revisar la respuesta «no li-
neal». Es decir, «punto de desempeño» y «niveles de des-
empeño» (ver Figuras 5, 7 y 9).
Esta modicación de la respuesta estructural se ve
delimitada por el método empleado para incorporar la
mampostería, ya sea « 356» o «Paulay y Priestley».
Ya que estos métodos generan una «puntal equivalente»
y su ancho depende del método generando más o me-
nos rigidez.
A pesar de las modicaciones que posee la respuesta es-
tructural a nivel «modal» y «no lineal», esta estructura
mejora su capacidad global ante una excitación sísmica
de diseño.
ESTRUCTURA DE 6 PISOS
La edicación de 6 pisos se diseña para llegar a un «nivel
de desempeño» de «seguridad de vida» (ver Figura 6).
Este diseño se justica con los límites permitidos por la
-- tanto en derivas, modos de vibración, cortan-
tes, etc. (ver Tabla 3).
Tabla 4.
Punto de desempeño de la estructura por varios métodos en función de la carga « » - edicaciones de 3 y 6 pisos
CARGA PUSH X
3 pisos 6 pisos
MÉTODO DESPLAZAMIENTO
(CM) CORTANTE (T) DESPLAZAMIENTO
(CM) CORTANTE (T)
ESPECTRO DE CAPACIDAD ATC 40 (NTC 2008) 10,29 219,59 26,08 315,31
LINEALIZACIÓN EQUIVALENTE (FEMA 440 EL) 11,55 223,63 25,29 311,48
COEFICIENTES DE DESPLAZAMIENTO MODIFICADO
FEMA 440 (ASCE 41-13) 9,80 217,53 28,27 321,22
Tabla 5.
Punto de desempeño de la estructura por varios métodos en función de la carga « » - edicaciones de 3 y 6 pisos
CARGA PUSH Y
3 pisos 6 pisos
MÉTODO DESPLAZAMIENTO
(CM) CORTANTE (T) DESPLAZAMIENTO
(CM) CORTANTE (T)
ESPECTRO DE CAPACIDAD ATC 40 (NTC 2008) 9,22 221,31 23,35 368,75
LINEALIZACIÓN EQUIVALENTE (FEMA 440 EL) 10,31 225,11 21,74 362,49
COEFICIENTES DE DESPLAZAMIENTO 8,42 216,67 25,36 372,59
Figura 5.
Niveles de desempeño mediante carga PUSH X – edicación de
3 pisos
Figura 6.
Niveles de desempeño mediante carga PUSH X – edicación de
6 pisos
8
Chalco E. y Viera P.
Al igual que la edicación de 3 pisos esta estructura po-
see modicaciones en su comportamiento. La «respuesta
modal» y «no lineal» se ven afectadas en sus parámetros
(ver Tabla 10 y Figuras 8 y 10).
En este caso la estructura de 6 pisos tiene un com-
portamiento diferente a la de 3 pisos. Los parámetros
«modales» tienen relevancia pues el período de vibra-
ción aumenta en vez de disminuir. Las derivas inelás-
ticas aumentan en vez de disminuir. Su cortante basal
cambia por el incremento del peso de la estructura. Sus
2 primeros modos de vibración tienen una alta concen-
tración de torsión.
Al vericar la distorsión de la respuesta estructural
«no lineal», la edicación no llega a un «nivel de desem-
peño» de «seguridad de vida», a diferencia de la edica-
ción de 3 pisos.
Estos resultados demuestran que la mampostería in-
dependientemente del tipo de edicación (número de pi-
sos), generan variación en su comportamiento esperado.
Tabla 6.
Obtención del ancho equivalente–edicaciones de 3 y 6 pisos
Parámetro Símbolo Resultados Unidad
3 pisos 6 pisos
Altura entre
piso H 270 300,6 cm
Altura libre h 235 250,6 cm
Ancho libre de
mampostería Lv 465 470 cm
Longitud de la
diagonal L 521,01 532,64 cm
Ancho equiva-
lente a 130,25 133,159 cm
Tabla 7.
Obtención del ancho equivalente – edicación de 3 pisos –
356
Parámetro Símbolo Valor Unidad
Resistencia a la compresión
Mampostería f ’m 8,8 kg/cm2
Módulo de elasticidad
Mampostería Em 7920 kg/cm2
Resistencia a la compresión
Hormigón armado f ’c 210 kg/cm2
Módulo de elasticidad hor-
migón armado Ec 182591 kg/cm2
Altura entre piso H 270 cm
Altura libre h 235 cm
Ancho libre de mampostería Lv 465 cm
Longitud de la diagonal L 521,01 cm
Espesor del bloque de mam-
postería t 15 cm
Ángulo teta generado por la
diagonal
atan 0,47 -
ϴ26,81 rad
sen 2ϴ0,805 rad
Inercia de columnas
Ic 1 125052 cm4
Ic 2 186667 cm4
Ic prome-
dio 155859 cm4
λh FEMA 356-2000 λh 0,00773 -
Ancho equivalente a 67,92 cm
Tabla 8.
Obtención del ancho equivalente – edicación de 6 pisos –
356
Parámetro Símbo-
lo Valor Unidad
Resistencia a la compresión
Mampostería f ’m 8,8 kg/cm2
Módulo de elasticidad Mam-
postería Em 7920 kg/cm2
Resistencia a la compresión
Hormigón armado f ’c 210 kg/cm2
Módulo de elasticidad hormi-
gón armado Ec 182591 kg/cm2
Altura entre piso H 300,6 cm
Altura libre h 250,6 cm
Ancho libre de mampostería Lv 470 cm
Longitud de la diagonal L 532,64 cm
Espesor del bloque de mam-
postería t 15 cm
Ángulo teta generado por la
diagonal
atan 0,49 -
ϴ28,07 rad
sen 2ϴ0,830 rad
Inercia de columnas
Ic 1 2000833 cm4
Ic 2 2000833 cm4
Ic pro-
medio 2000833 cm4
λh FEMA 356-2000 λh 0,00405 -
Ancho equivalente a 86,15 cm
Figura 7.
Niveles de desempeño mediante carga PUSH X – edicación de
3 pisos con mampostería – Paulay y Priestley
9
Propuesta de aislamiento para mampostería de bloques de concreto en pórticos de hormigón armado
Tabla 9.
Resultados modales de la edicación con mampostería – edi-
cación de 3 pisos
Parámetro Símbolo FEMA
356
Paulay y
Priestley Unidad
Cortante basal
estático V 70,09 76,33 T
Período de vibración T 0,36 0,326 seg
Torsión en planta
(Modo 1) - 41 42 %
Torsión en planta
(Modo 2) - 3 8 %
Torsión en planta
(Modo 3) - 97 96 %
Deriva inelástica X Δ Mx 0,79 0,65 %
Deriva inelástica Y Δ My 0,73 0,63 %
Cortante basal
Dinámico X VDx 59,96 64,93 T
Cortante basal
Dinámico Y VDy 59,92 64,96 T
Índice de estabilidad
Q Q 0,0015 0,0014 -
Efectos PΔ PΔ NO NO -
Tabla 10.
Resultados modales de la edicación con mampostería – edi-
cación de 6 pisos
Parámetro Sím-
bolo
FEMA
356
Paulay y
Priestley
Uni-
dad
Cortante basal estático V 418,52 430,12 T
Período de vibración T 0,70 0,696 seg
Torsión en planta (Modo
1) - 6 6 %
Torsión en planta (Modo
2) - 35 68 %
Torsión en planta (Modo
3) - 64 33 %
Deriva inelástica X Mx 1,98 1,99 %
Deriva inelástica Y My 1,43 1,32 %
Cortante basal dinámi-
co X VDx
355,376
365,61 T
Cortante basal dinámi-
co Y VDy 355,82 365,89 T
Índice de estabilidad Q Q 0,0029 0,0037 -
Efectos P P NO NO -
Figura 8.
Niveles de desempeño mediante carga PUSH X – edicación de
6 pisos con mampostería – Paulay y Priestley
Figura 10.
Niveles de desempeño mediante carga PUSH X – edicación de 6 pisos con mampostería – FEMA 356
Figura 9.
Niveles de desempeño mediante carga PUSH X – edicación
de 3 pisos con mampostería – FEMA 356
10
Chalco E. y Viera P.
Esto no puede ser controlado por el diseñador estructu-
ral, ya que tiene concepción en el modelo arquitectónico.
Se debe generar un aislamiento de la mampostería a los
pórticos o analizar el diseño estructural desde un inicio con
este tipo de material. Cabe recalcar, si el diseño estructural
toma en cuenta a la mampostería, estos elementos deben
ser sometidos a control de calidad y no ser modicados en
el transcurso de la vida útil de la edicación.
3.2 Propuesta de aislamiento
El aislamiento de la mampostería tiene como objetivo no in-
terferir en la respuesta estructural esperada por el diseñador.
Este aislamiento se basa en la deformación que va a
sufrir la estructura a partir de dos criterios. El primero
se enfoca en la «deriva inelástica máxima» que va a te-
ner la estructura. La normativa --, dispone que
sea hasta el 2%.
El segundo criterio analiza el desplazamiento máxi
-
mo que va a tener la estructura en el «rango no lineal»,
ya que va a sufrir mayores deformaciones para soportar
el «sismo de diseño».
ANÁLISIS POR DEFORMACIONES CONTROLADAS
DERIVAS
Este tipo de aislamiento parte de las características de la
edicación como es su «altura de entre piso» y el porcen-
taje máximo de deriva que establece la --
[1]. Obteniendo así un desplazamiento base que permita
la movilidad libre del pórtico dentro de los límites per-
misibles de la «deriva máxima».
Altura de entre piso (He) = 3,06 m; edicación de 6 pisos.
Deriva máxima: 2%
Separación o aislamiento de mampostería (sm):
sm = 3,06*2%
sm = 6,12cm
El aislamiento debe ser 3,5 cm de cada lado.
ANÁLISIS NO LINEAL
Este tipo de aislamiento se debe al máximo desplaza-
miento que va a tener la estructura una vez que esté so-
metida a la carga «», ya sea en el sentido «X» o «Y».
La gura 9 muestra el desplazamiento máximo que va
a tener la estructura cuando es sometida a la carga «
», para soportar el «sismo de diseño» (ver Figura 11).
El desplazamiento máximo es de 25,8 cm en el últi-
mo piso (6.o). No obstante, el resto de pisos tiene meno-
res desplazamientos oscilando desde: 2, 7, 12, 18 y 23 cm,
desde PB hasta P5, respectivamente (ver Tabla 15). Con lo
cual se adoptó una media de 14,5 cm de desplazamientos.
Esta media indica que la separación de la mamposte-
ría a los pórticos debe ser de 7 cm a cada lado. Cabe re-
calcar que esta media de igual manera generará una leve
intervención de la mampostería en la edicación al no
permitir el desplazamiento estimado ante la acción sís-
mica de diseño.
En adición, se puede generar un aislamiento de la
mampostería a los pórticos, según el nivel de piso y el
desplazamiento obtenido en cada piso.
Desplazamiento medio: 14,5 cm
Separación de la mampostería (sm) = 7 cm
Tabla 13.
Punto de desempeño de la estructura con mampostería por va-
rios métodos en función de la carga - edicación de 3 y
6 pisos - método de 356
-
MÉTODO
3 pisos 6 pisos
DESPLA-
ZAMIENTO
(CM)
CORTAN-
TE (T)
DESPLA-
ZAMIENTO
(CM)
CORTAN-
TE (T)
ESPECTRO DE
CAPACIDAD
ATC 40 (NTC
2008)
5,59 259,17 26,38 507,14
LINEALIZA-
CIÓN EQUIVA-
LENTE (FEMA
440 EL)
9,11 364,44 29,16 469,10
COEFICIENTES
DE DESPLAZA-
MIENTO MODI-
FICADO FEMA
440 (ASCE 41-13)
7,52 326,58 29,52 471,61
Tabla 14.
Punto de desempeño de la estructura con mampostería por va-
rios métodos en función de la carga - edicación de 3 y
6 pisos - método de 356
-
MÉTODO
3 pisos 6 pisos
DESPLA-
ZAMIEN-
TO (CM)
COR-
TANTE
(T)
DESPLA-
ZAMIENTO
(CM)
CORTAN-
TE (T)
ESPECTRO DE
CAPACIDAD
ATC 40 (NTC
2008)
4,43 259,99 21,20 881,01
LINEALIZA-
CIÓN EQUIVA-
LENTE (FEMA
440 EL)
7,83 404,48 28,12 1065,16
COEFICIENTES
DE DESPLA-
ZAMIENTO
MODIFICA-
DO FEMA 440
(ASCE 41-13)
6,19 348,54 22,56 917,07
11
Propuesta de aislamiento para mampostería de bloques de concreto en pórticos de hormigón armado
El aislamiento de la mampostería debe ser 7 cm de cada lado.
La gura 12 (a) indica a detalle las características del
armado de la propuesta de aislamiento de manera frontal.
La gura 12 (b) indica el detalle de manera transversal
de los elementos que conforman la propuesta de aislamiento.
La separación de los pórticos con la mampostería,
está rellena de un material elástico que permita su libre
movimiento y ayude a cerrar los espacios libres. Ya que,
por lo general, estos pórticos son perimetrales.
Las riostras verticales y horizontales ayudan a anclar
a la mampostería para que esté sobre su eje. Para evitar el
volcamiento de la mampostería se ancla a la «vigueta», un
par de varillas y se acoplan a la viga principal.
El acople de las varillas que impiden el volcamiento
está sujeto o relleno con material epóxico.
Figura 11.
Desplazamiento del pórtico «3», debido a la carga PUSH X –
edicación de 6 pisos
Tabla 15.
Desplazamientos generados por la carga - edicación
de 6 pisos
DESPLAZAMIENTOS 6 pisos
DESPLAZAMIENTO UX (CM)
6TO. 25,00
5TO. 23,00
4TO. 18,00
3ER. 12,00
2DO. 7,00
PB 2,00
Figura 12.
Detalle constructivo – vista frontal (a) y corte (b)
a) b)
12
Chalco E. y Viera P.
PROPUESTA CONSTRUCTIVA DE AISLAMIENTO DEL
MATERIAL (ver Figuras 12 y 13)
4. Conclusiones
Los «resultados modales» de las edicaciones de 3 y 6
pisos se ven alterados cuando se evalúan a estas estruc-
turas incorporando la mampostería a los pórticos. Esto
debido a que la mampostería genera más rigidez y peso a
la estructura. Los parámetros que se ven alterados por la
incorporación de la mampostería ( 356) a los pórti-
cos de la edicación de 3 pisos son los siguientes: perío-
do de vibración, de 0,46 a 0,36 seg. Derivas inelásticas de
1,3 a 0,79% y de 1,17 a 0,73%, en el sentido «X» y «Y»,
respectivamente. Los modos de vibración, modicando
el porcentaje de incidencia torsional en el primer modo
de 4 a 41%.
De igual manera para la estructura de 6 pisos. Su pe-
ríodo de vibración cambia de 0,64 a 0,7 segundos. Su de-
riva inelástica, de 1,36 a 1,98% en el sentido «X». Sus
modos de vibración varían en el primer modo de 4 a 35%
de incidencia torsional. Esto indica que las características
«dinámicas o modales» se ven afectadas por la integra-
ción de la mampostería a los pórticos, debido al proce-
so constructivo.
Al analizar los resultados «no lineales» se obser-
va que, en las figuras 5 y 6, las edificaciones llegan a
«seguridad de vida». Al incorporar la mampostería a
los pórticos estos resultados varían tanto para el méto-
do de « 356» y «Paulay-Priestley» modicando este
«nivel de desempeño» inicialmente obtenido. Mejorando
su capacidad de disipación de energía en el caso de la edi-
cación de 3 pisos y disminuyéndolo en el caso de la edi-
cación de 6 pisos.
Los resultados obtenidos indican que la mamposte-
ría afecta al comportamiento esperado de las edicacio-
nes. Para evitar este comportamiento se debe obviar que
el proceso constructivo integre la mampostería a sus pór-
ticos. Para ello se plantea una propuesta de aislamiento.
El aislamiento de la mampostería debe permitir el libre
movimiento de los pórticos ante una excitación sísmica y no
involucrar a la mampostería. Para ello se establece dos pa-
rámetros de desplazamiento a nivel «modal» y «no lineal».
El desplazamiento a nivel «modal» separa a la mampos-
tería en función de la mayor «deriva inelástica» que pue-
de tener la edicación. Lo cual al superar los 3,5 cm de
distancia se involucrará a los pórticos afectándolos en un
menor grado.
Si el desplazamiento es a nivel «no lineal», entonces la
distancia será la máxima que va a tener la estructura has-
ta llegar a su «punto de desempeño». Con la cual la mam-
postería no se involucrará en ningún momento con los
pórticos dejando así que la estructura se comporte como
en el diseño inicialmente planteado.
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Figura 13.
Propuesta general de aislamiento de pórticos
13
Propuesta de aislamiento para mampostería de bloques de concreto en pórticos de hormigón armado
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